结合V-ITEX-GC-MS的SPE预处理方法与直接使用V-ITEX-GC-MS方法在尿液挥发性成分分析中的评估与优化

《ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY》：Evaluation and optimization of SPE pre-processing combined with V-ITEX-GC-MS versus direct V-ITEX-GC-MS for urinary volatilome profiling

尿液挥发性代谢物提取方法比较研究显示，SPE+V-ITEX和直接V-ITEX均能检测1198个特征物且76%响应值RSD<20%。V-ITEX在绿色化学指标评估中更优，但SPE+V-ITEX对醇类、caprolactam等化合物总信号强度更高。两种方法均适用于代谢组学研究，但直接V-ITEX因操作简便和环保优势更适合高通量分析。

摘要

尿液中的挥发性代谢物能够为我们提供关于营养状况和代谢功能的宝贵信息。然而，由于尿液基质的复杂性和变异性，这些代谢物的提取在分析上仍然具有挑战性。本研究比较并优化了两种提取技术：先进行固相萃取再结合真空管内萃取（SPE+V-ITEX）与直接使用V-ITEX的技术，用于尿液挥发性成分的非靶向气相色谱-质谱分析。通过实验设计（DoE）方法，系统地优化了这两种技术的关键参数。对鉴定出的化合物从来源、提取效率及化学类别特异性等方面进行了分析。使用AGREE和AGREEprep工具评估了这两种方法的“绿色性”（即环境友好性和操作效率）。SPE+V-ITEX和直接V-ITEX均实现了广泛的代谢物覆盖，共检测到1198个特征，且重复性良好，其中76%的检测结果的标准偏差（RSD）低于20%。SPE+V-ITEX在某些化合物和化合物组（如醇类、己内酰胺、杂芳香族化合物）中获得了更高的总信号强度，两种方法都表现出足够的重复性。对混合实际样本的时间趋势分析证实，这两种方法均适用于代谢物分析。根据AGREE和AGREEprep的评估结果，V-ITEX被认为是一种更可持续且操作效率更高的工作流程，与绿色分析化学的原则高度契合。脱附流速、捕集材料、提取温度和时间显著影响了直接V-ITEX的性能。虽然观察到化合物特定的差异，但没有一种方法对所有代谢物类别都是最优的。这些发现表明，直接V-ITEX是一种稳健、环保且高效的替代方案，适用于尿液挥发性组学研究，尤其适合于需要最少人工操作的高通量分析流程。

图形摘要

尿液中的挥发性代谢物能够为我们提供关于营养状况和代谢功能的宝贵信息。然而，由于尿液基质的复杂性和变异性，这些代谢物的提取在分析上仍然具有挑战性。本研究比较并优化了两种提取技术：先进行固相萃取再结合真空管内萃取（SPE+V-ITEX）与直接使用V-ITEX的技术，用于尿液挥发性成分的非靶向气相色谱-质谱分析。通过实验设计（DoE）方法，系统地优化了这两种技术的关键参数。对鉴定出的化合物从来源、提取效率及化学类别特异性等方面进行了分析。使用AGREE和AGREEprep工具评估了这两种方法的“绿色性”（即环境友好性和操作效率）。SPE+V-ITEX和直接V-ITEX均实现了广泛的代谢物覆盖，共检测到1198个特征，且重复性良好，其中76%的检测结果的标准偏差（RSD）低于20%。SPE+V-ITEX在某些化合物和化合物组（如醇类、己内酰胺、杂芳香族化合物）中获得了更高的总信号强度，两种方法都表现出足够的重复性。对混合实际样本的时间趋势分析证实，这两种方法均适用于代谢物分析。根据AGREE和AGREEprep的评估结果，V-ITEX被认为是一种更可持续且操作效率更高的工作流程，与绿色分析化学的原则高度契合。脱附流速、捕集材料、提取温度和时间显著影响了直接V-ITEX的性能。虽然观察到化合物特定的差异，但没有一种方法对所有代谢物类别都是最优的。这些发现表明，直接V-ITEX是一种稳健、环保且高效的替代方案，适用于尿液挥发性组学研究，尤其适合于需要最少人工操作的高通量分析流程。

图形摘要