27
DRF/JOLIOT/DMTS/SPI Apport de l'analyse métabolomique par spectrométrie de masse à la détection sans a priori de xénobiotiques dans les matrices alimentaires et environnementales Christophe Junot Service de Pharmacologie et Immunoanalyse CEA-INRA UMR 0496 DRF/JOLIOT/DMTS/SPI, CEA-Saclay Université Paris Saclay MetaboHUB [email protected]

Apport de l'analyse métabolomique par spectrométrie de ...DRF/JOLIOT/DMTS/SPI Apport de l'analyse métabolomique par spectrométrie de masse à la détection sans a priori de xénobiotiques

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Apport de l'analyse métabolomique par

spectrométrie de masse à la détection sans a

priori de xénobiotiques dans les matrices

alimentaires et environnementales

Christophe Junot

Service de Pharmacologie et Immunoanalyse

CEA-INRA UMR 0496

DRF/JOLIOT/DMTS/SPI, CEA-Saclay

Université Paris Saclay

MetaboHUB

[email protected]

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Current regulatory analyses of pollutants

Advantages :

➢ Very sensitive

➢ Specific

➢ Fast and easy interpretation

Limitations :

Time consuming development➢

Focused on targeted and known ➢

molecules

• GC/MS analyses

• LC/ESI-MS/MS analyses in MRM mode (Multiple ReactionMonitoring) on triple quadrupole spectrometers

Reference methods to date

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Food safety: unknown or unexpected molecules?

❖ Known but unexpected contaminants :

– The case of milk adulteration with melamine :

Melamine

Production of unknown or untargeted xenometabolites with questionable toxicity

❖ Metabolism of pollutants :

In the environment In water treatment plants By man or animals

4 deaths and thousands of intoxications

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Improvements provided by High Resolution Mass Spectrometry (HRMS)

FT-ICR

TOF

Orbitrap

➢ Access to large quantity of information➢ High measurement precision : elemental composition

▪ Aconitic acid(m/z 173.009163)

▪ Shikimic acid(m/z 173.045548)

▪ Suberic acid(m/z 173.081933)

R = m/ m

1 ppm: 100,0001

CxHyNzOw …

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

The metabolomic workflow

Sample

preparation

1 Metabolome

analysis

GC/MS

LC/MS

RMN

2

Data processing

Automatic detection of

signals

Selection of

relevant features

Annotation :

Databases

public / internal

3

Statistical

analyses

Multivariate

Univariate

4Metabolite

identification

- To confirm annotations

- To characterize unknowns

5Data visualization

6

Page 6: Apport de l'analyse métabolomique par spectrométrie de ...DRF/JOLIOT/DMTS/SPI Apport de l'analyse métabolomique par spectrométrie de masse à la détection sans a priori de xénobiotiques

Krebs cycle

α KG Succinyl CoA

Succinic acid

Fumaric acid

Malic acidOAA

Citric acid

Isocitric acid

NH4+

Gln

AcetylCoA

Pyruvic

acid

Acetylated

amino acids

Acylcarnitines

β-Oxidation

PDH PC

Ala

α KG

Asp

Glu Saccharopine

Lys

Glu-20

-10

0

10

20

30

40

-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40

t[2]

t[1]

RPpos_ACP_Fig.M4 (PCA-X), ACP RP pos UV sans GM5

t[Comp. 1]/t[Comp. 2]

Colored according to Obs ID (Obs. Sec. ID:3)

R2X[1] = 0.198219 R2X[2] = 0.0908155 Ellipse: Hotelling T2 (0.95)

0

Ehtraite

shunt PC

Ehm

1

LK4AG6AN4BF8

BL2BM1BS61CC5CE3CM0DK4

DQ0

GB6HJ9HK3JB9

JM8LT0

MJ8

MM7MR61PD2PJ4PO7SV9VP2YB2

MP11 RM70PV2SP3

MHG9

BG9NQ1AZ0BC8

MP01DA8

ZG8

CJ3

BM2

SIMCA-P+ 12.0.1 - 2016-04-18 23:01:38 (UTC+1)

HECTL

HE is a neurological complication of acute or chronic liver disease.

60 to 80 % of cirrhotic patients exhibit cognitive disorders potentially related to minimal HE.

The aim of the study: to highlight altered metabolicpathways in HE patients by using CSF metabolomics.➢ patient stratification➢ pharmacological targets

~ 500 signaux LC/MS annotés, 120 identifiés et sélectionnés, 73 métabolites dont les concentrations

sont modifiées par la pathologie

- Altération du métabolisme énergétique cérébral: potentielles nouvelles cibles pharmacologiques

- Possibilité de stratifier les patients selon la gravité des atteintes hépatique et neurologique

Page 7: Apport de l'analyse métabolomique par spectrométrie de ...DRF/JOLIOT/DMTS/SPI Apport de l'analyse métabolomique par spectrométrie de masse à la détection sans a priori de xénobiotiques

DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

High intensity features related to drugs and metaboliteshave been detected in 7 out of the 14 HE patients

RT: 0.16 - 11.11

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Time (min)

0

20

40

60

80

100

0

20

40

60

80

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

0

20

40

60

80

1000.86

1.08

1.46 6.221.58

1.63 3.422.87 3.986.022.05 4.85 6.51 6.955.40 7.19 11.058.74 10.298.97

5.65

0.84 1.066.230.76 2.241.99 3.45 6.372.89 7.214.17 8.764.58 10.347.83 10.11

5.65

0.851.07

3.446.24

1.57 8.762.89 4.171.93 6.96 7.855.35 10.2410.09

NL:4.35E7

TIC F: FTMS {1;1} - p ESI Full ms [95.00-1000.00] MS CJ3neg

NL:1.60E8

TIC F: FTMS {1;1} - p ESI Full ms [95.00-1000.00] MS mhg9neg

NL:1.06E8

TIC F: FTMS {1;1} - p ESI Full ms [95.00-1000.00] MS mq1neg

CJ3

MHG9

NQ1

mhg9neg #277-281 RT: 5.62-5.68 AV: 5 NL: 2.28E7T: FTMS {1;1} - p ESI Full ms [95.00-1000.00]

180 200 220 240 260 280 300 320 340 360

m/z

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

351.10211

341.07347

305.09677

191.06853

225.06145197.80774 329.03063

317.06319

298.76626278.10371238.00086 265.07056

[M-H]-

[M+Cl]-

[M+HCOOH-H]-

[M-C6H4F2H]-

Fluconazole

m/z 191.0685

Putative annotation HMDB Metlin KEGG Samples

Levetiracetam HMDB15333 66750 C07841 BM2

Metronidazole HMDB15052 573 C07203 BG9

Fluconazole HMDB14342 2708 MGH9, NQ1, ZG8, AZ0

diazepam HMDB14967 3521 C06948 BC8, MHG9, MP01, NQ1, ZG8

N-Desmethyldiazepam  HMDB60538 896 C07486 BC8, MHG9, MP01, NQ1, ZG8

Tazobactam HMDB15544 581 D00660 BG9, NQ1, ZG8

Piperacillin HMDB14464 1964 D08380 BG9, NQ1, ZG8

Could explain PCA outliersDrug induced HE???

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Foodomics

(Herrero M., Mass Spectrom. Rev., 2012)

The study of food and nutrition through advanced omics technologies to improve consumer’s well-being, health and confidence.

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Metabolomic based approach▪ Unknown or untargeted contaminants

▪ Adulteration markers

HRMS: all in one approachRT: 0.00 - 29.95

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Time (min)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

28.38

0.88

15.18

9.01

12.6310.66

10.49

28.308.196.04 7.20 16.5113.06

5.1722.31 27.2322.6222.144.83 26.8216.94 18.31 21.164.653.841.24

2.62

NL:1.34E10

TIC MS 20131018_pool_803_mlc_HSS-T3_pH2-5_100ngmL_pos_045

Targeted approach▪ Based on a large spectral

database of hundreds of pollutants

FT-ICR

TOF

Orbitrap

Advantages :✓

High resolution➢

High versatility ➢

Retrospective analyses➢

Structural analysis➢

✓ Limitations :➢ Data complexity➢ Sensitivity➢ Time consuming

interpretation

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

Ton

s

Year

Production and consumption of honey in France

Consumption

Production

❖ Decline of bees population: exposition to pesticides

❖ Significant imports of honey: increased risks of adulteration

❖ Presence of antibiotics: human health concern

Adapted from Planetoscope, 2009

Proof of concept study on honey

Evaluation of the quality of honey

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Material and Methods

▪ 76 honeys regrouping 6 floral origins :▪ Multi flower▪ Acacia▪ Orange tree

▪ Lavender▪ Mountain▪ Eucalyptus

❖ Pollutants:

▪ 55 pesticides

▪ 28 antibiotics83 targeted pollutants

❖ Samples:

❖ Spectral database:

Injection of individual standardImplementation of pertinent information

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Material and Methods❖ Sample preparation: liquid-liquid extraction

❖ Honeys samples analyses:

5ghoney

Samples spiked with reference

compounds

QuECheRSprotocol

Nexera(Shimadzu)

Q-Exactive (Thermo Fisher scientifics)

POSR = 50 000

< 5ppm

▪ Semi-quantification▪ 80% < extraction yields < 100%▪ 3 replicates of each condition▪ All molecules spiked at 10ng/g = MRLs

C18 column

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Metabolomic based approach

First data miningRT: 0.00 - 29.95

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Time (min)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

28.38

0.88

15.18

9.01

12.6310.66

10.49

28.308.196.04 7.20 16.5113.06

5.1722.31 27.2322.6222.144.83 26.8216.94 18.31 21.164.653.841.24

2.62

NL:1.34E10

TIC MS 20131018_pool_803_mlc_HSS-T3_pH2-5_100ngmL_pos_045

Targeted approach▪ 83 molecules in the

chemical library

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

AmitrazCarbendazim

Antibiotics / Pesticides9 / 27

❖ 74 out of 76 honey samples are polluted by at least one molecule❖ 36 out of the 83 molecules analyzed were detected in samples

Occ

urr

ence

in h

on

ey

Targeted analysis results

Pollutants (Cotton et al., J. Agricultural Food Chem., 2014)

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Metabolomic based approach

Second data miningRT: 0.00 - 29.95

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Time (min)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

28.38

0.88

15.18

9.01

12.6310.66

10.49

28.308.196.04 7.20 16.5113.06

5.1722.31 27.2322.6222.144.83 26.8216.94 18.31 21.164.653.841.24

2.62

NL:1.34E10

TIC MS 20131018_pool_803_mlc_HSS-T3_pH2-5_100ngmL_pos_045

Targeted approach

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

1. Identification of new xenobiotics

2. Chemical characterization of honey samples

XCMS

Automatic peak detection and alignment

Peaktable

Samples

Featu

res

(rt-

m/z

)

RT: 0.00 - 29.95

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Time (min)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

28.38

0.88

15.18

9.01

12.6310.66

10.49

28.308.196.04 7.20 16.5113.06

5.1722.31 27.2322.6222.144.83 26.8216.94 18.31 21.164.653.841.24

2.62

NL:1.34E10

TIC MS 20131018_pool_803_mlc_HSS-T3_pH2-5_100ngmL_pos_045

Statistical analyses and data mining

LC/HRMS fingerprint

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Detection of new xenobiotics

Use of chlorine isotope contribution: ➢35Cl and 37Cl

Implementation of an algorithm for the automatic detection of chlorinated ➢

compounds from XCMS peaktables

Δm/z (37Cl – 35Cl) = 1.9970

Δm/z (37Cl – 35Cl) = 1.9970Same RT

0.25 < Intensity ratio < 1.1

Min intensity

(Cotton et al., J. Agricultural Food Chem., 2014)

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

✓ Validation:

▪ All chlorinated pollutants detected previously were found

✓ Formal identification of 2,6-dichlorobenzamide

▪ Metabolite of dichlobenil, an herbicide used in lavender culture▪ Only found in lavender honey▪ Banned in France in 2010

✓ Characterization of 10 unknown xenobiotics (present in 1 to 70 honey samples):

▪ Elemental composition (MS/MS experiments often not informative)▪ Not found in databases (HMDB, KEGG, METLIN)▪ Unknown metabolites or abiotic degradation products ?

(Cotton et al., J. Agricultural Food Chem., 2014)

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Acacia

Orange trees

LavenderMulti flowers

Mountain

Discrimination of honeys according to their floral origin

Hypoxanthine Naringin Phenylalanine

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Future safety analyses?

✓ Screening of hundreds of contaminants(regulatory assessments)

✓Warnings based on chemical profiledatabases

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

The main challenges: Xenobiotic detection and identification

There is no universal method to detect, identify and quantifymetabolites and xenobiotics

Global approaches are less sensitive than targeted ones

(Saric J., Anal.Chem., 2012)

mM

Concentration range

µM

nM

pM

NMR

GC/MS

LC/MS

LC/Fluo

(Adapted from Sumner L.W. et al., 2003)

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

RT: 0.00 - 60.00 SM: 7G

0 10 20 30 40 50

Time (min)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10016.69

22.57

5.40 23.4015.67 30.84 53.6845.0239.26

16.52

18.35 31.12 44.1234.74 56.093.19 6.65

16.53

22.54 23.365.01 15.62 38.84 43.29 52.83

NL: 1.03E7

Base Peak m/z= 220.10669-220.12871 F: FTMS + c ESI Full ms [75.00-1000.00] MS 070829-pos-05-urines

NL: 2.43E7

Base Peak m/z= 220.10669-220.12871 F: FTMS + c ESI Full ms [75.00-1000.00] MS 070829-POS-04-melstd

NL: 2.17E7

Base Peak m/z= 220.10669-220.12871 F: FTMS + c ESI Full ms [75.00-1000.00] MS 070829-pos-06-urinesurch

50 100 150 200

m/z

0

20

40

60

80

100

0

20

40

60

80

100

Rela

tive A

bundance

184.09719

142.08651156.10193

116.0342790.05494

201.8544672.04433

184.09723

142.08658156.10229

116.0344290.05491

201.8620672.04417

NL: 1.76E6

070829-pos-05-urines#817-877 RT: 16.67-16.75 AV: 3 F: FTMS + c ESI d w Full ms2 [email protected] [50.00-235.00]

NL: 3.70E6

070829-POS-04-melstd#793-844 RT: 16.10-16.73 AV: 17 F: FTMS + c ESI d w Full ms2 [email protected] [50.00-235.00]

x5

IdentificationU

STD

Putative annotation

Metabolite identification

As only few authentic references are available, most of the compounds willbe putatively annotated

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

The main challenges: automatic detectionand alignment of signals

Samples

Va

ria

ble

s (

Rt-

ma

ss

e)

n chromatograms

80% of features are detected

Many artifacts are generated ( 400 for 100 reliable features)

Data matrices have to be filtered/cleaned

(Tautenhahn R, 2008)

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

The main challenges: How to select signalsof interest among thousands of features?

Control matrix

d:\010140\...\bio raw\mhg9neg 19/04/2013 11:27:34

RT: 0.00 - 8.00

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Time (min)

0

20

40

60

80

100

0

20

40

60

80

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

0.86

1.08

1.46 6.221.58

1.630.74 3.422.87 3.981.95 6.024.854.58 5.19 6.51 6.95 7.195.46 7.82

0.49

5.65

0.84 1.066.230.76 2.241.99 3.45 6.372.89 6.944.17 4.58 5.41 7.83

NL: 4.35E7

m/z= 95.00000-1000.00000 F: FTMS {1;1} - p ESI Full ms [95.00-1000.00] MS cj3neg

NL: 1.60E8

m/z= 95.00000-1000.00000 F: FTMS {1;1} - p ESI Full ms [95.00-1000.00] MS mhg9neg

Which kinds of statistical tools?

A huge variability is observedin the chemical composition of matrices. «Control/normal matrices» have to beextensively characterized

Polluted matrix

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

The main challenges: how to builddatabases?

Samples

Va

ria

ble

s (

Rt-

ma

ss

)?

?

?

?

?

?

?

?

?

D:\439010\...\ara 0uM CdCl2 n1.1 12/07/02 15:50:20

RT: 0,00 - 150,02

0 20 40 60 80 100 120 140

Time (min)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Re

lativ

e A

bu

nd

an

ce

NL:

1,63E7

Base Peak F: + c

ESI Full ms [

100,00-1000,00]

MS ara 0uM

CdCl2 n1.1

D:\439010\...\ara 0uM CdCl2 n1.1 12/07/02 15:50:20

RT: 0,00 - 150,02

0 20 40 60 80 100 120 140

Time (min)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Re

lativ

e A

bu

nd

an

ce

NL:

1,63E7

Base Peak F: + c

ESI Full ms [

100,00-1000,00]

MS ara 0uM

CdCl2 n1.1D:\439010\...\ara 0uM CdCl2 n1.1 12/07/02 15:50:20

RT: 0,00 - 150,02

0 20 40 60 80 100 120 140

Time (min)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Re

lativ

e A

bu

nd

an

ce

NL:

1,63E7

Base Peak F: + c

ESI Full ms [

100,00-1000,00]

MS ara 0uM

CdCl2 n1.1

URINE30DIL4_CID20_endogènes #68 RT: 1.22 AV: 1 NL: 4.17E5F: FTMS + p ESI Full ms2 [email protected] [50.00-800.00]

60 80 100 120 140 160 180

m/z

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

116.07041

173.09190

127.08652

155.0813680.4945870.06497

169.6742686.06400184.8621861.03990 102.71753 143.04167

-H2O

[M+H]+-HCOOH

-C2H3ON

Spectral DBESI/MS: annotation MS/MS: identification

1018

_55

1043

_31

1047

_127

1048

_95

1050

_71

1052

_46

1057

.A_8

8

1057

.B_1

33

1058

_107

1061

_32

1067

_74

48 469

XC

96

LM8

1073

_29

1199

_121

1074

_80

1086

_114

1087

_27

1113

_28

1114

_50

1124

_67

1134

_43

1135

_131

1136

_39

1138

_89

1140

_68

1142

_125

1148

_77

1157

_79

1161

_90

1166

_117

sugar acid N-acetylneuraminic acid 0.9 0.5 1.0 0.5 1.1 1.4 0.3 1.0 1.2 1.0 0.9 2.4 5.9 7.7 7.8 4.4 5.0 1.5 0.8 0.6 1.2 0.5 0.8 0.9 0.7 1.2 0.7 0.8 0.7 1.2 0.7 0.8 1.2

Deoxyribose 0.6 0.4 0.5 0.5 0.6 1.5 0.3 10.2 1.0 0.8 0.7 2.3 9.1 6.3 8.1 4.0 5.0 0.9 0.7 0.5 1.0 0.4 0.7 0.5 0.7 1.7 0.5 0.6 0.7 1.3 0.5 0.5 0.7

Pentose 1.4 0.7 0.6 0.4 0.6 3.9 0.3 1.1 1.7 1.0 0.9 2.0 8.3 2.2 1.1 4.1 2.0 3.0 0.7 0.6 2.1 1.0 1.0 0.6 0.6 1.2 0.5 0.6 0.8 1.2 0.7 0.6 0.7

Mannitol or isomers 0.9 0.6 1.1 0.4 0.8 1.8 0.6 1.3 1.1 0.8 0.7 1.6 2.2 4.4 3.3 2.5 8.1 1.3 0.8 0.6 0.9 0.6 1.0 0.6 0.7 1.0 0.5 0.4 1.5 1.7 0.6 0.6 1.3

Threonic acid 0.8 1.1 0.7 0.6 0.9 2.5 0.5 1.1 1.3 1.0 0.8 2.3 1.2 1.9 1.6 3.3 3.3 1.1 0.7 1.0 1.7 0.8 0.8 0.7 0.6 1.0 0.5 0.9 1.1 1.2 1.4 0.6 1.1

Quinic acid 3.4 0.3 0.6 0.0 0.0 4.7 0.0 0.9 5.0 1.6 0.8 1.8 4.8 4.0 1.5 2.3 3.2 5.3 1.1 0.4 9.3 2.3 3.1 0.1 1.1 0.3 0.0 0.6 1.2 0.7 0.0 1.1 0.0

nucleoside derivative Succinyladenosine 0.8 0.6 0.7 0.5 0.8 1.7 0.4 1.3 1.2 1.0 1.1 1.4 8.0 3.9 6.2 4.1 2.3 1.5 0.9 0.7 1.3 0.6 1.0 0.7 0.8 1.2 0.8 0.9 0.7 1.4 0.6 0.6 1.3

Proline Betaine 0.7 0.5 2.5 0.5 0.8 2.1 0.4 1.7 3.0 2.3 0.1 6.0 0.1 5.7 0.1 4.1 0.8 0.1 0.9 1.9 4.3 0.6 1.0 0.9 0.2 0.9 0.1 2.3 0.8 0.7 3.2 0.3 2.1

Glutamic acid0.6 0.5 0.9 0.5 0.9 1.5 0.4 1.2 1.1 0.8 0.8

2.7 3.60.7

3.42.3 2.8 1.8 0.9 0.8 1.2 0.7 0.9 0.7 0.8 1.1 0.8 0.9 0.7 1.2 0.8 0.9 1.1

Aminoadipic acid0.8 0.6 0.8 0.6 0.9 1.4 0.4 1.1 1.2 0.8 0.8

2.2 2.21.8

3.22.6 2.9 1.7 0.9 0.8 1.2 0.7 0.9 0.7 0.9 1.2 0.6 1.0 0.8 1.5 0.7 0.8 1.1

N-acetyl-L-glutamic acid 0.5 0.5 0.7 0.5 1.0 1.4 1.0 2.8 1.2 0.8 0.8 1.1 48.6 0.6 11.9 0.7 2.0 0.8 1.2 1.4 1.0 0.4 0.9 0.7 1.6 1.3 1.3 0.8 0.4 0.8 1.3 1.3 1.2

N-Acetyl-D-allo-isoleucine0.6 0.5 1.0 0.7 1.0 1.5 0.5 1.4 1.2 1.0 1.1

2.1 2.8 1.3 2.31.2 2.0 1.7 0.9 1.2 1.2 0.6 0.7 0.7 1.0 1.1 0.8 0.8 0.8 1.1 0.9 1.0 1.4

Pyrimidine derivated Dihydroorotic acid 0.9 0.7 0.8 0.4 0.9 2.2 0.4 1.3 0.9 0.8 1.0 2.1 1.6 5.5 2.7 2.2 5.0 1.3 0.5 0.7 1.1 0.8 1.0 0.7 0.5 1.4 0.6 0.7 1.1 1.4 0.5 0.6 1.3

Acetyl-carnitine 1.8 0.7 0.6 1.1 0.5 0.9 0.6 0.9 2.7 1.0 1.5 2.7 1.2 2.1 1.5 2.0 1.1 1.5 1.0 0.4 1.5 1.2 0.9 0.6 1.5 0.9 0.9 0.3 0.7 1.5 0.8 0.8 0.8

Propionyl-carnitine 1.9 0.5 0.5 1.0 0.5 1.6 0.8 0.8 2.3 1.3 1.5 2.5 0.8 3.7 1.2 2.1 0.8 0.8 1.0 0.7 1.3 1.2 0.8 0.6 1.9 0.8 1.0 0.2 0.4 1.8 1.1 0.9 0.9

Butyryl-carnitine 0.9 0.5 0.5 0.7 0.8 1.6 0.6 0.6 1.4 1.6 1.5 2.4 1.0 3.3 1.3 2.2 1.3 0.6 0.8 0.8 1.2 1.1 0.9 0.6 1.2 1.0 0.9 0.3 0.6 1.6 0.7 0.9 1.1

Methylbutyroyl-carnitine 1.3 0.4 0.6 0.9 0.8 1.9 0.5 0.9 1.5 1.4 1.3 3.0 1.0 2.5 1.1 2.4 0.7 0.7 0.8 1.0 1.3 0.9 0.7 0.6 1.1 0.8 0.9 0.3 0.4 1.7 0.9 0.8 1.0

Glycochenodeoxycholic acid4.4 0.1 1.0 0.2 0.2 2.6 0.6 0.1 1.0 0.9 0.0

0.0 0.0 11.0 0.0

11.1 6.7 7.4 0.3 0.0 0.6 2.8 1.3 0.0 1.2 1.3 0.1 0.0 0.0 0.6 0.1 0.7 0.2

Glycocholic acid 1.7 0.0 1.0 0.2 0.2 5.5 0.1 0.0 0.6 0.6 0.00.0 0.0 16.0 0.0

9.6 4.8 6.2 0.1 0.4 0.4 1.9 2.2 0.1 0.5 1.8 0.2 0.5 0.0 0.2 0.2 1.2 0.9

Bile acids

Patients with unexplained encephalopathy

Carbohydrates

Hydroxy acids

Aminoacid and derivatives

Acylcarnitines

Biochemical/chemical DB

annotation

Chemical/metabolic profile DB

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Conclusion : Analyses beyond regulatoryconcerns for better food safety

❖ High Resolution Mass Spectrometry can be successfully appliedto different food matrices for large screening of xenobiotics.

❖ Unexpected pollutant determination or quality assessment canbe simultaneously performed on the same food samples bycomparison with reference spectral fingerprint databases

❖ Implementation of global approaches for highlightingunexpected contaminants in food matrices will require advancedstatistical tools and the development of spectral and chemicalprofile databases.

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DRF/JOLIOT/DMTS/SPI

Acknowledgement

CEA/SPI/LEMMBenoit ColschFrançois FenailleFlorence CastelliMarie-Françoise OlivierLydie OliveiraSandrine Aros-CaltPierre Barbier Saint-HilaireMikail BerdiUlli Hohenester

And thank you for your attention!!!

UPMCJean-Claude TabetAnna Warnet

CEA/LISTEtienne ThévenotPierrick RogerNatacha LenuzzaAlexis Delabrière

PROFILOMICCéline DucruixAlexandre SeyerJérôme CottonStéphanie OurselFanny LerouxMarion PoirelSimon BroudinBruno Corman

CEA/SPISandrine LebloisLaurie MénezEmmanuel FavryFlorence Vizet