Cerno發布新型Rx平臺加速MassWorks普及應用

　　蘋果公司的IOS、谷歌的Android、騰訊的微信，都是我們熟知的平臺，它們可以更好地接入和調用第三方的工具，并加速實現各種基于平臺的應用。MassWorks軟件具有獨特的精確質量和譜圖準確度校正方法，使人們在使用單四極桿質譜時，也可獲得被國際期刊認可的精確質量和元素組成，準確地進行化合物鑒定；同時也可用于TOF、Orbitrap、FT ICR等高分辨質譜，進一步提高化合物識別的準確度。MassWorks在全球擁有數千家用戶，在中國已擁有上百名用戶。隨著用戶數量的大幅提升，用戶需求也越來越多，用戶普遍希望能快速開發方法，快速解析數據，而且希望MassWorks能夠針對自己的應用定制方法。基于此，Cerno Bioscience（簡稱Cerno）公司開發了MassWorks Rx平臺，并在2018年ASMS發布了MassWorks Rx GC/ID——用于GC/MS上的第一個自動化處理軟件。為了進一步了解MassWorks Rx新平臺和未來在此平臺上快速開發質譜應用軟件的潛力，分析測試百科網在ASMS上采訪了Cerno公司的總裁王永東先生。

采訪現場

王永東（左一）在Gaslamp區一家復古風餐廳與同事的合影

Cerno公司的獨創技術

　　Cerno公司最早發明了MassWorks軟件，它可直接讀取各質譜廠家的質譜數據格式，具有幾大特征功能：

　　1、最真校正工具（TrueCal），

　　應用TrueCal工具，MassWorks可以：在單位質量分辨的四極桿質譜上提高100倍的質量準確度；在高分辨（如TOF、Orbitrap、FTICR）和單位質量分辨的四極桿質譜上，獲得>99%的譜圖準確度；可在單位質量分辨的四極桿質譜上直接進行分子式鑒定；在高分辨質譜上提升分子式鑒定的準確率達20倍。

　　2、CLIPS工具：在單位質量分辨質譜上通過準確質量和譜圖準確度搜索進行分子式鑒定

　　3、sCLIPS工具：在高分辨質譜上通過準確質量和譜圖準確度搜索進行分子式鑒定

　　4、TrueFit MX工具：用于小分子和大分子離子混合物的定性和相對定量分析

　　5、色譜峰純度檢測

為什么要開發MassWorks Rx 平臺

　　王永東表示，當今的軟件開發面臨多樣化質譜市場的挑戰，其中包括：質譜類型和型號的多樣性；質譜用戶需求的多樣性；為每一個工作流研發適用的自動處理軟件，難度大，周期長而成本高；“打包”軟件變得更局限、復雜和笨拙；宏和方法的編制可能非常緩慢，因為它是以質譜供應商為中心的，難以支持。

　　基于以上原因，Cerno公司決定開發Rx平臺，其目標是：對任意一個質譜應用必須易于配置；對于重復的操作任務提供可定制的自動化處理分析；使用通用的科學編程語言；應能容易和快速地調用Cerno的技術和第三方工具；提供便于集成歸一的圖形、搜索、報告并滿足監管部門的要求。

MassWorks Rx平臺的特點

　　MassWorks Rx平臺具有如下特點：

　　使用Python平臺，這是一個現在很通用的科學編程語言

　　Python可調用現存MassWorks中的所有部件和軟件功能

　　預置的API接口用于通用的質譜需求，如庫檢索，圖像，報告等

　　通過豐富的 Python功能，易于同第三方工具集成

MassWorks Rx平臺結構示意圖

使用MassWorks Rx平臺的好處

　　王永東表示，基于MassWorks Rx平臺，可快速產生一系列應用產品，用于四極桿GC-MS的定性分析，四極桿LC-MS的定性分析，在TOF和Orbitrap上進行更好的分子式確認、生物轉化和修飾的分析。除了 Cerno 的 TrueCal?校準技術和 TrueFitMX?混合物解卷積，MassWorks Rx 添加了一系列ZL創新的技術，包括：全自動強大的共流出色譜峰的解析，可比其它方法提高10倍以上的靈敏度；Cerno用TIC（總離子流色譜峰）來解析, 而不像其它技術那樣僅使用幾個單一的質量值。這種方法大幅提高了靈敏度，并避免了繁瑣的手動操作。

　　使用MassWorks Rx平臺的好處是：

　　易于自動化

　　Rx 提供了一個簡單而有力的手段來自動化工作流程。靈活的方法開發提供了必要的工具來控制如何處理和報告數據。對于一個已經存在的方法，只需選擇現有方法并根據需要修改，然后添加到待處理的任務表列中，Rx 將為每個任務自動處理數據。數據處理完后, 用戶可使用內置的互動查看功能輕松地查看結果。查看和檢索從GC-MS生成的結果，包括對分子式和質量碎片的確認，或對蛋白或其它大分子降解物及標記的同位素進行準確的混合物分析，所有數據都是用可搜索的方式來管理并使用安全、容易操控的SQL數據庫。

Rx 在可用時將所有方法和任務排隊列表并快速顯示每個作業的狀態

　　強大的報告和實驗室集成

　　完整報告保存到行業標準的 PDF文件中。這些報告使用交互式超鏈接來快速瀏覽每個運行的實驗數據，不需要其它軟件。報告可被直接分發到最終用戶或集成入LIMS及其它實驗室數據管理系統中。

強大的交互式查看器可快速檢查和確認已處理的樣品數據

　　為未來進行設計和構建

　　Rx 構建了現代化的靈活軟件工具, 可配置幾乎任何應用程序。模塊化設計保證了其適應特殊的需要。

MassWorks Rx平臺的第一個應用程序產品GC/ID

　　基于MassWorks Rx平臺，Cerno快速推出了第一個產品GC/ID，具有如下特點：

　　全自動進行GC/MS定性分析

　　全自動進行準確質量和譜圖準確度的校正（AutoCal）

　　可將未分離的含共流出的色譜峰解析成為純組分的質譜

　　自動進行NIST譜庫的質譜檢索

　　利用分子離子和質量碎片進行分子式自動鑒定

　　自動產生報告

　　下面，讓我們看看基于MassWorks Rx平臺的第一個GC/ID產品的強大魔力吧：

　　一、解析共流出混合物譜，獲得純譜

GC/ID 自動識別 ”共流出色譜峰, 不僅標出未解析化合物的個數，還生成“純”質譜

1）GC/MS自動分析所有色譜峰并顯示每個峰中實際有多少個組分；2）解析出每個 “純”組分質譜；3）自動計算每個 "純" 峰值的位置、高度和峰面積；4）使用 NIST 庫搜索每個“純”質譜

　　二、精準質量檢索大幅提升鑒定結果準確度

　　TrueCal 精確質量校準功能，可對 NIST 庫進行精確的大規模過濾搜索，從而獲得更簡明、更有信心的結果。

未校準前搜索有超過100個結果，校準后進行大規模過濾搜索僅有9個結果

　　三、對分子離子進行分子式確認

　　使用精準質量和高譜圖準確度的分子離子，對NIST檢索進行交叉驗證，TrueCal可進行可靠的分子式鑒定/確認，或鑒定那些不在NIST庫中的化合物。

校準（紅線）和“真正”質譜（綠線）的疊加顯示圖, 使譜圖匹配準確率達99%, 從而進行準確的分子式確認

　　四、質譜碎片確認

　　對于不在庫中的未知化合物，GC/ID 可以自動識別質譜碎片，并為未知的分子結構提供有力的線索。此外，碎片分析可用于驗證搜索結果，確保碎片離子是分子離子的邏輯子集。

　　基于強大的 MassWorks Rx 平臺，GC/ID 可將所需的所有強大功能有機集成進入用戶的自動化工作流程中，節省時間、改善結果。GC/ID 可以在后臺運行，當每一GC-MS樣品數據收集完后自動進入處理數據和報告。

　　具有高度可配置性的 Rx 平臺能根據需要輕松配置不同的處理方法和報告。處理后的結果將保存并組織在一個安全、可訪問的 SQL 數據庫中，可以方便地按日期、評論、操作者或其它任意的關鍵字進行搜索。 強大的報表功能生成PDF 報告，其中包括譜圖、搜索結果、表列和摘要信息。PDF 使用超鏈接可以輕松直觀地導航數據，無需安裝其它軟件。PDF 報告還為 LIMS 集成創建了一個簡單有效的途徑。

　　各種強大的應用程序調用功能

　　API調用程序方面，GC/ID的功能包括：打開和讀取數據文件，兼容各質譜供應商的數據格式；使用質譜峰形（Lineshape）進行譜圖準確度校正獲得精準質量；對單位質量分辨質譜使用CLIPS進行分子式確認；對于高分辨率質譜使用sCLIPS進行分子式確認；可進行色譜峰純度檢測和解析；混合物的直接分析。

　　圖形用戶界面的API功能包括：構建基于 Tkinter 的 Python 應用程序的工具（Tkinter模塊是Python的標準Tk GUI工具包的接口）；用于在表、文本和 matplotlib 圖中顯示結果的工具；Python方法定制化（設置，參數，過程，結果）；參數自定義（報表格式文本、參數值）；通過 Rx、RxMain 應用程序使用

　　NIST譜庫檢索的API功能包括：使用NIST DLL進行質譜檢索，比NIST應用更有效快速；支持保留時間索引數據庫搜索（RI）；結果存檔（組件、命中列表、嵌入式 cgm/spc）；RxSearch 整體運行（峰的檢測、共流出的解析，NIST，CLIPS，質譜碎片解析）；RxSearchMS 單峰（可對多重未分開質譜峰進行解卷積）；RxSearchMol （對單峰進行NIST 和CLIPS檢索）。