Формат данных масс-спектрометрии - Mass spectrometry data format

Масс-спектрометрии это научный метод измерения отношения массы к заряду ионов. Это часто сочетается с хроматографическими методами, такими как газ или жидкостная хроматография и нашла широкое применение в областях аналитическая химия и биохимия где его можно использовать для идентификации и характеристики маленькие молекулы и белки (протеомика ). Большой объем данных, полученных в типичном масс-спектрометрическом эксперименте, требует использования компьютеров для хранения и обработки данных. На протяжении многих лет различные производители масс-спектрометров разработали различные собственные форматы данных для обработки таких данных, что затрудняет непосредственное управление своими данными академическими учеными. Чтобы устранить это ограничение, несколько открыто, XML -основанные форматы данных были недавно разработаны Транс-протеомный трубопровод на Институт системной биологии для облегчения манипулирования данными и инноваций в государственном секторе. Эти форматы данных описаны здесь.

Открытые форматы

JCAMP-DX

Этот формат был одной из первых попыток предоставить стандартизированный формат файла для обмена данными в масс-спектрометрии. JCAMP -DX изначально был разработан для инфракрасной спектрометрии. JCAMP-DX - это ASCII основанный на формате и поэтому не очень компактный, хотя он включает стандарты сжатия файлов. JCAMP был официально выпущен в 1988 году.[1] JCAMP был признан непрактичным для сегодняшних больших наборов данных MS, но он все еще используется для обмена умеренным количеством спектров. ИЮПАК[2] в настоящее время отвечает, а последний протокол датирован 2005 годом.[3]

ANDI-MS или netCDF

Формат обмена аналитическими данными для масс-спектрометрии - это формат для обмена данными. Многие пакеты программного обеспечения для масс-спектрометрии могут читать или записывать файлы ANDI. ANDI указан в стандарте ASTM E1947.[4] ANDI основан на netCDF который представляет собой программную библиотеку инструментов для записи и чтения файлов данных. Изначально ANDI был разработан для данных хроматографии-МС и поэтому не использовался в протеомика золотая лихорадка, когда новые форматы на основе XML были разработаны.

mzData

mzData была первой попыткой Инициатива по стандартам протеомики (PSI) из Организация протеома человека (HUPO) для создания стандартизированного формата данных масс-спектрометрии.[5] Этот формат теперь устарел и заменен на mzML.[6]

mzXML

mzXML - это XML (eXtensible Markup Language) общий формат файлов для протеомика масс-спектрометрические данные.[7][8] Этот формат был разработан в Сиэтлском протеомном центре / Институте системной биологии, когда HUPO-PSI пытался определить стандартизированный формат mzData, и до сих пор используется в сообществе протеомики.

mzML

Поскольку два формата (mzData и mzXML) для представления одной и той же информации являются нежелательным состоянием, HUPO-PSI, SPC / ISB и поставщики приборов предприняли совместные усилия для создания единого стандарта, заимствовавшего лучшие аспекты как mzData, так и mzXML, и предназначен для их замены. Первоначально называвшийся dataXML, он был официально объявлен как mzML.[9] Первая спецификация была опубликована в июне 2008 года.[10] Этот формат был официально выпущен в 2008 году. Американское общество масс-спектрометрии Встреча, и с тех пор относительно стабильна с очень небольшим количеством обновлений. 1 июня 2009 г. была выпущена версия mzML 1.1.0. По состоянию на 2013 год дальнейших изменений не планируется.

Собственные форматы

Ниже представлена ​​таблица с различными расширениями форматов файлов.

КомпанияРасширениеТип файла
Agilent
Bruker		.D (папка)Формат данных Agilent MassHunter, Agilent ChemStation или Bruker BAF / YEP / TDF
Agilent / Bruker.АГАформат данных прибора
Bruker.BAFформат данных прибора
Bruker.FIDформат данных прибора
Bruker.TDFформат данных прибора timsTOF


ABI / Sciex.WIFFформат данных прибора
ABI / Sciex.t2dФормат файлов 4700 и 4800
Воды.PKLФормат списка пиков MassLynx
Термо
ПеркинЭлмер		.RAW *Thermo Xcalibur
PerkinElmer TurboMass
Микромасса ** / Воды.RAW * (папка)Waters MassLynx
Хромтех
Финниган ***
VG		.DATФормат файла Finnigan ITDS; Формат данных прибора MAT95
Формат данных MassLab
Финниган ***.РСФормат данных прибора ITS40
Шимадзу.QGDФормат GCMSSolution
Шимадзу.qgdформат данных прибора
Шимадзу.lcdФормат данных инструмента QQQ / QTOF
Шимадзу.spcформат данных библиотеки
Bruker / Varian.SMSформат данных прибора
Bruker / Varian.XMSформат данных прибора
ИОН-ТОФ.itmнеобработанные данные измерений
ИОН-ТОФ.itaданные анализа
Физическая электроника / ULVAC-PHI.raw *необработанные данные измерений
Физическая электроника / ULVAC-PHI.tdcданные спектра

(*) Обратите внимание, что форматы RAW каждого поставщика не взаимозаменяемы; программное обеспечение из одного не может обрабатывать файлы RAW из другого.
(**) Micromass была приобретена Waters в 1997 году.
(***) Finnigan - подразделение Thermo

Программного обеспечения

Зрителей

Существует несколько программ просмотра mzXML, mzML и mzData: MZmine,[11] ПИКС,[12] Insilicos,[13] МС-Спектр,[14] TOPPView (mzXML, mzML и mzData),[15] Spectra Viewer,[16] SeeMS,[17] msInspect,[18] jmzML[19] и Mascot Distiller.[20]

Есть вьювер для изображений ITA.[21] Образы ITA и ITM можно анализировать с помощью библиотеки python pySPM.[22]

Конвертеры

Известные конвертеры для mzData в mzXML:

Hermes: Конвертер Java "mzData, mzXML, mzML" для всех направлений: общедоступный, работает с графическим пользовательским интерфейсом, Институт молекулярной системной биологии, ETH Zurich[23][24]
FileConverter: инструмент командной строки, конвертирующий в / из различных форматов масс-спектрометрии,[25] часть TOPP[26]

Известные конвертеры для mzXML:

Институт системной биологии ведет список преобразователей[27]

Известные конвертеры для mzML:

msConvert:[28][29] Инструмент командной строки, конвертирующий в / из различных форматов масс-спектрометрии. Графический интерфейс также доступен для пользователей Windows.
ReAdW:[30] Конвертер командной строки Института системной биологии для файлов Thermo RAW, часть TransProteomicPipeline.[31] Последнее обновление этого инструмента было сделано в сентябре 2009 года. Теперь команда разработчиков TPP перенаправляет пользователей на использование программного обеспечения msConvert (см. Выше).
FileConverter: инструмент командной строки, конвертирующий в / из различных форматов масс-спектрометрии,[25] часть TOPP[26]

Конвертеры для проприетарных форматов:

msConvert:[28][29] Инструмент командной строки, конвертирующий в / из различных форматов масс-спектрометрии, включая несколько проприетарных форматов. Графический интерфейс также доступен для пользователей Windows.
CompassXport, Bruker бесплатный инструмент для создания mzXML (а теперь и mzData)[нужна цитата ] файлы для многих из их собственных форматов файлов (.baf).
MASSTransit, программное обеспечение для переключения данных между собственными форматами, Palisade Corporation и распространяется Scientific Instrument Services, Inc[32] и ПеркинЭлмер[33]
Астон,[34] встроенная поддержка нескольких форматов файлов Agilent Chemstation, Agilent Masshunter и Thermo Isodat
Нефинниган[35] встроенная поддержка форматов файлов Finnigan (* .RAW)
OpenChrom, программное обеспечение с открытым исходным кодом с поддержкой преобразования различных собственных форматов файлов.

В настоящее время доступны следующие конвертеры:

MassWolf, для Микромасс Формат MassLynx .Raw
mzStar, для SCIEX /ABI Формат SCIEX / ABI Analyst
wiff2dta[36] для SCIEX /ABI Формат SCIEX / ABI Analyst в mzXML, DTA, MGF и PMF

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Р.С. Макдональд и П.А. Уилкс; «JCAMP-DX: Стандартная форма для обмена инфракрасными спектрами в машиночитаемой форме»; Прикладная спектроскопия, Vol. 42, № 1, январь 1988 г., стр. 151–162.
  2. ^ Подкомитет ИЮПАК CPEP по стандартам электронных данных
  3. ^ JCAMP-DX V.6.00 для ГИФЕНИРОВАННЫХ МЕТОДОВ ХРОМАТОГРАФИИ и МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ (Техническая записка ИЮПАК 2005 г.); Дж. Хау, П. Лэмпен, Р. Дж. Ланкашир, Р. Макдональд, П.С. Макинтайр, Д.Н. Ратледж, У. Шредер, А.Н. Дэвис
  4. ^ ASTM E1947 - 98 (2009) Стандартная спецификация протокола обмена аналитическими данными для хроматографических данных
  5. ^ Орчард С., Монтечи-Палацци Л., Дойч Э. У., Бинц П. А., Джонс А. Р., Патон Н., Писарро А., Кризи Д. М., Войчик Дж., Хермьякоб Н. (2007). «Пять лет прогресса в стандартизации данных по протеомике 4 (й) ежегодный весенний семинар инициативы HUPO-Proteomics Standards Initiative, 23–25 апреля 2007 г. Ecole Nationale Supérieure (ENS), Лион, Франция». Протеомика. 7 (19): 3436–40. Дои:10.1002 / pmic.200700658. PMID  17907277. S2CID  22837325.
  6. ^ "mzData". HUPO-PSI. Получено 19 апреля 2013.
  7. ^ Pedrioli PG, Eng JK, Hubley R, Vogelzang M, Deutsch EW, Raught B, Pratt B, Nilsson E, Angeletti RH, Apweiler R, Cheung K, Costello CE, Hermjakob H, Huang S, Julian RK, Kapp E, McComb ME , Оливер С.Г., Оменн Г., Патон Н.В., Симпсон Р., Смит Р., Тейлор С.Ф., Чжу В., Эберсолд Р. (2004). «Общее открытое представление данных масс-спектрометрии и его применение в исследованиях протеомики». Nat. Биотехнология. 22 (11): 1459–66. Дои:10.1038 / nbt1031. PMID  15529173. S2CID  25734712.
  8. ^ Лин С.М., Чжу Л., Винтер А.К., Сасиновски М., Киббе В.А. (2005). «Для чего нужен mzXML?». Экспертный обзор протеомики. 2 (6): 839–45. Дои:10.1586/14789450.2.6.839. PMID  16307524. S2CID  24914725.
  9. ^ «мзМЛ». HUPO-Proteomics Standards Initiative. Получено 19 апреля 2013.
  10. ^ Deutsch EW (2008). «mzML: единый унифицирующий формат данных для вывода масс-спектрометра». Протеомика. 8 (14): 2776–7. Дои:10.1002 / pmic.200890049. PMID  18655045. S2CID  28297899.
  11. ^ "Сайт MZmine".
  12. ^ "BSI: сайт ПИКС". Bioinfor.com. Получено 29 ноября 2011.
  13. ^ "Сайт Insilicos". Архивировано из оригинал 20 декабря 2014 г.. Получено 28 марта 2020.
  14. ^ "Сайт MS-Spectre". Ms-spectre.sourceforge.net. Получено 29 ноября 2011.
  15. ^ «Сайт OpenMS и TOPP». Open-ms.sourceforge.net. Получено 29 ноября 2011.
  16. ^ «Программа просмотра с открытым исходным кодом, разработанная в рамках академических проектов». Staff.icar.cnr.it. Получено 29 ноября 2011.
  17. ^ «Программа просмотра с открытым исходным кодом, разработанная Мэттом Чемберсом из Vanderbilt». Proteowizard.sourceforge.net. Получено 29 ноября 2011.
  18. ^ «Программа просмотра с открытым исходным кодом, разработанная онкологическим центром Фреда Хатчинсона». Proteomics.fhcrc.org. Получено 29 ноября 2011.
  19. ^ "jmzML". Получено 29 ноября 2011.
  20. ^ Matrix Science Limited. «Коммерческое программное обеспечение с бесплатным режимом просмотра для mzXML и многих проприетарных форматов». Matrixscience.com. Получено 29 ноября 2011.
  21. ^ «ITAviewer онлайн».
    "Источник ITAviewer".
  22. ^ "сайт pySPM".
  23. ^ Гермес В архиве 3 марта 2016 г. Wayback Machine
  24. ^ "Сайт Гермеса". Icecoffee.ch. Получено 29 ноября 2011.
  25. ^ а б "FileConverter". Open-ms.sourceforge.net. Получено 29 ноября 2011.
  26. ^ а б TOPP В архиве 15 апреля 2008 г. Wayback Machine
  27. ^ "mzXML". Получено 30 июн 2008.
  28. ^ а б "msconvert". ProteoWizard. Получено 20 апреля 2013.
  29. ^ а б "ProteoWizard". Получено 20 апреля 2013.
  30. ^ "ReAdW". Tools.proteomecenter.org. Получено 29 ноября 2011.
  31. ^ «ТрансПротеомикПайплайн». Tools.proteomecenter.org. 25 мая 2011 г.. Получено 29 ноября 2011.
  32. ^ [1] В архиве 9 мая 2008 г. Wayback Machine
  33. ^ «Газовая хроматография (ГХ)». ПеркинЭлмер. Получено 29 ноября 2011.
  34. ^ aston - ПО для хроматографии и масс-спектрометрии с открытым исходным кодом - Google Project Hosting
  35. ^ Unfinnigan - Безболезненное извлечение масс-спектров из "сырых" файлов Thermo - Google Project Hosting
  36. ^ wiff2dta на sourceforge