1. Virtual decoupling to break the simplification versus resolution trade-off in nuclear magnetic resonance of complex metabolic mixtures
- Author
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Alain Geffard, Jean-Marc Nuzillard, Guy Lippens, Neil Cox, Cyril Charlier, Burkhard Luy, Sophie M. Prud’homme, Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Stress Environnementaux et BIOsurveillance des milieux aquatiques (SEBIO), Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques (INERIS)-Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université Le Havre Normandie (ULH), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-SFR Condorcet, Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux (LIEC), Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Terre et Environnement de Lorraine (OTELo), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie Moléculaire de Reims - UMR 7312 (ICMR), SFR Condorcet, Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-SFR CAP Santé (Champagne-Ardenne Picardie Santé), Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-SFR CAP Santé (Champagne-Ardenne Picardie Santé), and Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-SFR Condorcet
- Subjects
Physics ,QC501-766 ,Proton ,010405 organic chemistry ,Resolution (electron density) ,Spectrum (functional analysis) ,Decoupling (cosmology) ,010402 general chemistry ,01 natural sciences ,Spectral line ,0104 chemical sciences ,Electricity and magnetism ,Nuclear magnetic resonance ,Dimension (vector space) ,[CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry ,Heteronuclear single quantum coherence spectroscopy - Abstract
The heteronuclear single quantum correlation (HSQC) experiment developed by Bodenhausen and Ruben (1980) in the early days of modern nuclear magnetic resonance (NMR) is without a doubt one of the most widely used experiments, with applications in almost every aspect of NMR including metabolomics. Acquiring this experiment, however, always implies a trade-off: simplification versus resolution. Here, we present a method that artificially lifts this barrier and demonstrate its application towards metabolite identification in a complex mixture. Based on the measurement of clean in-phase and clean anti-phase (CLIP/CLAP) HSQC spectra (Enthart et al., 2008), we construct a virtually decoupled HSQC (vd-HSQC) spectrum that maintains the highest possible resolution in the proton dimension. Combining this vd-HSQC spectrum with a J-resolved spectrum (Pell and Keeler, 2007) provides useful information for the one-dimensional proton spectrum assignment and for the identification of metabolites in Dreissena polymorpha (Prud'homme et al., 2020).
- Published
- 2021