數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法技術

本發明專利技術提供了一種數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法，涉及PCR檢測技術領域，包括：獲取一批微滴圖像對應的預設評價指標下的影響分析數據，影響分析數據包括目標體積變異參數和目標理論拷貝數濃度；基于蒙特卡羅法，確定與影響分析數據對應的目標評價指標值。如此實現了微滴體積變異對預設評價指標的定量影響分析，緩解了目前僅從原理上要求盡量控制微滴體積均一性的問題，有利于指導數字PCR微滴產生流程的設計優化，易于理解，容易實現。容易實現。容易實現。

【技術實現步驟摘要】
數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法


[0001]本專利技術涉及PCR檢測
，尤其是涉及一種數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法。

技術介紹

[0002]數字PCR(polymerase chain reaction，聚合酶鏈反應)屬于第三代PCR技術，原理是將一個PCR反應體系分配到大量微小的反應單元(即微反應器)中，在每個微反應器中不含、或含有1個或多個拷貝的目標核酸分子模板，進行“單分子模板”PCR擴增，擴增結束后，通過終點熒光信號判斷陽性單元，通過統計方法計算原始樣本中目標基因的拷貝數。數字PCR無需依賴于對照樣品、標準曲線就可進行精確的絕對定量檢測，具有比熒光定量PCR更加出色的靈敏度、特異性和精確性，已經受到越來越多的關注。
[0003]微滴式數字PCR系統即將含有核酸分子的反應體系分成成千上萬個納升級的微滴，待擴增反應結束后，采用拍照方式，通過微滴的亮暗來判斷微滴的陰陽性，然后根據亮暗微滴的數量進行統計分析，獲得目標基因的拷貝數目。顯然亮暗微滴的數量直接影響到最終的分析結果，但在對照片進行圖像處理時，常會發現因大小導致的異常微滴，如果這種異常微滴的大小遠超出或遠小于平均值，且數量很少，此時可將其舍棄，即不計入統計。因為微滴數量通常數以萬計，一般認為去掉少量的異常微滴不會影響最終的計算結果。但當大部分面積的微滴大小不一、或某局部(比如1/10總微滴數)微滴因某流道較大而導致產生微滴偏大時，全部舍棄顯然不可取，如果按照正常的步驟進行計算，顯然會帶來誤差。

技術實現思路

[0004]本專利技術的目的在于提供一種數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法，以分析微滴體積變異對評價指標的定量影響。
[0005]本專利技術實施例提供了一種數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法，包括：
[0006]獲取一批微滴圖像對應的預設評價指標下的影響分析數據，所述影響分析數據包括目標體積變異參數和目標理論拷貝數濃度；
[0007]基于蒙特卡羅法，確定與所述影響分析數據對應的目標評價指標值。
[0008]進一步地，所述獲取一批微滴圖像對應的預設評價指標下的影響分析數據，包括：
[0009]獲取一批微滴圖像及其對應的基因拷貝數和理論微滴數；
[0010]對各個所述微滴圖像進行微滴尺寸識別，得到尺寸識別結果；
[0011]根據所述尺寸識別結果，確定目標體積變異參數；其中，所述目標體積變異參數包括體積變異類型和變異程度，所述體積變異類型包括整體隨機變異或局部確定性變異；
[0012]根據所述基因拷貝數和所述理論微滴數，計算得到目標理論拷貝數濃度。
[0013]進一步地，所述對各個所述微滴圖像進行微滴尺寸識別，得到尺寸識別結果，包括：
[0014]對各個所述微滴圖像依次進行濾波、圖像增強和分割處理，得到包括每個微滴尺
寸的尺寸識別結果。
[0015]進一步地，所述根據所述尺寸識別結果，確定目標體積變異參數，包括：
[0016]從所述尺寸識別結果對應的初始微滴集合中，去除大于預設尺寸上限的微滴以及小于預設尺寸下限的異常微滴，得到剩余微滴集合；
[0017]當所述剩余微滴集合的微滴數量滿足最少微滴數量要求時，判斷所述剩余微滴集合的微滴尺寸是否滿足正態分布；
[0018]當滿足時，確定體積變異類型為整體隨機變異，變異程度為所述剩余微滴集合的微滴尺寸對應的均值和標準差；
[0019]當不滿足時，通過對所述剩余微滴集合的微滴尺寸進行聚類分析，確定體積變異類型為局部確定性變異及變異程度。
[0020]進一步地，所述通過對所述剩余微滴集合的微滴尺寸進行聚類分析，確定體積變異類型為局部確定性變異及變異程度，包括：
[0021]對所述剩余微滴集合的微滴尺寸進行聚類分析，得到聚類結果和聚類評價指標值；
[0022]當所述聚類評價指標值滿足預設指標要求時，確定體積變異類型為局部確定性變異，并根據所述聚類結果，計算得到包括變異微滴占比及其尺寸偏差量的變異程度。
[0023]進一步地，所述基于蒙特卡羅法，確定與所述影響分析數據對應的目標評價指標值，包括：
[0024]在所述目標體積變異參數和所述目標理論拷貝數濃度下，采用蒙特卡羅法，進行陽性微滴數目的多次仿真統計，得到陽性微滴數目集合；
[0025]通過數字PCR泊松分布統計算法，對所述陽性微滴數目集合中的每個陽性微滴數目進行拷貝數濃度計算，得到仿真拷貝數濃度集合；
[0026]對所述仿真拷貝數濃度集合進行所述預設評價指標的計算，得到目標評價指標值。
[0027]進一步地，所述預設評價指標包括精度；所述對所述仿真拷貝數濃度集合進行所述預設評價指標的計算，得到目標評價指標值，包括：
[0028]通過如下公式計算得到目標精度值p：
[0029]p＝max(abs(Y
?
x))/x；
[0030]其中，Y為所述仿真拷貝數濃度集合，x為目標理論拷貝數濃度。
[0031]進一步地，所述數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法還包括：
[0032]基于蒙特卡羅法，確定不同體積變異參數和不同理論拷貝數濃度下的評價指標值。
[0033]進一步地，所述數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法還包括：
[0034]根據不同體積變異參數和不同理論拷貝數濃度下的評價指標值，繪制得到體積變異圖表。
[0035]進一步地，所述數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法還包括：
[0036]根據給定指標值，在所述體積變異圖表中查找得到不同拷貝數濃度下的微滴體積的允許變異程度。
[0037]本專利技術實施例提供的數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法包括：獲取一批微
滴圖像對應的預設評價指標下的影響分析數據，影響分析數據包括目標體積變異參數和目標理論拷貝數濃度；基于蒙特卡羅法，確定與影響分析數據對應的目標評價指標值。如此實現了微滴體積變異對預設評價指標的定量影響分析，緩解了目前僅從原理上要求盡量控制微滴體積均一性的問題，有利于指導數字PCR微滴產生流程的設計優化，易于理解，容易實現。
附圖說明
[0038]為了更清楚地說明本專利技術具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1為本專利技術實施例提供的一種數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法的流程示意圖；
[0040]圖2為本專利技術實施例提供的另一種數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法的流程示意圖；
[0041]圖3為本專利技術實施例提供的一種整體隨機變異下，不同體積變異參數、不同理論拷貝數濃度下的精度曲線圖；
[0042]圖4為本專利技術實施例提供的一種局部確定性變異下，不同體積變本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法，其特征在于，包括：獲取一批微滴圖像對應的預設評價指標下的影響分析數據，所述影響分析數據包括目標體積變異參數和目標理論拷貝數濃度；基于蒙特卡羅法，確定與所述影響分析數據對應的目標評價指標值。2.根據權利要求1所述的數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法，其特征在于，所述獲取一批微滴圖像對應的預設評價指標下的影響分析數據，包括：獲取一批微滴圖像及其對應的基因拷貝數和理論微滴數；對各個所述微滴圖像進行微滴尺寸識別，得到尺寸識別結果；根據所述尺寸識別結果，確定目標體積變異參數；其中，所述目標體積變異參數包括體積變異類型和變異程度，所述體積變異類型包括整體隨機變異或局部確定性變異；根據所述基因拷貝數和所述理論微滴數，計算得到目標理論拷貝數濃度。3.根據權利要求2所述的數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法，其特征在于，所述對各個所述微滴圖像進行微滴尺寸識別，得到尺寸識別結果，包括：對各個所述微滴圖像依次進行濾波、圖像增強和分割處理，得到包括每個微滴尺寸的尺寸識別結果。4.根據權利要求2所述的數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法，其特征在于，所述根據所述尺寸識別結果，確定目標體積變異參數，包括：從所述尺寸識別結果對應的初始微滴集合中，去除大于預設尺寸上限的微滴以及小于預設尺寸下限的異常微滴，得到剩余微滴集合；當所述剩余微滴集合的微滴數量滿足最少微滴數量要求時，判斷所述剩余微滴集合的微滴尺寸是否滿足正態分布；當滿足時，確定體積變異類型為整體隨機變異，變異程度為所述剩余微滴集合的微滴尺寸對應的均值和標準差；當不滿足時，通過對所述剩余微滴集合的微滴尺寸進行聚類分析，確定體積變異類型為局部確定性變異及變異程度。5.根據權利要求4所述的數字PCR中微滴體積變異的影響分析方法，其特征在于，所述通過對所述剩余微滴集合的微滴尺寸進行聚類分析，確定體積變異類型為局部確定性變異及變異程度，包括：對所述剩...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊智，趙云鵬，劉荃，高琪，李冬，賀賢漢，
申請(專利權)人：杭州博日科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：