软件简化了实验室流式细胞仪数据的比较

莱斯大学生物工程师开发了一种工具，用于标准化通过流式细胞仪获得的数据，流式细胞仪是分析活细胞的最广泛使用的仪器之一。Jeffrey Tabor的Rice实验室发布了FlowCal，这是一个开源软件包，可以提高研究人员定量比较流式细胞仪数据的能力。该软件详见美国化学学会期刊ACS Synthetic Biology。

“这是一种急需的软件工具，可帮助合成生物学中的数据标准化，”Tabor说。“具体而言，它将允许不同实验室和不同出版物的生物学家将他们的测量结果相互比较。它应该有助于将合成生物学从特设推进到成熟的工程学科。”

实验室使用细胞计数法收集细胞内流过仪器时生物过程的信息。“它可以在几分钟内测量成千上万个细胞的荧光信号，”与John Sexton一起领导该项目的SebastiánCastillo-Hair说。两人都是塔博尔实验室的研究生。“这很有用，因为荧光信号代表了细胞中的许多东西。例如，在合成生物学中，荧光代表了遗传电路的输出。”该实验室编程细胞中的遗传电路 - 电子电路的生物等效物 - 来感知，计算和响应其环境。荧光报告蛋白被放入电路中，因为它们易于检测，并允许研究人员测量和调试电路的性能。

“我们可以从流式细胞仪中获取大量信息，”Castillo-Hair说。“我们不仅可以获得许多细胞的平均荧光;我们实际上获得了每个细胞的荧光。这使我们在整个细胞群中得到了很好的荧光分布。并且有大量的生物信息可以从中提取出来。 “

生物工程师的问题在于，不同实验室 - 甚至同一实验室的不同仪器 - 的结果无法进行定量比较。

流式细胞仪产生数据，研究人员称之为“任意单位”，受到仪器品牌及其设置和校准等变量的影响。通过使用市售的校准颗粒来建立基线，可以将这些单元转化为更标准化的“等效荧光团分子”，以便进行比较。但由于没有方便的非专有工具来执行校准，因此任意单位都无法匹配。

所以这个项目是出于挫折而诞生的。“我们都有更传统工程学科的背景，”Castillo-Hair说。“我来自机械工程; John来自电气工程。我们熟悉的数字实际意味着什么。”

“我们是工程师的核心，我们需要对我们构建的东西进行描述，”Sexton补充道。“到目前为止，在这个领域，我们一直在玩我们自己的沙箱，这对于那些试图拿走其他人制作并在你自己的研究中使用它们的人来说非常令人沮丧。我们很清楚，我们需要在任何地方使用相同的尺度。“

“这个软件是一大步，”Castillo-Hair说。“它允许您将基因表达单位引用到一个常用数字，即使使用了完全不同的仪器设置，您也很容易将其与其他人在实验室中测量的数字进行比较。通过一些额外的步骤，来自不同仪器的数据和实验室也可以变得可比。“

为了让大量研究人员能够访问该程序，该程序旨在与Microsoft Excel一起使用，Rice团队为此设计了模板。准备好简单的Excel文件后，FlowCal将从校准粒子中读取和处理数据。然后，该信息用于将细胞荧光转换为校准单位。最后，程序生成一个Excel文件，其中包含细胞荧光统计数据和一组校准颗粒和细胞样本。

Sexton表示，FlowCal已成为Tabor实验室的标准工具。“这很容易使用，即使没有任何编程知识的人也能很快得到它，”他说。

研究人员使用常见的Python语言编写FlowCal，并鼓励其他人添加或修改它以满足自己的需要。“如果其他人想加入它，我们很容易合作，”塞克斯顿说。“我们乐于接受反馈。”

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