Creating MS/MS User Libraries in NIST26

Význam tématu

Udržba a vytváření uživatelských LC‑MS/MS knihoven v prostředí NIST26 má vysokou praktickou hodnotu pro analytické laboratoře. Uživatelské knihovny, i když často menší než komerční nebo veřejné sbírky, obsahují často jedinečné a vysoko relevantní položky: proprietární sloučeniny, metabolity, meziprodukty, kontaminanty, degradační produkty nebo biomarkery. Takové knihovny zvyšují pravděpodobnost správné identifikace spojitých analytických problémů v průmyslové, farmaceutické, environmentální i výzkumné praxi. Důležité je rozlišovat velikost knihovny a její užitnou hodnotu — malá, ale relevantní kolekce může být pro specifické laboratoře cennější než velká obecná databáze.

Cíle a přehled článku

Cílem předloženého materiálu je praktický návod pro tvorbu a správu uživatelských MS/MS knihoven v NIST26: od importu spekter z vendor softwaru, přes doplňování struktury a metadat až po řešení známých softwarových problémů a optimalizaci hledání. Materiál popisuje workflow pro vysoké i nízké rozlišení, používání tagů a komentářů, vložení struktur přes Windows clipboard, a doporučené nástroje (např. Lib2NIST) pro opravu chybných konverzí a obnovení funkčnosti pokročilých vyhledávacích režimů.

Použitá metodika a instrumentace

• Import spekter: export z vendor softwaru (funkce "Send to Lib Search" nebo přímé odeslání z Chromatogram záložky do Library Search v NIST26) s vhodnými parametry Spectrum Import Options.
• Metadata a popisy: správa parametrů, historie vzorku a opakovaných komentářů pomocí Windows Notepad; vkládání uživatelských tagů (chemist, lab_notebook_no., analyst) a jejich zobrazení v poli komentářů.
• Vkládání struktur: kreslicí program → označení struktury → kopie do Windows clipboard → "From Clipboard" v NIST Librarian pro výpočet molekulové hmotnosti a vzorce.
• Skupinové vkládání tagů: připravené zápisy v Notepadu zkopírovat do synonymního pole a přidat do tabulky položek.
• Oddělení knihoven: doporučeno udržovat samostatné knihovny pro vysoké (HR) a nízké (LR) rozlišení.

Použitá instrumentace (zmiňovaná v materiálu):

• Agilent MassHunter (export spekter do NIST formátu)
• Thermo Exploris 120 (příklad zařízení uváděný v tagových položkách)
• Další: single quadrupole (in‑source CID), triple quadrupole (MS/MS záznamy)
• Nástroj Lib2NIST pro export/import mezi formáty .msp/.mol a NIST knihovnami

Hlavní výsledky a diskuse

• Workflow pro tvorbu knihovny: demonstrované kroky od importu spekter, přidání struktur a metadat až po finální uložení knihovny jsou plně funkční a prakticky použitelné. Doporučuje se předem připravit opakující se informace v Notepadu pro rychlé vkládání komentářů a tagů.
• Tagy a komentáře: uživatelské tagy lze vložit individuálně přes Edit Spectrum → Additional Info nebo hromadně přes synonymní pole; následně je vhodné aktivovat jejich zobrazení v nastavení Comment Field Display, aby se metadata efektivně projevila při vyhledávání.
• Low‑resolution knihovny: spektra z jednochromatových či triple quadrupole zdrojů jsou užitečná a často poskytují velmi dobré výsledky vyhledávání; doporučuje se vést LR a HR knihovny odděleně.
• Známé softwarové chyby a řešení:
  • Intensity Threshold Bug: použití prahování intenzity při importu způsobí konverzi HR spekter na nominální (truncation), tj. ztrátu desetinných míst intenzit. To ovlivní zobrazení importovaných spekter, nikoli výsledky dekonvoluce/porovnání v tabulce.
  • HiRes NoPrecursor & Similarity Hybrid MS/MS bug: po přidání HR spekter přestávají tyto režimy korektně fungovat; doporučené řešení je export knihovny pomocí Lib2NIST do .msp a .mol souborů a následný reimport do NIST formátu. Alternativně funguje EI Normal search jako náhrada pro určité případy. HiRes NoPrecursor může fungovat i s vypnutým presearch, ale za cenu výrazně delší doby vyhledávání.
  • Chromatogram okno: některé hodnoty v Chromatogramu jsou při importu zobrazeny s oříznutím desetinných míst, avšak tento vizuální artefakt neovlivňuje výsledky přesné dekonvoluce a porovnání v tabulce výsledků.
• Údržba knihovny: po přidání záznamů se strukturou je třeba aktualizovat indexy (strukturální index, InChIKey) — v některých případech je nutné provést reindexaci, aby se odstranily duplicity a zajištěno korektní vyhledávání podle struktury.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšení úspěšnosti identifikací tam, kde veřejné databáze selhávají — např. proprietární přísady, laboratorní metabolity nebo vzácné degradanty.
• Zlepšení sledovatelnosti vzorku díky připojeným metadatům (analytik, číslo laboratorního záznamu, bod odběru, čas apod.).
• Flexibilita integrace LR a HR dat umožňuje široké nasazení od rutinní QA/QC analýzy až po výzkumné aplikace a environmentální monitoring.
• Možnost rychlého seskupování a hromadného nahrávání informací urychluje rutinní práci a snižuje chyby při manuálním zadávání.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace pokročilé dekonvoluce s knihovním vyhledáváním a lepší podpora HR hybridních režimů v dalších verzích softwaru by výrazně zrychlila a zpřesnila identifikace.
• Standardizace metadatových tagů mezi laboratořemi a vznik sdílených (jen autorizovaných) uživatelských knihoven by zvýšila opakovatelnost a reprodukovatelnost výsledků.
• Automatizace procesu importu a validace (včetně sanity checků intenzit a precursor informací) a robustnější nástroje pro převody formátů (vývoj podobný Lib2NIST) sníží manuální zásahy a riziko chyb.
• Využití strojového učení pro předběžné přiřazení adductů, polarity či pro odhalení chybějících precursorů v HR spektrách může zrychlit anotaci knihoven.

Závěr

Vytváření a správa uživatelských MS/MS knihoven v NIST26 představuje hodnotný doplněk tradičních databází, zvláště v aplikacích s úzkým zaměřením. Materiál poskytuje praktický postup od exportu spekter, přes doplnění struktur a tagů až po doporučené řešení známých softwarových problémů (Lib2NIST). Doporučuje se vést oddělené HR a LR knihovny, pravidelně aktualizovat indexy a využívat připravené šablony pro opakovaná metadata. Sledování chyb softwaru a použití popsaných workaroundů zajišťuje funkční vyhledávání i v komplexních scénářích.

Reference

• Little J., Creating MS/MS User Libraries in NIST26, Video/Handout, Mass Spec Interpretation Services, 16. 8. 2026.
• NIST26 software (popis a nástroje: Lib2NIST), uvedené příklady instrumentace: Agilent MassHunter, Thermo Exploris 120.