质谱软件

MetaboScape®

适用于非靶向代谢组学数据处理的多功能一体化软件

发现更多生物标志物

更有信心的结果

metaboscape

亮点

MetaboScape

使用 MetaboScape® 鉴定更多化合物

鉴定和可视化结果
将 CCS 值作为一项定性依据引入鉴定流程,使鉴定结果更为准确。使用统计学工具和代谢通路图,寻找生物标志物更加直观和可视化。
CCS 值
TIMS 技术带来第四维度淌度的分离,可获得所有化合物的 CCS 值。PASEF 采集模式可实现高达 120 Hz 的二级扫描速率,从而获得更多鉴定数。
高通量
MetaboScape® 软件可处理大批量的样本数据。使用无需液相的 FIA-MRMS 方案,可每天运行超过 200 个样本。
SpatialOMx® 空间定位组学
使用 timsTOF fleX 上创新和独特的 MALDI-2 离子源进行成像,可检测到更多的小分子化合物。同时 MetaboScape® 可对检测到的化合物进行注释。

特点

MetaboScape

从数据到生物学意义

MetaboScape® 是一块多功能的软件,不管是ESI的组学数据,还是 MALDI 成像的数据,都可以实现快速分析并寻找生物标志物。



MetaboScape® 可运用于各应用领域,包括代谢组学、脂质组学、表型组学、食品组学、环境和制药等,为用户提供从基础鉴定到高级统计分析等多种实用功能。

  • 使用强大的 T-ReX® 算法进行数据预处理共作,进行保留时间对齐、去同位素峰和特征峰提取;
  • 目标化合物可以使用用户自定义的鉴定列表自动进行注释;
  • 未知物的鉴定,可通过数据库检索,计算机模拟二级碎片等方式鉴定;
  • 使用监督和无监督的统计学计算方法对复杂数据进行可视化,如 PCA、PLS、T-test 等;
  • 使用五个维度的指标对鉴定结果进行评分;
  • 代谢通路图匹配将鉴定到的代谢物显示到通路图中,从而将数据和已知信息结合;
  • 使用本地代谢物预测功能对药物代谢物进行预测并鉴定;
  • 批次间校正功能消除大队列样本带来的误差;
  • 时间序列图显示代谢物随时间的变化;
  • 针对脂质组学的注释工具包,包含 rule based annotation,4D Kendrick 质量缺陷图和 CCS 预测;
  • 为了简化已知物的鉴定,MetaboScape® 支持 MetaboBASE 个人库、HMDB 代谢物库、布鲁克 Summer 植物库( 包括 > 130 化合物的 CCS 值 )以及客户自定义库
  • 可导出 GNPS( Global Natural Products Social Molecular )支持的数据格式;
  • 客户端-服务器体系结构,单个许可证支持多台电脑同时安装,多个用户同时分析数据,数据和方法可共享;
  • MetaboScape® 中的 Semi-Targeted 工作流程与 TASQ® 软件的靶向绝对定量的流程可相结合。

优势

MetaboScape

跨平台的统一的工作流程

非靶向分析的目标是寻找具有特定生理状态或样本的特征。然而目前没有一个工作流程可以同时获得化合物的空间位置信息和动态变化信息,因此需要整合来自不同仪器平台的数据。MetaboScape® 可以同时处理来自 ESI 和 MALDI 成像的数据,并互为补充,互相验证,在确定化合物变化量的同时,确定其空间位置信息。




MetaboScape® 软件内部集成多种实用工具,可进行未知化合物的识别鉴定工作。SmartFormula 3D 可实现基于母离子和碎片离子的准确分子式计算;CompoundCrawler 检索本地和公共的数据库( 如 pubchem、chemspider 等);MetFrag 计算机模拟理论二级碎片谱图并和实测 MS/MS 谱图进行匹配鉴定化合物。


未知物鉴定流程:

A) SmartFormula 3D 通过碎片和母离子的准确质量数和同位素峰信息将母离子可能的分子式进一步筛选,将最终的候选结果限制在一个或几个之内;

B) CompoundCrawler 检索本地和公共数据库之后给出可能的结构式列表;

C) MetFrag 计算机模拟理论二级碎片,与实测 MS/MS 谱图相匹配并打分;

D) MS/MS 谱图关联匹配可寻找相类似的二级谱图,对结构可能相似的同类化合物进行鉴定。

用于药物代谢物鉴定的工作流程

支持 MetaboScape® 中基于本地 BioFormformer 的注释。用于 LC-MS/MS、LC-PASEF、FIA-MRMS、MALDI 成像的通用工作流程。

药物代谢物鉴定是药物研究中经常涉及到的研究内容,同时在代谢组学、表型组学、暴露组学和非靶向筛查中也有越来越多的涉及。研究对象主要为药物的代谢物或者环境毒物( 如农残、麻醉剂和其它有毒物质等 )在环境中的代谢产物。


MetaboScape® 内置的插件 BioTransformer1 可实现本地的代谢物预测功能,只需输入药物原型即可推测代谢产物。支持代谢组学以及 SpatialOMx® 空间定位组学的数据分析。同时,还可获得时间序列图对代谢物随时间的变化情况进行半定量的追踪显示。


( [1] Djoumbou-Feunang et al.; Journal of Cheminformatics 2019, 11:2 ).

 

完全集成的 4D-脂质组学工作流程

MetaboScape® 中最新的脂质注释规则流程中包含的脂质类别均遵循了脂质组学标准倡议( LSI )的规则。新的注释规则检索时运行更加快速,同时使用了类别注释的方法避免了过度注释。

MetaboScape® 可以在数据中查看 Kendrick 质量亏损图,即同类型化合物( 相差重复结构单元,如 CH2 )的分布情况,这对于脂质鉴定结果的确证有着很大的帮助。4D Kendrick 质量亏损图包含 4 种信息( x 轴、y 轴、颜色和气泡大小 ),可从不同维度来查看数据。

  • 保留时间 - 质荷比图:不同的颜色表示不同类型脂质化合物的分布情况。这可以使研究者快速发现出现明显偏差的鉴定结果;
  • 质荷比 - CCS 值图:可看到同类型脂质,随着碳数增加,CCS 值线性增加;随着双键数增加,CCS 值线性降低。通过这一规律可快速去除假阳性结果;
  • 质荷比 - KMD( CH)图:可以快速查看某一脂质类型的分布情况。KMD 值相同的代表脂质的不饱和度相同且脂质类型相同。图中所示的 TG,从颜色判断保留时间符合预期,CCS 值随着不饱和度的下降而升高。
(上)保留时间-质荷比图:颜色代表不同类型脂质,气泡大小代表 CCS 值;(中)质荷比-CCS 值图:颜色表示不同保留时间;(下)质荷比-KMD 图,气泡大小代表 CCS 值大小,颜色表示不同保留时间

应用

MetaboScape

T-ReX® 4D —— 支持 4D-多组学

代谢组学和脂质组学的主要需求是快速寻找并鉴定那些由于疾病或者其他因素而导致变化的化合物。保留时间、母离子质量数、同位素峰型和 MS/MS 谱图是常用的用来鉴定化合物的依据。timsTOF Pro 使用 PASEF® 扫描模式可在 1 秒钟内获得上百张二级谱图,可在单针数据之内实现深度的二级数据覆盖。同时,由于淌度的分离,PASEF® 数据的 MS/MS 谱图更为干净。淌度同时可以获得对应 m/z 的 CCS 值信息,从而进一步对化合物进行鉴定。

用于 MALDI 成像的 T-ReX² 和 T-ReX³

MetaboScape® 可与成像数据处理软件 SCiLS™ Lab 联合使用,使用 T-ReX2 算法,对空间定位组学中的非靶向代谢物、脂质和糖等进行分析鉴定。同时,新升级的 T-ReX3 算法,首次实现了 CCS 值的引入,使用 CCS 值对 MALDI 成像数据进行更高准确度的鉴定。

T-ReX® 2D —— FIA-MRMS " 代谢分型 "

基于 MRMS 的表型组学工作流程 FIA-MRMS,依托质谱的超高分辨率,无需液相分离,可大幅提高样品通量。同时还可检测到许多 LC-MS 无法检测到的化合物,支持靶向和非靶向分析。MetaboScape® 的 T-ReX® 2D 算法提供了响应的数据处理方法,可实现高置信度的峰对齐。新型的 scimaX® MRMS 可实现 > 100 万的质量分辨率及 < 0.2 ppm 的质量准确度。超高的分辨率可检测到化合物的精细同位素峰结构,从而确定元素组成。这位非靶向代谢物的鉴定增加了更多的确信度。

网络研讨会

反馈

“ 化合物鉴定评分系统最近添加了碰撞截面积 CCS 值信息,这使得我们能够将 timsTOF Pro 获得的高度可重复的 CCS 值作为鉴定参数加入到我们的代谢物鉴定工作流程中。”

Lloyd Sumner 教授,美国密苏里大学哥伦比亚分校

“ 新的 MRMS 系统在各类高端代谢组学分析方面都远超我们预期,如分子分析、结构鉴定,以及成像等方面,操作简便,每个实验室都应该有一台!”

Jeremy Nicholson 教授,澳大利亚国家表型组学中心主任,莫道克大学健康科学的常务校长

 

“ MetaboScape 的客户端-服务器设置是作为核心设施的理想之选,因为我们可以轻松的实现多个用户之间的数据共享访问。”

Jörg Büscher 博士,德国马克斯-普朗克免疫学和表观遗传学研究所

更多信息

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