基于N-酰基甘氨酸保留指数系统的代谢物色谱峰对齐方法

色谱峰对齐(peak alignment)是非靶向代谢组学分析中常用的数据处理步骤。色谱峰对齐的目的是整合多批次液相色谱-质谱(LC-MS)分析得到的代谢物数据,从而确保数据的可比性与可靠性。然而,微小的色谱分离条件变化会导致连续分析之间的色谱保留时间(retention time,RT)漂移,进而影响色谱峰对齐的准确性。本文提出了一种基于保留指数系统的色谱峰漂移校正策略(retention index-based chromatographic peak-shift correction,RI-based CPSC),应用于代谢物的保留时间漂移校正和色谱峰对齐。为此,我们合成了一系列N-酰基甘氨酸(C2~C23)同系物作为校正物,建立了一套液相色谱保留指数系统。该保留指数系统能够有效修正由流速、洗脱梯度、仪器系统和色谱柱变化所引起的色谱保留时间漂移。利用保留指数系统,我们构建了基于Python的程序(https://github.com/WHU-Fenglab/RI-based-CPSC)来调整原始数据的保留时间,以修正系统的保留时间偏移,随后,应用Joint Aligner算法进行色谱峰对齐。以人粪便样作为测试样,评估了RI-based CPSC策略的色谱峰对齐准确性。以一份时间跨度为157天的长期数据为例,RI-based CPSC策略的应用可以将色谱峰对齐率从15.5%显著提高至80.9%,说明RI-based CPSC策略能够显著提高多批次LC-MS分析的色谱峰对齐准确性。