在天然产品钻研领域,科研人员始终面对一个主题矛盾:植物代谢物的高度复杂性与分析技术的有限覆盖度。传统战术往往只能鉴定到丰度较高、结构已知的化合物,而大量潜在活性成分则如同“暗物质”般被忽视。
近年来,高分辨质谱(HRMS)硬件机能的飞跃,出格是开源数据处置平台的蓬勃发展,在深刻扭转这一困境。这些开源工具突破了贸易软件的技术壁垒,引领天然产品钻研进入“看得更全、定得更准”的新纪元。

一、开源工具链:从单一检测到多维智能解析
当前,萦绕高分辨质谱数据解析已形成齐全的开源工具链:
数据预处置:MZmine能提供特点提取、峰对齐和去卷积职能;XCMS则是擅利益理动态生物转化尝试的纵向数据。
化合物鉴定:MS-DIAL的保留功夫精确对齐能力使其成为代谢组学“标配”;GNPS基于云推算的分子网络平台,通过二级质谱类似性聚类; SIRIUS则通过碎片树预测和指纹比对,实现精准结构解析。
这套开源工具的主题价值在于:尺度化数据处置+ 分子网络可视化 + 智能结构解析的协同效应,让钻研者可能看得更全、定得更准。
二、GNPS疏导分离:从“盲目追踪”到“精准导航”
天然产品中普遍存在结构类似的同系物,若何精准捕获特定结构类型的活性分子,一向是技术难点。
颁发于《Bioorganic Chemistry》的一项钻研,展示了GNPS疏导分离的壮大威力。针对植物中的活性成分——新克罗烷型二萜,选取GNPS分子网络技术领导分离流程。通过LC-MS/MS分析粗提物,上传数据构建分子网络,急剧鉴别出富含指标二萜的馏分。在这一战术疏导下,成功分离鉴定出10个新克罗烷型二萜,其中蕴含7个全新化合物[1]。
传统分离工作必要反复柱层析和盲目活性追踪,耗时耗力。而GNPS分子网络相当于一张开源的“藏宝图”,让我们在分离前就知路哪些馏分富含指标结构,实现从“盲目分离”到“精准导航”的逾越。

GNPS经典聚类图(图中每一个节点代表一个化合物,并备注其母离子,每一簇节点代表一类化合物,图中蕴含黄酮类、生物碱类、萜类、苯丙素类等)
三、多工具结合:挖掘复杂系统中的低丰度代谢物
针对植物代谢钻研而开发的多层分子网络工作流:选取MZmine进行特点提取和对齐,结合BioTransformer推算机仿照预测代谢产品,通过GNPS构建光谱类似性网络,整合多维度证据成立前体-代谢物关系。这种方式较传统必要数年工作的流程缩减到仅需数天。
颁发于《Talanta》的中药蒲黄钻研中,将智能多边形质量缺点过滤与双模式混合采集结合,后处置阶段整合MS-DIAL、GNPS和CFM-ID自动化注解,最终鉴定出130种化合物,显著提升了低丰度成分鉴定效能[2]。
宝马bm1122线路顶级生物深度融合高分辨质谱分析与多元智能开源工具链。在占有涵盖数千种天然产品单体的特色化合物库和与安捷伦共建的天然产品质谱数据库基础上,整合SIRIUS、GNPS、MS-DIAL等工具,实现多维数据挖掘与精准结构鉴定。公司可提供从复杂样品组分鉴定到基于网络药理学预测活性成分靶点的全链条服务,为全球天然药物研发企业提供高品质技术与产品支持,助力产业创新升级。
参考文件:
1.Gao J, et al. GNPS-guided isolation of anti-osteoporosis neoclerodane diterpenoids from Ajuga bracteosa. Bioorg Chem. 2025;164:108841.
2.Zhang C, et al. A comprehensive characterization strategy for natural products using dual-mode hybrid acquisition on high-resolution MS with intelligent subdivision polygonal mass defect filtering. Talanta. 2026;299:129116.