[发明专利]用于荧光液滴检测中荧光强度数据的处理方法有效
申请号: | 201611176179.1 | 申请日: | 2016-12-19 |
公开(公告)号: | CN106596489B | 公开(公告)日: | 2019-06-28 |
发明(设计)人: | 刘聪;董文飞;黎海文;张涛;蒋克明;周武平 | 申请(专利权)人: | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 |
主分类号: | G01N21/64 | 分类号: | G01N21/64 |
代理公司: | 北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙) 11369 | 代理人: | 韩飞 |
地址: | 215163 江苏*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 荧光 检测 强度 数据 处理 方法 | ||
1.一种用于荧光液滴检测中荧光强度数据的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)获取所有荧光液滴的荧光强度的数据,并进行预处理;
2)对所述步骤1)中的数据进行首次分类,得到阳性液滴和阴性液滴的首次分类范围,所述首次分类的方法包括传统聚类算法或基于模型的聚类算法;
3)根据所述步骤2)的首次分类结果得出阴性液滴和阳性液滴荧光强度分布,再利用极大似然估计方法分别将阴性液滴和阳性液滴荧光强度分布拟合为单参数正态分布,再根据各自的正态分布结果分别计算其统计特性值,包括峰值、均值和标准差;
4)根据判决公式:
t=pn+α·σ
计算最终判决阈值t,其中pn为阴性液滴强度峰值,α为调整因子,σ为阴性荧光强度分布的标准差;
5)利用所述判决阈值t对所述步骤1)中的数据进行二次分类,识别阳性液滴与阴性液滴,并计算阳性液滴占总液滴的比例,再根据泊松公式:
计算出平均每滴液滴中的待测物拷贝数,其中为平均每滴液滴中的待测物浓度,为阳性液滴占总液滴的比例,H为阳性液滴数,C为液滴总数;
6)根据浓度计算公式:
计算出样品中的待测物浓度,其中Con为样品中的待测物浓度,Vd 为液滴体积。
2.如权利要求1所述的用于荧光液滴检测中荧光强度数据的处理方法,其特征在于,所述步骤1)中获取所有荧光液滴的荧光强度的数据的方法包括:通过激发光依次照射激发所有样品液滴,使其产生荧光,再检测样品液滴产生的荧光强度的原始值,并收集激发光强度、样品液滴流速和样品液滴直径参数,再绘制时间-光强曲线并根据时间-光强曲线查找峰值,再利用所述收集的激发光强度、样品液滴流速和样品液滴直径参数校正测得的荧光强度的原始值,最终获得能用于所述步骤1)的所有荧光液滴的荧光强度的数据。
3.如权利要求2所述的用于荧光液滴检测中荧光强度数据的处理方法,其特征在于,所述步骤5)中识别阳性液滴与阴性液滴的方法包括:通过所述的时间-荧光强度曲线查找峰值,再将每个液滴的峰值荧光强度与所述步骤4)中得到的判决阈值t进行对比,峰值高于判决阈值t的即为阳性液滴,反之,则为阴性液滴。
4.如权利要求1所述的用于荧光液滴检测中荧光强度数据的处理方法,其特征在于,所述步骤5)中计算阳性液滴所占比例的方法为:分别统计阳性液滴数与阴性液滴的个数,依次计为H和h,计算出阳性液滴占比
5.如权利要求1-4中任意一项所述的用于荧光液滴检测中荧光强度数据的处理方法,其特征在于,所述步骤1)中的预处理方法为使用简单移动平均法对数据直接进行平滑,以去除随机背景噪声。
6.如权利要求1-4中任意一项所述的用于荧光液滴检测中荧光强度数据的处理方法,其特征在于,所述步骤2)中的首次分类的方法包括Kmeans聚类算法。
7.如权利要求1-4中任意一项所述的用于荧光液滴检测中荧光强度数据的处理方法,其特征在于,所述步骤2)中的首次分类的方法还包括GMM模型聚类算法。
8.如权利要求1-4中任意一项所述的用于荧光液滴检测中荧光强度数据的处理方法,其特征在于,所述步骤4)中的调整因子α根据所述步骤3)中的统计特性值确定,且调整因子α的值须使得99%以上的阴性液滴在判决阈值t以下。
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