Development and Application of Ultra-Performance Liquid Chromatography-TOF MS for Precision Large Scale Urinary Metabolic Phenotyping

Analytical Chemistry

Volumn 88, Issue 18, 2016, Pages 9004-9013

  Lewis, Matthew R ^a,b   Pearce, Jake T M ^a,b   Spagou, Konstantina ^b   Green, Martin ^c   Dona, Anthony C ^a,b,f   Yuen, Ada H Y ^a   David, Mark ^a   Berry, David J ^a   Chappell, Katie ^a   Horneffer Van Der Sluis, Verena ^a   Shaw, Rachel ^a,b   Lovestone, Simon ^d   Elliott, Paul ^b   Shockcor, John ^b   Lindon, John C ^b   Cloarec, Olivier ^e   Takats, Zoltan ^b   Holmes, Elaine ^b   Nicholson, Jeremy K ^a,b  

^a IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

^b IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

^c WATERS CORPORATION   (United States)

^d WARNEFORD HOSPITAL   (United Kingdom)

^e Korrigan Sciences Ltd   (United Kingdom)

^f UNIVERSITY OF SYDNEY   (Australia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHROMATOGRAPHY; FEATURE EXTRACTION; HYDROPHILICITY; LIQUID CHROMATOGRAPHY; LIQUIDS; MASS SPECTROMETRY; METABOLISM; PARTICLE SPECTROMETERS; SPECTROMETRY;

DEVELOPMENT AND APPLICATIONS; HYDROPHILIC INTERACTION LIQUID CHROMATOGRAPHIES; MEASUREMENT PRECISION; ORTHOGONAL ACCELERATION; RELATIVE STANDARD DEVIATIONS; REVERSED PHASE CHROMATOGRAPHY; ULTRA PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHY; ULTRA PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHY-MASS SPECTROMETRIES;

QUALITY CONTROL;

CHEMICAL PHENOMENA; CHEMISTRY; HIGH PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHY; HUMAN; MASS SPECTROMETRY; METABOLOME; METABOLOMICS; PROCEDURES; QUALITY CONTROL; REPRODUCIBILITY; REVERSED PHASE LIQUID CHROMATOGRAPHY; URINALYSIS; URINE;

CHROMATOGRAPHY, HIGH PRESSURE LIQUID; CHROMATOGRAPHY, REVERSE-PHASE; HUMANS; HYDROPHOBIC AND HYDROPHILIC INTERACTIONS; MASS SPECTROMETRY; METABOLOME; METABOLOMICS; QUALITY CONTROL; REPRODUCIBILITY OF RESULTS; URINALYSIS; URINE;

EID: 84988566063     PISSN: 00032700     EISSN: 15206882     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.analchem.6b01481     Document Type: Article

References (59)

1. Nicholson, J. K.; Connelly, J.; Lindon, J. C.; Holmes, E. Nat. Rev. Drug Discovery 2002, 1, 153-161 10.1038/nrd728
2. Holmes, E.; Loo, R. L.; Stamler, J.; Bictash, M.; Yap, I. K.; Chan, Q.; Ebbels, T.; De Iorio, M.; Brown, I. J.; Veselkov, K. A.; Daviglus, M. L.; Kesteloot, H.; Ueshima, H.; Zhao, L.; Nicholson, J. K.; Elliott, P. Nature 2008, 453, 396-400 10.1038/nature06882
3. Lindon, J. C.; Nicholson, J. K. Annu. Rev. Anal. Chem. 2008, 1, 45-69 10.1146/annurev.anchem.1.031207.113026
4. Patti, G. J.; Yanes, O.; Siuzdak, G. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2012, 13, 263-269 10.1038/nrm3314
5. Nicholson, J. K.; Lindon, J. C. Nature 2008, 455, 1054-1056 10.1038/4551054a
6. Holmes, E.; Wilson, I. D.; Nicholson, J. K. Cell 2008, 134, 714-717 10.1016/j.cell.2008.08.026
7. Assfalg, M.; Bertini, I.; Colangiuli, D.; Luchinat, C.; Schafer, H.; Schutz, B.; Spraul, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 1420-1424 10.1073/pnas.0705685105
8. Bernini, P.; Bertini, I.; Luchinat, C.; Nepi, S.; Saccenti, E.; Schafer, H.; Schutz, B.; Spraul, M.; Tenori, L. J. Proteome Res. 2009, 8, 4264-4271 10.1021/pr900344m
9. Krug, S.; Kastenmuller, G.; Stuckler, F.; Rist, M. J.; Skurk, T.; Sailer, M.; Raffler, J.; Romisch-Margl, W.; Adamski, J.; Prehn, C.; Frank, T.; Engel, K. H.; Hofmann, T.; Luy, B.; Zimmermann, R.; Moritz, F.; Schmitt-Kopplin, P.; Krumsiek, J.; Kremer, W.; Huber, F.; Oeh, U.; Theis, F. J.; Szymczak, W.; Hauner, H.; Suhre, K.; Daniel, H. FASEB J. 2012, 26, 2607-2619 10.1096/fj.11-198093
10. Dallmann, R.; Viola, A. U.; Tarokh, L.; Cajochen, C.; Brown, S. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 2625-2629 10.1073/pnas.1114410109
11. Nicholson, J. K.; Holmes, E.; Kinross, J.; Burcelin, R.; Gibson, G.; Jia, W.; Pettersson, S. Science 2012, 336, 1262-1267 10.1126/science.1223813
12. Yousri, N. A.; Kastenmuller, G.; Gieger, C.; Shin, S. Y.; Erte, I.; Menni, C.; Peters, A.; Meisinger, C.; Mohney, R. P.; Illig, T.; Adamski, J.; Soranzo, N.; Spector, T. D.; Suhre, K. Metabolomics 2014, 10, 1005-1017 10.1007/s11306-014-0629-y
13. Elliott, P.; Posma, J. M.; Chan, Q.; Garcia-Perez, I.; Wijeyesekera, A.; Bictash, M.; Ebbels, T. M.; Ueshima, H.; Zhao, L.; van Horn, L.; Daviglus, M.; Stamler, J.; Holmes, E.; Nicholson, J. K. Sci. Transl. Med. 2015, 7, 285ra62 10.1126/scitranslmed.aaa5680
14. Sekula, P.; Goek, O. N.; Quaye, L.; Barrios, C.; Levey, A. S.; Romisch-Margl, W.; Menni, C.; Yet, I.; Gieger, C.; Inker, L. A.; Adamski, J.; Gronwald, W.; Illig, T.; Dettmer, K.; Krumsiek, J.; Oefner, P. J.; Valdes, A. M.; Meisinger, C.; Coresh, J.; Spector, T. D.; Mohney, R. P.; Suhre, K.; Kastenmuller, G.; Kottgen, A. J. Am. Soc. Nephrol. 2016, 27, 1175-1188 10.1681/ASN.2014111099
15. Menni, C.; Kastenmuller, G.; Petersen, A. K.; Bell, J. T.; Psatha, M.; Tsai, P. C.; Gieger, C.; Schulz, H.; Erte, I.; John, S.; Brosnan, M. J.; Wilson, S. G.; Tsaprouni, L.; Lim, E. M.; Stuckey, B.; Deloukas, P.; Mohney, R.; Suhre, K.; Spector, T. D.; Valdes, A. M. Int. J. Epidemiol. 2013, 42, 1111-1119 10.1093/ije/dyt094
16. Nicholson, G.; Rantalainen, M.; Maher, A. D.; Li, J. V.; Malmodin, D.; Ahmadi, K. R.; Faber, J. H.; Hallgrimsdottir, I. B.; Barrett, A.; Toft, H.; Krestyaninova, M.; Viksna, J.; Neogi, S. G.; Dumas, M. E.; Sarkans, U.; The Molpage, C.; Silverman, B. W.; Donnelly, P.; Nicholson, J. K.; Allen, M.; Zondervan, K. T.; Lindon, J. C.; Spector, T. D.; McCarthy, M. I.; Holmes, E.; Baunsgaard, D.; Holmes, C. C. Mol. Syst. Biol. 2011, 7, 525 10.1038/msb.2011.57
17. Nicholson, J. K.; Wilson, I. D. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 1989, 21, 449-501 10.1016/0079-6565(89)80008-1
18. Larive, C. K.; Barding, G. A.; Dinges, M. M. Anal. Chem. 2015, 87, 133-146 10.1021/ac504075g
19. Beckonert, O.; Keun, H. C.; Ebbels, T. M.; Bundy, J.; Holmes, E.; Lindon, J. C.; Nicholson, J. K. Nat. Protoc. 2007, 2, 2692-2703 10.1038/nprot.2007.376
20. Dona, A. C.; Jimenez, B.; Schafer, H.; Humpfer, E.; Spraul, M.; Lewis, M. R.; Pearce, J. T.; Holmes, E.; Lindon, J. C.; Nicholson, J. K. Anal. Chem. 2014, 86, 9887-9894 10.1021/ac5025039
21. Want, E. J.; Wilson, I. D.; Gika, H.; Theodoridis, G.; Plumb, R. S.; Shockcor, J.; Holmes, E.; Nicholson, J. K. Nat. Protoc. 2010, 5, 1005-1018 10.1038/nprot.2010.50
22. Dunn, W. B.; Broadhurst, D.; Begley, P.; Zelena, E.; Francis-McIntyre, S.; Anderson, N.; Brown, M.; Knowles, J. D.; Halsall, A.; Haselden, J. N.; Nicholls, A. W.; Wilson, I. D.; Kell, D. B.; Goodacre, R.; Human Serum Metabolome Consortium Nat. Protoc. 2011, 6, 1060-1083 10.1038/nprot.2011.335
23. Swann, J. R.; Spagou, K.; Lewis, M.; Nicholson, J. K.; Glei, D. A.; Seeman, T. E.; Coe, C. L.; Goldman, N.; Ryff, C. D.; Weinstein, M.; Holmes, E. J. Proteome Res. 2013, 12, 3166-3180 10.1021/pr4000152
24. Zelena, E.; Dunn, W. B.; Broadhurst, D.; Francis-McIntyre, S.; Carroll, K. M.; Begley, P.; O'Hagan, S.; Knowles, J. D.; Halsall, A.; HUSERMET Consortium; Wilson, I. D.; Kell, D. B. Anal. Chem. 2009, 81, 1357-1364 10.1021/ac8019366
25. Broeckling, C. D.; Heuberger, A. L.; Prenni, J. E. J. Visualized Exp. 2013, e50242 10.3791/50242
26. Wang, S. Y.; Kuo, C. H.; Tseng, Y. J. Anal. Chem. 2013, 85, 1037-1046 10.1021/ac302877x
27. Vaughan, A. A.; Dunn, W. B.; Allwood, J. W.; Wedge, D. C.; Blackhall, F. H.; Whetton, A. D.; Dive, C.; Goodacre, R. Anal. Chem. 2012, 84, 9848-9857 10.1021/ac302227c
28. Nezami Ranjbar, M. R.; Zhao, Y.; Tadesse, M. G.; Wang, Y.; Ressom, H. W. Proteome Sci. 2013, 11, S13 10.1186/1477-5956-11-S1-S13
29. van der Kloet, F. M.; Bobeldijk, I.; Verheij, E. R.; Jellema, R. H. J. Proteome Res. 2009, 8, 5132-5141 10.1021/pr900499r
30. Kamleh, M. A.; Ebbels, T. M. D.; Spagou, K.; Masson, P.; Want, E. J. Anal. Chem. 2012, 84, 2670-2677 10.1021/ac202733q
31. Contrepois, K.; Jiang, L. H.; Snyder, M. Mol. Cell. Proteomics 2015, 14, 1684-1695 10.1074/mcp.M114.046508
32. Wehrens, R.; Hageman, J. A.; van Eeuwijk, F.; Kooke, R.; Flood, P. J.; Wijnker, E.; Keurentjes, J. J.; Lommen, A.; van Eekelen, H. D.; Hall, R. D.; Mumm, R.; de Vos, R. C. Metabolomics 2016, 12, 88 10.1007/s11306-016-1015-8
33. Lovestone, S.; Francis, P.; Kloszewska, I.; Mecocci, P.; Simmons, A.; Soininen, H.; Spenger, C.; Tsolaki, M.; Vellas, B.; Wahlund, L. O.; Ward, M.; AddNeuroMed Consortium Ann. N. Y. Acad. Sci. 2009, 1180, 36-46 10.1111/j.1749-6632.2009.05064.x
34. Hye, A.; Lynham, S.; Thambisetty, M.; Causevic, M.; Campbell, J.; Byers, H. L.; Hooper, C.; Rijsdijk, F.; Tabrizi, S. J.; Banner, S.; Shaw, C. E.; Foy, C.; Poppe, M.; Archer, N.; Hamilton, G.; Powell, J.; Brown, R. G.; Sham, P.; Ward, M.; Lovestone, S. Brain 2006, 129, 3042-3050 10.1093/brain/awl279
35. Elliott, P.; Vergnaud, A. C.; Singh, D.; Neasham, D.; Spear, J.; Heard, A. Environ. Res. 2014, 134, 280-285 10.1016/j.envres.2014.07.025
36. Wong, M. C.; Lee, W. T.; Wong, J. S.; Frost, G.; Lodge, J. J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2008, 871, 341-348 10.1016/j.jchromb.2008.06.033
37. Petersson, P.; Frank, A.; Heaton, J.; Euerby, M. R. J. Sep. Sci. 2008, 31, 2346-2357 10.1002/jssc.200800064
38. Asperger, A.; Efer, J.; Koal, T.; Engewald, W. J. Chromatogr. A 2001, 937, 65-72 10.1016/S0021-9673(01)01296-1
39. Tang, K.; Page, J. S.; Smith, R. D. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2004, 15, 1416-1423 10.1016/j.jasms.2004.04.034
40. Tang, D. Q.; Zou, L.; Yin, X. X.; Ong, C. N. Mass Spectrom. Rev. 2016, 35, 574 10.1002/mas.21445
41. Gray, N.; Heaton, J.; Musenga, A.; Cowan, D. A.; Plumb, R. S.; Smith, N. W. J. Chromatogr. A 2013, 1289, 37-46 10.1016/j.chroma.2013.03.021
42. Callahan, D. L.; De Souza, D.; Bacic, A.; Roessner, U. J. Sep. Sci. 2009, 32, 2273-2280 10.1002/jssc.200900171
43. Croixmarie, V.; Umbdenstock, T.; Cloarec, O.; Moreau, A.; Pascussi, J. M.; Boursier-Neyret, C.; Walther, B. Anal. Chem. 2009, 81, 6061-6069 10.1021/ac900333e
44. Jacob, C. C.; Dervilly-Pinel, G.; Biancotto, G.; Monteau, F.; Le Bizec, B. Metabolomics 2015, 11, 184-197 10.1007/s11306-014-0685-3
45. Spagou, K.; Wilson, I. D.; Masson, P.; Theodoridis, G.; Raikos, N.; Coen, M.; Holmes, E.; Lindon, J. C.; Plumb, R. S.; Nicholson, J. K.; Want, E. J. Anal. Chem. 2011, 83, 382-390 10.1021/ac102523q
46. Trivedi, D. K.; Iles, R. K. Biomed. Chromatogr. 2015, 29, 240-245 10.1002/bmc.3266
47. Mattarucchi, E.; Baraldi, E.; Guillou, C. Biomed. Chromatogr. 2012, 26, 89-94 10.1002/bmc.1631
48. Smith, C. A.; Want, E. J.; O'Maille, G.; Abagyan, R.; Siuzdak, G. Anal. Chem. 2006, 78, 779-787 10.1021/ac051437y
49. Libiseller, G.; Dvorzak, M.; Kleb, U.; Gander, E.; Eisenberg, T.; Madeo, F.; Neumann, S.; Trausinger, G.; Sinner, F.; Pieber, T.; Magnes, C. BMC Bioinf. 2015, 16, 118 10.1186/s12859-015-0562-8
50. Gika, H. G.; Zisi, C.; Theodoridis, G.; Wilson, I. D. J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2016, 1008, 15-25 10.1016/j.jchromb.2015.10.045
51. Parsons, H. M.; Ekman, D. R.; Collette, T. W.; Viant, M. R. Analyst 2009, 134, 478-485 10.1039/B808986H
52. Gika, H. G.; Macpherson, E.; Theodoridis, G. A.; Wilson, I. D. J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2008, 871, 299-305 10.1016/j.jchromb.2008.05.048
53. Peng, J.; Guo, K.; Xia, J. G.; Zhou, J. J.; Yang, J.; Westaway, D.; Wishart, D. S.; Li, L. J. Proteome Res. 2014, 13, 4457-4469 10.1021/pr500828v
54. Chetwynd, A. J.; Abdul-Sada, A.; Hill, E. M. Anal. Chem. 2015, 87, 1158-1165 10.1021/ac503769q
55. Gika, H. G.; Theodoridis, G. A.; Earll, M.; Wilson, I. D. Bioanalysis 2012, 4, 2239-2247 10.4155/bio.12.212
56. Grison, S.; Fave, G.; Maillot, M.; Manens, L.; Delissen, O.; Blanchardon, E.; Banzet, N.; Defoort, C.; Bott, R.; Dublineau, I.; Aigueperse, J.; Gourmelon, P.; Martin, J. C.; Souidi, M. Metabolomics 2013, 9, 1168-1180 10.1007/s11306-013-0544-7
57. Peng, J.; Chen, Y. T.; Chen, C. L.; Li, L. Anal. Chem. 2014, 86, 6540-6547 10.1021/ac5011684
58. Struck-Lewicka, W.; Kordalewska, M.; Bujak, R.; Mpanga, A. Y.; Markuszewski, M.; Jacyna, J.; Matuszewski, M.; Kaliszan, R.; Markuszewski, M. J. J. Pharm. Biomed. Anal. 2015, 111, 351-361 10.1016/j.jpba.2014.12.026
59. Gray, N.; Lewis, M. R.; Plumb, R. S.; Wilson, I. D.; Nichoson, J. K. J. Proteome Res. 2015, 14, 2714-2721 10.1021/acs.jproteome.5b00203