gP2S，冷冻实验信息管理系统

整体设计和导航模式gP2S 应用程序面向项目，因此实体只能在项目上下文中创建。相关项目首先从应用程序左上角附近的下拉下取。为了方便起见，项目列表是可过滤的，并且它与顶部显示的最近使用的项目进行排序。在选择项目时，在左侧导航栏的工作流部分显示与此项目相关的各类型实体的数量。然后，用户可以单击任何工作流实体类型（例如显微镜会话），以显示所选项目中的这些实体列表（图 4）。此列表包括每个实体的标签、创建日期和时间、创建该实体的用户名称、是否对该实体发表了任何评论的指示，以及最多六个关键元数据字段（例如，每个显微镜会话：网格、图像数量、开始和完成时间以及使用了显微镜和探测器）。选择其中一个列出的实体打开一个详细信息页面，列出此项目可用的所有信息，包括所有祖先实体的摘要列表（例如，显微镜会话、其母网格和示例已列出）。这允许通过实体的”血统”进行非常快速的导航，例如允许从原子模型单击导航到示例（图 5）的详细信息。此外，可以通过在其详细信息页面右上角选择”注释”、输入免费文本评论以及可选地附加一个或多个文件来评论 gP2S 中的任何实体。 样品准备在工作流程的第一步中描述示例。为此，首先定义至少一个成分：蛋白质或利甘德。 添加新的蛋白质只需要一个蛋白质标签，但为了帮助更好地描述蛋白质添加PUR ID（用于纯化标识符）。此字段接受任何文本，例如可以包含大量/批次编号或用作条形码标签的位置。如果 gP2S 已定制为与蛋白质注册系统集成（参见讨论），PUR ID 可以自动验证，并用于检索和显示有关这批蛋白质的详细信息。对于利甘兹来说，标签和库存集中度是强制性信息。所有其他字段都是可选的，包括：概念（条形码、通用名称或其他配体标识符）和批次/批次标识符。同样，如果 gP2S 已配置为与配体注册系统集成，则概念和批次标识符可用于提取和显示描述配体的外部存储数据（例如其化学结构、检测结果）。 样本由蛋白质和利根德及其最终浓度的任何组合定义。可选地指定样品的其他实验细节，如孵化时间和温度、缓冲区和自由文本协议描述。 网格准备样品准备好后，导航到网格。在列表中，在每个 Grid 的标签下找到一个或两个指示网格类型（低温或污渍）以及该网格是否可供使用的彩色标签。要创建新网格，请选择 创建新网格。键入标签，选择所使用的网格类型和表面处理协议（例如发光放电）。然后，指示是准备低温网格还是负污渍网格，并根据之前选择的网格准备类型，从下拉列表中选择一个预配置的准备协议，该列表中填充了负污渍协议或 Vitration 协议。接下来，从下拉列表中选择适当的示例，并使用切换开关指示样本是否仍然可用（详情请如下）。如果选择稀释或浓缩选定的样品，使用”稀释/浓缩”来表示此情况，并指定相关的稀释或浓度因子。指定应用于网格（μL）的音量，并可选地记录孵化时间。最后，定义网格的存储位置。对于负污渍网格，记录存储箱标签/编号和网格在框中的位置。对于低温网格，首先从列表中选择存储设备，然后根据”设置”中先前定义的 Cryo 存储设备属性为可用和适当的字段（气缸、管和/或框）提供信息。 上述工作流程的各个部分，示例和网格，是库存管理系统的一部分。此功能可跟踪组件是否仍可供使用。 蛋白质或利甘德可以从样品水平不可用。创建示例时，为该示例的任何组件选择”最后一滴”标记这些组件无法供将来使用：它们在创建示例时将不再在下降中可用，并且不会在列表视图中标注”可用”标记它们。 选定的示例可以通过使用两个切换开关之一标记为不可用 – “可用于网格制作？（根据示例）或”样品可供进一步使用？”（网格下）。 要管理网格的可用性，请使用”网格返回存储？” 切换（在显微镜会话下）。默认情况下，此值设置为所有负污渍网格的”是”和低温EM网格的”否”。 数据采集网格注册后，通过在 gP2S 中创建显微镜会话来注册数据收集实验。显微镜会话是应用跟踪的最复杂的实验实体，分为四个部分：基本信息、显微镜设置、曝光设置和显微镜控制。 第一部分包含基本信息：显微镜会话标签、其开始和结束日期和时间、网格图像、使用显微镜、探测器和样品持有人（如果适用）以及收集了多少图像。创建新的显微镜会话时，系统会自动填写开始日期和时间。完成日期和时间是可选的。这是因为在实验仍在进行中时，会话可能会在系统中注册，因此其结束时间不会确切地知道。如果完成日期和时间不详，请手动键入或使用”现在”按钮输入当前日期和时间。另一种方法是利用 gP2S 不允许在任何给定显微镜上进行多个未完成的显微镜会话这一事实。在同一显微镜上启动新的显微镜会话会话会自动标记任何先前启动的会话是否已完成。 在下一步，选择网格。下拉列表将具有当前项目中的所有可用网格。选择网格后，将看到一些基本信息：创建者和时间，以及应用了什么示例。根据选择的网格类型，显微镜会话将在列表视图上标记为”污渍”或”cryo”。 默认情况下，当前项目中最近使用的显微镜是预先选定的。如果特定显微镜具有定义为自动加载器的样品插入机制，则这是显示为样品持有人的信息。但是，如果选定的显微镜需要使用侧入口持有人，请从配置使用此显微镜的样本持有人列表中选择使用该显微镜的支架（如果选定的网格是低温网格，则仅列出具有低温功能的支架）。 显微镜会话表形式的第二部分包含有关显微镜设置的信息，如提取和加速电压、枪镜头、C2 光圈直径、客观光圈和能量滤光片狭缝宽度。在常规使用期间，这些设置很少更改，因为用户通常不必偏离默认值。 显微镜会话的第三部分包含有关曝光设置的信息。在此部分中，记录以下元数据：放大（像素大小）、点大小、照明区域直径、曝光持续时间以及是否使用了纳米探头、计数模式、剂量分馏和超分辨率（仅在选定的探测器具有这些功能的情况下才能启用计数模式、剂量分馏和超分辨率设置）。如果使用剂量分馏，帧数和暴露率也会记录下来。 为了方便起见，在飞行中计算了一些具有实验重要性的参数，并在表单中显示：最终图像像素大小 （+）、曝光率（电子/+2/s）、总曝光（电子/+2）、帧持续时间（s） 和每帧曝光（电子/+ 2）。 显微镜会话的第四节也是最后一节可用于记录最小和最大目标下聚焦，以及每个孔的暴露次数。 虽然 gP2S 中的显微镜会话可用于注册任何类型的显微镜工作，无论是用于筛选还是数据收集目的，我们发现要求用户专注于注册数据收集会话已经足够且效率更高，并且筛选会话（其中网格仅被短暂检查以进行质量控制）不一定需要注册为显微镜会话。 图像处理图像处理工作记录在 gP2S 中，作为处理会话实体。每个处理会话都与一个或多个显微镜会话相关，该会话必须从下拉列表中选择。指示使用了哪些软件包（程序和版本），缩微图的数量和拾取的粒子数量。可选地记录处理目录的名称。 地图沉积一旦获得一个或多个三维重建，地图可以沉积到gP2S中。每个地图都与处理会话关联，包括实际地图文件（通常是 MRC 格式的文件，但 gP2S 允许任何文件类型）和关键元数据：像素大小 （é），建议用于表面渲染的等离子水平、应用什么对称性、用于创建地图的图像数量和估计分辨率：在其最好的和最坏的部分，以及全球平均分辨率。地图可能使用以下类型的关系相互关联：过滤、蒙面、重新采样或精制版本。注册此类关联时，请选择关系类型（例如，”已过滤版本”或”已过滤版本”）。 模型沉积获得原子模型后，可以将其存入 gP2S 的模型部分，用于相关项目。gP2S 第一版中的模型功能是裸骨：除了实际模型文件（通常是 PDB 或 mmCIF 文件），只需要从模型中获取的分辨率（在 é） 和地图（或地图列表）。此外，还可以指示模型是先前存入的模型的精炼版本。其他功能（包括模型验证）正在开发中，将来可能会添加到 gP2S 的开源版本中。 报告可能需要生成摘要文档，以便分发给协作者，协作者可能无法访问 gP2S，或在文件系统上存档。gP2S 为此提供了报告功能，可通过每个实体详细信息查看页面右上角的打印机图标获得。这将生成一个可打印的 PDF 文件，其中包括描述实体及其每个祖先实体的所有元数据，包括所有注释。此功能在模型沉积后特别有价值，因为所有跟踪最终原子模型血统的数据和元数据都将通过显微镜会话和 Grid（s） 在单个文档中提供。 图1。gP2S在玻璃化实验室的长凳上运行在iPad上。 用户界面设计用于使用触摸屏操作，便于实验室内使用和准确输入元数据。 请单击此处查看此图的较大版本。 图2：gP2S系统架构。 gP2S遵循经典的三级组织，依靠两个数据库服务器进行数据存储，并依靠LDAP服务器进行用户身份验证。 请单击此处查看此图的较大版本。 图3：gP2S数据模型。 实体被描绘成矩形（工作流程实体为深橙色，设备和协议为橙色，其他实体类型为黄色），其关系（一对一、一对多、多对多）表示连续行。 请单击此处查看此图的较大版本。 图4。显微镜会话列表视图。 在此视图中，列出了在选定项目下注册的所有显微镜会话（此屏幕截图中的”CARD9″）。绿色或紫色标签区分室温（负污渍）和低温显微镜会话，并列出描述每个会话的一些关键元数据（例如，在最右边注册该标记的用户）。单击显微镜会话的名称可打开该会话的详细视图（模型的详细视图见 图 5中显示）。 请单击此处查看此图的较大版本。 图5。模型详细信息视图。 页面的上部显示了所选型号的可用元数据。右侧的评论窗格可以通过单击十字架（右上角）或左侧的”注释 （1）”来隐藏。下面，一组图标可生成 PDF 报告（打印机图标，参见主文本）、编辑条目（铅笔图标）或复制条目（双矩形图标）。页面的下半部分包含该模型从示例到地图的所有实体的结构列表。 请单击此处查看此图的较大版本。 库或框架的名称 类型 版本 阿帕奇德斯 LDAP 服务器 0.7.0 码头工人 开发工具 不适用 元素 图书馆 1.4.10 冬眠 图书馆 5.0.12 爪哇岛 程序设计语言 1.8+ 爪哇脚本 程序设计语言 EcmaScript 2017 联合 图书馆 4.12 业 图书馆 1.4.1 马文 开发工具 3+ 蒙哥德布 数据库服务器 4.0.6 迈斯克尔数据库 数据库服务器 5.7 节点.js 框架 6.9.1 萨斯 （节点- 萨斯） 图书馆 4.5.3 弹簧重新启动 框架 1.3 挥舞用户界面 图书馆 2.6.1 汤姆卡特 应用程序服务器 8.5.15 Vue.js 框架 2.4.2 维埃克利 开发工具 2.6.12 表1。gP2S 使用的库和框架