มาตรฐานโฟลว์ไซโตเมทรี
มาตรฐาน Flow Cytometry ( FCS ) เป็นมาตรฐานไฟล์ข้อมูลสำหรับการอ่านและเขียนข้อมูลจาก การทดลอง Flow Cytometryข้อกำหนด FCS ได้รับการพัฒนาและดูแลรักษาโดยInternational Society for Advancement of Cytometry (ISAC) มาโดยตลอด [ 1 ] FCS เคยเป็นรูปแบบไฟล์เดียวที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางใน Flow Cytometry เมื่อเร็วๆ นี้ ISAC ได้พัฒนามาตรฐานไฟล์รูปแบบเพิ่มเติม ข้อกำหนดที่เผยแพร่ล่าสุดคือ FCS 3.2 [ 2 ]
รูปแบบไฟล์
รูปแบบไฟล์ FCS อธิบายถึงไฟล์ที่ประกอบด้วยข้อมูลข้อความและข้อมูลไบนารี ลำดับการจัดเรียงไฟล์เป็นดังนี้:
- ส่วนหัว (HEADER segment)
- ส่วนของข้อความ
- ส่วนข้อมูล
- ส่วนการวิเคราะห์ (ไม่บังคับ)
- ค่า CRC
- ส่วนอื่นๆ (ไม่บังคับ)
ส่วนหัว (HEADER) เป็น สตริงข้อความ ASCIIที่เริ่มต้นด้วยการระบุเวอร์ชันของมาตรฐาน FCS ที่ใช้ ตามด้วยคู่ของไบต์ที่ระบุตำแหน่งของส่วนข้อความ (TEXT), ข้อมูล (DATA) และการวิเคราะห์ (ANALYSIS) ตัวอย่างส่วนหัวแสดงอยู่ด้านล่าง
FCS3.0 58 4380 4381 5586 0 0
เนื่องจากความกว้างของฟิลด์ตำแหน่งไบต์ของส่วนหัวถูกจำกัดไว้ที่ 8 ตัวอักษร ดังนั้นตำแหน่งสูงสุดที่สามารถจัดเก็บได้คือ 99,999,999 ส่วนใดๆ ที่เกินกว่านั้นจะถูกเข้ารหัสเป็น 0 สำหรับทั้งตำแหน่งเริ่มต้นและตำแหน่งสิ้นสุด และจะใช้คำหลัก TEXT ที่เกี่ยวข้องแทน
ส่วนข้อความคือสตริงข้อความ ASCII ที่แบ่งออกเป็นคู่คีย์-ค่าหลายคู่ โดยคั่นด้วยอักขระที่เลือกไว้ เช่น '|' อักขระตัวแรกที่อยู่ถัดจากส่วนหัวจะเป็นตัวคั่น ตัวอย่างของส่วนหัวและส่วนข้อความแสดงอยู่ด้านล่าง
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|...|
เพื่อให้ไฟล์ FCS มีความถูกต้อง ส่วนข้อความต้องมีคำสำคัญที่จำเป็นทั้งหมด ซึ่งอธิบาย รูปแบบและการเข้ารหัส ของส่วนข้อมูลสำหรับ FCS เวอร์ชัน 3.1 คำสำคัญหลักของส่วนข้อความ FCS ที่จำเป็นมีดังต่อไปนี้:
| คำหลัก | คำอธิบาย |
|---|---|
| $เริ่มการวิเคราะห์ | ค่าออฟเซ็ตไบต์ไปยังจุดเริ่มต้นของส่วน ANALYSIS |
| $BEGINDATA | ค่าออฟเซ็ตไบต์ไปยังจุดเริ่มต้นของเซ็กเมนต์ข้อมูล |
| $BEGINSTEXT | ค่าออฟเซ็ตไบต์ไปยังจุดเริ่มต้นของส่วนข้อความเสริม |
| $BYTEORD | ลำดับไบต์สำหรับคอมพิวเตอร์เก็บรวบรวมข้อมูล |
| ประเภทข้อมูล | ประเภทของข้อมูลในส่วน DATA (ASCII, จำนวนเต็ม, เลขทศนิยม) |
| $ENDANALYSIS | ค่าออฟเซ็ตไบต์ไปยังไบต์สุดท้ายของส่วน ANALYSIS |
| $ENDDATA | ค่าออฟเซ็ตไบต์ไปยังไบต์สุดท้ายของส่วนข้อมูล (DATA segment) |
| $ENDSTEXT | ค่าออฟเซ็ตไบต์ไปยังไบต์สุดท้ายของส่วนข้อความเสริม |
| โหมด | โหมดแสดงข้อมูล (โหมดรายการ - แนะนำ, ฮิสโตแกรม - เลิกใช้แล้ว) |
| $NEXTDATA | ค่าออฟเซ็ตไบต์ไปยังชุดข้อมูลถัดไปในไฟล์ |
| $PAR | จำนวนพารามิเตอร์ในเหตุการณ์ |
| $PnB | จำนวนบิตที่สงวนไว้สำหรับพารามิเตอร์หมายเลข n |
| $PnE | ประเภทการขยายสัญญาณสำหรับพารามิเตอร์ n |
| $PnN | ชื่อย่อของพารามิเตอร์ n |
| $PnR | ช่วงค่าสำหรับพารามิเตอร์หมายเลข n |
| $TOT | จำนวนเหตุการณ์ทั้งหมดในชุดข้อมูล |
ส่วนข้อมูล (DATA) ของไฟล์ FCS จะอยู่ต่อจากส่วนข้อความ (TEXT) และจัดเรียงตามเหตุการณ์ (ตามแถว) ตามลำดับที่อธิบายไว้ในพารามิเตอร์ (หรือช่องสัญญาณ) $P1N $P2N$...PnN เหตุการณ์คือเซลล์ชีวภาพจริงหรือมวลอื่น ๆ ที่มีขนาดใหญ่พอที่จะกระตุ้น อุปกรณ์บันทึก ข้อมูลของเครื่องมือตรวจวัดการไหลของเซลล์ ส่วนข้อมูลมีโครงสร้างดังต่อไปนี้:
ส่วนข้อมูล [เหตุการณ์ 1][เหตุการณ์ 2][เหตุการณ์ 3]...[เหตุการณ์รวมทั้งหมด]
แต่ละเหตุการณ์จะถูกจัดเรียงตามจำนวนไบต์ที่ระบุโดย $PnB สำหรับแต่ละพารามิเตอร์ ไบต์เหล่านี้จะถูกตีความตามการรวมกันที่ระบุโดย $BYTEORD และ $DATATYPE
เหตุการณ์ [$P1B][$P2B][$P3B]...[$PnB]
โครงสร้างข้อมูล
โดยทั่วไป ข้อมูลจากการวิเคราะห์ด้วยเครื่องฟลูออเรสเซนซ์ไซโตเมตรีจะถูกบันทึกเพื่อการวิเคราะห์ในรูปแบบของอาร์เรย์โดยช่องสัญญาณฟลูออเรสเซนซ์และช่องสัญญาณการกระเจิงจะแสดงในคอลัมน์ และ "เหตุการณ์" แต่ละรายการ (ส่วนใหญ่เป็นเซลล์) จะแสดงในแถว จำนวนเหตุการณ์ที่ได้จากแต่ละตัวอย่างมักอยู่ในช่วงหลักพันถึงหลักล้าน
ประวัติศาสตร์
มาตรฐาน Flow Cytometry (FCS) เวอร์ชันแรกได้รับการพัฒนาในปี 1984 [ 3 ]ตั้งแต่นั้นมา FCS ก็กลายเป็นรูปแบบไฟล์ มาตรฐาน ที่ผู้จำหน่ายซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ Flow Cytometry ทุกรายรองรับ FCS เป็น รูปแบบ ไฟล์ไบนารีที่มีสามส่วนหลัก ได้แก่ ส่วนข้อความที่มีข้อมูลเมตาในโครงสร้างคู่คำหลัก/ค่า ส่วนข้อมูลซึ่งโดยปกติจะมีเมทริกซ์ของค่าการแสดงออกที่ตรวจพบ (เรียกว่ารูปแบบโหมดรายการ) และส่วนการวิเคราะห์ซึ่งไม่ค่อยได้ใช้
ตลอดหลายปีที่ผ่านมา มีการปรับปรุงแก้ไขเพื่อให้สอดคล้องกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทั้งในด้านโฟลว์ไซโตเมทรีและเทคโนโลยีการคำนวณ
ในปี พ.ศ. 2533 มีการเปิดตัว FCS 2.0 [ 4 ] [ 5 ]คุณสมบัติที่นำเสนอใน FCS 2.0 ได้แก่ ตัวเลือกชุดข้อมูลหลายชุดภายในไฟล์ข้อมูล การใช้ลำดับไบต์ ที่แตกต่างกัน เพื่อรองรับความแปรผันของฮาร์ดแวร์บนแพลตฟอร์มการประมวลผลที่แตกต่างกัน และข้อมูลการชดเชยและการปรับขนาดพื้นฐาน FCS 2.0 ตามมาด้วย FCS 3.0 ในปี พ.ศ. 2540 ซึ่งนำเสนอความเป็นไปได้ในการจัดเก็บชุดข้อมูลที่มีขนาดใหญ่กว่า 100MB [ 6 ]
FCS 3.1 เปิดตัวในปี 2010 [ 7 ] [ 8 ]โดยยังคงโครงสร้างไฟล์ FCS พื้นฐานและคุณสมบัติส่วนใหญ่ของมาตรฐานเวอร์ชันก่อนหน้าไว้ การเปลี่ยนแปลงที่รวมอยู่ใน FCS 3.1 นั้นมีจุดประสงค์เพื่อแก้ไขความกำกวมที่อาจเกิดขึ้นในเวอร์ชันก่อนหน้าและทำให้มาตรฐานมีความแข็งแกร่งมากขึ้น ซึ่งรวมถึงการสนับสนุนอักขระสากลที่ง่ายขึ้นและการสนับสนุนการจัดเก็บค่าชดเชยที่ดีขึ้น ส่วนเพิ่มเติมที่สำคัญคือการสนับสนุนมาตราส่วนการแสดงผลที่ต้องการ วิธีการมาตรฐานในการบันทึก ปริมาตร ตัวอย่างข้อมูลเกี่ยวกับที่มาของไฟล์ข้อมูล และการสนับสนุนการระบุเพลตและหลุมในการทดลองแบบใช้เพลตที่มีปริมาณงานสูง
FCS 3.2 ได้รับการเผยแพร่ในปี 2021 โดยเป็นการปรับปรุง FCS 3.1 โดยได้รวบรวมข้อเสนอแนะจากชุมชนตลอดทศวรรษที่ผ่านมา และนำเสนอวิธีการที่แม่นยำยิ่งขึ้นในการอธิบายสภาพของเครื่องมือและคุณลักษณะการวัด[ 2 ]