[發(fā)明專利]分析實(shí)時(shí)擴(kuò)增數(shù)據(jù)的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980052907.3
• 申請(qǐng)日: 2019-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN112997255A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘泰利斯·喬治烏;艾哈邁德·莫尼瑞;耶蘇斯·羅德里格茲-曼薩諾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 帝國(guó)理工學(xué)院創(chuàng)新有限公司
• 主分類號(hào): G16B20/20
• 分類號(hào): G16B20/20;C12Q1/6851
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 黃愛嬌

本發(fā)明涉及用于實(shí)時(shí)擴(kuò)增數(shù)據(jù)的多維分析的方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。提出了一種框架，該框架顯示，標(biāo)準(zhǔn)曲線在多維環(huán)境中觀察時(shí)的好處超出了絕對(duì)定量。關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí)的領(lǐng)域，所公開的方法結(jié)合了多個(gè)提取的特征(例如，線性特征)，以便使用多維視圖來(lái)分析實(shí)時(shí)擴(kuò)增數(shù)據(jù)。該方法涉及兩個(gè)新概念：多維標(biāo)準(zhǔn)曲線及其“原點(diǎn)”，即特征空間。它們共同擴(kuò)展了標(biāo)準(zhǔn)曲線的能力，允許同時(shí)進(jìn)行絕對(duì)定量、離群點(diǎn)檢測(cè)并提供對(duì)擴(kuò)增動(dòng)力學(xué)的洞察力。因此，該新方法能夠增強(qiáng)核酸的定量、單通道多路復(fù)用、離群點(diǎn)檢測(cè)、多維空間中與擴(kuò)增動(dòng)力學(xué)相關(guān)的特征模式以及增強(qiáng)樣本鑒定和定量的魯棒性。

本發(fā)明涉及用于多維分析實(shí)時(shí)擴(kuò)增數(shù)據(jù)的方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。

背景

從一開始，實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)(qPCR)就已成為分子生物學(xué)中用于檢測(cè)和定量核酸的常規(guī)技術(shù)。這主要是由于其較大的動(dòng)態(tài)范圍(7到8個(gè)數(shù)量級(jí))，理想的靈敏度(5到10個(gè)分子)和可重復(fù)的定量結(jié)果。改進(jìn)qPCR數(shù)據(jù)分析的新方法在許多分析領(lǐng)域都具有不可估量的價(jià)值，包括環(huán)境監(jiān)測(cè)和臨床診斷。盡管近年來(lái)研究已經(jīng)飽和，但在實(shí)時(shí)PCR中使用標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)核酸進(jìn)行絕對(duì)定量無(wú)疑是重要的，并且在各個(gè)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中都意義重大。

當(dāng)前對(duì)于特定靶序列進(jìn)行絕對(duì)定量的“金標(biāo)準(zhǔn)”是循環(huán)閾值(C_t)法。C_t值是擴(kuò)增曲線的特征，該特征被定義為存在可檢測(cè)的熒光增加的指數(shù)區(qū)域中的循環(huán)數(shù)。自從提出該方法以來(lái)，已經(jīng)開發(fā)了幾種替代方法，以期在準(zhǔn)確性、精度和魯棒性方面改進(jìn)絕對(duì)定量?，F(xiàn)有研究的重點(diǎn)基于單一特征的計(jì)算，例如與初始濃度線性相關(guān)的C_y和-log₁₀(F₀)。這為絕對(duì)定量提供了一種簡(jiǎn)單的方法，但是，基于這樣的單一特征的數(shù)據(jù)分析是受限的。因此，對(duì)使用標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行核酸絕對(duì)定量的改進(jìn)方法的研究已經(jīng)趨于平穩(wěn)，并且都是非常漸進(jìn)式的改進(jìn)。

Rutledge等人2004提出了基于三個(gè)動(dòng)力學(xué)參數(shù)(Fc、F_max和F₀)的S型曲線擬合(SCF)進(jìn)行定量。Sisti等人2010開發(fā)了“基于形狀的離群點(diǎn)檢測(cè)”方法，該方法不基于擴(kuò)增效率，而是使用對(duì)參數(shù)化PCR擴(kuò)增譜的非線性擬合?；谛螤畹碾x群點(diǎn)檢測(cè)方法采用多維方法來(lái)定義擴(kuò)增曲線之間的相似性度量，但是依賴于使用特定的擴(kuò)增模型，即5參數(shù)S型模型，而這不是通用方法。此外，基于形狀的離群點(diǎn)檢測(cè)方法通常作為附件使用，并且僅使用多維方法來(lái)進(jìn)行離群點(diǎn)檢測(cè)，從而僅使用一維方法考慮定量。Guescini等人2013提出了C_y0法，該方法類似于C_t方法，但考慮了擴(kuò)增曲線的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并可能補(bǔ)償所比較樣本之間的微小變化。Bar等人2013提出了基于擴(kuò)增效率計(jì)算的方法(KOD)，以用于早期非最佳測(cè)定條件檢測(cè)。

本發(fā)明旨在至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)中固有的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明由所附權(quán)利要求限定。本文的支持性公開內(nèi)容提出了一個(gè)框架，該框架顯示，在多維環(huán)境中觀察時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線的益處延伸到絕對(duì)定量之外?，F(xiàn)有研究的重點(diǎn)一直放在與靶標(biāo)濃度線性相關(guān)的單個(gè)值(在本文中稱為“特征”)的計(jì)算上，因此，在利用多種特征方面，現(xiàn)有方法存在差距?，F(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，結(jié)合線性特征的益處是重要的。先前的方法已被局限于常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)曲線例如金標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)閾值(C_t)法的簡(jiǎn)單性。這種新的方法能夠增強(qiáng)核酸的定量、單通道多路復(fù)用、離群點(diǎn)檢測(cè)、多維空間中與擴(kuò)增動(dòng)力學(xué)相關(guān)的特性模式以及增加的樣本鑒定和定量的魯棒性。