糖和核苷酸等顺式二醇化合物在生物体内扮演重要作用。特别是，很多正常生理过程依赖顺式二醇化合物的代谢稳态调控，而癌症等一些病变异常状态与顺式二醇化合物的代谢异常密切相关。深入研究顺式二醇代谢物的变化不仅可以为疾病诊断提供依据而且可以揭示人造化学物质可能导致的潜在生物效应。然而，由于体内顺式二醇浓度低且结构异质性高，加之复杂生物基体的干扰以及现有方法覆盖范围有限，深入分析顺式二醇代谢产物并揭示其特定变化与疾病状态和生理过程中的联系仍然具有挑战性。近期，我们已经发展出一种机器学习增强的硼亲和萃取-溶剂蒸发辅助富集-质谱联用（MLE-BESE-MS）分析平台，用于高覆盖率地分析顺式二醇代谢物并挖掘其作为原发性肝癌（PLC）生物标志物的潜力。通过集成多个互补功能，包括pH控制的硼亲和萃取、溶剂蒸发辅助富集以及基于纳米电喷雾离子化技术进行顺式二醇识别等，该单一分析平台显著提高了代谢产物覆盖率。同时，利用主成分分析、正交偏最小二乘判别分析和随机森林等机器学习方法对收集到的顺式二醇进行统计筛选以提取有效特征进行精确PLC诊断，并结果表明其灵敏度（87.5% vs.不到70%）和特异度（85.7% vs.约80%）均优于常规使用基于蛋白质标志物的方法。这种机器学习增强整合型MS平台推动了早期癌症诊断所需目标代谢组学分析技术，并具有巨大临床应用前景。我们进一步将该技术平台发展成为一种基于零样本损失微活检取样-质谱联用的靶向代谢组学分析平台，用于定量地揭示非洲爪蟾在细胞水平和组织水平上与发育相关的顺式二醇代谢产物的变化。利用该平台，我们揭示了三个利用其它手段难以实现的特殊发现：1）卵母细胞、尾芽期前部和后部之间存在着特征不同的顺式二醇代谢标志；2）卤代顺式二醇在非洲爪蟾尾芽期后部大量积累；3）广泛使用的亚胺类杀菌剂菌核净可能会被生物转化并在脊椎动物中积累。因此，该研究开辟了同时监测内源性和外源性代谢产物间细胞间和内部异质性，并提供了关于胚胎发育过程中新陈代谢重塑方面新见解，并对潜在环境风险提出警告。