Small-molecule identification from tandem mass spectrometry (MS/MS) remains a bottleneck in untargeted settings where spectral libraries are incomplete. While deep learning offers a solution, current approaches typically fall into two extremes: explicit generative models that construct molecular graphs atom-by-atom, or joint contrastive models that learn cross-modal subspaces from scratch. We introduce SpecBridge, a novel implicit alignment framework that treats structure identification as a geometric alignment problem. SpecBridge fine-tunes a self-supervised spectral encoder (DreaMS) to project directly into the latent space of a frozen molecular foundation model (ChemBERTa), and then performs retrieval by cosine similarity to a fixed bank of precomputed molecular embeddings. Across MassSpecGym, Spectraverse, and MSnLib benchmarks, SpecBridge improves top-1 retrieval accuracy by roughly 20-25% relative to strong neural baselines, while keeping the number of trainable parameters small. These results suggest that aligning to frozen foundation models is a practical, stable alternative to designing new architectures from scratch. The code for SpecBridge is released at https://github.com/HassounLab/SpecBridge.


翻译:在非靶向分析中,串联质谱(MS/MS)的小分子鉴定仍是一个瓶颈,因为谱库往往不完整。尽管深度学习提供了解决方案,但当前方法通常陷入两个极端:要么是逐原子构建分子图的显式生成模型,要么是从头开始学习跨模态子空间的联合对比模型。我们提出了SpecBridge,一种新颖的隐式对齐框架,将结构鉴定视为几何对齐问题。SpecBridge通过微调一个自监督的谱图编码器(DreaMS),使其直接投影到冻结的分子基础模型(ChemBERTa)的潜在空间中,然后通过余弦相似度在预计算的分子嵌入固定库中进行检索。在MassSpecGym、Spectraverse和MSnLib基准测试中,SpecBridge相对于强大的神经基线模型,将top-1检索准确率提升了约20-25%,同时保持了较少的可训练参数量。这些结果表明,与从头设计新架构相比,对齐冻结的基础模型是一种实用且稳定的替代方案。SpecBridge的代码发布于 https://github.com/HassounLab/SpecBridge。

0
下载
关闭预览

相关内容

几何深度学习分子表示综述
专知会员服务
41+阅读 · 2021年9月7日
详解GAN的谱归一化(Spectral Normalization)
PaperWeekly
11+阅读 · 2019年2月13日
特征工程的特征理解(一)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年10月23日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
1+阅读 · 37分钟前
多智能体协作机制
专知会员服务
0+阅读 · 41分钟前
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:39
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:48
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
9+阅读 · 今天2:43
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
7+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
14+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
10+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
5+阅读 · 4月24日
相关VIP内容
几何深度学习分子表示综述
专知会员服务
41+阅读 · 2021年9月7日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员