[發(fā)明專利]一種微滴式數(shù)字PCR熒光信號(hào)處理方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210025123.5
• 申請(qǐng)日: 2022-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114262733A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉斌劍;劉杰;鐘要齊;鄧新萍;呂才樹;王海;吳林濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳麥科田生物醫(yī)療技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): C12Q1/6851
• 分類號(hào): C12Q1/6851;G16B5/00;G16B40/30
• 代理公司: 杭州宇信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33401
• 代理人: 王健

1.一種微滴式數(shù)字PCR熒光信號(hào)處理方法，其特征在于，包括：

對(duì)原始熒光信號(hào)進(jìn)行濾波得到第一熒光信號(hào)；

基于第一熒光信號(hào)識(shí)別微滴參數(shù)；

基于微滴參數(shù)和預(yù)設(shè)微滴過(guò)濾條件過(guò)濾微滴；

對(duì)過(guò)濾后的微滴進(jìn)行聚類從而得到第一閾值；

基于第一閾值統(tǒng)計(jì)陰性微滴和陽(yáng)性微滴的個(gè)數(shù)，并計(jì)算待測(cè)物的濃度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微滴式數(shù)字PCR熒光信號(hào)處理方法，其特征在于，所述對(duì)原始熒光信號(hào)進(jìn)行濾波得到第一熒光信號(hào)，具體包括：基于預(yù)設(shè)采樣數(shù)量采集原始熒光信號(hào)，若采集得到的信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差大于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差閾值，則采用小波濾波器對(duì)原始熒光信號(hào)進(jìn)行濾波得到第一熒光信號(hào)，若采集得到的信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差小于等于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差閾值，則采用高斯濾波器對(duì)原始熒光信號(hào)進(jìn)行濾波得到第一熒光信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微滴式數(shù)字PCR熒光信號(hào)處理方法，其特征在于，

所述基于第一熒光信號(hào)識(shí)別微滴參數(shù)，具體包括：

對(duì)第一熒光信號(hào)進(jìn)行本底估計(jì)得到本底值；

基于預(yù)設(shè)偏差和本底值進(jìn)行第一熒光信號(hào)波峰定位；

基于波峰確定微滴熒光強(qiáng)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(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微滴式數(shù)字PCR熒光信號(hào)處理方法，其特征在于，所述對(duì)第一熒光信號(hào)進(jìn)行本底估計(jì)得到本底值，具體包括：

構(gòu)建第一熒光信號(hào)數(shù)據(jù)的第一直方圖；

將直方圖中最大的頻數(shù)對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度值作為本底信號(hào)的熒光強(qiáng)度均值μ，則得到偏差R＝μ-F_min，其中，F(xiàn)min為所有熒光強(qiáng)度的最小值；

對(duì)在[μ-R，μ+R]區(qū)間內(nèi)的熒光數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合得到參數(shù)a和b，則位置T處的本底值為F_b＝aT+b。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微滴式數(shù)字PCR熒光信號(hào)處理方法，其特征在于，所述對(duì)第一熒光信號(hào)進(jìn)行本底估計(jì)得到本底值，具體包括：

基于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度將第一熒光信號(hào)分為若干段，對(duì)每段的熒光信號(hào)分別構(gòu)建直方圖；

對(duì)每個(gè)直方圖進(jìn)行平滑處理；

將每個(gè)直方圖中最大頻數(shù)對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度值為對(duì)應(yīng)的每段信號(hào)的本底值。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的微滴式數(shù)字PCR熒光信號(hào)處理方法，其特征在于，所述基于預(yù)設(shè)偏差和本底值進(jìn)行第一熒光信號(hào)波峰定位，具體包括：基于本底值和預(yù)設(shè)偏差，將第一熒光信號(hào)分為若干信號(hào)段，每個(gè)信號(hào)段中的最大值為波峰。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微滴式數(shù)字PCR熒光信號(hào)處理方法，其特征在于，還包括對(duì)波峰進(jìn)行曲線擬合，具體包括：基于預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)N選取波峰位置前后各N個(gè)熒光強(qiáng)度值,將取值順序和熒光強(qiáng)度值組成2N+1個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，并進(jìn)行二次曲線擬合或高斯曲線擬合。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微滴式數(shù)字PCR熒光信號(hào)處理方法，其特征在于，所述基于波峰確定微滴熒光強(qiáng)度和波峰距離，具體包括：

若對(duì)波峰進(jìn)行了曲線擬合，則基于擬合后得到的參數(shù)計(jì)算得到微滴熒光強(qiáng)度，否則，波峰處的熒光強(qiáng)度為微滴熒光強(qiáng)度，

波峰前后小于微滴熒光強(qiáng)度的預(yù)設(shè)閾值的位置作為兩個(gè)端點(diǎn)，兩個(gè)端點(diǎn)之間的距離作為波峰寬度。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微滴式數(shù)字PCR熒光信號(hào)處理方法，其特征在于，對(duì)過(guò)濾后的微滴進(jìn)行聚類采用大津閾值法或Kmeans聚類。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微滴式數(shù)字PCR熒光信號(hào)處理方法，其特征在于，所述基于第一閾值統(tǒng)計(jì)陰性微滴和陽(yáng)性微滴的個(gè)數(shù)，并計(jì)算樣品待測(cè)物的濃度，具體包括：

熒光強(qiáng)度大于第一閾值的微滴為陽(yáng)性微滴，小于第一閾值的微滴為陰性微滴；

統(tǒng)計(jì)得到陰性的微滴個(gè)數(shù)和陽(yáng)性微滴個(gè)數(shù)；

對(duì)微滴中出現(xiàn)N個(gè)目標(biāo)基因的概率進(jìn)行建模，其中，目標(biāo)基因的概率服從泊松分布；

修正陰性的微滴個(gè)數(shù)和陽(yáng)性微滴的個(gè)數(shù)，并基于微滴的體積，計(jì)算得到樣品的濃度。