基于聚合酶链式反应的检测控制方法、装置和计算机设备制造方法及图纸

本申请提供一种基于聚合酶链式反应的检测控制方法、装置和计算机设备，属于核酸检测技术领域。所述方法包括：获取待检测样本的荧光强度序列，并根据该荧光强度序列生成扩增反应曲线；对该荧光强度序列中的多个荧光强度进行拟合处理，得到目标拟合曲线；根据该目标拟合曲线对该扩增反应曲线进行规范化处理，并根据规范化后扩增反应曲线确定该扩增反应曲线是否满足预设的阳性判断条件；若是，确定该待检测样本为阳性样本，控制该操作设备停止执行扩增反应，并输出检测结果，若否，则进入下一扩增循环周期。本申请可以达到缩短生物检测花费的时间、提高生物检测的效率的效果。提高生物检测的效率的效果。提高生物检测的效率的效果。

【技术实现步骤摘要】
基于聚合酶链式反应的检测控制方法、装置和计算机设备


[0001]本申请涉及核酸检测
，具体而言，涉及一种基于聚合酶链式反应的检测控制方法、装置和计算机设备。

技术介绍

[0002]随着生物科学技术的发展，人们会使用聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，简称PCR)来进行生物检测，比如可以用PCR技术来进行基因表达的定量分析、传染病的定性检测等。
[0003]相关技术中，在对待检测样本进行PCR时，一般会先预设需要进行的扩增循环数，在每个扩增循环中，将环境温度调节到95℃左右的高温，此时DNA会变性，将双链打开成单链，再将环境温度调节到60℃左右的低温，然后DNA单链会与引物按碱基对互补配对结合，然后将环境温度调节到DNA聚合酶最适反应温度，比如72℃左右，此时DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖的方向合成互补链，最后生成的双链结构即PCR的扩增产物，在预设的扩增循环数完成之后也就完成了生物检测。
[0004]为了确保检测结果准确，就要将扩增循环数设置的较多，并且每个扩增循环需要的时间都比较长，因此，这种方案存在进行生物检测花费时间长、效率较低的问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种基于聚合酶链式反应的检测控制方法、装置和计算机设备，可以达到缩短生物检测花费的时间、提高生物检测的效率的效果。
[0006]本申请的实施例是这样实现的：
[0007]本申请实施例的第一方面，提供一种基于聚合酶链式反应的检测控制方法，应用于检测系统中的处理设备，所述检测系统中包括所述处理设备、检测设备以及操作设备，所述方法包括：
[0008]控制所述操作设备循环执行扩增反应，并在每个扩增循环周期结束时执行如下步骤：
[0009]获取待检测样本的荧光强度序列，并根据所述荧光强度序列生成扩增反应曲线，所述荧光强度序列包括多个荧光强度，所述荧光强度用于指示累积的扩增产物的数量，各所述荧光强度分别由所述检测设备在完成一个扩增循环后检测所述待检测样本得到；
[0010]对所述荧光强度序列中的多个荧光强度进行拟合处理，得到目标拟合曲线；
[0011]根据所述目标拟合曲线对所述扩增反应曲线进行规范化处理，并根据规范化后扩增反应曲线确定所述扩增反应曲线是否满足预设的阳性判断条件；
[0012]若是，确定所述待检测样本为阳性样本，控制所述操作设备停止执行扩增反应，并输出检测结果，若否，则进入下一扩增循环周期。
[0013]可选地，所述获取待检测样本的荧光强度序列，并生成扩增反应曲线，包括：
[0014]获取所述待检测样本在当前扩增循环周期之前已经完成的各扩增循环周期内的
荧光强度，并将各所述荧光强度按各所述扩增循环周期的顺序生成所述荧光强度序列；
[0015]在当前扩增循环周期之前已经完成的扩增循环周期的数量大于预设基线扩增循环周期的数量的情况下，根据所述荧光强度序列生成所述扩增反应曲线。
[0016]可选地，所述对各所述荧光强度进行拟合处理，得到目标拟合曲线，包括：
[0017]根据初始荧光强度、预设的曲线基线期斜率、预测的最大荧光强度、曲线的锐度以及拐点构建初始曲线模型；
[0018]将各所述荧光强度和各所述荧光强度对应的扩增循环周期的排序信息输入到所述初始曲线模型中，得到初始拟合曲线；
[0019]对所述初始拟合曲线进行迭代优化，得到所述目标拟合曲线。
[0020]可选地，所述对所述初始拟合曲线进行迭代优化，得到所述目标拟合曲线，包括：
[0021]通过麦夸特(Levenberg
‑
Marquardt，简称L
‑
M)算法对所述初始拟合曲线进行非线性回归；
[0022]计算非线性回归后的初始拟合曲线与各所述扩增循环周期内的荧光强度的拟合度；
[0023]若所述拟合度大于或等于预设阈值，则将所述非线性回归后的初始拟合曲线作为所述目标拟合曲线；
[0024]若所述拟合度小于所述预设阈值，则对预设基线扩增循环周期内的荧光强度进行线性最小二乘法计算，得到所述预设基线扩增循环周期对应的基线曲线，并将所述基线曲线作为所述目标拟合曲线。
[0025]可选地，所述根据所述目标拟合曲线对所述扩增反应曲线进行规范化处理，并根据规范化后扩增反应曲线确定所述扩增反应曲线是否满足预设的阳性判断条件，包括：
[0026]获取所述目标拟合曲线的基线区的斜率和截距，对所述扩增反应曲线进行规范化处理；
[0027]确定所述规范化后扩增反应曲线与预设的阈值线是否存在交点；
[0028]若不存在所述交点，则确定所述扩增反应曲线不满足所述预设的阳性判断条件；
[0029]若存在所述交点，则根据当前时刻与所述交点对应时刻之间存在的所述扩增循环周期的数量是否大于预设数量；
[0030]若否，则确定所述扩增反应曲线不满足所述预设的阳性判断条件；
[0031]若是，则根据所述扩增反应曲线的特征信息确定所述扩增反应曲线是否满足所述预设的阳性判断条件。
[0032]可选地，所述根据所述扩增反应曲线的特征信息确定所述扩增反应曲线是否满足所述预设的阳性判断条件，包括：
[0033]对所述扩增反应曲线进行求导，得到求导结果，所述求导结果包括一阶导数和二阶导数；
[0034]根据所述求导结果确定所述扩增反应曲线的凹凸性，并根据所述扩增反应曲线的凹凸性确定所述扩增反应曲线是否满足所述预设的阳性判断条件。
[0035]可选地，所述根据所述扩增反应曲线的凹凸性确定所述扩增反应曲线是否满足所述预设的阳性判断条件，包括：
[0036]在确定所述扩增反应曲线不为凸函数的情况下，确定所述扩增反应曲线不满足所
述预设的阳性判断条件；
[0037]在确定所述扩增反应曲线为凸函数的情况下，确定所述扩增反应曲线满足所述预设的阳性判断条件。
[0038]本申请实施例的第二方面，提供了一种基于聚合酶链式反应的检测控制装置，应用于检测系统中的处理设备，所述检测系统中包括所述处理设备、检测设备以及操作设备，所述装置包括：
[0039]控制模块，用于控制所述操作设备循环执行扩增反应，并在每个扩增循环周期结束时调用其他模块执行相应的步骤；
[0040]获取生成模块，用于获取待检测样本的荧光强度序列，并根据所述荧光强度序列生成扩增反应曲线，所述荧光强度序列包括多个荧光强度，所述荧光强度用于指示累积的扩增产物的数量，各所述荧光强度分别由所述检测设备在完成一个扩增循环后检测所述待检测样本得到；
[0041]拟合模块，用于对所述荧光强度序列中的多个荧光强度进行拟合处理，得到目标拟合曲线；
[0042]规范化处理模块，用于根据所述目标拟合曲线对所述扩增反应曲线进行规范化处理，并根据规范化后扩增反应曲线确定所述扩增反应曲线是否满足预设的阳性判断条件；
[0043]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于聚合酶链式反应的检测控制方法，其特征在于，应用于检测系统中的处理设备，所述检测系统包括所述处理设备、检测设备以及操作设备，所述方法包括：控制所述操作设备循环执行扩增反应，并在每个扩增循环周期结束时执行如下步骤：获取待检测样本的荧光强度序列，并根据所述荧光强度序列生成扩增反应曲线，所述荧光强度序列包括多个荧光强度，所述荧光强度用于指示累积的扩增产物的数量，各所述荧光强度分别由所述检测设备在完成一个扩增循环后检测所述待检测样本得到；对所述荧光强度序列中的多个荧光强度进行拟合处理，得到目标拟合曲线；根据所述目标拟合曲线对所述扩增反应曲线进行规范化处理，并根据规范化后扩增反应曲线确定所述扩增反应曲线是否满足预设的阳性判断条件；若是，确定所述待检测样本为阳性样本，控制所述操作设备停止执行扩增反应，并输出检测结果，若否，则进入下一扩增循环周期。2.如权利要求1所述的基于聚合酶链式反应的检测控制方法，其特征在于，所述获取待检测样本的荧光强度序列，并生成扩增反应曲线，包括：获取所述待检测样本在当前扩增循环周期之前已经完成的各扩增循环周期内的荧光强度，并将各所述荧光强度按各所述扩增循环周期的顺序生成所述荧光强度序列；在当前扩增循环周期之前已经完成的扩增循环周期的数量大于预设基线扩增循环周期的数量的情况下，根据所述荧光强度序列生成所述扩增反应曲线。3.如权利要求1所述的基于聚合酶链式反应的检测控制方法，其特征在于，所述对各所述荧光强度进行拟合处理，得到目标拟合曲线，包括：根据初始荧光强度、预设的曲线基线期斜率、预测的最大荧光强度、曲线的锐度以及拐点构建初始曲线模型；将各所述荧光强度和各所述荧光强度对应的扩增循环周期的排序信息输入到所述初始曲线模型中，得到初始拟合曲线；对所述初始拟合曲线进行迭代优化，得到所述目标拟合曲线。4.如权利要求3所述的基于聚合酶链式反应的检测控制方法，其特征在于，所述对所述初始拟合曲线进行迭代优化，得到所述目标拟合曲线，包括：通过麦夸特算法对所述初始拟合曲线进行非线性回归；计算非线性回归后的初始拟合曲线与各所述扩增循环周期内的荧光强度的拟合度；若所述拟合度大于或等于预设阈值，则将所述非线性回归后的初始拟合曲线作为所述目标拟合曲线；若所述拟合度小于所述预设阈值，则对预设基线扩增循环周期内的荧光强度进行线性最小二乘法计算，得到所述预设基线扩增循环周期对应的基线曲线，并将所述基线曲线作为所述目标拟合曲线。5.如权利要求1所述的基于聚合酶链式反应的检测控制方法，其特征在于，所述根据所述目标拟合曲线对所述扩增反应曲线进行规范化处理，并根据规范化后扩增反应曲线确定所述扩增反应曲线是否满足预设的阳性判断条件，包括：获取所述目标拟合曲线的基线区的斜率和截距，对所述扩增反应曲线进行规范化处理；确定所述规范化后扩增反应曲线与预设的阈值线是否存...

【专利技术属性】
技术研发人员：李献红，孙尧，黄挺，张晓婷，
申请(专利权)人：西安佰奥莱博生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：