MetaboScape

探索数字化代谢组全景

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技术带来第四维度离子淌度的分离，可获得所有化合物的 CCS 值。PASEF^® 采集模式实现 MS/MS 谱图覆盖 10 倍以上的提升，从而在常规分析中实现更高可信度的物质鉴定。

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^® 空间多组学

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。

2026b 版本新增功能：MetaboScape^® neXus

依托既有知识沉淀，规模拓展未知发现

neXus 基于 MetaboScape^® 成熟的 Compass Server 架构，可跨研究关联代谢物注释信息，将分散独立的分析结果整合为持续拓展的数字化代谢组知识总集。

现代代谢组学研究通常并非仅依赖单次实验结果。随着研究推进，实验室在重复样品分析、长期项目研究以及不断发展的采集方法中，会逐步累积数千个代谢离子峰、数百条注释结果以及大量解析测试结果。借助 MetaboScape^® neXus 新功能，可在所有项目的完整数据库中自动检索已完成注释的样本结果，既能依托持续扩充的内部知识库开展分析，又能为知识库的扩充提供新的数据支撑。

从单次实验到动态代谢组知识总集

MetaboScape^®neXus 基于一套清晰的概念体系运行：

数字化代谢组数据集 —— 单次样本经 LC‑TIMS‑HRMS 分析所生成的完整生物分析信息集合
数字化代谢组全景 —— 由多组样本数据集构建而成、用于单次研究内的比较代谢组分析体系
数字化代谢组知识总集 —— 通过归一化整合不同研究全景的注释信息，形成持续扩充的跨研究代谢组知识体系

MetaboScape® neXus 工作流可在该知识总集中建立关联，将不同项目、不同时间的数字化代谢组研究全景整合为统一且持续扩充的知识库。

MetaboScape neXus可构建数字化代谢组知识总集，用于在不同研究间对已检测代谢物进行溯源与比对。

直击核心疑问：该物质此前是否已有检出？

MetaboScape® neXus 可快速显示当前检测到的特征峰是否曾在过往实验中出现。通过匹配质荷比、保留时间、离子淌度及二级质谱谱图，neXus 可跨所有可访问项目关联特征峰，实现当前结果与历史数据的联动互通。这使得：

再次利用以往实验中经过验证的注释结果
新增注释信息时，可回溯丰富早期数据集
确保重复性研究、不同样本与采集方法间的结果保持一致

从而实现当前鉴定的化合物可追溯至多年实验数据，并以可控、可重复的方式完成注释补充。

设计即保障可复现性

MetaboScape^® neXus 不仅可完成化合物匹配鉴定，还能完整复现其他项目中使用的注释方法和参数。随着数字化代谢组知识总集的不断完善，这一特性可确保在不同项目、不同用户及不同时间下均能获得一致的分析结果。

可灵活适配不同维度的数据类型

MetaboScape^®neXus 可兼容不同类型的数据集。实验结果特征匹配既可限定在相同维度的可比数据（如开启离子淌度的实验），也可以设置实现 3D 与 4D 数据间的跨维度比对。可依据研究设计需求，在分析严谨性与发现广度之间实现灵活平衡。

从数据集到知识总集，MetaboScape^® neXus 充分利用已有样本知识信息，助力拓展全新发现。

MetaboScape^®

从数据到生物学意义

MetaboScape^® 采用统一化的分析流程进行非靶向分析，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，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。

跨仪器系列的四维代谢组学与脂质组学一站式分析平台

MetaboScape^® 是布鲁克专为非靶向代谢组学与脂质组学分析流程打造的一体化软件平台，采用以化合物为核心的统一数据模型，可处理分析布鲁克 ESI LC-MS/MS、搭载离子淌度的 timsTOF 系列及 MALDI 质谱仪的数据，在不同采集模式与实验下均能实现稳定一致的分析结果。

MetaboScape^® 的核心在于基于置信度的注释策略。平台通过精准质量数、同位素分布、保留时间对齐（T ReX^®）、MS/MS 二级谱图、离子淌度（当可获取碰撞截面积 CCS 时）以及标准注释因子（AQ）等多层面交叉注释分子特征，为复杂数据集的化合物定性提供准确、可重复的可靠依据。

MetaboScape^® 用于布鲁克 timsTOF 平台采集的数据分析时，可充分挖掘将离子淌度作为第四维分析维度的结果。实验测得的 CCS 值能显著提升同分异构代谢物与脂质的选择性；即使在没有标准品的情况下，内置的 CCS 预测功能，也可通过对比理论与实测 CCS 值，进一步支持化合物注释。

MetaboScape^®支持从已知化合物延伸至结构相关的未知化合物的逐级鉴定。集成的功能模块包括：基于精准质量数、同位素分布及碎片信息推断分子式的SmartFormula3D^™；本地与公共化合物数据库自动检索；通过 MetFrag 的计算模拟碎裂用于候选结构排序；通过 MS/MS 相似性分析，可将注释结果延伸应用至研究中化学结构相近的其他特征峰。

便于探索的交互式用户界面

MetaboScape^® 提供交互式动态用户界面，可在特征表中快速导航，运用统计学工具突出关键特征值，并对分子注释进行评估。MS/MS 谱图会根据注释类型，自动选择以下注释方法：

SF (SmartFormula): 生成碎片峰分子式并测量中性丢失。
LS (Lipid Species): 识别与侧链中性丢失或脂质头部基团碎裂等相关的特征 MS/MS 谱峰。
SL (Spectral Library): 显示蝶形图，上方为实测谱图，下方为数据库中谱图。
MF (MetFrag): 展示哪些 MS/MS 峰与注释化合物的碎片结构相匹配。

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^® 空间多组学的数据分析。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（ CH₂）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

计算机模拟衍生化

在 MetaboScape 中，可对已知化合物如柠檬酸循环进行计算机模拟，生成其衍生后结构、碰撞截面（CCS）值以及 MSMS 碎片。

MetaboScape^® 通过集成化的数据处理模块简化您的实验流程，在计算机上开启智能化学衍生化实验。

目标结构的模拟衍生化
碎片和碰撞截面积准确预测
支持自定义衍生化试剂
始终关联原始结构
与现有系统无缝集成

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，由于离子淌度的分离，PASEF^® 数据的 MS/MS 谱图更为干净。离子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-ReX^®² 和 T-ReX^®³

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。这为非靶向代谢物的鉴定增加了更多的确信度。