LC-TIMS-QTOF用于特级初榨橄榄油(EVOO)靶向和非靶向分析

离子淌度谱(IMS)是一种强大的技术，它能将离子按照三维结构大小的不同进行分离。从分析中获得的淌度信息可计算得到碰撞截面(CCS)值，从而提供离子大小和形状的信息。IMS通常与色谱联用作为前端的分离技术，并与质谱联用，用于分析复杂样品中的异构体/同重素等。对于在色谱维度上不能分离且不能被质谱区分的同分异构体化合物，离子淌度谱在放大峰容量的同时提供了一个额外的分离维度，大大提升了复杂样本的解析度。

近日，在Joural of Agricultural and Food Chemistry发表了一篇题为Trapped Ion Mobility Incorporated in LC−HRMS Workflows as an Integral Analytical Platform of High Sensitivity: Targeted and Untargeted 4D-Metabolomics in Extra Virgin Olive Oil的文章。

文章详细阐述了LC-TIMS-QTOF在食品分析中的应用，针对欧洲特产橄榄油进行了深入的研究分析，具体研究内容如下：

1使用LC-TIMS-QTOF采集了22种橄榄油中经常出现的生物活性化合物标准品的CCS值，并建立了一个包含化合物名称，分子式，保留时间和CCS值的靶向数据库。通过多种方式确证了CCS值的稳健性，最终使用 MetaboScape®软件导入建立数据库，对实际橄榄油样品中目标代谢物进行检测，CCS值平均偏差为0.31%。

2利用离子淌度提供的额外的分离维度，对橄榄油中的异构体进行表征。以环烯醚萜类化合物为例，对应的色谱图显示单色谱峰，而淌度维度的分离显示五个淌度峰，说明色谱分离存在共洗脱现象，即存在多个同分异构体在同一色谱时间出峰，淌度维度的加入使得这些同分异构体得以分离，并获得纯净的二级谱图用于进一步的鉴定。

3对25组不同产地橄榄油进行非靶向分析。使用PASEF DDA数据采集模式获得更多的二级谱图；使用T-Rex 4D算法提取数据四维信息(保留时间，m/z，CCS值，同位素峰&加合物峰)并获取峰列表；使用实验室自建数据库导入到MetaboScape®软件进行化合物鉴定，鉴定指标包含质量精确度，保留时间，同位素峰匹配度，二级打分，以及CCS值五个维度。

4使用非靶向组学的数据进行统计学分析并用于橄榄油源产地区分，相比于传统的LC-HRMS的数据，LC-TIMS-QTOF的数据可以给出更好的区分效果。以Peloponnese, Crete和Lesvos三个源产地的橄榄油为例，LC-HRMS只能区分Crete和Peloponnese两产地之间橄榄油的差异，而LC-TIMS-QTOF(PASEF)可以做到三地之间差异的明显区分，这主要是淌度分离出的同分异构体起到了很大的区别作用。

5进一步扩展非靶向代谢组学的数据分析，使用MetaboScape®软件中的SmartFormula (SF), Compound Crawler (CC), 以及MetFrag (MF)等插件，对未知化合物进行分子式匹配，结构检索以及二级碎片模拟预测等工作，并和实际数据进行匹配，同时结合化合物的CCS值信息，对化合物进行进一步的鉴定。通过该流程，成功鉴定到产地鉴别模型中重要的标志物1-乙酰氧基松脂醇。