SCiLS Lab 2027 تصویربرداری پیشرفته مولکولی و تحلیل MALDI

نرم افزار SCiLS Lab محصول Bruker یک پلتفرم تخصصی برای پردازش، تحلیل و بصری سازی داده های تصویربرداری طیف‌سنجی جرمی (Mass Spectrometry Imaging) به ویژه MALDI Imaging است. این نرم افزار داده های طیف سنجی جرمی را به نقشه های مولکولی تبدیل می کند تا توزیع مکانی پروتئین ها، پپتیدها، لیپیدها، متابولیت ها، داروها و سایر ترکیبات در بافت به صورت مستقیم بررسی شود.

SCiLS Lab برای کار با مجموعه های بزرگ داده طراحی شده و امکان مقایسه چندین نمونه، بررسی طیف ها، تولید Ion Image و تحلیل نواحی مختلف بافت را در یک محیط واحد فراهم می کند. ارتباط داده های مولکولی با تصویر بافت شناسی باعث می شود محل تجمع یا کاهش یک ترکیب مشخص در نواحی مختلف بافت به شکل قابل مشاهده بررسی شود.

یکی از نقاط قوت نرم افزار در پروژه های صنعتی و دارویی، تحلیل همزمان تعداد زیادی نمونه و استخراج الگوهای قابل استفاده از داده های MSI است. ابزارهای آماری، Segmentation، Classification، Component Analysis و Comparative Analysis برای پیدا کردن تفاوت بین نمونه ها، شناسایی Biomarker و تفکیک نواحی با ویژگی های مولکولی متفاوت استفاده می شوند.

SCiLS Lab همچنین برای مطالعات Spatial Multiomics، تحلیل توزیع دارو و متابولیت در بافت، Tissue-Resolved Biomarker Discovery و پروژه های Translational Pathology کاربرد دارد. امکان مشاهده داده ها به صورت دوبعدی و سه بعدی، اتصال به داده های Histology و یکپارچه سازی با ابزارهایی مانند MetaboScape و QuPath، آن را به یک محیط کامل برای تحلیل عملیاتی داده های تصویربرداری جرمی تبدیل کرده است.

قابلیت های نرم افزار SCiLS Lab

• تحلیل  MALDI Imaging Analysis
  پردازش و تحلیل داده های MALDI برای مشاهده توزیع مولکول ها در سطح بافت.
• تصویربرداری یونی | Ion Imaging
  تبدیل سیگنال های جرمی به تصاویر مکانی برای مشاهده محل تجمع ترکیبات مختلف در نمونه.
• تحلیل طیف جرمی | Mass Spectrum Analysis
  بررسی طیف ها، ویژگی های m/z و سیگنال های مولکولی در نقاط مختلف نمونه.
• تحلیل آماری چندمتغیره | Multivariate Statistical Analysis
  بررسی حجم بالای داده برای پیدا کردن الگوها و تفاوت های معنی دار بین نمونه ها.
• تفکیک مکانی بافت | Spatial Segmentation
  تقسیم خودکار بافت به نواحی مختلف بر اساس الگوهای مولکولی موجود در داده ها.
• مقایسه نمونه ها | Comparative Analysis
  مقایسه نمونه های سالم و بیمار یا گروه های مختلف برای پیدا کردن ویژگی های متمایزکننده.
• تحلیل هم مکانی | Co-localization Analysis
  بررسی ارتباط مکانی بین سیگنال های مختلف و شناسایی مولکول هایی که در یک ناحیه تجمع دارند.
• مدل سازی و طبقه بندی | Classification and Machine Learning
  ساخت مدل برای دسته بندی نمونه ها و شناسایی الگوهای مولکولی قابل استفاده در پروژه های تحقیقاتی و دارویی.
• تحلیل سه بعدی | 3D MS Imaging Analysis
  ترکیب برش های متوالی و ایجاد مدل سه بعدی از توزیع مولکولی در نمونه.
• تحلیل کمی | Quantitative Imaging Analysis
  بررسی و مقایسه شدت سیگنال ترکیبات هدف برای ارزیابی توزیع و مقدار نسبی آن ها در بافت.

ماژول های مهم نرم افزار SCiLS Lab

• ماژول Visualization
  برای مشاهده و بررسی مستقیم داده های MALDI Imaging، طیف های جرمی و Ion Image ها استفاده می شود. امکان مشاهده توزیع فضایی یون ها روی بافت، مقایسه چند Ion Image، تنظیم شدت و رنگ بندی و بررسی جزئیات هر ناحیه را فراهم می کند.
• ماژول Segmentation
  برای تقسیم بندی خودکار بافت بر اساس الگوهای مولکولی موجود در داده های MALDI Imaging استفاده می شود. این بخش برای پیدا کردن نواحی با ترکیب مولکولی متفاوت، مشخص کردن Region of Interest و استخراج نواحی مرتبط با Biomarker ها کاربرد دارد. در نسخه های جدید، روش هایی مانند Leiden نیز برای Segmentation اضافه شده اند.
• ماژول Component Analysis
  برای استخراج الگوهای اصلی موجود در حجم بالای داده های MSI استفاده می شود. این ابزار کمک می کند مجموعه بزرگی از m/z Features به چند مؤلفه قابل تفسیر تبدیل شود و مشخص شود کدام یون ها بیشترین نقش را در تفاوت بین نواحی یا نمونه ها دارند.
• ماژول Comparative Analysis
  برای مقایسه نمونه ها، گروه های آزمایشی یا نواحی مختلف بافت استفاده می شود تا m/z Marker هایی که بین گروه ها تفاوت دارند شناسایی شوند. این قابلیت در مطالعات Biomarker Discovery و مقایسه Cohort های بزرگ کاربرد مستقیم دارد.
• ماژول Co-localization Analysis
  برای بررسی هم مکانی یون ها در سطح بافت استفاده می شود. با این ابزار می توان مشخص کرد کدام ترکیبات یا m/z Features در نقاط مشابه بافت توزیع شده اند و ارتباط فضایی بین سیگنال های مولکولی مختلف را بررسی کرد.
• ماژول Classification
  برای ساخت مدل های طبقه بندی بر اساس داده های آموزشی و استفاده از آن ها برای شناسایی یا دسته بندی نمونه های جدید به کار می رود. این قابلیت برای تفکیک گروه های بافتی، نمونه های آزمایشگاهی و الگوهای مولکولی مختلف کاربرد دارد.
• ماژول Quantitation
  برای انجام Quantitation روی ترکیبات هدف در داده های MALDI Imaging استفاده می شود و امکان بررسی شدت سیگنال آنالیت و استاندارد را در نواحی مختلف فراهم می کند. این بخش برای مطالعات دارویی، توزیع دارو و متابولیت و مقایسه غلظت ترکیبات در بافت اهمیت دارد.
• ماژول Molecular Annotation
  برای شناسایی و Annotation مولکول ها بر اساس Features استخراج شده از داده های MSI استفاده می شود. در نسخه های جدید، قابلیت هایی مانند SmartFormula برای Annotation مولکول های کوچک و Target List های مرتبط با Peptide نیز به این بخش اضافه شده است.
• ماژول 3D Visualization
  برای بازسازی و مشاهده توزیع سه بعدی مولکول ها از مجموعه برش های متوالی MALDI Imaging استفاده می شود. این قابلیت امکان بررسی توزیع فضایی ترکیبات در حجم سه بعدی، چرخش مدل و تحلیل Segmentation در ساختار سه بعدی را فراهم می کند.
• ماژول Histology Integration
  برای ترکیب داده های مولکولی MALDI Imaging با تصاویر بافت شناسی استفاده می شود. اتصال SCiLS Lab با QuPath امکان انتقال نواحی و Annotation های پاتولوژی و مقایسه مستقیم ساختار بافت با توزیع مولکولی را فراهم می کند.

کاربردهای تخصصی در صنایع

• شرکت های داروسازی و تحقیق و توسعه دارو
  بررسی توزیع مکانی دارو، متابولیت ها و ترکیبات دارویی در بافت برای ارزیابی جذب، پراکندگی و اثرگذاری ترکیبات.
• مراکز تحقیقاتی و آزمایشگاه های کشف دارو
  شناسایی الگوهای مولکولی و بررسی تغییرات مکانی ترکیبات در نمونه های بافتی برای توسعه و ارزیابی ترکیبات جدید.
• آزمایشگاه های تشخیص و پاتولوژی مولکولی
  بررسی توزیع پروتئین ها، لیپیدها، متابولیت ها و سایر مولکول ها در نواحی مختلف بافت و شناسایی تفاوت های مولکولی میان نمونه ها.
• مراکز تحقیقات انکولوژی
  بررسی تفاوت های مولکولی میان بافت سالم، بافت توموری و نواحی اطراف تومور برای مطالعه ویژگی های مکانی بیماری.
• آزمایشگاه های تصویربرداری جرمی
  پردازش، مقایسه و تحلیل داده های حجیم تصویربرداری جرمی و استخراج نقشه مکانی ترکیبات موجود در نمونه های زیستی.
• مراکز تحقیقات بافت و علوم زیستی
  تحلیل نمونه های بافتی منجمد، تثبیت شده و آرایه های بافتی برای بررسی پراکندگی مکانی مولکول ها و ترکیبات زیستی.
• شرکت های زیست فناوری و توسعه نشانگرهای زیستی
  شناسایی الگوهای مولکولی و مکانی قابل استفاده برای توسعه نشانگرهای زیستی و تفکیک بافت های سالم و بیمار.
• مراکز تحقیقات دارورسانی
  بررسی محل تجمع و پراکندگی ترکیبات دارویی در برش های بافتی و ارزیابی نحوه توزیع ترکیبات در اندام ها.
• آزمایشگاه های تحقیقات متابولومیک و لیپیدومیک
  بررسی توزیع مکانی متابولیت ها و لیپیدها و مقایسه الگوهای مولکولی میان نواحی مختلف نمونه های زیستی.
• مراکز تحقیقات زیست شناسی فضایی
  ترکیب اطلاعات مکانی حاصل از تصویربرداری جرمی با داده های سایر روش های زیستی برای بررسی جامع تر ساختار مولکولی بافت.

✅ بیشتر بخوانید: AMIX Suite تحلیل داده های طیف سنجی و آزمایشگاهی