【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供了用于可视化、审查和操纵由生物分析系统(诸如数字聚合酶链反应(dpcr))获得的数据的改进方法。此外，本专利技术提供了一种用于审查和操纵由生物分析系统获得的数据的系统和计算机可读存储介质。
技术介绍
1、由于需要以有用的方式向用户显示大量数据点，因此由能够同时处理大量样本的生物分析系统获得的数据的可视化的方法具有高相关性。此类生物分析系统通常用于聚合酶链式反应(pcr)、测序、基因分型和其他应用中以提供定量数据。
2、近年来获得越来越重要的一个技术是数字pcr(dpcr)。在dpcr中，含有少量靶核酸的每个样本被分成许多子样本，也称为分区。因此，每个分区或包含靶核酸或不包含靶核酸。随后，执行根据标准协议的端点pcr，并且在某个位置测量每个分区的信号。例如，对于包含靶核酸的分区，由于扩增反应，可以测量阳性检测信号，而对于不包含靶核酸的分区，由于没有发生扩增反应，因此不产生检测信号。因此，dpcr使用端时间pcr的标准进程，但将pcr分成许多单个分区，其中靶随机分布在所有可用分区上。当靶随机分布时，可以使用泊松统计来计算每个阳性分区的靶核酸的量。这样的dpcr系统将高通量筛选和多路复用能力与高灵敏度、优异的精度和非常好的再现性结合起来。几种dpcr系统可商购获得，例如qiacuity系统(qiagen，hilden)，其被设计用于作为稀有突变检测、拷贝数变异、基因表达分析、ngs(下一代测序)库定量、(低级)病原体检测、病毒载量检测、基因分型、mirna研究、lncrna分析和基因修饰生物体(gmo)检测的
3、分区、热循环、成像(即数据收集)和分析的过程通常在生物分析系统(诸如，qiagen，hilden)中实现。这些系统至少包括热循环仪、光学系统、一个或更多个处理器、存储器、存储设备和显示器。在dpcr中，信号通常是由荧光团发射并根据发射信号的波长在不同通道中检测的荧光信号。通常，使用一种或多种荧光团。基于在一个通道中检测到的所有信号，可以计算阈值以区分该通道中的阳性分区和阴性分区，对应于发生扩增反应或未发生扩增反应的分区。结果，这些系统提供每微升靶核酸的拷贝集中的浓度以及质量控制，诸如阳性样本或非模板对照(ntc)。
4、由于在dpcr应用中同时施行大量扩增反应，因此获得了需要进一步处理和可视化以允许用户进行数据解释的大量数据。通常，经处理的数据经由图形用户界面(gui)在显示器处显示给用户。现有技术已经公开了用于dpcr数据可视化的不同方法。
5、例如，ep 3014506 a1教导了通过显示在芯片上检测到底层信号的相对位置(x，y坐标)来可视化dpcr数据的方法。
6、此外，数据可以以可视化所选靶通道(例如fam)的荧光强度值的分布的直方图显示。x轴表示荧光强度，y轴表示具有该荧光强度的分区的数目。通常，发生扩增反应的分区将具有高荧光强度，而未检测到扩增反应的分区将具有产生两个不同峰的低荧光强度。
7、此外，数据可以被可视化为散布图。例如，二维(2d)散点图通过绘制一个通道的荧光强度与另一个通道的荧光强度来显示来自两个选定通道的荧光强度。没有扩增反应(阴性)的分区发生在两个通道中具有低荧光强度的簇，而检测到信号(阳性)的分区根据用于靶核酸标记的相应染料进行聚类。例如，在fam通道中可以检测到信号的分区表现为一个聚类，在cy5通道中可以检测到信号的分区表现为第二聚类，在两个通道中可以检测到信号的分区表现为第三聚类，并且在fam或cy5通道中都不能检测到信号(阴性)的分区表现为第四聚类。二维散点图的这种表示在us2015/0269756 a1中描述并且由qiacuity软件(qiagen，hilden)提供。
8、用户可以通过调整阳性分区和阴性分区之间的区别的信号强度阈值来操纵数据可视化。对某个阈值的选择相应地改变数据的可视化。
9、此外，在一些分区中，可检测到不同于用于成功扩增的预期信号的阳性信号(假阳性)，或发生导致那些分区无效的任何其它错误事件。在这种情况下，重要的是识别那些事件并相应地通过排除必须从分析中校正以允许可靠的数据解释的所有分区来校正数据。在qiacuity软件(qiagen，hilden)中提供了通过排除无效信号进行数据校正的这种方法。
10、来自每个分区的信号的特定特性导致可用于分析的样本的许多信息。必须以有用的方式可视化该信息，使得可以评估数据的质量并且适当地解释结果。在需要对复杂样本中的最小量的靶核酸或靶核酸检测进行精确定量的情况下，诸如针对严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(sars-cov-2)的废水测试或包括癌症突变的最罕见的遗传疾病的识别，需要校正的分区的识别是特别重要的。就这一点而言，必须被校正的分区对数据分析和解释和后续措施具有显著影响。然而，现有技术方法仅通过排除必须如上所述校正的分区来提供错误事件和后续数据校正的识别，但不允许重新考虑或可视化信号或分区被校正的原因。因此，直到今天没有提供允许通过根据校正的原因在不同类别的经校正的信号之间或经校正的分区之间进行区分来进行可视化的用于dpcr数据可视化的方法。此外，现有技术方法不允许用户手动地从不同类别的成员的可视化和重新分类中排除这样的类别或包括这样的类别。
技术实现思路
1、本专利技术克服了现有技术的核心缺陷。特别地，本专利技术提供了用于审查和操纵在生物分析系统中施行的由生物化验(诸如dpcr)获得的数据的改进方法，其允许可靠的结果作为数据解释的基础。分别表示预处理或校正数据的信号图，即分别用于每个有效或正确分配的分区的信号强度用作本专利技术的方法的基础。
2、特别地，提供了用于处理由生物分析系统确定的数据的有用方法，诸如dpcr数据，其允许可靠地解释所分析的样本中存在或不存在靶分子，诸如核酸。本文描述的技术基于在包含分析的样本的衬底的区域中从称为分区的反应位点发射的检测到的信号的分类。此外，本文中所揭示的方法提供必须被校正的信号的优选自动识别及必须根据校正原因而校正的那些信号的优选自动分类。本文公开的审查方法根据其在该区域中的空间位置并且根据相应的类别或分类来提供表示位于基板的区域处的分区的信号图中的数据的自动可视化。另外，操纵方法响应于第一交互式工具的操纵而提供用户对信号图中的类别或分类的表示的手动调整。第二交互式工具允许用户手动重新分类已经被自动分类到不同类别的单个分区。因此，本专利技术的方法特别改善了dpcr数据处理，并且在生物样本中存在或不存在靶核酸时提供更可靠的结果。本文所述的方法特别适用于检测复杂生物样本和/或生物样本中的靶核酸，其中靶核酸仅存在于定期导致错误测量的最小量。因此，与传统的实时pcr和易于出错的样本的可靠数据分析相比，本文提供的方法组合了dpcr的更高准确度。因此，本专利技术对现有技术做出了重要的贡献。
3、根据第一方面，提供了一种用于审查和操纵从由生物分析系统确定的信号获得的数据的方法，包括以下步骤：
4、(a)从位于经受生物测定的衬底的区域处的多个分区接收本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于审查和操纵从由生物分析系统确定的信号获得的数据的方法，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，(E)中的所述信号图具有以下特性之一：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述阴性分区由所述信号图中与步骤(G)、(H)和(J)的指示符不同的另外的指示符表示。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，同时施行步骤(G)和(H)。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，步骤(I)和(J)一个接一个地进行。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中，所述指示符选自颜色、几何形状、图案、记号、图标、数字、字符、符号和/或适于在所述类别之间进行区分的任何其他方式。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，所述检测到的信号是从由光学系统检测到的一个或更多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、或者五个或更多个荧光团发射的荧光信号。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的方法，其中，所述信号强度阈值是根据从位于经受生物测定的衬底的区域处的多
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的方法，其中，所述信号强度阈值能够由所述用户响应于对至少一个图形交互式工具的操纵来调整。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，响应于用于调整所述信号强度阈值的至少一个图形交互工具的操纵，相应地调整所述分类和显示步骤。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的方法，其中，所述衬底具有以下特性中的一个或更多个：
12.根据权利要求1-11中的任一项所述的方法，其中，在所述生物测定中分析的生物样本包含核酸。
13.根据权利要求1-12中的任一项所述的方法，其中，针对所述有效分区检测到的信号基于在所述生物分析系统中分析的所述样本中是否存在靶核酸。
14.根据权利要求1-13中的任一项所述的方法，其中，在所述生物分析系统中施行的所述生物测定是扩增反应。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述扩增反应具有以下特性中的一个或更多个：(i)其为聚合酶链反应(PCR)；(ii)其为数字聚合酶链反应(dPCR)；(iii)其为逆转录扩增反应；(iv)其为逆转录PCR(RT-PCR)；(v)其为等温扩增反应；(vi)其为定量PCR；(vii)其为定量逆转录PCR。
16.根据权利要求1-15中的任一项所述的方法，其中，所述方法包含以下特性中的一个或更多个：
17.一种用于审查和操纵从由生物分析系统确定的信号获得的数据的系统，所述系统包含：
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述系统还包含：
19.根据权利要求17或18所述的系统，其中，所述部件(a)至(b)或(a)至(g)被连接以传送和处理信息。
20.一种编码有指令的计算机可读存储介质，所述指令可由处理器执行以用于对数据进行审查和操纵，所述指令包含用于施行根据权利要求1-15或16中的任一项所述的方法的指令。
21.一种用于审查和操纵从由生物分析系统确定的信号获得的数据的方法，包含以下步骤：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于审查和操纵从由生物分析系统确定的信号获得的数据的方法，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，(e)中的所述信号图具有以下特性之一：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述阴性分区由所述信号图中与步骤(g)、(h)和(j)的指示符不同的另外的指示符表示。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，同时施行步骤(g)和(h)。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，步骤(i)和(j)一个接一个地进行。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中，所述指示符选自颜色、几何形状、图案、记号、图标、数字、字符、符号和/或适于在所述类别之间进行区分的任何其他方式。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，所述检测到的信号是从由光学系统检测到的一个或更多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、或者五个或更多个荧光团发射的荧光信号。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的方法，其中，所述信号强度阈值是根据从位于经受生物测定的衬底的区域处的多个分区检测到的所有信号的信号强度的分布来生成的。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的方法，其中，所述信号强度阈值能够由所述用户响应于对至少一个图形交互式工具的操纵来调整。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，响应于用于调整所述信号强度阈值的至少一个图形交互工具的操纵，相应地调整所述分类和显示步骤。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的方法，其中，所述衬底具...
【专利技术属性】
技术研发人员：玛丽亚·沃兹尼克，凯文·马塔哈伊，马特乌斯·弗罗布莱夫斯基，
申请(专利权)人：凯杰有限公司，
类型：发明
国别省市：
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