布魯克最新發布|4D代謝組學和4D脂質組學新突破

　　新型VIP-HESI離子源將4D-代謝組學、4D-脂質組學和小分子定量篩選工作流程的靈敏度提高了10倍以上；

　　數據庫全新發布包含CCS值的代謝物數據庫METLIN-4D；

　　數據處理軟件集成了代謝物CCS值預測功能CCS-Predict Pro；

　　新款代謝組學軟件MetaboScape 2022和TASQ 2022，支持引入CCS值信息的4D-代謝物鑒定流程，支持4D-脂質組學專用鑒定方法，減少脂質假陽性識別。

　　美國馬薩諸塞州比爾里卡 ——2021年6月21日，布魯克在其全球4D-Metabolomics? eXceed 網絡研討會上發布了全新VIP-HESI離子源、TIMS CCS數據庫——METLIN-4D、CCS-Predict Pro軟件和MetaboScape 2022軟件。

　　VIP-HESI離子源可以顯著提高檢測靈敏度。軟件方面，提供新的集成軟件工具CCS-Predict Pro，以增加4D-代謝組學和4D-脂質組學工作流程的數據可靠性。

　　可加熱的VIP-HESI離子源可以發揮去溶劑作用，使靈敏度提高16倍，從而可以在所有小分子檢測中實現全新應用。VIP-HESI源可以連接到timsTOF Pro 2平臺，同時提高4D-代謝組學和4D-脂質組學的檢測靈敏度。它還可以與布魯克高性能的impact II QTOF MS系統兼容，以改進食品、環境、法醫和制藥應用中農藥、藥物和藥物代謝物的定量分析，更高的靈敏度可檢測低濃度污染物。

圖：裝載VIP-HESI離子源的timsTOF Pro 2質譜儀

　　布魯克的合作伙伴們使用碰撞截面積值（CCS）在4D-代謝組學方面取得了重大進展。其中，代謝組學METLIN數據庫的創建者——美國Scripps研究所的Gary Siuzdak教授，使用TIMS/PASEF方法采集的準確的CCS值創建了METLIN-4D數據庫。METLIN數據庫是世界上最大的代謝組學數據庫，包含超過50萬種化合物的質譜譜圖。隨著METLIN-4D數據庫的加入，timsTOF Pro系統上測量的CCS值將MS/MS譜圖一塊，用于代謝物鑒定，增加檢測結果的可信度。這些CCS值將在所有timsTOF系列儀器上通用，以通過減少歧義來增加可信度，進而減少代謝物的錯誤鑒定。

　　布魯克還介紹了CCS-Predict Pro軟件，這是一款預測小分子代謝物CCS值的算法工具。CCS-Predict Pro為未知化合物提供了基于大規模CCS值的生物信息學數據。CCS-Predict Pro使用機器學習來識別代謝物可能的結構，包括暴露組學和藥物代謝物分析。

　　所有4D-代謝物分析流程都可在更新的MetaboScape 2022軟件中運行，該軟件繼續支持 CCS的工作流程。MetaboScape 2022 中包含4D-Lipidomics的進一步進展，以提供易于使用的脂質組學。MetaboScape 2022使用新方法顯示了潛在的假陽性鑒定結果，其中CCS值和保留時間決定了基于MS/MS碎片化結果的鑒定是否符合脂質結構。這種采用正交脂質特征的方法可以提高結果的準確性，并可以更快地驗證潛在的脂質生物標志物。

　　布魯克還宣布將CCS值納入TASQ 2022中，以便通過布魯克TargetScreener定量工作流程對食品和環境樣品中的污染物進行更準確的識別。這些工具的結合使得4D-脂質組學和4D-代謝組學在生物學和分子水平上研究更為便利，為研究人員提供更完整更全面的數據。

　　VIP-HESI離子源

　　真空絕緣探頭-可加熱ESI源是一個集成APCI探頭的雙離子源。VIP-HESI離子源與timsTOF系統和impact II兼容，適用于μL/min至mL/min流速范圍。在正離子模式和負離子模式下，HESI和APCI模式都能顯著提高靈敏度。例如在毛發分析中，VIP-HESI離子源將濫用藥物的檢測敏感度提高16倍，這允許檢測人員使用更短的頭發樣本來創建更詳細的藥物使用時間表。

圖：VIP-HESI離子源

　　另一個靈敏度提高超過10倍的應用案例是在環境和食品分析領域，靈敏度的提高可以簡化樣品制備過程或讓新興、低濃度污染物（如PFAS類分子）的早期檢測成為可能。在timsTOF系統上使用VIP-HESI還允許在相似的保留時間內洗脫異構體，并通過CCS分離實現單獨定量分析。這種強力的結合使暴露組學的研究人員能夠更詳細地闡明影響人類健康的暴露化合物。

　　最后，在負離子模式下，血漿中脂質的檢測靈敏度獲得了5倍提升，這讓4D-脂質組學中識別出更多的獨特脂質，得到更多的生物學信息。

　　全球最大的TIMS CCS數據庫 —— METLIN-4D

　　測量CCS值是整合小分子4D工作流程最可靠方法。METLIN-4D CCS數據庫是第一個測量超過10000種參考化合物的CCS數據庫，它可以大大提高小分子和化合物鑒定的準確率。布魯克的timsTOF平臺可以用正、負模式測量參比化合物的所有CCS值。這些數據可與布魯克MetaoBASE Personal Library 3.0鏈接，其中包含METLIN化合物庫中100000種化合物的質譜譜圖庫，提高了MetaboScape2022中化合物注釋的數據可靠性。

　　美國加州的Scripps研究所代謝組學和質譜學中心主任Gary Siuzdak教授表示：“CCS值為分子添加了一個正交標識符。在timsTOF平臺上可以’免費’獲取所有分析化合物的CCS值。我們可以使用這些CCS值來提高對使用新 METLIN-4D庫的廣泛化合物進行注釋的信心。我們已經將測量得到的10000個化合物CCS值收錄在數據庫中，并繼續不斷地擴大。”

　　CCS-Predict Pro軟件和MetaboScape 2022

　　MetaboScape 2022是布魯克針對代謝組學和脂質組學CCS值的一體化軟件解決方案的最新版本，同時使用了最新的脂質標記建議。4D Kendrick質量缺陷分析與基于使用動態交叉驗證的回歸模型自動異常值檢測相輔相成。基于數據庫規則的注釋工具進行注釋的脂質將由根據3D超平面模型計算的預測CCS值自動評級。

圖：3D超平面模型計算用于預測脂質的CCS值

　　布魯克代謝組學和脂質組學業務部門經理Lucy Woods博士評論道：“我們的4D-脂質組學工作流程利用CCS預測和Kendrick質量缺陷分析，減少了脂質注釋的模糊性，這些功能使任何實驗室都可以輕松地分析4D脂質體。”

　　對于其他小分子結構，CCS-Predict Pro軟件預測的CCS值可以幫助注釋并減少潛在的候選化合物數量。

　　上海有機化學研究所代謝組學研究中心主任朱正江教授認為，作為在CCS預測方面使用機器學習的開拓者之一，隨著CCS值預測方法的出現，充分利用CCS值來進行未知化合物的注釋將成為一種趨勢。這將為非靶向代謝組學和脂質組學研究帶來新的突破。

　　朱正江教授現在正在使用timsTOF Pro平臺持續構建機器學習方法的訓練庫。朱正江教授表示：“timsTOF Pro是一個多功能平臺，用戶可以在一個平臺上完成所有應用程序，儀器設計超過了市場上任何其他產品。”