تنسيق بيانات قياس الطيف الكتلي

كان هذا التنسيق من أوائل المحاولات لتوفير تنسيق ملفات موحد لتبادل البيانات في مجال قياس الطيف الكتلي. طُوّر JCAMP-DX في البداية لقياس الطيف بالأشعة تحت الحمراء. يعتمد JCAMP-DX على نظام ASCII ، ولذلك فهو ليس مضغوطًا جدًا على الرغم من احتوائه على معايير لضغط الملفات. أُصدر JCAMP رسميًا عام 1988. ^{[ 2 ]} بالتعاون مع الجمعية الأمريكية لقياس الطيف الكتلي، طُوّر تنسيق JCAMP-DX لقياس الطيف الكتلي بهدف الحفاظ على البيانات القديمة. ^{[ 3 ]}

تنسيق تبادل البيانات التحليلية لتحليل الطيف الكتلي (ANDI) هو تنسيق لتبادل البيانات. تستطيع العديد من برامج تحليل الطيف الكتلي قراءة وكتابة ملفات ANDI. تم تحديد ANDI في معيار ASTM E1947. ^{[ 4 ]} يعتمد ANDI على netCDF ، وهي مكتبة برمجية لكتابة وقراءة ملفات البيانات. طُوّر ANDI في البداية لبيانات كروماتوغرافيا الطيف الكتلي، ولذلك لم يُستخدم في مجال البروتينات الذي شهد تطور تنسيقات جديدة تعتمد على XML . ^{[ 5 ]}

AnIML هو جهد مشترك بين الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC ) والجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM International) لإنشاء معيار قائم على لغة XML يغطي مجموعة واسعة من التقنيات التحليلية بما في ذلك قياس الطيف الكتلي. ^{[ 6 ]}

كانت mzData أول محاولة من مبادرة معايير البروتينات (PSI) التابعة لمنظمة البروتينات البشرية (HUPO) لإنشاء تنسيق موحد لبيانات قياس الطيف الكتلي. ^{[ 7 ]} وقد تم إيقاف هذا التنسيق الآن، واستُبدل بتنسيق mzML. ^{[ 8 ]}

mzXML هو تنسيق ملفات شائع قائم على لغة XML (لغة الترميز القابلة للتوسيع) لبيانات قياس الطيف الكتلي للبروتينات . ^{[ 9 ] [ 10 ]} طُوّر هذا التنسيق في مركز سياتل للبروتينات/معهد بيولوجيا الأنظمة بينما كانت منظمة HUPO-PSI تسعى لتحديد تنسيق mzData القياسي، ولا يزال مستخدمًا في مجتمع علم البروتينات.

يُعدّ Y A nother Formata for Mass Spectrometry (YAFMS) اقتراحًا لحفظ البيانات في مخطط قاعدة بيانات علائقية بدون خادم مكون من أربعة جداول، مع استخراج البيانات وإلحاقها باستخدام استعلامات SQL . ^{[ 11 ]}

نظرًا لأن وجود صيغتين (mzData و mzXML) لتمثيل المعلومات نفسها يُعدّ أمرًا غير مرغوب فيه، فقد بذلت منظمة HUPO-PSI، وSPC/ISB، وموردي الأجهزة جهدًا مشتركًا لإنشاء معيار موحد يجمع أفضل جوانب كل من mzData و mzXML، بهدف استبدالهما. كان يُطلق عليه في الأصل اسم dataXML، ثم أُعلن عنه رسميًا باسم mzML. ^{[ 12 ]} نُشرت المواصفات الأولى في يونيو 2008. ^{[ 13 ]} أُصدرت هذه الصيغة رسميًا في اجتماع الجمعية الأمريكية لعلم قياس الطيف الكتلي لعام 2008 ، ومنذ ذلك الحين وهي مستقرة نسبيًا مع تحديثات قليلة جدًا. في 1 يونيو 2009، صدرت mzML 1.1.0. ولا توجد أي تغييرات أخرى مُخطط لها حتى عام 2013.

بدلاً من تعريف تنسيقات ملفات جديدة وكتابة برامج تحويل لتنسيقات البائعين الخاصة، اقترحت مجموعة من العلماء تعريف واجهة برمجة تطبيقات مشتركة لنقل عبء الامتثال للمعايير إلى مكتبات الوصول إلى البيانات الحالية لمصنعي الأجهزة. ^{[ 14 ]}

يعالج تنسيق mz5 مشاكل الأداء التي كانت تعاني منها التنسيقات السابقة القائمة على XML. فهو يستخدم أنطولوجيا mzML، ولكنه يحفظ البيانات باستخدام واجهة HDF5 الخلفية لتقليل متطلبات مساحة التخزين وتحسين سرعة القراءة/الكتابة. ^{[ 15 ]}

تم اقتراح معيار imzML لتبادل البيانات من تصوير مطياف الكتلة في ملف XML موحد يعتمد على أنطولوجيا mzML. يقسم هذا المعيار البيانات التجريبية إلى XML والبيانات الطيفية في ملف ثنائي . ويرتبط كلا الملفين بمعرف فريد عالميًا . ^{[ 16 ]}

يقوم mzDB بحفظ البيانات في قاعدة بيانات SQLite لتوفير مساحة التخزين وتحسين أوقات الوصول حيث يمكن الاستعلام عن نقاط البيانات من قاعدة بيانات علائقية . ^{[ 17 ]}

توفي هو تنسيق ملفات مفتوح المصدر وغير مضغوط لتحليل الطيف الكتلي المستقل عن البيانات . وهو يعتمد على HDF5 ويهدف إلى تحقيق أحجام ملفات مماثلة لتلك الموجودة في التنسيقات الاحتكارية والمغلقة للبائعين. ^{[ 18 ]}

يُعدّ mzMLb نهجًا آخر لاستخدام واجهة خلفية HDF5 لحفظ البيانات الخام بكفاءة عالية. ومع ذلك، فهو يحافظ على بنية بيانات mzML XML ويظل متوافقًا مع المعيار الحالي. ^{[ 19 ]}

تُشرف مؤسسة ألوتروب على تنسيق ملف قائم على HDF5 و Triplestore يُسمى تنسيق بيانات ألوتروب (ADF)، بالإضافة إلى تمثيل JSON مسطح يُسمى ASM اختصارًا لـ Allotrope Simple Model. يعتمد كلا التنسيقين على أنطولوجيات مؤسسة ألوتروب (AFO) ويحتويان على مخططات لتحليل الطيف الكتلي والكروماتوغرافيا المقترنة بكواشف الطيف الكتلي. ^{[ 20 ]}

توجد عدة برامج لعرض ملفات mzXML و mzML و mzData. وتنقسم هذه البرامج إلى نوعين: برامج مفتوحة المصدر مجانية (FOSS) أو برامج احتكارية.

في فئة عارضات البرامج مفتوحة المصدر، يمكن العثور على MZmine، ^{[ 22 ]} mineXpert2 (mzXML، mzML، timsTOF الأصلي، xy، MGF، BafAscii) ^{[ 23 ]} MS-Spectre، ^{[ 24 ]} TOPPView (mzXML، mzML وmzData)، ^{[ 25 ]} Spectra Viewer، ^{[ 26 ]} SeeMS، ^{[ 27 ]} msInspect، ^{[ 28 ]} jmzML. ^{[ 29 ]}

في فئة الملكية الفكرية، يمكن العثور على PEAKS، ^{[ 30 ]} Insilicos، ^{[ 31 ]} Mascot Distiller، ^{[ 32 ]} Elsci Peaksel. ^{[ 33 ]}

يوجد برنامج لعرض صور ITA. ^{[ 34 ]} يمكن تحليل صور ITA وITM باستخدام مكتبة pySPM الخاصة بلغة بايثون. ^{[ 35 ]}

برامج التحويل المعروفة لتحويل بيانات mzData إلى mzXML:

هيرميس: محول جافا "mzData, mzXML, mzML" لجميع الاتجاهات: متاح للجمهور، ويعمل بواجهة مستخدم رسومية ، من قبل معهد بيولوجيا الأنظمة الجزيئية، ETH زيورخ ^{[ 36 ] [ 37 ]}

FileConverter: أداة سطر أوامر تقوم بالتحويل من وإلى تنسيقات قياس الطيف الكتلي المختلفة، وهي جزء من TOPP ^{[ 38 ]}

المحولات المعروفة لملفات mzXML:

يحتفظ معهد بيولوجيا الأنظمة بقائمة المحولات ^{[ 39 ]}

المحولات المعروفة لـ mzML:

msConvert: أداة سطر أوامر لتحويل البيانات من وإلى تنسيقات قياس الطيف الكتلي المختلفة. كما تتوفر واجهة مستخدم رسومية لمستخدمي نظام التشغيل ويندوز. ^{[ 40 ]}

ReAdW: ^{[ 41 ]} برنامج تحويل سطر الأوامر الخاص بمعهد بيولوجيا الأنظمة لملفات Thermo RAW، وهو جزء من TransProteomicPipeline. ^{[ 42 ]} تم تحديث هذه الأداة آخر مرة في سبتمبر 2009. ويقوم فريق تطوير TPP الآن بإعادة توجيه المستخدمين لاستخدام برنامج msConvert (انظر أعلاه).

FileConverter: أداة سطر أوامر تقوم بالتحويل من وإلى تنسيقات قياس الطيف الكتلي المختلفة، وهي جزء من TOPP ^{[ 38 ]}

برامج تحويل للتنسيقات الخاصة:

msConvert: أداة سطر أوامر لتحويل البيانات من وإلى صيغ قياس الطيف الكتلي المختلفة، بما في ذلك العديد من الصيغ الخاصة. كما تتوفر واجهة مستخدم رسومية لمستخدمي نظام التشغيل ويندوز. ^{[ 38 ]}

CompassXport، أداة مجانية من Bruker تقوم بإنشاء ملفات mzXML (والآن mzData) للعديد من تنسيقات الملفات الأصلية الخاصة بها (.baf). ^{[ 43 ]}

برنامج MASSTransit، وهو برنامج لتحويل البيانات بين تنسيقات خاصة، من إنتاج شركة Palisade Corporation وتوزيع شركة Scientific Instrument Services, Inc ^{[ 44 ]} وشركة PerkinElmer . ^{[ 45 ]} تم شراؤه من شركة Palisade بواسطة John Wiley and Sons في عام 2020 وتم دمجه في برنامج KnowItAll Spectroscopy. (قائمة بتنسيقات الملفات المدعومة).

أستون، ^{[ 46 ]} دعم أصلي للعديد من تنسيقات ملفات Agilent Chemstation وAgilent Masshunter وThermo Isodat

unfinnigan، ^{[ 47 ]} دعم أصلي لتنسيقات ملفات Finnigan (*.RAW)

OpenChrom ، وهو برنامج مفتوح المصدر يدعم تحويل تنسيقات الملفات الأصلية المختلفة بما في ذلك تنسيق .ocb المفتوح الخاص به لتخزين الكروماتوجرامات والقمم ونتائج التعريف ^{[ 48 ].}

المحولات المتاحة حاليًا هي  :

MassWolf، لـ Micromass MassLynx بصيغة .Raw

mzStar، بتنسيق SCIEX / ABI SCIEX/ABI Analyst

wiff2dta ^{[ 49 ]} لتنسيق SCIEX / ABI SCIEX/ABI Analyst إلى mzXML وDTA وMGF وPMF