MZmine 4.7.3版本发布：代谢组学分析工具的重大性能优化与功能升级

MZmine 4.7.3版本发布：代谢组学分析工具的重大性能优化与功能升级

mzmine3 MZmine 3 source code repository 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mz/mzmine3

MZmine是一款开源的质谱数据处理软件，专门用于代谢组学和脂质组学数据分析。作为一款功能强大的工具，它能够处理来自各种质谱仪器的原始数据，提供从原始数据预处理到统计分析的全套解决方案。最新发布的4.7.3版本带来了显著的性能改进和多项实用功能增强。

内存优化：处理大规模数据集的突破

4.7.3版本最显著的改进在于内存使用效率的大幅提升。通过内部测试对比：

• 处理45个LC-IMS-MS文件时：

  • 旧版MZmine 3.9需要13.73GB内存
  • 新版MZmine 4.7仅需1.26GB内存，仅为旧版的9%

• 处理500个DOM LC-MS文件时：

  • 旧版需要42.04GB内存
  • 新版仅需3.86GB内存，同样为旧版的9%

这一优化使得MZmine能够更高效地处理大规模代谢组学数据集，特别适合处理高分辨率质谱数据或大批量样本分析。

新增功能与改进

保留指数支持与GC-EI-MS库生成

新版本增加了对保留指数（Retention Index）的支持，特别是在GC-MS数据分析中。保留指数是气相色谱中化合物保留行为的标准化表示，对于GC-MS数据的化合物鉴定至关重要。同时，修复了GC-EI-MS库生成的问题，使得气相色谱-电子轰击质谱数据的处理更加可靠。

DIA多碰撞能量支持

对于数据非依赖采集（DIA）方法，新版本增加了对多碰撞能量实验的原生支持。这一改进使得处理包含多种碰撞能量的DIA数据更加便捷，无需用户手动干预，系统能够自动识别和处理不同能量条件下的碎片谱图。

可视化与分析增强

• 高度/面积箱线图：在特征表中新增了高度和面积的箱线图展示，当特征列表包含多个样本时，可以直观地比较各样本间的分布差异。
• PubChem搜索：通过特征表右键菜单可直接进行PubChem数据库搜索，加速化合物鉴定流程。
• PCA分析修复：修正了归一化后主成分分析（PCA）的问题，确保统计分析结果准确可靠。
• 特征形状过滤器：新增基于特征形状的过滤选项，可通过"Feature filter"中的"Filter"标签页启用。

工作流程改进

• 拖拽加载mzbatch文件：简化了批处理文件的加载流程，用户可直接将mzbatch文件拖拽至界面进行操作。
• 特征列表导出为XML：增加了将特征列表导出为XML格式的功能，便于数据交换和进一步处理。
• 元数据基础的RSD/CV过滤器：通过"Feature list rows filter"可使用基于元数据的相对标准偏差（RSD）或变异系数（CV）过滤。
• HTML可视化：在特征概览中可直接显示外部HTML内容，如microbeMASST搜索结果，增强了数据展示的灵活性。

技术实现细节

4.7.3版本在底层架构上进行了多项优化：

1. 数据模型重构：采用列式存储结构，显著减少了内存占用。
2. 扫描范围简化：优化了扫描数据的存储方式，移除了不必要的范围对象。
3. MS/MS信息处理：简化了MS/MS信息的存储结构，提高了内存使用效率。
4. 日志系统优化：将所有日志记录器改为静态，减少了对象创建开销。

这些改进不仅提升了性能，也为未来功能的扩展奠定了更坚实的基础。

应用场景与价值

MZmine 4.7.3的这些改进特别适合以下应用场景：

1. 大规模代谢组学研究：内存优化使得处理数百甚至上千个样本成为可能。
2. GC-MS数据分析：完善的保留指数支持和GC-EI-MS库生成功能提升了气相数据的分析质量。
3. DIA数据处理：多碰撞能量的自动识别简化了DIA实验的数据处理流程。
4. 跨平台协作：XML导出功能便于不同平台间的数据交换和结果验证。

对于代谢组学和脂质组学研究人员而言，MZmine 4.7.3提供了更高效、更可靠的数据分析工具，特别是在处理大规模数据集时，其内存优化带来的性能提升将显著缩短分析时间，提高研究效率。新增的可视化和过滤功能也使得数据探索和结果验证更加直观便捷。

mzmine3 MZmine 3 source code repository 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mz/mzmine3