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SWATH data independent acquisition mass spectrometry for screening of xenobiotics in biological fluids: Opportunities and challenges for data processing.
Talanta ( IF 5.6 ) Pub Date : 2020-01-15 , DOI: 10.1016/j.talanta.2020.120747 Frank Klont 1 , Sandra Jahn 1 , Chantal Grivet 1 , Stefan König 2 , Ron Bonner 3 , Gérard Hopfgartner 1
Talanta ( IF 5.6 ) Pub Date : 2020-01-15 , DOI: 10.1016/j.talanta.2020.120747 Frank Klont 1 , Sandra Jahn 1 , Chantal Grivet 1 , Stefan König 2 , Ron Bonner 3 , Gérard Hopfgartner 1
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SWATH data independent acquisition (DIA) mass spectrometry (MS) has become an established technique in MS-based 'omics' research and is increasingly used for the screening of xenobiotics (e.g. drugs, drug metabolites, pesticides, toxicants). Such xenobiotic screening methods are mostly applied for tentative compound identification purposes based on spectral library searching, while additional data processing techniques are scarcely used thereby leaving the full potential of these methods often unused. Here we present an analytical workflow for screening xenobiotics in human samples using SWATH/MS based on which we highlight opportunities for unlocking unused potential of these methods. The workflow was applied to urine samples from subjects who tested positive for THC and/or cocaine during roadside drug testing with the goal of confirming the positive roadside drug tests and identifying compounds that relate to illicit drug use (e.g. cutting agents, tobacco components) or associate with corresponding lifestyle choices (e.g. nasal decongestants, painkillers). These goals could only be reached by complementing spectral library search procedures with additional multivariate data analyses due to inherent incompleteness of the spectral library that was employed. Such incompleteness represents a common challenge for applications where limited or no metadata is available for study samples, for example in toxicology, doping control in sports, and workplace or roadside drug testing. It furthermore sets the stage for employing additional data processing techniques as is outlined in the presented work.
中文翻译：
SWATH数据独立采集质谱法，用于筛选生物流体中的异种生物：数据处理的机遇和挑战。
SWATH数据独立采集（DIA）质谱（MS）已成为基于MS的“组学”研究中的一项既定技术，并越来越多地用于筛选异种生物（例如药物，药物代谢产物，农药，有毒物质）。此类异源筛选方法主要用于基于谱库搜索的临时化合物鉴定目的，而几乎不使用其他数据处理技术，从而常常没有利用这些方法的全部潜力。在这里，我们介绍了使用SWATH / MS筛选人类样品中异种生物的分析工作流程，在此基础上，我们着重介绍了释放这些方法未使用潜力的机会。该工作流程已应用于路边药物测试过程中THC和/或可卡因测试呈阳性的受试者的尿液样品，目的是确认路边药物测试呈阳性，并确定与非法药物使用有关的化合物（例如，切割剂，烟草成分）或与相应的生活方式选择相关联（例如，鼻充血剂，止痛药）。由于所使用的光谱库固有的不完整性，只能通过使用其他多变量数据分析补充光谱库搜索程序来实现这些目标。对于其中研究数据可用元数据有限或没有元数据的应用程序（例如毒理学，运动中的兴奋剂控制以及工作场所或路边药物测试），这种不完整性代表了一个普遍的挑战。
更新日期：2020-01-15
中文翻译：
SWATH数据独立采集质谱法，用于筛选生物流体中的异种生物：数据处理的机遇和挑战。
SWATH数据独立采集（DIA）质谱（MS）已成为基于MS的“组学”研究中的一项既定技术，并越来越多地用于筛选异种生物（例如药物，药物代谢产物，农药，有毒物质）。此类异源筛选方法主要用于基于谱库搜索的临时化合物鉴定目的，而几乎不使用其他数据处理技术，从而常常没有利用这些方法的全部潜力。在这里，我们介绍了使用SWATH / MS筛选人类样品中异种生物的分析工作流程，在此基础上，我们着重介绍了释放这些方法未使用潜力的机会。该工作流程已应用于路边药物测试过程中THC和/或可卡因测试呈阳性的受试者的尿液样品，目的是确认路边药物测试呈阳性，并确定与非法药物使用有关的化合物（例如，切割剂，烟草成分）或与相应的生活方式选择相关联（例如，鼻充血剂，止痛药）。由于所使用的光谱库固有的不完整性，只能通过使用其他多变量数据分析补充光谱库搜索程序来实现这些目标。对于其中研究数据可用元数据有限或没有元数据的应用程序（例如毒理学，运动中的兴奋剂控制以及工作场所或路边药物测试），这种不完整性代表了一个普遍的挑战。
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