一种无依赖、可流式处理的格式与跨语言工具包,用于可扩展的 LC-MS 特征检测:只读取所需内容

root 提交于 周三, 09/23/2026 - 10:47
质谱生成数据的速度快于其读取速度,而交换标准 mzML 采用基于文本的格式,必须完成全文解析后才能访问任一张谱图。二进制替代格式体积更小,但依赖 HDF5 等存储引擎,因此数据访问方式由引擎而非文件本身决定。我们提出了 Ionic(.ion),一种开源、紧凑且支持流式读取的二进制格式,以及基于该格式构建的处理工具包 Quant·ion。Ionic 将谱图、色谱图和元数据存储为彼此独立压缩并建立索引的数据块,因此读取器只需获取所需的字节,即使在网页浏览器中也是如此,并且能够与 mzML 之间进行无损转换。在所测试的每种采集类型中,Ionic 的体积均小于压缩后的 mzMLb;提取一种化合物所需时间低于 40 ms,比 mzML 读取器快 35 至 90 倍。Quant·ion 通过统一的核心向 R、Python 和 JavaScript 提供功能,并产生一致的结果;在基于真实标准数据集的基准测试中,其成功检出 97% 的真实特征。

质谱生成数据的速度快于其读取速度,而交换标准 mzML 基于文本,在访问任何谱图之前必须完成全文解析。二进制替代格式虽然体积更小,但依赖 HDF5 等存储引擎,因此数据访问方式由存储引擎而非文件本身决定。我们提出了 Ionic(.ion),一种开源、紧凑且可流式传输的二进制格式,以及基于该格式构建的处理工具包 Quant·ion。Ionic 将谱图、色谱图和元数据存储为可独立压缩并建立索引的数据块,因此读取器仅需获取所需的字节,即使在网页浏览器中也能实现;同时,该格式还可与 mzML 进行无损双向转换。在所测试的所有采集类型中,Ionic 的体积均小于压缩后的 mzMLb;提取一个化合物所需时间低于 40 ms,比 mzML 读取器快 35 至 90 倍。Quant·ion 通过一个核心模块为 R、Python 和 JavaScript 提供功能,并确保结果完全一致;在基于真实值的基准测试中,该工具恢复了 97% 的真实特征。

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