[發明專利]一種微滴式數字PCR熒光信號處理方法

在審

• 申請號: 202210025123.5
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114262733A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 劉斌劍;劉杰;鐘要齊;鄧新萍;呂才樹;王海;吳林濤
• 申請（專利權）人: 深圳麥科田生物醫療技術股份有限公司
• 主分類號: C12Q1/6851
• 分類號: C12Q1/6851;G16B5/00;G16B40/30
• 代理公司: 杭州宇信聯合知識產權代理有限公司 33401
• 代理人: 王健

1.一種微滴式數字PCR熒光信號處理方法，其特征在于，包括：

對原始熒光信號進行濾波得到第一熒光信號；

基于第一熒光信號識別微滴參數；

基于微滴參數和預設微滴過濾條件過濾微滴；

對過濾后的微滴進行聚類從而得到第一閾值；

基于第一閾值統計陰性微滴和陽性微滴的個數，并計算待測物的濃度。

2.根據權利要求1所述的微滴式數字PCR熒光信號處理方法，其特征在于，所述對原始熒光信號進行濾波得到第一熒光信號，具體包括：基于預設采樣數量采集原始熒光信號，若采集得到的信號的標準差大于預設標準差閾值，則采用小波濾波器對原始熒光信號進行濾波得到第一熒光信號，若采集得到的信號的標準差小于等于預設標準差閾值，則采用高斯濾波器對原始熒光信號進行濾波得到第一熒光信號。

3.根據權利要求1所述的微滴式數字PCR熒光信號處理方法，其特征在于，

所述基于第一熒光信號識別微滴參數，具體包括：

對第一熒光信號進行本底估計得到本底值；

基于預設偏差和本底值進行第一熒光信號波峰定位；

基于波峰確定微滴熒光強度和波峰距離，從而得到至少包括微滴體積和微滴間距的微滴參數。

4.根據權利要求3所述的微滴式數字PCR熒光信號處理方法，其特征在于，所述對第一熒光信號進行本底估計得到本底值，具體包括：

構建第一熒光信號數據的第一直方圖；

將直方圖中最大的頻數對應的熒光強度值作為本底信號的熒光強度均值μ，則得到偏差R＝μ-F_min，其中，Fmin為所有熒光強度的最小值；

對在[μ-R，μ+R]區間內的熒光數據進行線性擬合得到參數a和b，則位置T處的本底值為F_b＝aT+b。

5.根據權利要求3所述的微滴式數字PCR熒光信號處理方法，其特征在于，所述對第一熒光信號進行本底估計得到本底值，具體包括：

基于預設長度將第一熒光信號分為若干段，對每段的熒光信號分別構建直方圖；

對每個直方圖進行平滑處理；

將每個直方圖中最大頻數對應的熒光強度值為對應的每段信號的本底值。

6.根據權利要求4或5所述的微滴式數字PCR熒光信號處理方法，其特征在于，所述基于預設偏差和本底值進行第一熒光信號波峰定位，具體包括：基于本底值和預設偏差，將第一熒光信號分為若干信號段，每個信號段中的最大值為波峰。

7.根據權利要求6所述的微滴式數字PCR熒光信號處理方法，其特征在于，還包括對波峰進行曲線擬合，具體包括：基于預設個數N選取波峰位置前后各N個熒光強度值,將取值順序和熒光強度值組成2N+1個坐標點，并進行二次曲線擬合或高斯曲線擬合。

8.根據權利要求7所述的微滴式數字PCR熒光信號處理方法，其特征在于，所述基于波峰確定微滴熒光強度和波峰距離，具體包括：

若對波峰進行了曲線擬合，則基于擬合后得到的參數計算得到微滴熒光強度，否則，波峰處的熒光強度為微滴熒光強度，

波峰前后小于微滴熒光強度的預設閾值的位置作為兩個端點，兩個端點之間的距離作為波峰寬度。

9.根據權利要求7所述的微滴式數字PCR熒光信號處理方法，其特征在于，對過濾后的微滴進行聚類采用大津閾值法或Kmeans聚類。

10.根據權利要求9所述的微滴式數字PCR熒光信號處理方法，其特征在于，所述基于第一閾值統計陰性微滴和陽性微滴的個數，并計算樣品待測物的濃度，具體包括：

熒光強度大于第一閾值的微滴為陽性微滴，小于第一閾值的微滴為陰性微滴；

統計得到陰性的微滴個數和陽性微滴個數；

對微滴中出現N個目標基因的概率進行建模，其中，目標基因的概率服從泊松分布；

修正陰性的微滴個數和陽性微滴的個數，并基于微滴的體積，計算得到樣品的濃度。