AUTOMATED VISUALIZATION, EXPLORATION AND MATERIAL SEGMENTATION OF ION- MOBILITY MASS SPECTROMETRY IMAGING DATA

Postery | 2023 | Waters | ASMSInstrumentace
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Ostatní
Výrobce
Waters

Význam tématu


Ion-mobility mass spectrometry imaging (IM-MSI) nabízí rozšířenou separaci analytů podle velikosti, tvaru a náboje, což napomáhá rozlišení isomerů a isobarů v biologických vzorcích. S narůstající složitostí a objemem vícedimenzionálních dat se stává automatizace analýzy klíčovou pro efektivní interpretaci výsledků.

Cíle a přehled studie


Cílem byly aktualizace softwarových nástrojů Waters MSI Analyte Browser a MSI Segmentation MicroApps za využití neřízeného strojového učení k automatizaci vizualizace, průzkumu a segmentace IM-MSI dat. Studie demonstruje sílu kombinace UMAP a HDBSCAN na modelových datech z mozku potkana.

Použitá metodika a instrumentace


  • Data: zpracované analyzové textové soubory z Waters HDI nebo vlastní CSV obsahující souřadnice (x,y), intenzity a m/z–drift time páry
  • Algoritmy: UMAP pro dimenzionální redukci, HDBSCAN pro clusterovou segmentaci pixelů
  • Výstupy: automatizované mapy segmentace, průměrné m/z–drift time profily, seskupení obrazu iontů
  • Export: vše do CSV pro další zpracování

Hlavní výsledky a diskuse


  • Segmentace pixelů: modelový vzorek mozku potkana byl rozčleněn na klustery na základě podobnosti spektrálních vlastností, vizuálně zobrazeno v mapě segmentace.
  • Průměrné profily: pro každý kluster byly získány charakteristické m/z–drift time průběhy, které usnadňují identifikaci analytů.
  • Clustering obrazů: jednotlivé iontové obrazy se seskupily podle prostorového rozdělení, což odhaluje kolokalizaci potenciálně relevantních molekul.
  • Automatizace analýzy: nasazení neřízeného učení výrazně zrychluje a zpřesňuje zpracování vícedimenzionálních dat.

Přínosy a praktické využití metody


  • Zvyšuje přesnost rozlišení isomerů a isobarů v MSI datech
  • Minimalizuje ruční vstupy a subjektivní interpretaci
  • Podporuje rychlý výzkum biologických vzorků v medicíně a farmaceutickém výzkumu
  • Umožňuje integraci do QA/QC procesů v průmyslové analytice

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Propojení s pokročilými AI technikami pro automatickou identifikaci molekul
  • Real-time analýza a vizualizace dat během experimentu
  • Rozšíření na jiné modalitní data (MS/MS, infračervená spektroskopie) pro multimodální analýzu
  • Integrace s cloudovými platformami pro škálovatelné zpracování velkých dat

Závěr


Implementace UMAP a HDBSCAN do nástrojů MSI Analyte Browser a MSI Segmentation MicroApps umožňuje efektivní a objektivní segmentaci a klastrování IM-MSI dat. Metoda zjednodušuje průzkum komplexních biologických vzorků a otevírá cestu k rychlé a spolehlivé interpretaci výsledků.

Reference


  1. Trinkle S., Shrestha B., Chapman R. Automated visualization, exploration and material segmentation of ion-mobility mass spectrometry imaging data. Waters Corporation; 2023.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

MSI-Segmentation: A Web-based MicroApp for Automated Exploration and Material Segmentation of MS Imaging Data
APPLICATION NOTEBOOK - MS IMAGING AND AMBIENT IONIZATION-MS  FOR METABOLOMICS AND LIPIDOMICS
MSI Analyte Browser: A web-based MicroApp for visualization and annotation of MS imaging data
COLLISION CROSS SECTION ENABLED DESI ION MOBILITY MASS SPECTROMETRY IMAGING