通过无公式方法确定熔融温度技术

本发明专利技术是通过无公式方法确定熔融温度。进行熔融曲线数据集的一阶导数的数值确定。对于一阶导数值确定基线，并且从一阶导数值减去基线以产生修正的一阶导数值。确定修正的一阶导数值的第一最大值，并且所述第一最大值表示ＤＮＡ样本的熔融温度Ｔｍ。例如高斯混合模型（ＧＭＭ）函数等具有使用列文伯格－马夸尔特（ＬＭ）回归过程所确定的参数的模型函数也可用于查找对一阶导数曲线的近似。数值确定的一阶导数值的最大值用作模型函数的参数的初始条件。所确定参数提供一个或多个分步熔融温度值，它们可被返回，例如被显示或者以其它方式使用，供进一步处理。

【技术实现步骤摘要】

—般来说，本专利技术涉及处理表示寡核苷酸的熔融特性的数据，更具体来说，涉及用于根据熔融曲线数据来确定寡核苷酸样本的一个或多个熔融温度的系统和方法。
技术介绍
通常在PCR实验之后直接执行的DNA熔融温度的确定是区分基因型的一个重要方 法。例如，文献中近来论述的是将检查KRAS基因用于确定哪些患者可能是非小细胞肺癌的 治疗的候选者。其KRAS基因属于野生型的患者会获益于该治疗，而如果患者具有这种基因 的突变型变异，则治疗没有有益效果。由于这些治疗往往具有较大副作用，所以确定患者的 正确基因型是非常重要的。熔融KRAS化验的使用可帮助区分患者的基因型。因此，希望提 供准确有效地确定DNA样本的熔融温度的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术提供用于根据熔融曲线数据来确定寡核苷酸的熔融温度Tm的系统和方 法。在各个实施例中，进行熔融曲线数据集的一阶导数的数值确定。例如高斯混合模型 (G匪)函数等具有使用列文伯格-马夸尔特(Levenberg-Marquardt) (LM)回归过程所确定 的参数的模型函数用于查找一阶导数曲线的近似。数值确定的一阶导数值的最大值用作模 型函数的参数的初始条件。所确定参数提供分步熔融温度值，它们可被返回，例如被显示或 者以其它方式使用，供进一步处理。 根据本专利技术的一个方面，提供一种确定DNA的熔融温度Tm的计算机实现方法。该 方法通常包括接收表示DNA样本的熔融曲线的数据集，数据集包括各具有一对坐标值的多 个数据点。该方法通常还包括数值确定熔融曲线的数据点的一阶导数值；确定一阶导数 值的基线；从一阶导数值减去基线以产生修正的一阶导数值；以及确定修正的一阶导数值 的第一最大值。该方法通常还包括输出所述最大值，其中所述第一最大值表示DNA样本的 熔融温度Tm。该方法还包括以下步骤通过对高斯混合模型函数应用列文伯格_马夸尔特 (LM)回归过程以确定函数的一个或多个参数来计算拟合修正的一阶导数值的曲线的近似， 其中所述参数包括初始条件，并且第一最大值用作第一参数的初始条件；以及输出第一参 数，其中所确定的第一参数表示DNA样本的熔合温度Tm。在某些方面，该方法还包括确定一 阶导数值是否包括最接近第一最大值的台肩值。在某些实施例中，高斯混合模型包括如下 形式的表达G嬉,=fic/ (- a,)'五;cp -/ 、2、 、-A、 其中，i！工是第一参数，以及a工和o工是附加参数。在另一个方面，该方法进一步 包括显示第一参数值。在又另一个方面，回归过程包括列文伯格-马夸尔特(LM)回归过程。 在某些方面，该方法进一步包括以下步骤确定修正的一阶导数值的第二、第三或第四最大值，其中第二、第三或第四最大值用作第二、第三或第四参数的初始条件；以及输出第二、第 三或第四参数，其中所确定的第二、第三或第四参数表示DNA样本的第二、第三或第四熔融 温度Tm2、 Tm3或Tm4。在该方法的另一个方面，高斯混合模型包括如下形式的表达GMW2 = fxp(- a,).五;c/j<formula>formula see original document page 6</formula> 其中，i！ !是第一参数，P 2是第二参数，以及a p o p a 2和o 2是附加参数: 方法的又另一个方面，高斯混合模型包括如下形式的表达在该<formula>formula see original document page 6</formula>(j3 其中，h是第一参数，h是第二参数，i^是第三参数，以及Ql、 0l、 a2、 和03是附加参数。在该方法的又另一个方面，高斯混合模型包括如下形式的表达<formula>formula see original document page 6</formula>其中，P i是第一参数，P 2是第二参数，P 3是第三参数，P 4是第四参数，以及a p 0l、 a2、 o2、 a3、 o3、、和04是附加参数。在该方法的另一个方面，确定第一最大值包 括对修正的一阶导数值应用加窗过程(windowing process)，其中加窗过程还确定高斯混 合模型函数参数的一个或多个附加初始条件。 根据本专利技术的另一个方面，提供一种计算机可读介质，它存储用于控制处理器来 确定DNA的熔融温度Tm的代码。该所存储代码通常包括指令以用于接收表示DNA样本的 熔融曲线的数据集，该数据集包括各具有一对坐标值的多个数据点；数值确定熔融曲线的 数据点的一阶导数值；确定一阶导数值的基线；从一阶导数值减去基线以产生修正的一阶 导数值；以及确定修正的一阶导数值的第一最大值。该代码通常还包括用于输出第一最大 值的指令，其中所述第一最大值表示DNA样本的熔融温度Tm。该代码通常还包括指令以用 于通过对高斯混合模型函数应用列文伯格-马夸尔特(LM)回归过程以确定函数的一个 或多个参数来计算拟合修正的一阶导数值的曲线的近似，其中所述参数包括初始条件，并 且第一最大值用作第一参数的初始条件；以及输出第一参数，其中所确定的第一参数表示 DNA样本的熔融温度Tm。本文中，在某些方面，高斯混合模型包括如下形式的表达<formula>formula see original document page 6</formula> 其中，i！工是第一参数，a工和o工是附加参数。在某些方面，该代码进一步包括用于确定一阶导数值是否包括最接近第一最大值的台肩值的指令。在另一个方面，该代码进 一步包括用于显示第一参数值的指令。在又另一个方面，该代码进一步包括指令以用于确 定修正的一阶导数值的第二最大值，其中第二最大值用作第二参数的初始条件；以及输出 第二参数，其中所确定的第二参数表示DNA样本的第二熔融温度Tm2。在某些方面，高斯混 合模型包括如下形式的表达f<formula>formula see original document page 7</formula>V。 乂 其中，i！工是第一参数，P 2是第二参数，P 3是第三参数，以及a p o p a 2、 o 2、 a 和03是附加参数。在又另一个方面，高斯混合模型包括如下形式的表达 根据本专利技术的又一个方面，提供一种动力聚合酶链反应(PCR)系统，它通常包括 生成表示DNA熔融曲线的熔融曲线数据集的动力PCR分析模块，该数据集包括各具有一对 坐标值的多个数据点；以及适合于处理熔融曲线数据集以确定Tm值的智能模块。智能模块 通常通过以下来确定Tm值数值确定熔融曲线的数据点的一阶导数值；确定一阶导数值的 基线；从一阶导数值减去基线以产生修正的一阶导数值；以及确定修正的一阶导数值的第 一最大值。智能模块通常还通过将修正的一阶导数的所确定第一最大值用作Tm值并输出 所述Tm值来确定Tm值。在某些方面，智能模块通过以下来确定Tm值通过对高斯混合模 型函数应用列文伯格-马夸尔特(LM)回归过程以确定函数的一个或多个参数来计算拟合 修正的一阶导数值的曲线的近似，其中所述参数包括初始条件，并且第一最大值用作第一 参数的初始条件；以及输出第一参数，其中所确定的第一参数表示DN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定ＤＮＡ的熔融温度Ｔｍ的计算机实现方法，所述方法包括：－接收表示ＤＮＡ样本的熔融曲线的数据集，所述数据集包括各具有一对坐标值的多个数据点；－数值确定所述熔融曲线的数据点的一阶导数值；－确定所述一阶导数值的基线；－从所述一阶导数值减去所述基线，以产生修正的一阶导数值；－确定所述修正的一阶导数值的第一最大值；以及－输出所述第一最大值，其中所述第一最大值表示ＤＮＡ样本的熔融温度Ｔｍ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RT克尼克，
申请(专利权)人：霍夫曼拉罗奇有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]