Cerno发布新型Rx平台 加速MassWorks普及应用

2018年7月18日 10:05:40 来源: 分析测试百科
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  苹果公司的IOS、谷歌的Android、腾讯的微信,都是我们熟知的平台,它们可以更好地接入和调用第三方的工具,并加速实现各种基于平台的应用。MassWorks软件具有独特的精确质量和谱图准确度校正方法,使人们在使用单四极杆质谱时,也可获得被国际期刊认可的精确质量和元素组成,准确地进行化合物鉴定;同时也可用于TOF、Orbitrap、FT ICR等高分辨质谱,进一步提高化合物识别的准确度。MassWorks在全球拥有数千家用户,在中国已拥有上百名用户。随着用户数量的大幅提升,用户需求也越来越多,用户普遍希望能快速开发方法,快速解析数据,而且希望MassWorks能够针对自己的应用定制方法。基于此,Cerno Bioscience(简称Cerno)公司开发了MassWorks Rx平台,并在2018年ASMS发布了MassWorks Rx GC/ID——用于GC/MS上的第一个自动化处理软件。为了进一步了解MassWorks Rx新平台和未来在此平台上快速开发质谱应用软件的潜力,分析测试百科网在ASMS上采访了Cerno公司的总裁王永东先生。

采访现场

王永东(左一)在Gaslamp区一家复古风餐厅与同事的合影

Cerno公司的独创技术

  Cerno公司最早发明了MassWorks软件,它可直接读取各质谱厂家的质谱数据格式,具有几大特征功能:

  1、最真校正工具(TrueCal),

  应用TrueCal工具,MassWorks可以:在单位质量分辨的四极杆质谱上提高100倍的质量准确度;在高分辨(如TOF、Orbitrap、FTICR)和单位质量分辨的四极杆质谱上,获得>99%的谱图准确度;可在单位质量分辨的四极杆质谱上直接进行分子式鉴定;在高分辨质谱上提升分子式鉴定的准确率达20倍。

  2、CLIPS工具:在单位质量分辨质谱上通过准确质量和谱图准确度搜索进行分子式鉴定

  3、sCLIPS工具:在高分辨质谱上通过准确质量和谱图准确度搜索进行分子式鉴定

  4、TrueFit MX工具:用于小分子和大分子离子混合物的定性和相对定量分析

  5、色谱峰纯度检测

为什么要开发MassWorks Rx 平台

  王永东表示,当今的软件开发面临多样化质谱市场的挑战,其中包括:质谱类型和型号的多样性;质谱用户需求的多样性;为每一个工作流研发适用的自动处理软件,难度大,周期长而成本高;“打包”软件变得更局限、复杂和笨拙;宏和方法的编制可能非常缓慢,因为它是以质谱供应商为中心的,难以支持。

  基于以上原因,Cerno公司决定开发Rx平台,其目标是:对任意一个质谱应用必须易于配置;对于重复的操作任务提供可定制的自动化处理分析;使用通用的科学编程语言;应能容易和快速地调用Cerno的技术和第三方工具;提供便于集成归一的图形、搜索、报告并满足监管部门的要求。

MassWorks Rx平台的特点

  MassWorks Rx平台具有如下特点:

  使用Python平台,这是一个现在很通用的科学编程语言

  Python可调用现存MassWorks中的所有部件和软件功能

  预置的API接口用于通用的质谱需求,如库检索,图像,报告等

  通过丰富的 Python功能,易于同第三方工具集成

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MassWorks Rx平台结构示意图

使用MassWorks Rx平台的好处

  王永东表示,基于MassWorks Rx平台,可快速产生一系列应用产品,用于四极杆GC-MS的定性分析,四极杆LC-MS的定性分析,在TOF和Orbitrap上进行更好的分子式确认、生物转化和修饰的分析。除了 Cerno 的 TrueCal™校准技术和 TrueFitMX™混合物解卷积,MassWorks Rx 添加了一系列专利创新的技术,包括:全自动强大的共流出色谱峰的解析,可比其它方法提高10倍以上的灵敏度;Cerno用TIC(总离子流色谱峰)来解析, 而不像其它技术那样仅使用几个单一的质量值。这种方法大幅提高了灵敏度,并避免了繁琐的手动操作。

  使用MassWorks Rx平台的好处是:

  易于自动化

  Rx 提供了一个简单而有力的手段来自动化工作流程。灵活的方法开发提供了必要的工具来控制如何处理和报告数据。对于一个已经存在的方法,只需选择现有方法并根据需要修改,然后添加到待处理的任务表列中,Rx 将为每个任务自动处理数据。数据处理完后, 用户可使用内置的互动查看功能轻松地查看结果。查看和检索从GC-MS生成的结果,包括对分子式和质量碎片的确认,或对蛋白或其它大分子降解物及标记的同位素进行准确的混合物分析,所有数据都是用可搜索的方式来管理并使用安全、容易操控的SQL数据库。

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Rx 在可用时将所有方法和任务排队列表并快速显示每个作业的状态

  强大的报告和实验室集成

  完整报告保存到行业标准的 PDF文件中。这些报告使用交互式超链接来快速浏览每个运行的实验数据,不需要其它软件。报告可被直接分发到最终用户或集成入LIMS及其它实验室数据管理系统中。

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强大的交互式查看器可快速检查和确认已处理的样品数据

  为未来进行设计和构建

  Rx 构建了现代化的灵活软件工具, 可配置几乎任何应用程序。模块化设计保证了其适应特殊的需要。

MassWorks Rx平台的第一个应用程序产品GC/ID

  基于MassWorks Rx平台,Cerno快速推出了第一个产品GC/ID,具有如下特点:

  全自动进行GC/MS定性分析

  全自动进行准确质量和谱图准确度的校正(AutoCal)

  可将未分离的含共流出的色谱峰解析成为纯组分的质谱

  自动进行NIST谱库的质谱检索

  利用分子离子和质量碎片进行分子式自动鉴定

  自动产生报告

  下面,让我们看看基于MassWorks Rx平台的第一个GC/ID产品的强大魔力吧:

  一、解析共流出混合物谱,获得纯谱

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GC/ID 自动识别 ”共流出色谱峰, 不仅标出未解析化合物的个数,还生成“纯”质谱

1)GC/MS自动分析所有色谱峰并显示每个峰中实际有多少个组分;2)解析出每个 “纯”组分质谱;3)自动计算每个 "纯" 峰值的位置、高度和峰面积;4)使用 NIST 库搜索每个“纯”质谱

  二、精准质量检索大幅提升鉴定结果准确度

  TrueCal 精确质量校准功能,可对 NIST 库进行精确的大规模过滤搜索,从而获得更简明、更有信心的结果。

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未校准前搜索有超过100个结果,校准后进行大规模过滤搜索仅有9个结果

  三、对分子离子进行分子式确认

  使用精准质量和高谱图准确度的分子离子,对NIST检索进行交叉验证,TrueCal可进行可靠的分子式鉴定/确认,或鉴定那些不在NIST库中的化合物。


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校准(红线)和“真正”质谱(绿线)的叠加显示图, 使谱图匹配准确率达99%, 从而进行准确的分子式确认

  四、质谱碎片确认

  对于不在库中的未知化合物,GC/ID 可以自动识别质谱碎片,并为未知的分子结构提供有力的线索。此外,碎片分析可用于验证搜索结果,确保碎片离子是分子离子的逻辑子集。

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  基于强大的 MassWorks Rx 平台,GC/ID 可将所需的所有强大功能有机集成进入用户的自动化工作流程中,节省时间、改善结果。GC/ID 可以在后台运行,当每一GC-MS样品数据收集完后自动进入处理数据和报告。

  具有高度可配置性的 Rx 平台能根据需要轻松配置不同的处理方法和报告。处理后的结果将保存并组织在一个安全、可访问的 SQL 数据库中,可以方便地按日期、评论、操作者或其它任意的关键字进行搜索。 强大的报表功能生成PDF 报告,其中包括谱图、搜索结果、表列和摘要信息。PDF 使用超链接可以轻松直观地导航数据,无需安装其它软件。PDF 报告还为 LIMS 集成创建了一个简单有效的途径。

  各种强大的应用程序调用功能

  API调用程序方面,GC/ID的功能包括:打开和读取数据文件,兼容各质谱供应商的数据格式;使用质谱峰形(Lineshape)进行谱图准确度校正获得精准质量;对单位质量分辨质谱使用CLIPS进行分子式确认;对于高分辨率质谱使用sCLIPS进行分子式确认;可进行色谱峰纯度检测和解析;混合物的直接分析。

  图形用户界面的API功能包括:构建基于 Tkinter 的 Python 应用程序的工具(Tkinter模块是Python的标准Tk GUI工具包的接口);用于在表、文本和 matplotlib 图中显示结果的工具;Python方法定制化(设置,参数,过程,结果);参数自定义(报表格式文本、参数值);通过 Rx、RxMain 应用程序使用

  NIST谱库检索的API功能包括:使用NIST DLL进行质谱检索,比NIST应用更有效快速;支持保留时间索引数据库搜索(RI);结果存档(组件、命中列表、嵌入式 cgm/spc);RxSearch 整体运行(峰的检测、共流出的解析,NIST,CLIPS,质谱碎片解析);RxSearchMS 单峰(可对多重未分开质谱峰进行解卷积);RxSearchMol (对单峰进行NIST 和CLIPS检索)。


本文中提到的仪器产品

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