开源、网页端、集成式小分子质谱鉴定
摘要
高分辨质谱（HRMS）是依托质谱图谱与大型化学数据库比对、实现小分子化合物去重的核心技术。但现有多数化学数据库对质谱数据处理、质荷比定向检索的支撑能力不足，难以满足化合物快速鉴定的需求。针对该问题，本研究搭建了整合型数据库OctoChemDB，该平台汇聚并标准化处理了PubChem、MassBank、GNPS等多个开源资源库的化学、生物及质谱图谱数据。本研究配套开发了表述性状态转移应用程序接口（REST API），支持外部工具与软件通过自定义参数对数据库进行程序化检索，也是研发人员将OctoChemDB数据接入自有分析流程与应用程序的核心入口。基于该接口，本团队搭建了网页应用，用户可依托该平台开展质荷比检索、分子式预测、同位素相似度评估、碎裂规律分析，同时获取相关文献与专利信息。该网页端直观展示了底层数据库与接口的实际应用效果，可显著提升小分子鉴定效率。本文通过3,4-亚甲二氧基甲基苯丙胺（MDMA）、咖啡因２个研究案例验证平台实用性，结果表明该平台可有效推导化合物结构假设、完成实验图谱与数据库标准图谱的匹配，并简化化合物去重分析流程。本项目所有内容（含源代码）均已开源，项目地址
https://github.com/cheminfo/octochemdb
访问地址
https://octochemdb.cheminfo.org/
luc.patiny@epfl.ch
#高分辨质谱 #小分子鉴定 #整合数据库 #REST接口 #化合物去重 #质谱图谱 #数据聚合
结果与讨论
开源数据库遴选
表1开源数据库整合概况
本表汇总了所选开源数据库信息，列明各数据库的入库条目数量及最新文献来源
开源数据库的同步与数据聚合
图1数据同步与聚合流程
数据同步阶段，插件每24小时自动检测外部数据库更新；下载更新数据后，通过「无立体异构-互变异构体统一标识（NoStereoTautomerID）」完成数据标准化。数据聚合阶段，将各类数据条目关联并整合为统一数据文档，同时参照美国国家生物技术信息中心（NCBI）标准完成物种分类数据归一化。整合后的数据库配套REST接口，可检索获取分子式、单同位素质量、专利、PubMed文献摘要等相关数据。
API检索与网页应用界面概述
图2 OctoChemDB首页界面——质谱数据处理入口
(1) 用户首先导入质谱图谱；
(2) 选取对应分子离子的单同位素质量；
(3) 系统根据用户自定义参数（元素范围、电离方式、质量精度）开展计算；
(4) 最终输出候选分子式列表。问号图标为用户帮助菜单；
(5) 点击问号按钮可直接查看平台使用说明文档；
(6) 结果导出功能支持将数据保存为JSON文件，或复制为制表符分隔表格，适配各类表格软件。
图3 OctoChemDB质谱库检索界面——基于碎裂规律拓展碎片离子分析
(1) 用户选取特征碎片峰；
(2) 设置质量精度、峰数量等参数；
(3) 点击按钮启动数据库检索；
(4) 检索结果按余弦相似度排序，可据此识别结构相似化合物的2级质谱图谱。
图4 OctoChemDB文献检索界面——检索PubChem中目标分子式对应的天然产物与生物活性化合物
(1) 选中化合物结构后，文献面板自动调取关联数据；
(2) 可查看该化合物的立体异构体与互变异构体；
(3) 点击链接可直接查阅PubMed文献摘要；
(4) 检索范围包含PubMed摘要、专利与生物活性实验数据。绿色数字代表单篇文献中涉及的化合物数量，便于用户筛选目标化合物相关度更高的文献。
详细总结
思维导图
数据源整合与数据规模
OctoChemDB整合了10个国际主流开放数据库，覆盖化学结构、质谱图谱、文献、专利、生物活性、物种分类6大类数据，2025年9月入库总条目规模：
参考
Anal Chem. 2026 Mar 3;98(8):6102-6108. doi: 10.1021/acs.analchem.5c06761.
OctoChemDB: An Aggregated Database for Small Molecule Identification Using High-Resolution MS Data
260216OctoChemDB.pdf
注：AI辅助创作，如有不当欢迎指出。内容仅供参考，不构成任何建议。