[发明专利]基于生物成像的定量分析方法、分离方法、装置及设备

说明书

本发明涉及生物医学技术领域，具体公开了一种基于生物成像的定量分析方法、分离方法、装置及设备，其中，定量分析方法包括以下步骤：对组织样本进行多重染色以使组织样本产生多重荧光信号；获取包含多重荧光信号的高光谱图像；获取荧光端元库，荧光端元库为根据高光谱图像和组织样本的多重染色的情况建立；根据高光谱图像从荧光端元库中选取合适的荧光端元；根据合适的荧光端元和稀疏约束的非负矩阵分解对高光谱图像进行解混，获取分离的荧光信号；基于分离的荧光信号进行定量分析；该定量分析方法能快速确定高光谱图像像元中荧光端元的组成以进行解混，从而将荧光探针和组织样本激发的荧光信号进行分离。

技术领域

本申请涉及生物医学技术领域，具体而言，涉及一种基于生物成像的定量分析方法、分离方法、装置及设备。

背景技术

生物体内核酸和蛋白质复杂多样，在生物体内行使着各种各样的功能；现有技术中，生物体组织样本的定量分析一般采用单色标记的方式进行，但这种标记方式针对不同荧光标记使用时，需要重复染色而影响组织样本，且检测效率低；若同时进行多荧光标记，组织样本会产生自发荧光，自发荧光会干扰常规的荧光显微成像系统而导致无法实现定量分析。

针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于生物成像的定量分析方法、分离方法、装置及设备，实现了多重荧光的同时原位检测，避免了重复洗脱染色对组织样本产生的影响。

第一方面，本申请提供了一种基于生物成像的定量分析方法，用于对组织样品标记成像以进行定量分析，所述定量分析方法包括以下步骤：

对所述组织样本进行多重染色以使所述组织样本产生多重荧光信号；

获取包含所述多重荧光信号的高光谱图像；

获取荧光端元库，所述荧光端元库为根据所述高光谱图像和所述组织样本的多重染色的情况建立；

根据所述高光谱图像从所述荧光端元库中选取合适的荧光端元；

根据所述合适的荧光端元和稀疏约束的非负矩阵分解对所述高光谱图像进行解混，获取分离的荧光信号；

基于所述分离的荧光信号进行定量分析。

本申请的一种基于生物成像的定量分析方法，根据高光谱图像和组织样本的多重染色的情况建立荧光端元库，能快速确定高光谱图像像元中荧光端元的组成以进行解混，从而将荧光探针和组织样本激发的荧光信号进行分离，该方法结合了高光谱成像和荧光显微手段，实现了多重荧光的同时原位检测，避免了重复洗脱染色对组织样本产生的影响，提高了分析检测效率和准确性。

所述的一种基于生物成像的定量分析方法，其中，所述对所述组织样本进行多重染色以使所述组织样本产生多重荧光信号的步骤包括：采用单色紫外光源激发所述组织样本的多重荧光探针以使所述组织样本产生多重荧光信号。

在该示例的一种基于生物成像的定量分析方法中，组织样本中具有多种高性能荧光探针，且均能受单色紫外光源进行激发，单色紫外光源照射在组织样本上激发多重荧光信号。

所述的一种基于生物成像的定量分析方法，其中，在完成所述根据所述合适的荧光端元和稀疏约束的非负矩阵分解对所述高光谱图像进行解混，获取分离的荧光信号的步骤后，获取所述合适的荧光端元的丰度并根据所述丰度计算分解误差，并在所述分解误差超出预设值时，再次执行根据所述高光谱图像从所述荧光端元库中选取合适的荧光端元的步骤。

在该示例的一种基于生物成像的定量分析方法中，设计分解误差对荧光端元验证，能确保多重荧光信号分离更准确。

所述的一种基于生物成像的定量分析方法，其中，所述荧光端元包括探针荧光端元和自发荧光端元。

所述的一种基于生物成像的定量分析方法，其中，所述自发荧光端元为根据所述高光谱图像进行估计。