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One-MAP 代谢组学数据分析智慧云平台

  One-MAP是由大连达硕(以下简称“公司”)开发的一款云端产品,该产品的中文全名为:代谢组学数据分析智慧云平台,英文全名为:One-step Metabolomics: A Smart Cloud Platform for Metabolites Identification and Biomarkers Discovery,英文缩写为One-MAP。“One-MAP代谢云”,“One-MAP智慧云平台”,或者“One-MAP平台”,都是指One-MAP。 One-MAP是一款云端产品,网址是:www.5omics.com One-MAP作为一款领先的代谢组学数据分析产品,主要解决如下二个问题。 1、代谢物定性鉴定分析 -定性鉴定分析的数量 One-MAP平台含有目前全世界最大的代谢物数据库,总量超过120万;同时也是目前全世界最大的代谢物二级质谱数据库,总量超过216万。 基于上述代谢物及其二级质谱数据库,与目前普遍的定性方法相比较,比如基于有限标准品,或者HMDB和Metlin等网络数据库的策略,在不同定性分析的层次上,可实现增加1-2倍,甚至更多的代谢物定性能力,是代谢物定性鉴定水平质的飞跃。 -定性鉴定分析准确性 One-MAP平台中的代谢物来源,可分为四个层次,即标准品数据库,KEGG靶向数据库,多源整合数据库,以及计算质谱数据库。 上述标准品数据库中的数据,由中国科学院大连化学物理研究所检测完成,且全部来自标准品化合物,对每个标准品化合物,均在正、负二个电离模式,高、中、低三个能量下,检测其保留时间(tR)一级质谱(MS1),以及二级质谱(MS2)。 上述KEGG等靶向数据库中的数据,针对KEGG数据库,或者特定样本类型等,构建个性化的数据库。以KEGG靶向数据库为例,以KEGG中的代谢物作为对象,按照标准品数据库,网络可用资源,海量文献数据,以及计算质谱预测的可靠性,依照这些库的使用优先顺序(质量和可靠性等级),构建针对KEGG数据库中代谢物的保留时间(若有)、一级质谱,以及二级质谱的完整数据库。 上述多源整合数据库中的数据,则是针对某一代谢物,基于代谢物唯一标识符信息,整合后构建其唯一的二级质谱,二级质谱信息的来源,包括不同的可得网络资源,海量文献等。基于此,构建可从不同维度表征代谢物二级质谱特征的数据。这样在对未知代谢质谱特征进行定性鉴定分析时,因所构建的二级质谱数据库中充分包含不同条件下所得到的数据,可实现未知特征的更准确、更可靠定性分析。 上述计算质谱数据库中的数据,则针对特征样本或者样本类型,在采集其高分辨质谱数据后,对其中无法实现定性的质谱特征,采用计算质谱的工具和方法,预测其化学结构,实现定性分析,再构建针对性的数据库。 基于上述数据库,用户在完成定性鉴定后,平台将给出定性分析的完整结果,包括代谢物鉴定时所使用的数据库类型(上述四个不同层次的数据库),所使用的定性信息,比如保留时间、一级质谱和二级质谱,以及定性打分的得分,并给出全面的统计分析结果。此时不是单纯给出得分,而是针对不同数据库类型,以及定性分析时所使用的数据信息层次,给出具有数据来源信息的得分,以便于用户更充分地掌握被定性代谢物的全面信息,从而有效采取后续验证或其他措施。 上述分层定性的策略,一方面提升定性的准确性,另一方面则提高对定性结果的理解,用户对结果的应用也更有针对性。 2、差异代谢物高效发现 代谢组学数据分析,是一项非常耗时耗力,且专业性极强的工作,因而要真正做好并不容易。其原因在于需要数据分析工作者同时具备仪器分析和代谢组学背景,对质谱和高分辨液质仪器数据有通透的理解,尤其对各种单变量和多变量建模方法的原理和使用有丰富经验。加上代谢物定性鉴定分析的瓶颈,实现代谢组学数据分析是一项艰巨的任务。即使对非常理解和熟悉代谢组学数据分析的研究人员,在不同数据类型,不同软件系统或平台,以及不同程序间来回切换,实现不同的数据分析场景和目标,都必定成为科研工作中令人头疼的一环。 One-MAP具有如下几个方面的数据分析功能特点,专注解决上述问题,把过往需要几天、十几天,甚至更长时间才能完成的工作,在几十分钟,甚至更短的时间内,一步到位完成。 -一键实现代谢组学数据分析全流程 One-MAP平台一站式提供代谢组学数据分析的几乎全部算法,以及可视化分析功能,用户可根据数据分析需要,“如同在超市选购心仪商品一样。”,选择分析待数据的系列算法,然后将这些算法“串起来”,构建成算法链,最后建立项目,把待分析数据和算法链组装起来,执行分析便能得到全部分析结果。这些结果按照算法链的构建顺序,依次运算获得。与此同时,One-MAP平台亦已经构建系列典型算法链,可供使用者直接调用。 若用户所构建的算法链,包含代谢组学数据分析完整流程所需的各个算法,则能一步到位获取全流程分析的全部结果,非常方便。 最后全部结果以压缩包的形式供用户下载。 -快速实现不同方法或参数下的结果比较 代谢组学数据分析,所涉及的方法多,绝大多数算法均带有几个甚至更多个参数,而参数的调整通常又显著地影响分析结果。这在传统代谢组学数据分析中是非常耗时麻烦的工作。基于One-MAP平台,用户则可快速实现对已经构建的算法链的修改(如算法的增加),调整(如算法使用顺序的变化),或者参数变化等。基于修改的算法链可快速实现数据的重新分析,完全省却目前数据分析流程中各个步骤均需人工重来一次分析的麻烦。 -一步到位获得论文发表的图表结果 如前所述,用户将上述所构建的算法链作用于待分析数据,便能获得全部分析结果。这些结果会以压缩包的形式提供给用户下载。压缩包中不只是含有一个包含全部分析结果的PDF精美报表文件,而且还包括PDF报表中全部图形的独立高质量文件,供用户直接发表文章使用。这些图形经过精心设计,美观大方,精确表达结果内涵。 -数据分析全部中间结果供二次分析 除了分析结果的上述独立图形以外,每个数据分析算法的中间结果,均以excel表格的形式,提供给用户,便于需要的时候,进行二次分析,或者二次可视化绘图等。 One-MAP平台的定位,就是成为代谢组学数据分析的终极解决方案。“One-MAP平台在手,数据分析不愁”。有了她,代谢组学分析工作者,以及研究人员便可远离数据分析的烦恼,犹如仪器数据采集时,使用自动进样器能够简便获得数据一样,用户获得数据后,可使用One-MAP智慧平台简便获得准确、可靠的数据分析结果。研究人员则可将更多的精力和时间专注于提出和解决生物学问题,而不是费时费力,也同样具有高度专业性的数据分析问题。

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OSI/SMMS 代谢组学小分子化合物快速鉴定分析软件系统

  OSI/SMMS代谢组学小分子化合物快速鉴定分析软件系统,以下简称“OSI/SMMS”或“本软件”,是一款用于代谢组学未知化合物定性分析的先进软件,由中国科学院大连化学物理研究所和大连达硕公司共同开发完成。系统具有完备的多层次数据库,先进的定性匹配方法,以及良好的用户体验,可快速准确获取复杂代谢分析中小分子代谢物的定性信息。本软件构建了代谢定性分析的多层次体系:1) 自建近2000 个化合物的标准数据库,同时包含tR、MS1和MS2 的信息;2) 可同时使用4 个最受关注的网络数据库;3) 可任意自建扩展数据库。与此同时,系统具备数据的批载入与批量定性功能,可实现定性知识与经验的积累传递,可建立代谢物与实验样本间交互联系,以及包括中性丢失在内的丰富查询。系统功能全面、使用便捷,结果准确可靠,为代谢物鉴定分析提供整体解决方案。 本软件的特色在于快速、准确的实现未知代谢物定性,减少繁复的操作步骤,降低对使用者的要求。重要特色可归纳为如下几个方面: -信息完备的自建标准数据库 -集成主流网络数据库 -先进的定性匹配算法 -多层次未知物定性 -定性经验的传递 -丰富的数据库功能 1、信息完备的自建标准数据库 本软件自建的主标准化合物数据库,包含近2,000 个不同代谢物的完整信息,采用AB SCIEX 5600+以SOP 方法,同时在正、负二个电离模式,以及高、中、低三个不同检测电压下分析,获得高分辨一级和二级质谱,以及保留时间信息。数据信息全面,结果准确可靠。 2、集成主流网络数据库 目前对未知质谱特征的定性鉴定,大多需从网络数据库中逐一搜集信息,再将信息进行汇总与比对,过程非常繁琐。为实现代谢物快速准确的定性分析,本软件集成HMDB、Metlin、Lipid Maps 以及MMCD 等常用网络数据库,方便用户同时从多个网络库中快速获取定性信息,有效节约分析时间。同时,软件中将主标准化合物数据库与网络数据库进行有效关联与整合,用户只需要将峰表数据导入到系统中,选择合适的数据库和算法条件,便可快速得到准确的定性分析结果。 3、先进的定性匹配算法 实因多级小分子代谢物信息的复杂性,对其进行定性分析时,需要根据实验条件,综合考虑多重因素,选择保留时间(tR),一级质谱(MS1)与二级质谱(MS2)信息中的一项或多项作为定性匹配分析的依据,以获得代谢物鉴定分析结果。针对这种情况,软件设计了多种先进的定性匹配算法,用户可根据数据的实际情况进行优选,亦可调整算法参数设置,筛选定性分析结果,实现不同数据情形下的代谢物鉴定。 4、多层次未知物定性 本软件通过完整的多层次数据库体系,可有效实现未知代谢物的多层次定性分析。用户在定性分析过程中,可优选自建主标准化合物数据库(中心库),该数据库信息丰富,分析准确可靠;若在该数据库中未能得到定性分析结果,则可在四种网络数据库中批量搜索,同时得到所有数据库的对比结果;用户亦可利用自己或他人构建的扩展数据库,充分利用过往研究中的定性分析结果,实现定性结果与经验的传递与分享;甚至在上述数据库中都无法得到满意定性结果时,峰表数据库(实验特征数据库)中亦对未准确定性的化合物信息完整记录,用户可与过往的实验结果进行对比与统计分析,这对研究而言是十分有帮助的。 5、定性经验的传递 以往在完成定性分析后,研究者本人或者其他人员均无法再有效利用这些已经完成的定性分析结果或者经验,浪费宝贵成果。定性分析极大依赖经验的积累,因此如何让前人的定性经验与知识为后人所用,是亟需解决的问题。在本软件中,用户可以自建扩展化合物数据库,将已经准确定性的物质添加到共享数据库(服务器端)中,丰富其他研究人员的未知物定性数据,提高定性分析的可能性,实现经验、信息的共享,达到高水平良性循环。此外,无法定性的质谱特征亦在峰表数据库中有完整记录,以便他人定性搜索所用,实现定性经验的传递。后人真正站在前人的肩膀上,提高了定性分析的效率与准确性。 6、丰富的数据库功能 本软件包括多种不同类型的数据库,并建立了数据库间的有效联系,以满足小分子化合物定性分析的需要,具体功能如下: -完备的多层次数据库体系。本软件包含有多个类别的数据库,既有信息完整的主标准化合物数据库,四大主流的代谢物定性网络数据库,用户自建的扩展化合物数据库,以及包括实验样本特征的峰表数据库,记录多种实验条件,内标化合物,以及正、负电离模式下的加合物数据库等。在此基础上,建立数据库间的关联关系,全面满足小分子代谢物的定性分析需求。 -全面的中性丢失查询。中性丢失可挖掘质谱特征间的关联关系,有效辅助定性分析。本软件中提供了详尽的中性丢失查询列表,用户根据需要从数据库中获取全部中性丢失信息,或者指定的中性丢失特征,为定性分析提供有效参考。 -建立实验、样本与代谢特征的关联关系。软件实验特征数据库完整记录样本信息,包括样本类型,色谱与质谱仪器,以及实验分析条件等,可以通过实验信息查询该条件下的样本及代谢物信息,样本中的代谢特征,以及代谢特征在不同样本中的关系等。 -高效的数据管理方式。不同数据库中均包含海量质谱特征,尤其是随着系统的不断使用,数据库中所记录的信息亦快速增长。本软件通过对数据进行集中控制管理方式,并采用高效的算法,快速实现数据的增、删、改、查等,亦支持数据记录的快速导入导出,以及上传下载。 -可视化分析。将代谢特征通过图表等方式进行直观展示,方便用户清晰了解数据间的关联关系。