生物芯片的检测方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种生物芯片的检测方法、装置及设备，属于生物芯片检测领域。其中，生物芯片的检测方法，包括：将待测样品导入生物芯片，所述生物芯片包括多个微反应腔室；对所述生物芯片内的待测样品进行聚合酶链式反应PCR扩增；向所述生物芯片照射不同强度的激发光线，同时对所述生物芯片进行图像采集，所述激发光线能够激发所述待测样品中的荧光探针发光；对采集到的多张图像进行数据处理，得到阳性反应的微反应腔室的数目；根据阳性反应的微反应腔室的数目计算待测样品的拷贝数。本发明专利技术的技术方案能够提高生物芯片的检测精度。方案能够提高生物芯片的检测精度。方案能够提高生物芯片的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
生物芯片的检测方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及生物芯片检测领域，特别是指一种生物芯片的检测方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]聚合酶链式反应(PCR)已经成为分子诊断领域的新标准，PCR方法是从分子水平上通过针对于基因序列的特异性引物探针的设计实现检测，与免疫方法相比，PCR方法可以大大提高检测的准确性和灵敏性。
[0003]数字聚合酶链式反应芯片技术(dPCR)是将核酸样本充分稀释，使每个微反应腔的样本模版数少于或者等于1个，从而实现对单分子DNA的绝对定量。由于其灵敏度高、特异性强、检测通量较高、定量准确等优点而被广泛应用于临床诊断、基因不稳定分析、单细胞基因表达、环境微生物检测和产前诊断等方面。
[0004]阵列式dPCR芯片扩增后需要进行荧光图像采集和样本点识别。已有的生物芯片样本点检测方法主要有参数依赖的方法、标记辅助的方法、自动检测的方法，但均需要通过设定信号强度阈值的方式来获取微反应腔室的个数，对芯片成像质量和均匀性要求较高，如果芯片成像质量和均匀性达不到要求，就会影响检测精度。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种生物芯片的检测方法、装置及设备，能够提高生物芯片的检测精度。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供技术方案如下：
[0007]一方面，提供一种生物芯片的检测方法，包括：
[0008]将待测样品导入生物芯片，所述生物芯片包括多个微反应腔室；
[0009]对所述生物芯片内的待测样品进行聚合酶链式反应PCR扩增；
[0010]向所述生物芯片照射不同强度的激发光线，同时对所述生物芯片进行图像采集，所述激发光线能够激发所述待测样品中的荧光探针发光；
[0011]对采集到的多张图像进行数据处理，得到阳性反应的微反应腔室的数目；
[0012]根据阳性反应的微反应腔室的数目计算待测样品的拷贝数。
[0013]一些实施例中，所述向所述生物芯片照射不同强度的激发光线，同时对所述生物芯片进行图像采集包括：
[0014]在预设时间长度T内，控制激光光线的强度从0线性增加到A，同时以时间间隔T/(N-1)采集N张图像，每张图像的曝光时间保持一致，N为大于1的整数。
[0015]一些实施例中，A为所述待测样品中的荧光探针能够接受的最大光照强度。
[0016]一些实施例中，所述对采集到的多张图像进行数据处理，得到阳性反应的微反应腔室的数目包括：
[0017]根据所采集的图像获取每一微反应腔室的中心位置信息；
[0018]根据每一微反应腔室的大小和中心位置信息确定每一微反应腔室在图像中所包
括的像素；
[0019]根据每一微反应腔室所包括的像素的灰阶值确定每一微反应腔室在N张图像中的荧光强度；
[0020]根据每一微反应腔室在所述N张图像中的荧光强度确定阳性反应的微反应腔室的数目。
[0021]一些实施例中，所述根据所采集的图像获取每一微反应腔室的中心位置信息包括：
[0022]对第N张图像进行二值化处理，得到二值图像；
[0023]在行方向上根据第一膨胀算子对所述二值图像进行形态学膨胀操作，得到第一图像，其中，所述第一图像中行方向上的一个连通域表示一行微反应腔室；
[0024]在列方向上根据第二膨胀算子对所述二值图像进行形态学膨胀操作，得到第二图像，其中，所述第二图像中列方向上的一个连通域表示一列的微反应腔室；
[0025]通过检测所述第一图像中在所述行方向上的连通域，确定微反应腔室阵列的行数以及每一行微反应腔室在列方向上的中心位置信息；
[0026]通过检测所述第二图像中在所述列方向上的连通域，确定微反应腔室阵列的列数以及每一列微反应腔室在行方向上的中心位置信息；
[0027]根据每一行微反应腔室在列方向上的中心位置信息以及每一列微反应腔室在行方向上的中心位置信息，得到每一微反应腔室的中心位置信息。
[0028]一些实施例中，微反应腔室的荧光强度为微反应腔室所包括的所有像素的灰阶值的均值。
[0029]一些实施例中，所述根据每一微反应腔室在所述N张图像中的荧光强度确定阳性反应的微反应腔室的数目包括：
[0030]根据每一微反应腔室在N张图像中的荧光强度确定每一微反应腔室的荧光强度曲线，将荧光强度与激光光线的强度正相关的微反应腔室确定为阳性反应的微反应腔室。
[0031]一些实施例中，所述根据阳性反应的微反应腔室的数目计算待测样品的拷贝数包括：
[0032]根据以下公式计算待测样品的拷贝数：
[0033]c＝[ln(1-f/n)]/m；
[0034]其中，n为微反应腔室的总数，f为阳性反应的微反应腔室的数目，m为待测样品的稀释倍数，c为待测样品的拷贝数。
[0035]本专利技术的实施例还提供了一种生物芯片的检测装置，包括：
[0036]导入模块，用于将待测样品导入生物芯片，所述生物芯片包括多个微反应腔室；
[0037]扩增模块，用于对所述生物芯片内的待测样品进行聚合酶链式反应PCR扩增；
[0038]图像采集模块，用于向所述生物芯片照射不同强度的激发光线，同时对所述生物芯片进行图像采集，所述激发光线能够激发所述待测样品中的荧光探针发光；
[0039]数据处理模块，用于对采集到的多张图像进行数据处理，得到阳性反应的微反应腔室的数目；
[0040]计算模块，用于根据阳性反应的微反应腔室的数目计算待测样品的拷贝数。
[0041]本专利技术的实施例还提供了一种生物芯片的检测设备，包括：存储器和处理器，所述
存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的生物芯片的检测方法的步骤。
[0042]本专利技术的实施例还提供了一种计算机可读介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的生物芯片的检测方法的步骤。
[0043]本专利技术的实施例具有以下有益效果：
[0044]上述方案中，对生物芯片内的待测样品进行PCR扩增后，向生物芯片照射不同强度的激发光线，同时对生物芯片进行图像采集，对采集到的多张图像进行数据处理，得到阳性反应的微反应腔室的数目，进而计算待测样品的拷贝数。本专利技术的技术方案不是通过设置阈值的方式利用单张图像确定阳性反应的微反应腔室的数目，而是采集不同强度的激发光线下的多张图像，通过对多张图像进行数据处理，得到阳性反应的微反应腔室的数目，能够提高生物芯片的检测精度。
附图说明
[0045]图1为本专利技术实施例生物芯片的检测方法的流程示意图；
[0046]图2为本专利技术实施例生物芯片的俯视示意图；
[0047]图3为本专利技术实施例生物芯片的检测装置的结构示意图；
[0048]图4为本专利技术实施例生物芯片的检测设备的组成示意图。
具体实施方式
[0049]为使本专利技术的实施例要解决的技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物芯片的检测方法，其特征在于，包括：将待测样品导入生物芯片，所述生物芯片包括多个微反应腔室；对所述生物芯片内的待测样品进行聚合酶链式反应PCR扩增；向所述生物芯片照射不同强度的激发光线，同时对所述生物芯片进行图像采集，所述激发光线能够激发所述待测样品中的荧光探针发光；对采集到的多张图像进行数据处理，得到阳性反应的微反应腔室的数目；根据阳性反应的微反应腔室的数目计算待测样品的拷贝数。2.根据权利要求1所述的生物芯片的检测方法，其特征在于，所述向所述生物芯片照射不同强度的激发光线，同时对所述生物芯片进行图像采集包括：在预设时间长度T内，控制激光光线的强度从0线性增加到A，同时以时间间隔T/(N-1)采集N张图像，每张图像的曝光时间保持一致，N为大于1的整数。3.根据权利要求2所述的生物芯片的检测方法，其特征在于，A为所述待测样品中的荧光探针能够接受的最大光照强度。4.根据权利要求2所述的生物芯片的检测方法，其特征在于，所述对采集到的多张图像进行数据处理，得到阳性反应的微反应腔室的数目包括：根据所采集的图像获取每一微反应腔室的中心位置信息；根据每一微反应腔室的大小和中心位置信息确定每一微反应腔室在图像中所包括的像素；根据每一微反应腔室所包括的像素的灰阶值确定每一微反应腔室在N张图像中的荧光强度；根据每一微反应腔室在所述N张图像中的荧光强度确定阳性反应的微反应腔室的数目。5.根据权利要求4所述的生物芯片的检测方法，其特征在于，所述根据所采集的图像获取每一微反应腔室的中心位置信息包括：对第N张图像进行二值化处理，得到二值图像；在行方向上根据第一膨胀算子对所述二值图像进行形态学膨胀操作，得到第一图像，其中，所述第一图像中行方向上的一个连通域表示一行微反应腔室；在列方向上根据第二膨胀算子对所述二值图像进行形态学膨胀操作，得到第二图像，其中，所述第二图像中列方向上的一个连通域表示一列的微反应腔室；通过检测所述第一图像中在所述行方向上的连通域，确定微反应腔室阵列的行数以及每一行微反应腔室在列方向上的中心位置信息；通过检测所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯孟军，吴琼，刘宗民，段立业，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：