[發明專利]基于毛細管電泳噪聲分析確定電泳檢測最優參數的方法

有效

• 申請號: 201710216794.9
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN106908431B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 陳功;朱錫芳;鄒全;許清泉;任永祥;楊輝;張曉敏;王研;徐歌晨;上官淼裔
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/01;G01N27/447
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

本發明公開了一種基于毛細管電泳噪聲分析確定電泳檢測最優參數的方法，采用毛細管電泳系統，以100?1000堿基對DNA為分離對象，研究在直流電場下羥乙基纖維素溶液中毛細管電泳分離DNA時的噪聲特性，根據不同情況下系統的噪聲特性選擇最佳系統電泳檢測參數。本發明從毛細管電泳熒光信號檢測系統中噪聲來源的角度研究和分析的噪聲對系統檢測性能的影響，并給出系統最優參數。影響檢測性能的主要噪聲來源于激光器開啟時電泳所引起的噪聲。不同分離電場強度、緩沖溶液濃度和分子量、毛細管有效類型等環節的噪聲均不同程度地引起電泳噪聲的波動。在實現電泳過程中，需要根據現有條件合理選擇儀器參數、試驗用品和試驗試劑，以實現最佳檢測性能。

技術領域

本發明涉及一種基于毛細管電泳噪聲分析確定電泳檢測最優參數的方法，屬于電子信息工程領域。

背景技術

毛細管電泳作為高效的微分離分析方法廣泛應用于臨床醫學、分子生物檢測及蛋白質與核酸的分離分析等領域。毛細管電泳系統的結構如圖2所示，激光器8的激發光經擴束鏡9、激發光濾色片10、調節反光鏡11、會聚透鏡12照射到毛細管18，毛細管18固定于一維掃描平臺6上。物鏡17收集熒光，經調節鏡13，由熒光濾色片14和共焦小孔15濾除背景噪聲，到達光電倍增管16。現有的毛細管電泳系統的熒光信號檢測系統中通常包括來自于分析儀器的雜散光噪聲、放大電路的噪聲、光電倍增管的噪聲、靜態光學噪聲、激光器開啟的靜態噪聲和脫氧核糖核酸電泳時引起的動態噪聲等。在毛細管電泳中，有效信號的分離以及堿基信號峰的識別率都受到這些噪聲的影響，如果能明確噪聲來源，就能有針對性的從源頭上采用物理措施、從檢測分析階段采用信號處理方法來抑制噪聲，提高熒光信號的信噪比。

奚正山、史大明、鄭華、沈鑫等研究者針對毛細管電泳時引起的動態噪聲，采用小波分析方法實現該非平穩電泳熒光信號的去噪。石巖通過軟件模擬得到毛細管內的激發光光斑對毛細管各個角度的光強，用來考察毛細管內徑對噪音分布的影響，通過軟件模擬電泳分離DNA的篩分介質引起瑞利散射噪聲。YU Li提出光譜恢復的方法、GUILLAUME L.EMY采用電泳背景噪聲的估計方法實現信噪比的提升。這些研究方法主要側重研究毛細管電泳熒光信號檢測系統中激光器開啟時毛細管電泳時引起的動態噪聲，并采用高效的信號處理技術實現信噪比的提升。目前尚無文獻全面分析毛細管檢測系統噪聲的來源、試驗條件和實驗對象改變時噪聲的變化規律。

發明內容

針對現有技術中毛細管電泳系統的熒光信號檢測系統存在的上述問題，本發明提供一種基于毛細管電泳噪聲分析確定電泳檢測最優參數的方法。

本發明的技術方案如下：

基于毛細管電泳噪聲分析確定電泳檢測最優參數的方法，其特征在于：采用毛細管電泳系統，以100-1000堿基對DNA為分離對象，研究在直流電場下羥乙基纖維素溶液中毛細管電泳分離DNA時的噪聲特性，根據不同情況下系統的噪聲特性選擇最佳系統電泳檢測參數。

進一步，所述的基于毛細管電泳噪聲分析確定電泳檢測最優參數的方法包括如下步驟：

步驟1：分析儀器的噪聲的物理抑制；

步驟2：觀察放大電路輸出噪聲；

步驟3：觀察光電倍增管輸出噪聲；

步驟4：觀察未加分離電場時的靜態噪聲；

步驟5：觀察加分離電場時DNA毛細管電泳引起的動態噪聲；

步驟6：步驟2至步驟5中的噪聲分析，得到該檢測系統中信噪比最佳的優化參數。

進一步，所述步驟1的具體步驟包括：采用遮光布和遮光板阻擋外部雜散光，構建密閉箱、保持實驗室恒溫通風環境避免內部雜散光，安裝攝影鏡頭遮光罩和擋光環阻擋成像雜散光。