Bezplatná demonstrační verze NIST26 pro integrované zpracování MS/MS dat

Nová verze NIST26 přináší integrované zpracování dat tandemové hmotnostní spektrometrie, které v jediném workflow propojuje dekonvoluci MS/MS s vyhledáváním v knihovnách. Aby si uživatelé mohli nové funkce vyzkoušet ještě před prací s kompletní knihovnou NIST26, je k dispozici bezplatná demonstrační verze, která nabízí kompaktní, ale plně funkční prostředí s ukázkovými daty, malou demonstrační knihovnou NIST a podporou dalších veřejně dostupných spektrálních knihoven. V nedávno zveřejněném materiálu James Little z Mass Spec Interpretation Services popsal obsah demo verze, doporučené uspořádání souborů i způsob využití dostupných knihoven při testování nového workflow pro zpracování LC-MS/MS dat.

Plně funkční demonstrace nového workflow NIST26

Demo NIST26 je určeno k představení nových funkcí softwaru pro integrovanou dekonvoluci a vyhledávání MS/MS dat v knihovnách. Podle doprovodného materiálu je demonstrační verze plně funkční a umožňuje uživatelům prozkoumat nové workflow pomocí dodaných testovacích souborů a spektrálních knihoven. Součástí jsou rovněž pokyny k instalaci a video s ukázkou práce se softwarem.

Demo balíček obsahuje malou knihovnu NIST zahrnující 26 sloučenin a 830 odpovídajících MS/MS spekter. K dispozici jsou také dva testovací soubory obsahující tyto sloučeniny v režimu pozitivních a negativních iontů, takže uživatelé získají připravený dataset pro vyzkoušení celého workflow.

Do demonstračního prostředí lze přidat také další testovací mzML soubory běžně dostupných sloučenin, a rozšířit tak rozsah dat používaných při testování.

Rozšíření demo verze o veřejné MS/MS knihovny

Jednou z výhod tohoto řešení je, že uživatel není omezen pouze na malou demonstrační knihovnu NIST.

Materiál popisuje tři další veřejně dostupné knihovny, které lze nainstalovat vedle demo dat. Vycházejí ze zdrojů MassBank of North America (MoNA) a MS-DIAL a podle odhadů uvedených v materiálu společně obsahují více než 520 000 MS/MS spekter a přes 150 000 přiřazených struktur.

James Little však zdůrazňuje, že tyto veřejné zdroje nelze z hlediska množství ani kvality spekter považovat za ekvivalent kompletní knihovny NIST MS/MS. Jejich přínos spočívá mimo jiné v rozšíření pokrytí sloučenin, protože mohou obsahovat látky, které v NIST26 nejsou zastoupeny. Materiál proto doporučuje prohledávat více dostupných knihoven a nespoléhat se pouze na jediný zdroj.

Jak si stojí kompletní knihovna NIST26?

Prezentace nabízí také orientační porovnání jednotlivých spektrálních zdrojů.

Knihovna NIST 2026 Tandem MS/MS podle materiálu obsahuje přibližně 68 635 unikátních sloučenin a zhruba 3,2 milionu MS/MS spekter, přičemž ke všem 68 635 záznamům jsou dostupné také struktury. Knihovna je charakterizována jako plně kurátorovaný zdroj propojený s chemickými strukturami.

Pro srovnání materiál uvádí pro MoNA LC-MS/MS přibližně 30 000–50 000 unikátních sloučenin a více než 150 000 spekter, přičemž při importu spolu s odpovídajícím SDF souborem může být dostupných přibližně 50 000 struktur.

U knihoven MS-DIAL V19 MSP se odhaduje přibližně 30 000–100 000 unikátních sloučenin a zhruba 365 000 spekter. Ve výchozím stavu však MSP záznamy obsahují pouze spektrální informace bez odpovídajících struktur, pokud nejsou struktury dodány samostatně.

Prezentace výslovně upozorňuje, že jde o velmi přibližné odhady získané z ChatGPT, Grok a dalších zdrojů, a je proto vhodné je chápat pouze orientačně, nikoli jako autoritativní specifikace jednotlivých knihoven.

Proč prohledávat více než jednu knihovnu?

Úspěšnost vyhledávání ve spektrální knihovně zásadně závisí na tom, zda vybraná databáze obsahuje odpovídající referenční spektrum.

Kvalitní kurátorovaná knihovna poskytuje vysokou míru jistoty v případech, kdy je daný analyt zastoupen, žádná jednotlivá knihovna však nemusí obsahovat všechny sloučeniny, s nimiž se lze v LC-MS/MS experimentu setkat. Doplnění zdrojů NIST o veřejně dostupné knihovny proto může rozšířit chemický prostor, ve kterém lze identifikace vyhledávat.

Ve workflow popsaném v materiálu poskytuje menší demo knihovna kontrolované prostředí pro seznámení se softwarem, zatímco veřejné zdroje MoNA a MS-DIAL ukazují, jak lze do stejného vyhledávacího prostředí začlenit další knihovny.

Uživatelé se tak mohou seznámit nejen se samotným zpracováním dat v NIST26, ale také s realističtější strategií využívající více knihoven, kdy mohou různé spektrální kolekce poskytovat rozdílné kandidátní identifikace a vzájemně se doplňovat.

Instalace demonstračního prostředí

Instalace popsaná v materiálu je záměrně jednoduchá.

Uživatel nejprve stáhne demo software NIST a pracuje s testovacími soubory a demonstrační knihovnou, které jsou součástí instalace. Další veřejné knihovny a testovací mzML soubory lze následně umístit do příslušných složek demonstračního prostředí.

Struktura složek zobrazená v prezentaci obsahuje samostatná umístění pro tři veřejné knihovny:

• mona_lcmsms
• ms_dial_neg_v19
• ms_dial_pos_v19

Malá demonstrační knihovna NIST je uložena odděleně ve složce demo-lib. Takové uspořádání umožňuje softwaru přistupovat při vyhledávání k jednotlivým knihovnám, přičemž demonstrační knihovna NIST zůstává oddělena od externích zdrojů.

Snímek na straně 5 materiálu ukazuje požadované umístění jednotlivých knihovních složek v adresářové struktuře demonstrační verze NIST26.

Práce s dodanými testovacími soubory

Demo obsahuje také samostatný adresář TestFiles.

Podle materiálu představují první dva mzML soubory v této složce demonstrační datasety NIST. Do stejného umístění lze přidat také tři další ukázkové mzML soubory z webových stránek Mass Spec Interpretation Services, které poskytují další data pro testování zpracování a vyhledávání v knihovnách.

Uživatel tak může postupně přejít od přesně definovaného datasetu NIST k širším testovacím případům, aniž by opustil stejné softwarové prostředí.

Pro uživatele, kteří se s integrovaným zpracováním MS/MS dat setkávají poprvé, může být tento postup obzvlášť užitečný. Demonstrační data totiž nejprve umožní ověřit, že instalace a konfigurace vyhledávání fungují správně, a teprve následně lze přejít ke složitějším souborům nebo externím datasetům.

Praktická cesta k integrovanému zpracování MS/MS

Hodnota demo verze NIST26 nespočívá ani tak ve velikosti její vestavěné knihovny, jako spíše v tom, že poskytuje funkční prostředí pro pochopení nového integrovaného workflow.

Uživatelé mohou software nainstalovat, zpracovat známé datasety, prohledávat dodanou demonstrační knihovnu NIST, přidávat externí veřejně dostupné knihovny a sledovat, jak se stejné soubory chovají při vyhledávání v různých spektrálních zdrojích.

Tento přístup zároveň zdůrazňuje důležitý aspekt moderní LC-MS/MS identifikace: vyhledávání ve spektrálních knihovnách nemusí být omezeno pouze na jednu databázi. Kurátorované zdroje, jako je NIST, a rozsáhlé veřejné kolekce, jako jsou MoNA nebo MS-DIAL, mohou nabízet vzájemně se doplňující pokrytí, přestože se významně liší kvalitou dat, anotacemi, dostupností strukturních informací i mírou kurátorství.

Pro laboratoře, které se připravují na práci s kompletní knihovnou tandemových MS/MS spekter NIST26, tak bezplatná demonstrační verze představuje praktickou možnost, jak se před přechodem k rozsáhlejším rutinním datasetům seznámit s architekturou softwaru, organizací souborů, testovacími daty i strategií vyhledávání ve více knihovnách.