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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及核酸序列的生成,更具体地,涉及生成自然界不存在的核酸序列的方法及其生成的核酸序列。
技术介绍
1、近年来,基于聚合酶链式反应(pcr)的病原体检测或分子分型方法的需求不断提高。为了评估检测过程的有效性,通常需要添加标准质控样品,以帮助解释结果,并确定可能存在的污染、扩增反应抑制或核酸提取过程中的问题等不利因素。然而,完全来源于检测对象的质控样品可能会引入潜在的污染和对结果解读的干扰。因此,为了避免这种问题,可以采取一些措施来减少对检测反应的潜在影响,如使用合成的核酸控制品或特定设计的质控样品。这种外源性的内参质控品(即,外源内参质控品)是实验室质量控制的一种重要工具,通常是包含一段检测靶标以外的序列。它可以是用于质控核酸提取及扩增检测过程的模拟假病毒、细菌等,能够用于实验室检测的质量控制,降低临床样本抑制/干扰物等因素造成的实验质控失效。
2、目前用于分子诊断试剂盒中的质控样品主要是具有感染洁性的病毒血清,如王豆豆楠等制备的丙型肝炎病毒标准质控:用hcv rna 阴性血浆将阳性血浆稀释至含量约300000 拷贝数(copy)/ml 然后进行真空冷冻干燥。然而,该法制备的标准质控样品具有感染洁性,容易导致病毒的扩散和传播。satoshi inoue 等制备的用于炭植杆菌分子诊断中的质控样品,其在质控dna 中引入eco rv 和bamh i 两个酶切位点用于鉴别是否由于质控的污染而导致的假阳性扩增。laetitia ninove 在2011年发表的论文中提到的制备方法:使用人工合成的含有t7 启动子引物、no
技术实现思路
1、基于上述,本申请提供了一种生成自然界不存在的核酸序列的方法、电子设备、电子装置、计算机可读存储介质和计算机程序产品、使用该方法生成的核酸序列和通过pcr检测样品中的目标核酸的方法。
2、根据本申请的一方面,本申请提供了一种生成自然界不存在的核酸序列的方法,其中所生成的核酸序列用作通过聚合酶链式反应(pcr)检测目的核酸的外源内参序列,该方法包括通过计算机执行的以下步骤:生成第一数量的核酸序列,该核酸序列中的每一个包括n个碱基对,该n是正整数;基于核酸序列的期望特性,对所生成的核酸序列进行筛选,获得筛选后的核酸序列;将筛选后的核酸序列组装为外源内参序列,该外源内参序列包含将引物和探针进行连接获得的连接后的核酸序列,该引物包括正向引物和反向引物,且正向引物、反向引物和探针中的至少一者来自该筛选后的核酸序列;以及基于该连接后的核酸序列与已知的自然界的核酸序列进行比较,获得该自然界不存在的核酸序列,其中该期望特性包括与核酸序列的溶解温度(tm)、发夹结构、形成核酸序列所需的自由能deltag、自身二聚体、交叉二聚体和特定碱基的数量中的一个或多个相关的期望特性。
3、根据本申请的另一方面,本申请提供了一种用于生成自然界不存在的核酸序列的电子设备,其中所生成的核酸序列用作通过聚合酶链式反应(pcr)检测目的核酸的外源内参序列,该电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序,该处理器执行该计算机程序以实现根据本申请的实施例的方法的步骤。
4、根据本申请的另一方面,本申请提供了一种用于生成自然界不存在的核酸序列的电子装置,其中所生成的核酸序列用作通过聚合酶链式反应(pcr)检测目的核酸的外源内参序列,该电子装置包括:用于生成第一数量的核酸序列的部件,该核酸序列中的每一个包括n个碱基对,该n是正整数;用于基于核酸序列的期望特性,对所生成的核酸序列进行筛选,获得筛选后的核酸序列的部件;用于将所述筛选后的核酸序列组装为外源内参序列的部件,该外源内参序列包含将引物和探针进行连接获得的连接后的核酸序列,该引物包括正向引物和反向引物,且正向引物、反向引物和探针中的至少一者来自该筛选后的核酸序列;以及用于基于该连接后的核酸序列与已知的自然界的核酸序列进行比较,获得该自然界不存在的核酸序列的部件,其中该期望特性包括与核酸序列的溶解温度(tm)、发夹结构、形成核酸序列所需的自由能deltag、自身二聚体、交叉二聚体和特定碱基的数量中的一个或多个相关的期望特性。
5、根据本申请的另一方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,该计算机指令被处理器执行时实现根据本申请的实施例的方法的步骤。
6、根据本申请的另一方面,本申请提供了一种计算机程序产品,包括计算机指令,该计算机指令被处理器执行时实现根据本申请的实施例的方法的步骤。
7、根据本申请的又一方面,本申请提供了通过根据本申请的实施例的方法生成的核酸序列。
8、根据本申请的再一方面,本申请提供了一种通过聚合酶链式反应(pcr)检测样品中的目标核酸的方法,该方法包括使用根据本申请的实施例的方法生成的核酸序列作为外源内参序列。
9、根据本申请的实施例的生成自然界不存在的核酸序列的方法至少具有以下几个方面的有点。在一个方面,由于生成的是自然界不存在的核酸序列,因此所生成的核酸序列可以避免与其他物种来源产生交叉污染,并且可以定量作为定量标准。在另一个方面,其是数据驱动的设计,因而可以利用大量的核酸序列组数据和实验结果来进行分析,从而可以更好地指导病原体检测的外源内参序列(即,内参扩增子)的设计。例如,根据本申请的实施例的方法可以从海量的数据中学习模式和规律,帮助确定最适合的病原体检测的外源内参序列的设计方案。在另一个方面,具有较高的精准性和效率:根据本申请的实施例的方法可以通过算法和模型来分析设计的外源内参序列的特异性、稳定性和灵敏度,从而提高设计的精准性和效率。例如,根据本申请的实施例的方法可以快速地进行大规模的数据分析和模拟,帮助筛选最佳的设计方案。在又一个方面,根据本申请的实施例的方法可以提供个性化设计:可以根据实验目的、样本类型、实验条件等因素进行性化设计,为不同实验提供定制化的病原体检测的外源内参序列设计方案。
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1.一种生成自然界不存在的核酸序列的方法,其中所生成的核酸序列用于通过聚合酶链式反应(PCR)检测目的核酸的外源内参序列,所述方法包括通过计算机执行的以下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述检测目的核酸用于检测目标病原体。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述正向引物、所述反向引物和所述探针中的至少二者或全部三者包含所述筛选后的核酸序列。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中基于所述核酸序列的期望特性,对所生成的核酸序列进行筛选包括:
5. 根据权利要求4所述的方法,其中所述预定数量为3,并且其中步骤(f):筛选出至少一个核酸序列组包括:
6.根据权利要求4所述的方法,其中所述第一温度范围是57℃-58℃,包括57℃和58℃;所述第二温度范围是67℃-70℃,包括67℃和70℃;所述预定GC范围是45%-56%,包括45%和56%;所述M1和M2各自独立地是1-10中的任意数字。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述步骤是所述计算机通过编程语言Python来执行的,所述第一数量的核酸序
8.根据权利要求1所述的方法,其中所生成的核酸序列用于PCR实验定量、质控、组装分子诊断、检测试剂盒和病原微生物宏基因组检测(mNGS)结果确认质控中的一者或多者。
9. 根据权利要求1所述的方法,其中以下中的至少一者基于与生成所述自然界不存在的核酸序列和对所生成的核酸序列进行应用相关的实验数据和反馈信息被调整:
10.通过根据权利要求1-9中的任一项所述的方法生成的核酸序列。
11. 根据权利要求10所述的核酸序列,其中筛选后的核酸序列包含以下引物核酸序列中的一者或两者:
12.根据权利要求11所述的核酸序列,其中所述核酸序列包括以下核酸序列:
13.一种通过聚合酶链式反应(PCR)检测样品中的目标核酸的方法,所述方法包括使用权利要求10-12中的任一项所述的核酸序列作为外源内参序列。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述方法用于检测样品中的目标病原体。
15.一种用于生成自然界不存在的核酸序列的电子设备,其中所生成的核酸序列用作通过聚合酶链式反应(PCR)检测目的核酸的外源内参序列,所述电子设备包括:
16.一种用于生成自然界不存在的核酸序列的电子装置,其中所生成的核酸序列用于通过聚合酶链式反应(PCR)检测目的核酸的外源内参序列,所述电子装置包括:
17.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-9中任一项所述方法的步骤。
18.一种计算机程序产品,包括计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-9中任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种生成自然界不存在的核酸序列的方法,其中所生成的核酸序列用于通过聚合酶链式反应(pcr)检测目的核酸的外源内参序列,所述方法包括通过计算机执行的以下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述检测目的核酸用于检测目标病原体。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述正向引物、所述反向引物和所述探针中的至少二者或全部三者包含所述筛选后的核酸序列。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中基于所述核酸序列的期望特性,对所生成的核酸序列进行筛选包括:
5. 根据权利要求4所述的方法,其中所述预定数量为3,并且其中步骤(f):筛选出至少一个核酸序列组包括:
6.根据权利要求4所述的方法,其中所述第一温度范围是57℃-58℃,包括57℃和58℃;所述第二温度范围是67℃-70℃,包括67℃和70℃;所述预定gc范围是45%-56%,包括45%和56%;所述m1和m2各自独立地是1-10中的任意数字。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述步骤是所述计算机通过编程语言python来执行的,所述第一数量的核酸序列是随机生成的,n为20-26之间的任意数字,并且所述核酸序列是脱氧核糖核酸(dna)序列或核糖核酸(rna)序列。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所生成的核酸序列用于pcr实验定量、质控、组装分子诊断、检测试剂盒和病原微生物宏基因组检测(mngs)结果确认质控中的一者...
【专利技术属性】
技术研发人员:张瑞,李金明,刘聪,韩彦熙,龙海馨,艾曲波,杨坤,冯慧颖,李响,
申请(专利权)人:北京医院,
类型:发明
国别省市:
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