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摘要

METLIN 960K是当前全球规模最大的小分子实验串联质谱（MS/MS）光谱合集。本文介绍经重新工程化改造、可公开访问的METLIN平台，其整合了96万余种经验证分子标准品的高分辨串联质谱数据。该规模依托声学液滴喷射与高通量液质联用（LC−MS/MS）采集的高通量实验框架实现，可系统性地从标准品实测生成MS/MS光谱。除规模优势外，METLIN 960K提供高度标准化的MS/MS数据集，所有光谱在统一的电离模式与碰撞能量条件下采集，可实现可重复的光谱比对与机器学习应用。每种化合物均在正、负离子模式及0、10、20、40 eV四档碰撞能量下采集MS/MS光谱，实现全面碎裂覆盖并提升结构注释精度。该平台作为XCMS-METLIN的参考库且兼容机器学习流程，支持高保真光谱匹配、中性丢失分析与错误注释过滤，可识别源内碎片并按生物相关性排序代谢物候选。平台还通过METLIN-MRM为所有标准品提供实验推导的多反应监测（MRM）离子对，支撑代谢物、天然产物、脂质、多肽、药物、毒物等多样化化合物的定量方法开发。全新界面支持通过精确质量、分子式、结构高效检索，可直接获取整理后的光谱与元数据。平台另有２项补充资源：

（1）METLIN Core（高频使用子集，用于快速检索）；

（2）超102万种无MS/MS数据的结构，用于科学假说生成。

METLIN 960K数据全部源自标准品实测，是目前最大的公开实验级MS/MS数据库，可为非靶向与靶向质谱流程提供高置信度注释。

https://metlin.scripps.edu

siuzdak@scripps.edu

结果与讨论

声学点样驱动的规模扩增

图1 用于METLIN MS/MS光谱生成与整理的高通量工作流程

分子标准品排布于384孔板，通过声学液滴喷射（每滴约50 nL）实现精准无接触上样，制备含约50–100种小分子标准品（约10 mM）的混合体系，随后用液相色谱兼容溶剂稀释。样品经LC−MS/MS分析，在正负离子模式下、多档碰撞能量（0、10、20、40 eV）完成自动化MS/MS采集，获得单个化合物的碎裂光谱。总离子流图（TIC）展示LC−MS/MS采集的代表性放大区段（5–14 min），用于说明多重进样模式，不代表完整色谱运行时间。提取的MS/MS光谱经自动化光谱提取与质量筛选（包括质量精度<20 ppm及信噪比筛选）后整合入METLIN数据库，光谱与经验证的分子结构关联并存储为整理后条目。

剔除计算机模拟MS/MS预测数据

图2 METLIN含MS/MS数据的分子标准品扩增与组成

左：METLIN 960K的分子量分布，中心值约400 Da；

中右：环形图展示覆盖350余个ClassyFire注释化学类别的化学多样性；

右：柱状图追溯METLIN从2005年1000种化合物到2025年96万种的扩增历程。

候选筛选性能指标

图3 基于METLIN 960K平台的整合式分子注释

(A) METLIN检索界面支持按化合物名称、分子式、CAS号、KEGG编号、SMILES表达式及前体质量范围灵活检索，图示「布洛芬」检索示例，返回多种注释结构（含羟基化与羧基化代谢产物）；

(B) 碎片离子检索界面支持输入碎片m/z值，并设定质量偏差、离子模式、强度阈值及前体m/z筛选条件，图示用布洛芬6个碎片离子匹配实验MS/MS光谱；

(C) 结果表格展示匹配碎片m/z值、质量精度（Δppm）、相对强度及碎片观测的碰撞能量（CE）。

图4 METLIN分子候选筛选

（左）候选筛选流程：前体质量精度在±10.0、±5.0、±1.0 ppm窗口下逐级缩减数据库匹配数，最终经MS/MS光谱匹配验证，将96万余候选缩减至少量高置信度结果（如2个）；

（右）实验高分辨MS/MS光谱与METLIN库条目匹配，碎片水平完全一致，验证化合物为烟酰胺腺嘌呤2核苷酸（NAD）。

中性丢失搜索与亚结构驱动的注释

图5 基于METLIN的中性丢失亚结构注释

左上：正离子电喷雾电离（ESI）实验MS/MS光谱显示141.02 Da的中性丢失，及对应中性丢失检索输入面板；

下方：141.02 Da中性丢失检索结果，匹配得到磷酸肌醇-O-磷酸及磷脂酰乙醇胺类脂质，METLIN同步给出匹配碎片m/z值与预测亚结构。

从注释到定量的uMRM工作流

图6 基于METLIN的分子注释与预测层级框架

METLIN多层次注释与定量工作流程示意图，支持小分子发现与鉴定：初步注释（前体m/z筛选）→高级注释（多碰撞能MS/MS匹配、源内碎片筛选）→上下文感知优先级排序（生物同步化）→实验级MRM预测（离子对优化），构成非靶向/微型/通用多反应监测（uMRM）工作流的核心基础。

详细总结

思维导图

核心数据参数

参考

Anal Chem. 2026 Apr 21. doi: 10.1021/acs.analchem.5c08031.

METLIN 960 K: An Empirical Tandem Mass Spectrometry Data Resource

260421METLIN960K.pdf

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