[發明專利]數字圖像中的對象分類方法、系統及計算機可讀介質

有效

• 申請號: 201680071971.2
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN108369734B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 托馬斯·翁特雷爾;吉多·舒斯特
• 申請（專利權）人: 凱杰有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 金海霞;楊青

本發明提供用于區分多個數字圖像中的至少一個第一對象與至少一個第二對象的系統和方法。所述至少一個第一對象已接收包含遺傳信息的至少一個分子，所述至少一個第二對象未接收包含遺傳信息的分子。所述至少一個分子被配置成在多個循環中的每一個循環中接收多種熒光化合物中的一種。所述數字圖像在熒光化合物發射電磁輻射期間由光學成像系統確定，其中所述多個數字圖像包含多個系列的圖像，系列中的每個圖像指的是相應熒光化合物的發射光譜，并且其中對于多個循環中的每一個循環重復地獲取所述系列的圖像。

技術領域

本發明涉及用于區分多個數字圖像中的至少一個第一對象與至少一個第二對象的系統和方法。更具體地，本發明涉及對活對象進行分類并將其與空白對象區分，優選用于DNA測序。

背景技術

生物技術、醫學和相關技術領域基于對分子的分析。電子器件可以以高的精度和特異性分析分子。特別是在過去的幾年中，已經開發自動電子器件以用于通過常規方法分析大量樣品。例如，現代DNA測序裝置被用于常規分析大量DNA探針。蛋白質樣品可以通過高通量篩選和相關方法來分析。通常，這些電子器件檢測從樣品探針發射的熒光信號。當分子如核酸或蛋白質已經用熒光化合物如染料標記時，這是可能的。

市售測序裝置能夠對用熒光染料標記的大量樣品進行并行測序。最近開發的稱為“下一代測序”(NGS)的方法已經徹底改變了測序。NGS 允許對在流動池中或通過產生油水乳液在空間上分離的克隆擴增的或單個DNA分子進行大規模并行測序。NGS允許數千或甚至數百萬至數十億個測序反應同時進行。

在NGS中，測序通過聚合酶介導的核苷酸延伸的重復循環來進行，或在一種形式中通過寡核苷酸連接的迭代循環來進行。作為一種大規模并行過程，視平臺而定，NGS在單次儀器運行中產生數百兆堿基至數千兆堿基的核苷酸序列輸出。與常規方法相比，廉價地產生大量序列數據是主要優勢。

用于NGS技術的NGS平臺和常見應用/領域例如在Voelkerding 等人,ClinicalChemistry 55:4 641-658,2009和Metzker,Nature Reviews/Genetics第11卷,2010年1月,第31-46頁中進行了綜述。

在NGS中，各種目標寡核苷酸共價連接到載體上。接著，用DNA 聚合酶將用熒光染料標記的核苷酸連接到生長的寡核苷酸鏈上。當用不同的熒光染料標記四種核苷酸時，可以檢測從探針發射的熒光信號，并且可以鑒定與寡核苷酸連接的核苷酸的類型。檢測后，將熒光染料切割掉，并且進行下一個合成循環，其中新的標記的核苷酸被連接到生長的鏈上。通過進行多個循環，可以以逐步方式確定生長的寡核苷酸鏈的序列。工作步驟在自動化測序裝置中進行。

US 2010/0323350 A1和WO 2009/117119 A1涉及使用例如通過合成方法從測序獲得的數據來確定核苷酸序列中的核酸身份的方法和組合物。

WO 2008/097455 A1涉及一種用于激發和測量包含熒光材料如熒光標記、染料或顏料的樣品上或樣品中的熒光的成像系統，特別是涉及檢測核酸上的熒光標記。此外，公開了一種器件，其被配置為使得同時檢測多種不同DNA模板中的熒光標記。

WO 2014/020137 A1涉及一種用于從測序文庫富集目標序列來提供目標富集的測序文庫的方法，其中該測序文庫適合于大規模并行測序并且包含多個雙鏈核酸分子。

從具有標記分子的樣品探針發射的熒光信號很弱，但信號必須以高的精度和特異性檢測。因此，這些方法需要精確的光學設備，特別是相機和掃描技術。

此外，為了例如在FASTQ中獲得精確且可靠的測序結果，需要對測序裝置的光學成像系統所捕獲的數字圖像進行廣泛評估。