本发明专利技术提供一种基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法及PCR仪器，该方法包括以下步骤：获取图像数据，图像数据包括循环次数数据与图像灰度数据；基于公式(1)对图像数据进行拟合，得到拟合曲线。PCR仪器包括光学激发单元、PCR荧光采集单元、处理器及可读存储介质，其中，PCR荧光采集单元用于采集来自样品的荧光信号并生成图片，处理器与光学激发单元、PCR荧光采集单元及可读存储介质均相连，可读存储介质中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器在执行计算机程序时实现上述方法。本发明专利技术采用公式(1)对图像数据进行拟合，得到拟合曲线，其应用了PCR的指数扩增原理，具有结果判断更准确、灵敏度更高、检测稳定性更强、不易受外界干扰等特点。外界干扰等特点。外界干扰等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法及PCR仪器
[0001]本专利技术属于基因检测
，涉及一种基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法及PCR仪器。
技术介绍
[0002]聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，简称PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅增加。
[0003]实时荧光定量PCR技术是一种在PCR反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。实时荧光定量PCR技术有效地解决了传统定量只能终点检测的局限，实现了每一轮循环均检测一次荧光信号的强度，并记录在软件之中，通过对每个样品Ct值的计算，根据标准曲线获得定量结果。其中，Ct值(Cycle threshold，循环阈值)是指每个反应管内的荧光信号到达设定阈值时所经历的循环数。
[0004]PCR仪器通常包括光学激发单元及荧光采集单元，在PCR反应进行过程中，光学激发单元产生激发光，并通过LED透镜直接照射样品，样品被激发后产生的荧光信号通过滤光片和透镜抵达荧光采集单元(例如CCD摄像机)，并被抓取图像，软件处理图像得到PCR曲线数据，通过拟合算法处理，形成PCR曲线。采用不同的拟合算法，呈现的PCR曲线也不相同。
[0005]因此，如何提供一种基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法及PCR仪器，以使得PCR反应结果判断灵敏度更高、稳定性更强、不易受外界干扰、阴阳性结果判定更迅速，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
技术实现思路
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法及PCR仪器，用于解决现有技术中PCR反应结果判断耗时、抗外界干扰能力差、以及灵敏度低的缺点。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法，包括以下步骤：
[0008]获取图像数据，所述图像数据包括循环次数数据与图像灰度数据；
[0009]基于公式(1)对所述图像数据进行拟合，得到拟合曲线；
[0010][0011]其中，y为灰度值，x为循环次数，y0为最小灰度值，a为最大灰度值，x0为起峰点对应的循环次数，b为预设斜率值。
[0012]可选地，所述图像数据的获得包括对原始数据进行曲线噪声去除处理。
[0013]可选地，所述原始数据的获得包括以下步骤：
[0014]在PCR反应的每个循环中采集多张图片；
[0015]对所述图片对应于PCR反应腔的有效区域进行识别以提取出对应于PCR反应腔的有效区域的图片或像素值；
[0016]对提取出的对应于PCR反应腔的有效区域的图片或像素值求取像素灰度平均值；
[0017]对每个循环的多张所述图片的所述像素灰度平均值进一步求平均值。
[0018]可选地，在进行所述识别之前，对采集的图片进行图像去噪声处理。
[0019]可选地，所述图像去噪声处理采用的方法包括算术均值滤波、高斯滤波、中值滤波、双边滤波及BM3D算法滤波中的一种或多种。
[0020]可选地，对所述图片对应于PCR反应腔的区域进行识别的方法包括图像匹配算法、局部区域机器学习聚类算法中的一种或两种。
[0021]可选地，所述曲线噪声去除处理采用的方法包括临近平均值法、FFT滤波器法、低通滤波器法及Savitzky
‑
Golay平滑滤噪法中的一种或多种。
[0022]可选地，所述临近平均值法包括6点平滑处理、3点平滑处理及5点平滑处理中的一种。
[0023]可选地，所述图像数据的获得还包括对进行所述曲线噪声去除处理后的数据进行线性矫正。
[0024]可选地，所述线性矫正包括逆gamma矫正。
[0025]可选地，所述预设斜率值的获得包括以下步骤：
[0026]获取多组试验图像数据；
[0027]基于公式(2)分别对多组所述试验图像数据进行拟合，并采用最小二乘法求解出待定斜率值，其中，b0为待定斜率值；
[0028][0029]对基于多组所述试验图像数据求解出的多个待定斜率值求平均值，作为所述预设斜率值。
[0030]可选地，基于至少50组所述试验图像数据得到所述预设斜率值。
[0031]本专利技术还提供一种PCR仪器，包括：
[0032]光学激发单元，用于出射激发光于样品表面；
[0033]PCR荧光采集单元，用于采集来自所述样品的荧光信号并生成图片；
[0034]处理器，与所述光学激发单元及所述PCR荧光采集单元相连；
[0035]可读存储介质，与所述处理器相连，所述可读存储介质中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法。
[0036]可选地，所述光学激发单元包括蓝光LED组件及黄光LED组件。
[0037]可选地，所述蓝光的波长范围是450nm
‑
490nm，所述黄光的波长范围是555nm
‑
585nm。
[0038]如上所述，本专利技术的基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法及PCR仪器采用
公式(1)对图像数据进行拟合，得到拟合曲线，其应用了PCR的指数扩增原理，具有结果判断更准确、灵敏度更高、检测稳定性更强、不易受外界干扰等特点。
附图说明
[0039]图1显示为实施例一中所述基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法的一种流程图。
[0040]图2显示为一种处理前的原始数据曲线图。
[0041]图3显示为通过本专利技术的基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法处理之后得到的PCR曲线图。
[0042]图4显示为图2与图3的曲线合并后的示意图。
[0043]图5显示为本专利技术的PCR仪器的结构框图。
[0044]元件标号说明
[0045]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
光学激发单元
[0046]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
PCR荧光采集单元
[0047]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
处理器
[0048]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
可读存储介质
具体实施方式
[0049]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0050]请参阅图1至本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法，其特征在于，包括以下步骤：获取图像数据，所述图像数据包括循环次数数据与图像灰度数据；基于公式(1)对所述图像数据进行拟合，得到拟合曲线；其中，y为灰度值，x为循环次数，y0为最小灰度值，a为最大灰度值，x0为起峰点对应的循环次数，b为预设斜率值。2.根据权利要求1所述的基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法，其特征在于：所述图像数据的获得包括对原始数据进行曲线噪声去除处理。3.根据权利要求2所述的基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法，其特征在于，所述原始数据的获得包括以下步骤：在PCR反应的每个循环中采集多张图片；对所述图片对应于PCR反应腔的有效区域进行识别以提取出对应于PCR反应腔的有效区域的图片或像素值；对提取出的对应于PCR反应腔的有效区域的图片或像素值求取像素灰度平均值；对每个循环的多张所述图片的所述像素灰度平均值进一步求平均值。4.根据权利要求3所述的基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法，其特征在于：在进行所述识别之前，对采集的图片进行图像去噪声处理。5.根据权利要求4所述的基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法，其特征在于：所述图像去噪声处理采用的方法包括算术均值滤波、高斯滤波、中值滤波、双边滤波及BM3D算法滤波中的一种或多种。6.根据权利要求3所述的基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法，其特征在于：对所述图片对应于PCR反应腔的区域进行识别的方法包括图像匹配算法、局部区域机器学习聚类算法中的一种或两种。7.根据权利要求3所述的基于荧光图片的PCR数据处理与曲线拟合方法，其特征在于：所述曲线噪声去除处理采用的方法包括临近平均值法、FFT滤波器法、低通滤波器法及Savitzky
‑
Golay平滑滤噪法中的一种或多种。8.根据权利要求7所述的基于荧光图片...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡立磊，陈昌，周琳，汪凯，
申请(专利权)人：上海驷格生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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