SCiLS™ Lab成像数据处理软件可扩展的应用功能

2023-02-15 14:15:44, 质谱成像先锋队 布鲁克(北京)科技有限公司-质谱仪器


MALDI质谱成像常常产生海量的数据,需要借助专业的软件才能实现有效的数据挖掘。布鲁克推出了SCiLS™ Lab软件,这款软件集数据分析和数据可视化于一身,能够从质谱成像数据中快速地获取有价值的生物信息,从而极大地提高了研究人员的工作效率。

SCiLS™ Lab软件提供了离子图像即时可视化、空间聚类分析、主成分分析(PCA)、共定位分析等功能。除了这些功能之外,它还提供了SCiLS™ Lab API扩展功能接口。

SCiLS Lab API是什么?


SCiLS Lab APISCiLS Lab质谱成像数据处理软件可扩展性的应用,旨在为用户的数据处理提供更多的灵活度。

SCiLS Lab API允许用户使用R语言 ( https://www.r-project.org/ ) Python语言 ( https://www.python.org/ )编写和运行所需数据处理的脚本。在SCiLS Lab软件包中,提供了详尽的SCiLS Lab API说明文档,文档中包括RPython语言包的安装以及各自的参考示例,包括通用示例和特殊示例。

图1: 通过Python实现对带有CCS信息的质谱成像数据的UMAP分析。a. UMAP对质谱成像数据的降维分析;b、c和d是UMAP处理结果导回至SCiLS Lab中以实现可视化分析;b.在UMAP第1维度的可视化结果;c.在UMAP第2维度的可视化结果;d.通过UMAP分析后得到的空间聚类结果图。




SCiLS Lab API能做什么?


SCiLS Lab API的通用示例(适用于R和Python)详细解释了API的核心概念。可通过访问SCiLS Lab安装目录下的“SCiLS Lab API Documentation”来了解其使用方法和所需的数据集,它的功能包括: 
  • 检索给定质荷比范围内的离子强度信息,并展示如何使用该信息创建基于强度阈值的质量标签,然后在该阈值的基础上创建区域;
  • 从峰值列表中计算对数转换强度值的主成分分析,并将PCA分数作为点图像存储到数据集中;
  • 在这些点图像上通过k-means算法做聚类分析。这一部分还可以直接应用于带有CCS信息的timsTOF fleX成像数据集。聚类分析的结果会被保存到数据集中;
  • 计算数据集中所有图谱与指定区域的平均图谱的相关性,并将相关性系数保存回数据集中;
  • 离子图像和质量标签的可视化。 

此外,还有一些有用的示例,未包含可执行的数据,可能需要额外的依赖项。尽管如此,这些示例的架构可以轻松应用于其他的数据集。它们涵盖了以下几个方面:

  • 自动生成可视化的离子图像报告;
  • UMAP分析应用于timsTOF fleX采集的带有CCS信息的成像数据、并可回传到SCiLS Lab软件中,实现分析结果的可视化(如图1所示); 
  • 生成带有区域属性和信号强度的数据帧,用于后续统计分析; 
  • 在Python中生成每个区域的平均峰值强度表。



SCiLS Lab API如何使用?


说明文档提供了上述所有功能的脚本,供具有R或Python编程语言基础的用户参考、以编写出符合自己需求的脚本。图2给出的是进行UMAP分析的R语言参考脚本。值得注意的是,在运用示例中的脚本运行时,数据保存的路径需调整一致。运用SCiLS Lab API分析数据时,数据不能同时在SCiLS Lab中打开。

图2:对带有CCS信息的质谱成像数据进行UMAP分析的R语言参考脚本





小结

布鲁克的SCiLS Lab软件自带大量的统计分析工具,满足了用户常见的统计分析需求,为MALDI质谱成像数据的后处理带来了极大的便利;此外,为了满足客户进一步的、“个性化”的数据处理需求,它还提供了SCiLS Lab API功能,可实现软件功能的有效拓展。


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