ExtracellularVesicleIsolationChecker

Extracellular Vesicle Isolation

Liquid Biopsy жидкостная биопсия cfDNA ctDNA CTC exosomes NGS qPCR
Открыть подборку

Описание утилиты: Extracellular Vesicle Isolation

Extracellular Vesicle Isolation Checker — Контроль качества выделения внеклеточных везикул

ℹ️  Утилита выполняет комплексную оценку процесса изоляции EVs согласно MISEV2023 и стандартам ISEV:
     • Particle Yield: Количество выделенных везикул на мл входного материала — индикатор эффективности метода.
     • Purity Ratio: Соотношение частиц к белку — ключевая метрика специфичности изоляции.
     • Contaminant Removal: Оценка удаления альбумина, липопротеинов и нуклеиновых кислот.
     • Reproducibility: Коэффициент вариации между техническими репликами.
     • Method Validation: Подтверждение применимости метода к конкретному типу био-жидкости.

⚠️  ВАЖНО: 
     • Не существует универсального «лучшего» метода изоляции — выбор зависит от downstream-применения.
     • Precipitation дает высокий выход, но низкую чистоту; SEC — наоборот.
     • Для протеомики требуется чистота ≥1×10⁸ частиц/мкг белка; для RNA-seq допустимо ниже.
     • Липопротеины (особенно LDL/HDL) являются основным загрязнителем в плазме/сыворотке.

Использование:
  ExtracellularVesicleIsolationChecker.exe                            → демо-режим (вывод в консоль)
  ExtracellularVesicleIsolationChecker.exe input.csv output.json      → оценка ваших данных

Формат input.csv:
SampleID,IsolationMethod,BiofluidSource,InputVolume_mL,ParticleYield_per_mL_input,MinExpectedYield,ProteinContamination_ug_per_mL_input,MaxProteinContamination,ParticlesPerUgProtein,MinParticlesPerUgProtein,AlbuminRemoval_Percent,MinAlbuminRemoval,LipoproteinContamination_Score,MaxLipoproteinScore,NucleicAcidContamination_ng_mL,MaxNucleicAcidContamination,ReplicateCV_Percent,MaxReplicateCV,MethodValidatedForSource

Пример:
  EV-001,SEC,Plasma,1.0,3.2E10,1E8,85,500,3.8E8,1E8,98.5,95,1.5,3.0,12,50,12,25,true

📍 Область применения (Usage Where):
     • Исследования жидкой биопсии: Выбор и валидация метода изоляции EVs.
     • Разработка EV-диагностикумов: Стандартизация пробоподготовки.
     • Публикация данных: Обязательное предоставление QC изоляции по MISEV2023.
     • Межлабораторные сравнения: Гармонизация протоколов выделения.

— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Качество изоляции определяет все последующие результаты.
Загрязнение белками маскирует истинный протеом EVs; липопротеины имитируют EV-сигналы в NTA.
Без объективной оценки чистоты невозможно отличить биологический сигнал от артефакта метода.
Данная утилита формализует критерии MISEV2023 в автоматизированную проверку.

⚠️  КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Purity Ratio ≥1×10⁸: Базовый порог для proteomics/RNA-seq.
• Albumin Removal ≥95%: Ниже этого уровня препарат загрязнен плазменными белками.
• Lipoprotein Score ≤3: Высокий балл указывает на необходимость дополнительной очистки.
• Method Validation: Использование невалидированной пары метод/источник = недопустимо.
• Replicate CV ≤25%: Высокая вариабельность требует оптимизации протокола.

Ключевые особенности утилиты:
• Шестипараметрическая оценка качества изоляции
• Адаптивные пороги под тип био-жидкости и метод
• Интеграция физических и биохимических метрик
• Классификация ACCEPTABLE / SUBOPTIMAL / UNACCEPTABLE
• Соответствие MISEV2023 и ISEV guidelines

Критические параметры:
• Particle Yield: ≥ Min Expected
• Purity Ratio: ≥ 1×10⁸ particles/µg protein
• Albumin Removal: ≥ 95%
• Lipoprotein Score: ≤ 3.0
• Replicate CV: ≤ 25%
• Method Validated: True

💡 Советы по использованию:
1. Выбор метода: Для протеомики используйте SEC или IA; для RNA-seq допустим UC.
2. Ортогональная проверка: Подтверждайте NTA данными TEM или TRPS.
3. Blank Controls: Всегда включайте blank изоляции (PBS вместо образца) для оценки фона.
4. Стандартизация: Используйте один и тот же метод во всем исследовании.
5. Документирование: Сообщайте ВСЕ параметры изоляции в разделе Methods публикации.

⚠️ Примечание: Данная утилита оценивает процесс изоляции, а не характеристики самих везикул. Для полной характеристики EVs используйте ExosomeSampleQcChecker после завершения изоляции.

input.csv

SampleID,IsolationMethod,BiofluidSource,InputVolume_mL,ParticleYield_per_mL_input,MinExpectedYield,ProteinContamination_ug_per_mL_input,MaxProteinContamination,ParticlesPerUgProtein,MinParticlesPerUgProtein,AlbuminRemoval_Percent,MinAlbuminRemoval,LipoproteinContamination_Score,MaxLipoproteinScore,NucleicAcidContamination_ng_mL,MaxNucleicAcidContamination,ReplicateCV_Percent,MaxReplicateCV,MethodValidatedForSource
EV-ISO-2026-001,SEC,Plasma,1.0,3.2E10,1E8,85,500,3.8E8,1E8,98.5,95.0,1.5,3.0,12,50,12.0,25.0,true
EV-ISO-2026-002,Precipitation,Serum,0.5,8.5E10,1E8,1200,500,7.1E7,1E8,72.0,95.0,7.5,3.0,180,50,35.0,25.0,false
EV-ISO-2026-003,Immunoaffinity,Urine,5.0,1.5E9,1E8,25,500,6.0E7,1E8,99.2,95.0,0.5,3.0,8,50,18.0,25.0,true

URS & FS — спецификация пользователя и функциональная спецификация

Документ описывает контролируемый интерфейс и поведение утилиты ExtracellularVesicleIsolationChecker для сценария Extracellular Vesicle Isolation Checker.

Предметные ограничения и критические параметры

Ниже приведены ключевые фрагменты исходного описания. Перед продуктивным применением пределы должны быть сверены с утверждённой спецификацией, регистрационным досье и локальными SOP.
  • Extracellular Vesicle Isolation Checker — Контроль качества выделения внеклеточных везикул
  • • Purity Ratio: Соотношение частиц к белку — ключевая метрика специфичности изоляции.
  • ⚠️ ВАЖНО:
  • • Для протеомики требуется чистота ≥1×10⁸ частиц/мкг белка; для RNA-seq допустимо ниже.
  • ExtracellularVesicleIsolationChecker.exe → демо-режим (вывод в консоль)
  • ExtracellularVesicleIsolationChecker.exe input.csv output.json → оценка ваших данных
  • SampleID,IsolationMethod,BiofluidSource,InputVolume_mL,ParticleYield_per_mL_input,MinExpectedYield,ProteinContamination_ug_per_mL_input,MaxProteinContamination,ParticlesPerUgProtein,MinParticlesPerUgProtein,AlbuminRemoval_Percent,MinAlbuminRemoval,LipoproteinContamination_Score,MaxLipoproteinScore,NucleicAcidContamination_ng_mL,MaxNucleicAcidContamination,ReplicateCV_Percent,MaxReplicateCV,MethodValidatedForSource
  • Качество изоляции определяет все последующие результаты.
  • Данная утилита формализует критерии MISEV2023 в автоматизированную проверку.
  • ⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
  • • Purity Ratio ≥1×10⁸: Базовый порог для proteomics/RNA-seq.
  • • Albumin Removal ≥95%: Ниже этого уровня препарат загрязнен плазменными белками.
  • • Lipoprotein Score ≤3: Высокий балл указывает на необходимость дополнительной очистки.
  • • Replicate CV ≤25%: Высокая вариабельность требует оптимизации протокола.
  • Критические параметры:
  • • Particle Yield: ≥ Min Expected
  • • Purity Ratio: ≥ 1×10⁸ particles/µg protein
  • • Albumin Removal: ≥ 95%

URS — пользовательские требования

IDТребованиеКритичностьКритерий приемки
URS-001Утилита должна принимать файл input.csv для Extracellular Vesicle Isolation Checker с заголовками, определёнными в контракте данных.HighФайл обрабатывается без ручного изменения заголовков.
URS-002Утилита должна выполнять детерминированную оценку QC/ОКК без машинного обучения и без вероятностного принятия решения о соответствии.HighПри одинаковых входных данных, версии правил и конфигурации результат полностью воспроизводим.
URS-003Утилита должна валидировать обязательные поля, типы данных, диапазоны, единицы измерения и предметную правдоподобность значений.HighОшибки схемы, преобразования и диапазона явно отражаются в результате.
URS-004Утилита должна применять предметные пределы и правила из описания, утверждённой спецификации, регистрационного досье и локальных SOP.HighКаждая проверка имеет результат PASS/WARNING/FAIL и понятное сообщение.
URS-005Утилита должна формировать output.json с машинно-читаемыми результатами, исходными значениями, предупреждениями, отказами и критическими находками.HighJSON пригоден для LIMS/ELN/MES-интеграции и QA/QC review.
URS-006Утилита должна сохранять трассируемость между серией/образцом, входным файлом, применёнными правилами и итоговым статусом.HighВыход содержит идентификаторы, список параметров и audit metadata.
URS-007Документация должна поддерживать подготовку IQ/OQ/PQ, CSV/CSA и обсуждение с инспекторами или внутренним QA.MediumURS, FS, контракт input/output и тестовые сценарии поставляются вместе с утилитой.
URS-008Утилита должна использоваться как decision-support инструмент QC, а не как замена утверждённым спецификациям и выпускному решению Qualified Person/QA.MediumВ документации указан контроль change control и необходимость сверки пределов.

Контракт input.csv

#ПолеТипПримерНазначение
1SampleIDstring / controlled vocabularyEV-ISO-2026-001Идентификатор образца или лабораторной пробы.
2IsolationMethodstring / controlled vocabularySECМетод или технологический подход; контролируемое справочное значение.
3BiofluidSourcestring / controlled vocabularyPlasmaКонтролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
4InputVolume_mLdecimal1.0Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска.
5ParticleYield_per_mL_inputdecimal3.2E10Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска.
6MinExpectedYielddecimal1E8Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
7ProteinContamination_ug_per_mL_inputdecimal85Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска.
8MaxProteinContaminationinteger / decimal500Биологический/молекулярный компонент, контролируемый как CQA.
9ParticlesPerUgProteininteger / decimal3.8E8Биологический/молекулярный компонент, контролируемый как CQA.
10MinParticlesPerUgProteininteger / decimal1E8Биологический/молекулярный компонент, контролируемый как CQA.
11AlbuminRemoval_Percentdecimal98.5Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
12MinAlbuminRemovaldecimal95.0Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
13LipoproteinContamination_Scoredecimal1.5Биологический/молекулярный компонент, контролируемый как CQA.
14MaxLipoproteinScoredecimal3.0Биологический/молекулярный компонент, контролируемый как CQA.
15NucleicAcidContamination_ng_mLdecimal12Объём/доза; используется для расчёта нагрузки, предела или выпуска.
16MaxNucleicAcidContaminationstring / controlled vocabulary50Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
17ReplicateCV_Percentdecimal12.0Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
18MaxReplicateCVdecimal25.0Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
19MethodValidatedForSourcestring / controlled vocabularytrueМетод или технологический подход; контролируемое справочное значение.
SampleID,IsolationMethod,BiofluidSource,InputVolume_mL,ParticleYield_per_mL_input,MinExpectedYield,ProteinContamination_ug_per_mL_input,MaxProteinContamination,ParticlesPerUgProtein,MinParticlesPerUgProtein,AlbuminRemoval_Percent,MinAlbuminRemoval,LipoproteinContamination_Score,MaxLipoproteinScore,NucleicAcidContamination_ng_mL,MaxNucleicAcidContamination,ReplicateCV_Percent,MaxReplicateCV,MethodValidatedForSource
EV-ISO-2026-001,SEC,Plasma,1.0,3.2E10,1E8,85,500,3.8E8,1E8,98.5,95.0,1.5,3.0,12,50,12.0,25.0,true
EV-ISO-2026-002,Precipitation,Serum,0.5,8.5E10,1E8,1200,500,7.1E7,1E8,72.0,95.0,7.5,3.0,180,50,35.0,25.0,false
EV-ISO-2026-003,Immunoaffinity,Urine,5.0,1.5E9,1E8,25,500,6.0E7,1E8,99.2,95.0,0.5,3.0,8,50,18.0,25.0,true

Правила валидации входных данных

IDПолеПравилоКритичность
VR-001SampleIDПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-002IsolationMethodПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-003BiofluidSourceПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.High
VR-004InputVolume_mLПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-005ParticleYield_per_mL_inputПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-006MinExpectedYieldПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-007ProteinContamination_ug_per_mL_inputПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-008MaxProteinContaminationПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-009ParticlesPerUgProteinПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-010MinParticlesPerUgProteinПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-011AlbuminRemoval_PercentПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-012MinAlbuminRemovalПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-013LipoproteinContamination_ScoreПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-014MaxLipoproteinScoreПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-015NucleicAcidContamination_ng_mLПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-016MaxNucleicAcidContaminationПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-017ReplicateCV_PercentПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-018MaxReplicateCVПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium
VR-019MethodValidatedForSourceПоле должно соответствовать утверждённому справочнику/словарю или допустимой строковой форме.Medium

FS — функциональная спецификация

IDФункцияРеализация
FS-001CLI executionПоддержать режимы запуска: demo mode без аргументов и production mode input.csv output.json.
FS-002CSV importПрочитать input.csv в UTF-8/CSV-совместимом формате, проверить наличие заголовка и ожидаемых колонок.
FS-003Schema validationПроверить обязательные поля, количество колонок, неизвестные ключевые поля и пустые обязательные значения.
FS-004Type conversionПреобразовать числовые, флаговые и текстовые значения; некорректный формат фиксировать как ошибку строки.
FS-005Domain rule engineПрименить правила для Extracellular Vesicle Isolation Checker, включая критические пределы из описания и утверждённой спецификации.
FS-006Status aggregationСформировать итоговый статус: FAIL при критическом отказе, WARNING при некритическом отклонении, PASS при соответствии.
FS-007JSON exportЗаписать output.json с детализацией проверок, исходными значениями, предупреждениями, отказами и critical findings.
FS-008Audit supportСохранять структуру результата пригодной для review, расследования отклонений и воспроизведения расчёта.
FS-009Integration contractПоддержать сценарий LIMS/ELN/MES → input.csv → utility → output.json → portal/admin review.
FS-010Error handlingВозвращать явные сообщения для отсутствующего файла, пустого CSV, неверной схемы, ошибки записи output.json и некорректного формата.

Пример output.json

{
  "utilityId": "extracellularvesicleisolationchecker",
  "utilityFolder": "ExtracellularVesicleIsolationChecker",
  "package": "LiquidBiopsy",
  "overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
  "sourceFile": "input.csv",
  "processedAtUtc": "2026-06-10T00:00:00Z",
  "checks": [
    {
      "parameter": "SampleID",
      "value": "EV-ISO-2026-001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-001"
    },
    {
      "parameter": "IsolationMethod",
      "value": "SEC",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-002"
    },
    {
      "parameter": "BiofluidSource",
      "value": "Plasma",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-003"
    },
    {
      "parameter": "InputVolume_mL",
      "value": "1.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-004"
    },
    {
      "parameter": "ParticleYield_per_mL_input",
      "value": "3.2E10",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-005"
    },
    {
      "parameter": "MinExpectedYield",
      "value": "1E8",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-006"
    },
    {
      "parameter": "ProteinContamination_ug_per_mL_input",
      "value": "85",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-007"
    },
    {
      "parameter": "MaxProteinContamination",
      "value": "500",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-008"
    },
    {
      "parameter": "ParticlesPerUgProtein",
      "value": "3.8E8",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-009"
    },
    {
      "parameter": "MinParticlesPerUgProtein",
      "value": "1E8",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-010"
    },
    {
      "parameter": "AlbuminRemoval_Percent",
      "value": "98.5",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-011"
    },
    {
      "parameter": "MinAlbuminRemoval",
      "value": "95.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Deterministic rule-based check result",
      "ruleReference": "FS-RULE-012"
    }
  ],
  "criticalFindings": [],
  "warnings": [],
  "audit": {
    "inputHash": "sha256:<calculated at runtime>",
    "rulesVersion": "<utility executable version>",
    "documentation": "ExtracellularVesicleIsolationChecker.documentation.html"
  }
}

Матрица трассируемости

URSFSТестПодтверждение
URS-001FS-001, FS-002OQ-001Проверить запуск и импорт валидного input.csv.
URS-002FS-005, FS-006OQ-004Повторить один и тот же набор данных и сравнить output.json.
URS-003FS-003, FS-004, FS-010OQ-002, OQ-003Проверить отсутствующие колонки и неверные типы.
URS-004FS-005, FS-006OQ-004, PQ-001Проверить критические отклонения по реальным/граничным данным.
URS-005FS-007, FS-009OQ-005Проверить JSON schema и пригодность для downstream-систем.
URS-006FS-008OQ-006Проверить наличие идентификаторов и audit metadata.
URS-007FS-008, FS-010IQ-001, OQ-007Проверить комплектность документации и control evidence.
URS-008FS-005, FS-008PQ-002Проверить review workflow и запрет автоматической замены QA-решения.

IQ/OQ/PQ тестовые сценарии

IDСценарийОжидаемый результат
IQ-001Проверить наличие executable, input.csv, документации и контрольной суммы.Комплект поставки полон; версия зафиксирована.
OQ-001Валидная строка из примера input.csv.PASS или допустимый WARNING согласно правилам.
OQ-002Удалить обязательную колонку из CSV.Ошибка схемы или FAIL с указанием отсутствующей колонки.
OQ-003Внести нечисловое значение в числовое поле.Ошибка преобразования типа с указанием строки/поля.
OQ-004Значение критического параметра вывести за предел.FAIL и critical finding.
OQ-005Проверить структуру output.json.Все обязательные секции присутствуют, JSON валиден.
OQ-006Проверить трассируемость серии/образца.Идентификаторы входа и результатов совпадают.
PQ-001Проверить 3–5 реальных партий/образцов пользователя.Результат подтверждён QC/QA review.
PQ-002Проверить workflow отклонения и ручного QA-решения.Утилита поддерживает review, но не заменяет утверждённое решение.

QA/QC и change control

  • Не менять имена колонок без обновления валидатора, документации и тестового набора.
  • Хранить input.csv, output.json, версию исполняемого файла и контрольную сумму.
  • Перед продуктивным использованием провести IQ/OQ/PQ или эквивалентную CSV/CSA-проверку.
  • Критические пределы должны быть сверены с утверждённой спецификацией, регистрационным досье и локальными SOP.
  • Утилита предоставляет формализованный QC decision support, но окончательное решение выпуска остаётся за QA/QP и утверждёнными процедурами.

Входит в пакеты

Жидкостная биопсия

Пакет для QC и преданалитического контроля жидкостной биопсии: cfDNA/ctDNA, CTC, EV/exosomes, метилирование, NGS/qPCR/ddPCR, контроль образцов, контаминации, чувствительности и отчётности.

Открыть