MSI-Segmentation: A Web-based MicroApp for Automated Exploration and Material Segmentation of MS Imaging Data

Technické články | 2023 | WatersInstrumentace
MS Imaging
Zaměření
Výrobce
Waters

Význam tématu


Mass spectrometry imaging (MSI) umožňuje prostorové mapování tisíců analyzů v biologických a materiálových vzorcích, avšak generuje rozsáhlá vícerozměrná data, která vyžadují pokročilé nástroje pro efektivní interpretaci.

Cíle a přehled studie / článku


Představení webové mikroaplikace MSI-Segmentation určené k automatizovanému průzkumu MSI datasetů prostřednictvím nesupervidovaného strojového učení. Aplikace nabízí tři hlavní moduly: segmentaci pixelů, seskupování analyzů a tvorbu spektroskopických korelačních map.

Použitá metodika a instrumentace


  • Vstupní data: ASCII soubory s (x,y) souřadnicemi a intenzitami m/z z HDI softwaru.
  • Metody strojového učení: redukce dimenzionality pomocí UMAP, shlukování HDBSCAN a hierarchické shlukování metodou Ward.
  • Instrumentace: DESI XS na SELECT SERIES MRT (ionizace DESI, negativní mód, pixely 30 µm, rychlost 2 pix/s, konusové napětí 40 V, kapilární napětí 0,8 kV, dusík 0,8 bar).
  • Vzorek: čerstvě zmražený řez mozku myši (18 µm, −20 °C), analyzovaný po vysušení.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Modul "Tissue Segmentation" automatizovaně rozděluje pixely do klastrů na základě spektrálních charakteristik a exportuje průměrné spektrum klastru.
  • Modul "Analyte Clustering" seskupuje iontové obrazy se podobnou distribucí, umožňuje nastavení počtu klastrů a export seznamu píků a masek analyzů.
  • Spektrální korelační mapa poskytuje interaktivní vizualizaci korelace všech spekter k vybranému referenčnímu pixelu.
  • Výstupy (.csv, masky analyzů) lze integrovat s HDI nebo dalším zpracováním dat.

Přínosy a praktické využití metody


  • Zjednodušení průzkumu komplexních MSI datasetů bez nutnosti specializovaných lokálních nástrojů.
  • Rychlá vizualizace a identifikace chemicky odlišných oblastí vzorku.
  • Možnost integrace do širších pipeline pro cílenou analýzu prostorových regionů.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Implementace dalších algoritmů strojového učení a hluboké analýzy spekter.
  • Rozšíření formátové podpory a cloudového hostingu pro škálovatelnost.
  • Integrace s nástroji pro molekulární anotaci a umělou inteligenci pro automatizované označování píků.

Závěr


MSI-Segmentation představuje intuitivní webový nástroj, který zrychluje a zjednodušuje analýzu MSI dat pomocí nesupervidovaných metod, podporuje objevování relevantních chemických regionů a usnadňuje následné cílené studie.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

AUTOMATED VISUALIZATION, EXPLORATION AND MATERIAL SEGMENTATION OF ION- MOBILITY MASS SPECTROMETRY IMAGING DATA
Routine Comprehensive Tissue Imaging on the Xevo™ G3 QTof Mass Spectrometer Using a DESI™ XS Source
MSI Analyte Browser: A web-based MicroApp for visualization and annotation of MS imaging data
ENHANCED MOLECULAR COVERAGE, RESOLUTION AND SPEED FOR IN-SITU PHARMACEUTICAL TABLET MSI ANALYSIS BY COMBINING DESI AND MALDI USING MULTI-REFLECTING Q-TOF