ΩOmicSolution蛋白质组学技术平台

第 1 章

1. 软件范围、21 版能力和运行环境

确认 Spectronaut 21 适用范围、版本能力、系统资源、安装后目录、Linux 运行边界、支持仪器和采集方式。

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内容目录

小节 1.1

1.1 软件适用范围

Spectronaut 21 面向 DIA 定量蛋白质组学，可处理多条件、多重复和大规模 LC-MS run 队列。

功能定位

Spectronaut 21 是面向 DIA 定量蛋白质组学的软件平台，核心任务是把 LC-MS DIA run 转换成可解释、可导出、可复核的蛋白、肽段、precursor、fragment 和 PTM 结果。

一个 experiment 可以包含多个 condition 和 replicate；大队列场景下，项目设计、资源估算和结果保存方式比单个 run 的界面操作更重要。

使用流程

  1. 先判断项目是否属于 DIA discovery、library-based DIA、library-free directDIA、PTM、免疫肽组或带标签/plexDIA 场景。
  2. 确认是否已有 spectral library；没有 library 时优先评估 directDIA 或 directDIA+。
  3. 复杂基质、长期 QC 或跨批次项目建议使用 iRT Kit 或固定 QC 策略，便于保留时间校准和系统状态追踪。

判断与注意事项

  • 输入资源明确：raw files、library 或 FASTA、settings schema、condition 结构和输出路径都可追溯。
  • 项目规模明确：run 数、搜索空间、library precursor 数和预计输出体积已经被估算。
  • 只把 Spectronaut 当作单次点击分析工具，忽略目录、Search Archive 和 settings 复用。
  • 把 demo data 的运行速度和内存占用当成正式项目参考。
  • 确认项目属于 DIA discovery、library-based DIA、library-free directDIA、PTM 或免疫肽组场景。
  • 复杂基质和长期 QC 推荐使用 iRT Kit。

功能点说明

  • DIA discovery 项目的软件定位
  • 单个 experiment 中多条件、多重复和大规模 run 的分析边界
  • iRT Kit 在复杂基质和 QC 读数中的作用

功能条目 1：DIA。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 2：单个 experiment 中多条件、多重复和大规模 run 的分析边界（操作场景 2）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 3：iRT Kit 在复杂基质和 QC 读数中的作用（操作场景 3）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 5：iRT。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

小节 1.2

1.2 21 版关键能力

21 版不是简单的版本号升级，核心变化集中在 directDIA 识别深度、PTM 位点层解释、免疫肽组 ISF 控制，以及更适合大队列交付的性能和文件管理优化。

升级主线

对日常 discovery DIA 项目，21 版的价值不止是“识别更多”，而是把识别、位点层报告、review、云端分析和长期交付继续收敛到同一条分析链中。对于 PTM、免疫肽组和大队列项目，这些增强会直接影响结果解释效率。

Spectronaut 21 四大升级亮点 四大升级主线：directDIA、PTM site、ISF 和云端/文件性能优化。
Spectronaut 21 新功能总览 官方新功能总览把识别、修饰和性能改动放在同一页呈现。
Spectronaut 21 PTM 增强 PTM 能力增强包括 site localization、site report 和位点层统计。
Spectronaut 21 性能与文件优化 性能与文件管理重点服务于云端并行、大队列和长期归档。

四类关键提升

directDIA

21 版继续强化 next-generation directDIA、自动 sub-sample runs 和 AI / ML scoring，适合 library-free discovery DIA 更快启动。

PTM site

从修饰肽段进入位点层解释，新增或强化 PTM site report、site-specific statistics、localization 和 stoichiometry。

ISF

免疫肽组和非特异肽段场景中，能更明确识别 likely in-source fragmentation，减少 child peptide 误判。

云端与文件管理

对并行 merging、SNE / XIC 文件体积和大队列交付更友好，便于 OmicsCloud 承接共享和留痕。

升级后建议检查

  1. 将 directDIA、PTM 和常规 discovery 的 settings schema 分开保存，不要把旧版模板直接混入 21 版基线。
  2. 在 report schema 中保留 PTM site、ISF、Analysis Summary 和版本字段，便于结果复核和团队沟通。
  3. 大队列项目先跑小规模压力测试，再决定云端并行、SNE combine 和 XIC 导出的正式策略。
  4. 如果项目需要长期共享和交付，提前把 OmicsCloud 的目录、查看、远程复核和报告路径纳入项目设计。

小节 1.3

1.3 计算机系统需求

系统资源需求取决于 run 数、library precursor 数、搜索空间和是否使用 library-free 模式。

功能定位

计算机系统需求不是固定数字，而是由 run 数、library precursor 数、搜索空间、是否 library-free、是否开放修饰/unspecific search 共同决定。

RAM 主要受 library size、run 数和 search space 影响；磁盘压力来自 raw files、Search Archive、temporary files、SNE、XIC 和 report export。

使用流程

  1. 统计 run 数、单个 run 时长、raw 文件大小、是否需要保存 XIC。
  2. 确认 library precursor 数；library-free 项目还要估算 FASTA 大小、酶切规则、可变修饰和非特异搜索空间。
  3. 为 temporary directory、local search archive 和输出报告分别规划本地高速盘空间。
  4. 大队列先用小批次试跑，观察 RAM 峰值、CPU 占用、临时目录增长和单 run 平均耗时，再扩展到正式队列。

判断与注意事项

  • 正式分析过程中不应频繁触发磁盘满、内存交换、网络路径等待或权限错误。
  • library-free 200 DIA runs、1,000 DIA raw files 等大规模边界只能作为容量规划参考，不能替代本项目试跑。
  • CPU 设置应保证分析速度和机器可用性之间平衡。
  • 只按样本数估算资源，不看 precursor 数和 search space。
  • 把 temporary directory 放在系统盘或网络盘。
  • 在虚拟机或网络盘上跑大队列后，把 I/O 问题误判为软件算法慢。
  • 正式项目前估算 RAM、CPU、本地磁盘和临时目录。
  • 不要用 demo data 的耗时和内存外推大队列项目。
  • library-free 大队列应重点评估搜索空间和内存。

功能点说明

  • Windows 与 Linux 可用性
  • CPU、RAM、本地磁盘和临时目录
  • library size、run 数和 precursor 数对资源的影响
  • library-free 200 DIA runs 示例
  • 1,000 DIA raw files 大规模测试边界

功能条目 1：Windows / Linux。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 2：Command Line / Spectronaut Command Line Mode。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 3：library size、run 数和 precursor 数对资源的影响（操作场景 3）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 4：Windows。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 5：1,000 DIA raw files 大规模测试边界（操作场景 5）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 6：Linux / library-free / DIA。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 7：CPU、RAM、本地磁盘和临时目录（操作场景 7）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 8：library size、run 数和 precursor 数对资源的影响（操作场景 8）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 9：DIA。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

小节 1.4

1.4 安装后优化

安装后应立即调整目录和 CPU 设置，避免系统盘、网络盘或不稳定虚拟化环境影响分析。

功能定位

安装完成后的第一件事是固定目录和 CPU 策略。Spectronaut 默认目录可能落在 C 盘，但正式项目应使用本地高速盘保存临时文件和 Search Archive。

目录设置：确认临时目录和 Search Archive 已放到本地高速盘。
目录设置：确认临时目录和 Search Archive 已放到本地高速盘。
CPU 设置：控制 Spectronaut 可使用的处理器资源。
CPU 设置：控制 Spectronaut 可使用的处理器资源。

使用流程

  1. 进入 Global Settings 的 directory 相关设置。
  2. 把 Temporary Directory 和 Local Search Archives 指向本地 SSD/NVMe。
  3. 为项目输出、SNE、Parquet、XIC DB 和 report export 建立独立目录。
  4. 根据机器用途设置 CPU affinity，避免占满客户正在使用的工作站。

判断与注意事项

  • 路径存在、可写、空间足够，且不会被系统清理策略删除。
  • 分析时磁盘 I/O 稳定，log 中没有路径权限或写入失败警告。
  • 把 Search Archive 当缓存随意删除。
  • 临时目录和输出目录混放，导致项目交付时难以清理和追溯。
  • 将 temporary directory 和 local search archive 放到本地高速盘。
  • 指定 Spectronaut 可用 CPU 范围。
  • 为 Search Archive 和输出文件预留足够空间。

功能点说明

  • temporary directory
  • local search archives
  • 网络盘风险
  • 虚拟机风险
  • CPU affinity 设置

功能条目 1：temporary directory（操作场景 1）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 2：local search archives（操作场景 2）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 3：网络盘风险（操作场景 3）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 4：Temporary Directory。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 5：Settings / Settings Perspective。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 6：Temporary Directories。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 7：local search archives（操作场景 7）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 8：网络盘风险（操作场景 8）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 9：虚拟机风险（操作场景 9）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 10：Pulsar。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 11：temporary directory（操作场景 11）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

小节 1.5

1.5 Linux 运行

Linux 运行主要服务于命令行、服务器和自动化队列。

功能定位

Linux 运行主要面向命令行、服务器和自动化队列。它适合批量运行，不适合依赖 GUI 交互复核的学习阶段。

使用流程

  1. 先在 Windows GUI 中明确 settings、library、FASTA、report schema 和输出结构。
  2. 再把同一套输入迁移到 Linux CLI。
  3. 在脚本中固定路径、license、settings JSON、输入文件和 exit code 处理。

判断与注意事项

  • 命令行能复现 GUI 中确认过的分析设置。
  • 日志、exit code 和输出文件可由任务队列读取和归档。
  • 没有在 GUI 中验证 settings 就直接上服务器。
  • 路径大小写、权限和挂载点变化导致任务失败。
  • 优先确认 license、路径、权限、依赖和命令行参数。

功能点说明

  • Linux 命令行运行
  • 路径与权限
  • 自动化队列适用场景

功能条目 1：Linux。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 3：Windows。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 4：Linux / HTRMS / directDIA / library-based。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 5：JSON。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 8：路径与权限（操作场景 8）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 10：Linux 命令行运行（操作场景 10）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

小节 1.6

1.6 支持的质谱平台

支持仪器边界决定 raw data 能否直接进入分析。

功能定位

支持的质谱平台决定原始数据能否直接进入 Spectronaut，以及是否需要转换。timsTOF 和 ion mobility 场景还会影响图谱和校准读数。

使用流程

  1. 记录 vendor、仪器型号、采集软件版本和 raw data 格式。
  2. 确认数据是否需要 HTRMS Converter 或其他转换步骤。
  3. 对 ion mobility 数据保留相关 calibration 和 extraction width 图谱。

判断与注意事项

  • raw data 能被识别并进入 Analysis 或 Library workflow。
  • 导入后的 acquisition method、cycle、window 和 ion mobility 信息与实验方法一致。
  • 只确认仪器品牌，不确认具体 raw 格式和版本。
  • 忽略转换后的文件是否保留必要 metadata。
  • 导入前确认仪器平台、vendor 格式和转换需求。

功能点说明

  • Thermo、SCIEX、Bruker、Waters、Agilent 等数据来源边界
  • timsTOF 与 ion mobility 场景

功能条目 1：DIA。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 2：Linux。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

小节 1.7

1.7 支持的数据采集方式

采集方式决定后续 workflow 选择。

功能定位

数据采集方式决定后续 workflow。DIA、PRM with MS1、labeled workflow、plexDIA、PTM workflow 和 directDIA 的输入、统计结构和报告字段不同。

使用流程

  1. 先根据实验设计标记采集类型。
  2. DIA discovery 进入 library-based DIA 或 directDIA。
  3. 多通道或 plexDIA 先定义 channel set 和 condition。
  4. PTM 项目提前规划 site localization、collapse 和 PTM site report。

判断与注意事项

  • workflow 与采集方式一致，condition 和 report schema 能表达实验设计。
  • 把全系列 DIA 技术都绑定到单一仪器或单一 workflow。
  • plexDIA 项目没有先定义 channel/reference 结构。
  • 区分 library-based DIA、directDIA、PRM with MS1、labeled workflow、plexDIA 和 PTM workflow。

功能点说明

  • DIA
  • library-based DIA
  • directDIA
  • PRM with MS1
  • labeled workflows
  • plexDIA
  • PTM workflow

功能条目 1：DIA。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 2：library-based DIA（操作场景 2）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 3：library-based / DIA。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 6：plexDIA（操作场景 6）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 7：PTM workflow（操作场景 7）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 9：HTRMS。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 10：directDIA（操作场景 10）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 12：labeled workflows（操作场景 12）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 14：PTM workflow（操作场景 14）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 15：DIA（操作场景 15）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 16：DIA / XIC。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 17：directDIA（操作场景 17）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 18：PRM with MS1（操作场景 18）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 19：labeled workflows（操作场景 19）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 20：plexDIA（操作场景 20）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 21：PTM workflow（操作场景 21）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 26：labeled workflows（操作场景 26）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 28：DIA / Pulsar。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 29：Pulsar / DIA。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 30：library-based DIA（操作场景 30）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 31：Library / directDIA / DIA / Single CV Multi CV Standard Library。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 33：DIA / directDIA。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 34：plexDIA（操作场景 34）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 35：PTM workflow（操作场景 35）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 36：DIA（操作场景 36）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 37：library-based DIA（操作场景 37）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 38：Pulsar。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 40：Library / Pulsar。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 41：plexDIA（操作场景 41）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

功能条目 42：PTM workflow（操作场景 42）。核对入口、输入来源、设置含义、输出文件或图谱，并确认与当前项目的 run、condition、library、FASTA、settings 和 report schema 一致。

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