[发明专利]一种多张生物芯片透射信号连续自动识读的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物芯片识读方法、用于实现该方法的识读仪及识 读系统，具体地，涉及一种显色型微阵列生物芯片透射信号值多张连续 自动识读的方法、用于实现该方法的识读仪及识读系统。

背景技术

微阵列生物芯片是在玻璃基片、硅基片或高分子材料基片等上，以 点阵排列方式合成或者固定一系列聚合物，例如寡核苷酸，多肽和抗体 等。这些聚合物可以被荧光标记物、化学显色类标记物所标记从而能够 被光学检测。显色型微阵列芯片通常使用地高辛、辣根过氧化物酶、生 物素等化学显色类标记物对固定在芯片上的聚合物进行标记，从而可被 生物芯片识读仪识读其反应结果信息。显色型微阵列生物芯片的特点是 阵列点数量多、芯片反应的结果需综合芯片上所有阵列点的反应情况进 行分析比较、肉眼无法准确判断阵列点的显色结果。

显色型微阵列生物芯片识读仪是对显色型生物芯片的实验结果进行 扫描和分析的设备。典型的显色型微阵列生物芯片识读仪包括光源、具 备CCD(电荷耦合器件)相机的阅读单元、CCD控制器、用于承载和控 制芯片步进的装载单元、以及用于分析芯片识读结果的计算机。CCD(电 荷耦合器件)相机在光源照射下获取显色型微阵列生物芯片图像后，通 过数据接口显示在计算机上，通过安装于计算机上的软件识别芯片图像 中的阵列点的位置以及阵列点的信号值。

显色型微阵列生物芯片的阵列点周围区域有时存在灰尘、纤维、背 景之类的具有一定信号值的污染物，会对信号点的坐标定位和准确采集 信号值产生干扰。目前的显色型微阵列生物芯片识读仪通常需要人工确 认该芯片的类型，然后在计算机的软件中手动调整以寻找正确的阵列 点，自动化程度低，效率低下；当需要识读多种类型的生物芯片时，人 工识读的效率会更低，且人工确认芯片类型存在因工作强度的增加而发 生失误的可能，进而导致芯片结果识读准确率下降；采集的信号值常常 由于上述的芯片污染物和人工操作而导致干扰失真；在芯片信号采集环 节上，通常是光穿过芯片后照射到背光板上，背光板反射出芯片信号进 而被采集，而背光板上积累的灰尘对信号值的干扰很大，也会造成采集 的信号失真；一次检测1张芯片，检测通量低。

因此，希望能够开发出高准确度、高通量、高自动化的显色型生物 芯片识读的方法和识读仪。

发明内容

本发明为解决上述问题而完成，目的在于提供一种高准确性、高通 量、高自动化的微阵列生物芯片识读方法、用于实现该方法的识读仪及 识读系统。

本发明包括以下内容：

(1)一种显色型微阵列生物芯片透射信号值的多张连续自动识读方 法，其特征在于，包括：

(a)通过识读设备自动扫描玻璃芯片条码以获取芯片条码信息，所 述条码信息包括芯片检测的基因位点、芯片阵列点的行数、列数、芯片 标志点的列数及流水号；

(b)识读设备通过位于所述芯片上方的主相机，获取由位于芯片下 方的背景光源透射玻璃芯片而形成的透射检测图像；

(c)根据所述条码信息和芯片检测图像，识读设备自动识别并定位 信号点、自动获取所述信号点的坐标；

(d)根据获取的信号点的坐标，识读设备自动获取信号点的信号值， 所述信号值是信号点上的透光率与该信号点周围背景的透光率之差；

(e)关联芯片条码及信号值；

(f)通过识读设备移动芯片，实现多张芯片(可以是不同类型的芯 片)的自动连续识读；

(g)将各芯片条码及对应的信号值传输至计算机进行分析，并输出 结果。

(2)如上述(1)所述的方法，其特征在于，在识别并定位信号点之 前，识读设备对获得的芯片图像自动进行图像处理。

(3)如上述(2)所述的方法，其特征在于，所述图像处理包括：

对原始图像进行剪裁，取出成像部分；

对图像进行亮度归一化处理；

对图像进行反色和二值化处理；和

进行腐蚀或膨胀去除噪点。

(4)如上述(1)至(3)中任一项所述的方法，其特征在于，所述 识别并定位信号点的步骤包括：

通过识读设备搜索所有的有信号的点；

将搜索到的点的尺寸、形状、分布及位置与配置文件单元中定义的信 号点的尺寸、形状、分布及位置进行比较；

选择符合信号点定义的点；

输出信号点坐标。