Стандарт проточной цитометрии

Стандарт проточной цитометрии ( FCS ) — это стандарт файла данных для чтения и записи данных экспериментов проточной цитометрии . Спецификация FCS традиционно разрабатывалась и поддерживалась Международным обществом по развитию цитометрии (ISAC). ^[1] FCS был единственным широко распространенным форматом файла в проточной цитометрии. Недавно ISAC разработал дополнительные стандартные форматы файлов.

Формат файла

Формат файла FCS описывает файл, который представляет собой комбинацию текстовых данных, за которыми следуют двоичные данные. Порядок расположения файла следующий:

сегмент ЗАГОЛОВОК
ТЕКСТОВЫЙ сегмент
сегмент ДАННЫХ
Дополнительный сегмент АНАЛИЗА
Значение CRC
Дополнительные ДРУГИЕ сегменты

Сегмент HEADER представляет собой текстовую строку ASCII, которая начинается с идентификации версии используемого стандарта FCS, за которой следуют три пары смещений байтов, обозначающих позиции сегментов TEXT, DATA и ANALYSIS. Пример сегмента заголовка приведен ниже

FCS3.0 58 4380 4381 5586 0 0

Поскольку ширина поля позиций байтов сегмента заголовка ограничена 8 символами, максимальная позиция, которую он может хранить, составляет 99 999 999. Все, что находится за пределами этого, кодируется как 0 как для начальной, так и для конечной позиции, и вместо этого используется соответствующее ключевое слово сегмента TEXT.

Текстовый сегмент представляет собой текстовую строку ASCII, которая разделена на ряд пар ключ-значение, которые разделены некоторым выбранным символом, например '|'. Первый символ, следующий сразу за сегментом заголовка, является разделителем. Пример заголовка и текстового сегмента приведен ниже.

FCS3.0 58 4380 4381 5586 0 0|$BEGINANALYSIS|0|$BEGINDATA|4381|$BEGINSTEXT|0|$BTIM|08:24:37.64|$BYTEORD|1,2,3,4|$CELLS|RBC|...|

Чтобы быть допустимым файлом FCS, текстовый сегмент должен содержать все требуемые ключевые слова, которые описывают формат и кодировку сегмента DATA. Для версии FCS 3.1 требуемые основные ключевые слова сегмента TEXT FCS следующие:

Ключевое слово	Описание
$НАЧАЛОАНАЛИЗА	Смещение байта относительно начала сегмента АНАЛИЗА.
$BEGINDATA	Смещение байта относительно начала сегмента DATA.
$BEGINSTEXT	Смещение байта относительно начала дополнительного сегмента ТЕКСТА.
$BYTEORD	Порядок байтов для компьютера сбора данных.
$ТИП ДАННЫХ	Тип данных в сегменте DATA (ASCII, целое число, число с плавающей точкой).
$ENDANALYSIS	Смещение байта относительно последнего байта сегмента АНАЛИЗА.
$ENDDATA	Смещение байта относительно последнего байта сегмента DATA.
$ENDSTEXT	Смещение байта к последнему байту дополнительного сегмента ТЕКСТА.
$РЕЖИМ	Режим данных (режим списка — предпочтителен, режим гистограммы — устарел).
$NEXTDATA	Смещение байта к следующему набору данных в файле.
$PAR	Количество параметров в событии.
$PnB	Количество бит, зарезервированных для параметра номер n.
$PnE	Тип усиления для параметра n.
$PnN	Краткое название параметра n.
$PnR	Диапазон для параметра номер n.
$ТОТ	Общее количество событий в наборе данных.

Сегмент DATA файла FCS следует за сегментом TEXT и располагается по событиям (по строкам) в соответствии с порядком, описанным в параметрах (т. н. каналах) $P1N $P2N$...PnN. Событие — это либо фактическая биологическая клетка, либо какая-то другая масса, которая была достаточно большой, чтобы запустить устройство захвата данных прибора проточного цитометра. Сегменты данных имеют следующую компоновку:

Сегмент данных[Событие1][Событие2][Событие3]...[Событие$TOT]

Каждое событие выкладывается в соответствии с числом байтов, описанных $PnB для каждого параметра. Эти байты должны интерпретироваться в соответствии с комбинацией, указанной $BYTEORD и $DATATYPE.

Событие[$P1B][$P2B][$P3B]...[$PnB]

Структура данных

Данные проточной цитометрии обычно сохраняются для анализа в виде массива , в котором каналы флуоресценции и рассеяния представлены в столбцах, а отдельные «события» (большинство из которых являются клетками) образуют строки. Количество событий, полученных из каждого образца, обычно колеблется от нескольких тысяч до нескольких миллионов.

Представление данных проточной цитометрии с прибора с тремя каналами рассеивания и 13 флуоресцентными каналами. Показаны только значения для первых 30 (из сотен тысяч) клеток.

История

Первая версия стандарта проточной цитометрии (FCS) была разработана в 1984 году. ^[2] С тех пор FCS стал стандартным форматом файла, поддерживаемым всеми поставщиками программного обеспечения и оборудования для проточной цитометрии. FCS — это двоичный формат файла с тремя основными сегментами: текстовый сегмент, содержащий метаданные в структурах пар ключевое слово/значение, сегмент данных, обычно содержащий матрицу обнаруженных значений выражения (так называемый формат списочного режима), и редко используемый сегмент анализа.

На протяжении многих лет в систему вносились обновления, позволяющие адаптировать ее к технологическим достижениям в области проточной цитометрии и вычислительных технологий.

В 1990 году был представлен FCS 2.0. ^[3]^[4] Функции, представленные в FCS 2.0, включали возможность хранения нескольких наборов данных в файле данных, использование различных порядков байтов, учитывающих различия в оборудовании на разных вычислительных платформах, а также базовую информацию о компенсации и масштабировании. За FCS 2.0 в 1997 году последовал FCS 3.0, который представил возможность хранения наборов данных размером более 100 МБ. ^[5]

Последняя версия, FCS 3.1, была представлена в 2010 году. ^[6]^[7] Она сохраняет базовую структуру файла FCS и большинство функций предыдущих версий стандарта. Изменения, включенные в FCS 3.1, устраняют потенциальные неоднозначности в предыдущих версиях и обеспечивают более надежный стандарт. Они включают упрощенную поддержку международных символов и улучшенную поддержку сохранения компенсации. Основные дополнения — поддержка предпочтительного масштаба отображения, стандартизированный способ захвата объема образца , информация об источниках файла данных и поддержка идентификации планшета и лунки в высокопроизводительных экспериментах на основе планшета.

Смотрите также

Ссылки

^ "Международное общество по развитию цитометрии" . Получено 15 января 2015 г.
^ Murphy, RF; Chused, TM (1984). «Предложение о стандарте файла данных проточной цитометрии». Цитометрия . 5 (5): 553–555 . doi : 10.1002/cyto.990050521 . PMID 6489069.
^ Дин, П. Н.; Багвелл, К. Б.; Линдмо, Т.; Мерфи, Р. Ф.; Зальцман, Г. К. (1990). «Введение в стандарт файла данных проточной цитометрии». Цитометрия . 11 (3): 321– 322. doi : 10.1002/cyto.990110302 . PMID 2340768.
^ Дин, П. Н.; Багвелл, К. Б.; Линдмо, Т.; Мерфи, Р. Ф.; Зальцман, Г. К. (1990). «Стандарт файла данных для проточной цитометрии. Комитет по стандартам файла данных Общества аналитической цитологии». Цитометрия . 11 (3): 323–332 . doi : 10.1002/cyto.990110303 . PMID 2340769.
^ Seamer, LC; Bagwell, CB; Barden, L.; Redelman, D.; Salzman, GC; Wood, JCS; Murphy, RF (1997). "Предложенный новый стандарт файла данных для проточной цитометрии, версия FCS 3.0". Цитометрия . 28 (2): 118– 122. doi : 10.1002/(SICI)1097-0320(19970601)28:2<118::AID-CYTO3>3.0.CO;2-B . PMID 9181300.
^ Spidlen, J.; Moore, W.; Parks, D.; Goldberg, M.; Bray, C.; Bierre, P.; Gorombey, P.; Hyun, B.; Hubbard, M.; Lange, S.; Lefebvre, R.; Leif, R.; Novo, D.; Ostruszka, L.; Treister, A.; Wood, J.; Murphy, RF; Roederer, M.; Sudar, D.; Zigon, R.; Brinkman, RR (2009). "Стандарт файла данных для проточной цитометрии, версия FCS 3.1". Cytometry Part A. 77 ( 1): 97– 100. doi :10.1002/cyto.a.20825. PMC 2892967. PMID 19937951 .
^ "Стандарт файла данных для проточной цитометрии, версия FCS 3.1 - нормативный справочник" (PDF) . Международное общество по развитию цитометрии . Международное общество по развитию цитометрии. Архивировано из оригинального (PDF) 9 февраля 2015 года . Получено 15 января 2015 года .

[ISAC-1] "Международное общество по развитию цитометрии" . Получено 15 января 2015 г.

[FCS1-2] Murphy, RF; Chused, TM (1984). «Предложение о стандарте файла данных проточной цитометрии». Цитометрия . 5 (5): 553–555 . doi : 10.1002/cyto.990050521 . PMID 6489069.

[FCS2-3] Дин, П. Н.; Багвелл, К. Б.; Линдмо, Т.; Мерфи, Р. Ф.; Зальцман, Г. К. (1990). «Введение в стандарт файла данных проточной цитометрии». Цитометрия . 11 (3): 321– 322. doi : 10.1002/cyto.990110302 . PMID 2340768.

[dean1990-4] Дин, П. Н.; Багвелл, К. Б.; Линдмо, Т.; Мерфи, Р. Ф.; Зальцман, Г. К. (1990). «Стандарт файла данных для проточной цитометрии. Комитет по стандартам файла данных Общества аналитической цитологии». Цитометрия . 11 (3): 323–332 . doi : 10.1002/cyto.990110303 . PMID 2340769.

[FCS3-5] Seamer, LC; Bagwell, CB; Barden, L.; Redelman, D.; Salzman, GC; Wood, JCS; Murphy, RF (1997). "Предложенный новый стандарт файла данных для проточной цитометрии, версия FCS 3.0". Цитометрия . 28 (2): 118– 122. doi : 10.1002/(SICI)1097-0320(19970601)28:2<118::AID-CYTO3>3.0.CO;2-B . PMID 9181300.

[FCS31-6] Spidlen, J.; Moore, W.; Parks, D.; Goldberg, M.; Bray, C.; Bierre, P.; Gorombey, P.; Hyun, B.; Hubbard, M.; Lange, S.; Lefebvre, R.; Leif, R.; Novo, D.; Ostruszka, L.; Treister, A.; Wood, J.; Murphy, RF; Roederer, M.; Sudar, D.; Zigon, R.; Brinkman, RR (2009). "Стандарт файла данных для проточной цитометрии, версия FCS 3.1". Cytometry Part A. 77 ( 1): 97– 100. doi :10.1002/cyto.a.20825. PMC 2892967. PMID 19937951 .

[ISAC2009-7] "Стандарт файла данных для проточной цитометрии, версия FCS 3.1 - нормативный справочник" (PDF) . Международное общество по развитию цитометрии . Международное общество по развитию цитометрии. Архивировано из оригинального (PDF) 9 февраля 2015 года . Получено 15 января 2015 года .