用于提取有效信号的方法技术

一种用于从自至少一个研究对象产生的信号提取出一个所需的信号的方法，包括如下步骤：（Ａ）获得从所述研究对象产生的时间序列信号，作为包括多个数据段的数据组，（Ｂ）从所述数据组获得多个提取出的数据组，其中，每个提取出的数据组包括从所述数据组选择的预定数目的数据段，（Ｃ）计算多个提取出的数据组的标准偏差，以获得一个标准偏差组；以及（Ｄ）参考在标准偏差组中包括的每个标准偏差，并选择所需的信号。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于处理自一个研究对象产生的信号的方法。更具体地，本专利技术涉及一种用于从自一个研究对象产生的信号提取所需的信号的方法。本专利技术还涉及一种用于获得有效信号并对其分类的方法。本专利技术的方法可以运用于整个细胞的全部通道活动的测量和分类。本专利技术的方法还可以运用于药剂筛选、DNA诊断、SNP分析和蛋白质的功能分析。然而，在捕获的信号特别是一个数字信号时，难以从噪声信号中区分出所需的信号，因此不可能检测与一个细胞的活动相关的通道的活动中的变化等。在插线夹技术中，需要一个要求高操纵技巧的显微操纵器，并且要花很多时间来测量一个样本。因此，这难以测量大量的样本。在荧光测量技术中，被检测的研究对象仅限于发出荧光的离子，或者当在有或没有化学物质、例如药剂或改变化学物质的浓度的情况下测量一个细胞的离子通道活动中的变化时，需要另外采用荧光材料。不幸的是，在这种情况下，荧光材料很可能在一个研究对象上有副作用，并且荧光材料的荧光敏感性随着时间而改变。这里所用的术语“所需的信号”指的是由一个研究对象、典型地例如细胞和核酸产生的信号，尤其是从一特定位置、例如一个细胞的离子通道发出的信号，或是由研究对象中一特定事件引起改变的信号、例如细胞的离子通道响应于药剂和由核酸的杂交形成一个双链(double stranded)序列的活动。这里所用的术语“有效信号”主要指的是后一含义，即由研究对象中一特定事件引起改变的信号。采用本专利技术的方法，一个不必要求专用控制装置的简单测量探针可以被用来容易地测量在短时间内整个细胞的全部通道活动，并且不需要化学物质，使得不需要考虑副作用或荧光敏感性随时间的改变。还可以对对一个测试样本和一个药剂的反应分类并筛选药剂。依据本专利技术的一个方面，一种用于从自至少一个研究对象产生的信号提取出所需的信号的方法，包括如下步骤(A)获得从所述研究对象产生的时间序列信号，作为包括多个数据段的数据组，(B)从所述数据组获得多个提取出的数据组，其中，每个提取出的数据组包括从所述数据组选择的预定数目的数据段，(C)计算多个提取出的数据组的标准偏差，以获得一个标准偏差组，以及(D)参考在标准偏差组中包括的每个标准偏差，并选择所需的信号。在一个实施例中，步骤(D)中的参考可以是计算在标准偏差组中包括的标准偏差的平均值。在一个实施例中，步骤(D)中的参考可以是将标准偏差划分成具有作为一个单位的预定宽度的标准偏差的多个类，在一个具有代表类的轴和代表出现在每个类中的标准偏差的数目的另一个轴的坐标系上绘出每个标准偏差，将所得的图近似到一个正态分布，并计算所得的正态分布的平均值、半宽和方差或标准偏差。在一个实施例中，该方法可以进一步包括在改变提取出的数据组中包括的数据段数目的同时多次执行步骤(B)至(C)。在一个实施例中，该方法可以进一步包括在改变提取出的数据组中包括的数据段数目和类的宽度的同时多次执行步骤(B)至(D)。所需的信号可以从多个所得的正态分布的平均值、半宽和方差或标准偏差中选择。在一个实施例中，在步骤(A)之后，该方法可以进一步包括合计为多个研究对象中的每一个获得的数据组。在一个实施例中，在步骤(A)之后，该方法可以进一步包括减去一个为多个研究对象中的每一个获得的数据组。在一个实施例中，在步骤(A)之前，该方法可以进一步包括同时刺激多个研究对象中的每一个。在一个实施例中，步骤(D)中的参考可以是将标准偏差划分成具有作为一个单位的预定宽度的标准偏差的多个类，在一个具有代表类的轴和代表出现在每个类中的标准偏差的数目的另一个轴的坐标系上绘出每个标准偏差，通过从包括指数递减分析、指数递增分析、高斯分布、洛伦兹分布、σ分析、多峰值分析和非线性分析的组中选择的曲线近似分析来近似所得的图，并获得所得的近似曲线上的峰值之前和之后的梯度。在一个实施例中，步骤(B)中的选择可以以时间序列的方式执行。在一个实施例中，步骤(B)到(D)可以被重复，步骤(B)中的选择可以以时间序列的方式执行，并且，该方法可以进一步包括在每次重复时以一个预定时间滞后在提取出的数据组中选择一个第一数据段，并比较在该重复中获得的标准偏差组的平均值。在一个实施例中，步骤(B)到(D)可以被重复，步骤(B)中的选择可以以时间序列的方式执行，并且，该方法可以进一步包括在每次重复时以一个预定时间滞后在提取出的数据组中选择一个第一数据段，并比较在该重复中获得的标准偏差组的正态分布的平均值。在一个实施例中，步骤(B)到(D)可以被重复，步骤(B)中的选择可以以时间序列的方式执行，并且，该方法可以进一步包括在每次重复时以一个预定时间滞后在提取出的数据组中选择一个第一数据段，并比较在该重复中获得的标准偏差组的正态分布的半宽、方差或标准偏差。在一个实施例中，步骤(D)中的参考可以包括从标准偏差组获得多个提取出的标准偏差组，每个提取出的标准偏差组包括以时间序列方式从标准偏差组选择的预定数目的标准偏差。该方法可以进一步包括如下步骤，计算预定数目的标准偏差的平均值和平均值的时间序列增大率，将每个提取出的标准偏差组的所得平均值与一个预定的设置值进行比较，识别对应于具有大于或等于设置值的平均值的标准偏差组的时间序列信号的产生的时间(a)，识别对应于具有在时间(a)之后提取出的标准偏差组的平均值的小于或等于设置值的时间序列增大率的时间序列信号的产生的时间(b)，并根据产生时间(a)和(b)获得一个有效信号。在一个实施例中，研究对象可以是一个细胞，所需的信号可以是一个与离子通道或受体的激活或细胞内信号转导系统的活动相关的信号。在一个实施例中，研究对象可以是一个细胞，所需的信号可以是一个由对一个测试化学物质起反应的细胞所产生的有效信号，步骤(A)可以在存在一个对细胞具有已知作用的标准化学物质时或在存在测试化学物质时执行，该方法可以进一步包括将在存在标准化学物质时获得的平均值与在存在测试化学物质时获得的平均值进行比较。在一个实施例中，研究对象可以是一个细胞，所需的信号可以是一个由对一个测试化学物质起反应的细胞所产生的有效信号，步骤(A)可以在存在一个对细胞具有公知作用的标准化学物质时或在存在标准化学物质和测试化学物质时执行，该方法可以进一步包括将在存在标准化学物质时获得的平均值与在存在标准化学物质和测试化学物质时获得的平均值进行比较。上述标准化学物质包括用于一个被研究细胞的兴奋剂或抑制剂。在一个实施例中，研究对象可以是核酸，所需的信号可以是与双链核酸的形成相关的有效信号。依据本专利技术的另一个方面，提供了一种计算机可读的记录介质，其存储用于执行下列过程的程序，(A)获得从所述研究对象产生的时间序列信号，作为包括多个数据段的数据组，(B)从所述数据组获得多个提取出的数据组，其中，每个提取出的数据组包括从所述数据组选择的预定数目的数据段，(C)计算多个提取出的数据组的标准偏差，以获得一个标准偏差组，以及(D)参考在标准偏差组中包括的每个标准偏差，并选择所需的信号。依据本专利技术的另一个方面，提供了一种程序，用于使计算机执行下列过程，(A)获得从所述研究对象产生的时间序列信号，作为包括多个数据段的数据组，(B)从所述数据组获得多个提取出的数据组，其中，每个提取出的数据组包括从所述数据组选择的预定数目的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从自至少一个研究对象产生的信号提取出一个所需的信号的方法，包括如下步骤： （Ａ）获得一个从所述研究对象产生的时间序列信号，其中所述研究对象作为一个由多个数据段构成的数据组； （Ｂ）从所述数据组获得多个提取出的数据组，其中，每个提取出的数据组包括从所述数据组选择的预定数目的数据段； （Ｃ）计算多个提取出的数据组的标准偏差，以获得一个标准偏差组；以及 （Ｄ）参考在标准偏差组中包括的每个标准偏差，并选择所需的信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小川龙太，冈弘章，尾崎亘彦，杉原宏和，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]