离子淌度与多维液相色谱联用技术提升小麦旗叶酚类化合物非靶向筛查效能的评估研究

本文系统评估了离子淌度（IMS）与全二维液相色谱（LC×LC）在植物次级代谢物非靶向筛查（NTS）中的协同价值。研究表明：IMS可将低强度峰（<1.5×104）的质谱纯度提升74倍；LC×LC能实现黄酮、黄烷-3-醇等化合物类的空间分离；但IMS对异构体分辨率有限（仅2/10对分辨率≥0.5），且去质子化异构体会导致CCS值预测偏差（-9.47%）。研究为复杂植物代谢物分析中多维技术平台的策略性选择提供了重要依据。

　　

亮点

样品制备与分析方法

小麦旗叶样本采自哥本哈根大学田间试验点，经液氮速冻后于-80°C保存。采用80%甲醇水溶液提取后，通过四种液相色谱-高分辨质谱（LC-HRMS）配置进行分析：反相液相色谱（RPLC）-HRMS、亲水相互作用色谱（HILIC）-HRMS、RPLC×HILIC-HRMS和HILIC×RPLC-HRMS，每种配置均结合/未结合行波离子淌度（TWIMS）。所有数据均采用数据非依赖采集（DIA）模式获取，以全面评估各技术平台对小麦旗叶酚类化合物的分离效能。

化合物注释与鉴定

通过标准品验证，化合物1-21、38-41、A和B达到鉴定置信度最高级别（CL 1），其保留时间、漂移时间及碎片谱图均与标准品一致。化合物22-37则通过MS/MS碎片模式、小麦特异性疑似清单及文献进行注释。以异构体对三辛素-5-O-葡萄糖苷（化合物32）与三辛素-7-O-葡萄糖苷（化合物33）为例，二者在RPLC中完全共洗脱，但通过LC×LC实现空间分离，凸显了二维色谱对异构体解析的优势。

结论

本研究系统比较了多种一维/二维LC（-IMS）-HRMS平台在质谱纯度、异构体分离及色谱分辨率方面的表现。结果表明：在DIA模式下，IMS-HRMS能通过气相迁移分离共洗脱化合物，显著提升低强度化合物的质谱质量；而LC×LC则通过正交分离机制实现化合物类的空间分布区分。值得注意的是，IMS对低分子量异构体（m/z < 447）分辨率有限，且去质子化异构体会导致机器学习预测的CCS值出现显著偏差（-9.47%）。研究强调应依据具体分析目标，策略性组合IMS与LC×LC的互补优势。