用于确定ＰＣＲ和其他数据集中的串扰系数的系统和方法技术方案

用于确定曲线（诸如Ｓ形或生长曲线以及尤其是ＰＣＲ曲线和核酸解链曲线）中的串扰系数、以及用于使用线性减法模型应用串扰系数来产生串扰修正的数据集的系统和方法。使用在整个信号采集范围上采集的串扰数据来确定串扰信号系数。在所有信号曲线数据上的分析提供在整个数据采集范围上的更鲁棒的串扰修正。线性减法模型被用来修正具有串扰分量的数据集。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及用于处理表示S形或生长曲线(诸如聚合酶链反 应(PCR)曲线)的数据的系统和方法，而且更具体地涉及用于确定PCR 检测系统的串扰特性的系统和方法。
技术介绍
聚合酶链反应(PCR)是用于酶合成或扩增定义的核酸序列的体外 方法。该反应一般使用两个寡核甘酸引物，所述两个寡核甘酸引物杂交 成相反链并且位于要扩增的模板或目标DNA序列的两侧。引物的延长 (elongation)由热稳定的DNA聚合酶进行催化。包含才莫板变性、引物 退火以及退火后的引物经聚合酶的延伸(extension)的一系列重复循 环导致特定DNA片段的指数累积。在该过程中一般使用荧光探针以促进 扩增过程的检测和量化。一组典型的实时PCR曲线示于图la中，其中荧光强度值是相对于 典型PCR过程的循环数绘制的。在这种情况下，在PCR过程的每个循环 中监碎见PCR产物的形成。通常在温度循环器中测量该扩增，该温度循环 器包括用于在扩增反应期间测量荧光信号的部件和器件。这种温度循环 器的示例是Roche Diagnostics LightCycler (目录号2 01 1 0468 )。扩 增产物例如借助于荧光标记的杂交探针或者在某些情况下还借助于荧 光染料来检测，所述焚光标记的杂交探针当它们结合到目标核酸时发射 焚光信号，所述荧光染料结合到双链DNA。如图la可见，PCR曲线包括 基线区5和平稳(plateau)区6。基线区5和平稳区6之间的区域一般 称为生长区。用于分析来自PCR实^r的辐射发射的典型PCR检测系统包括两个或 更多滤波器，每一个所述滤波器在操作中用于隔离波长范围以用于进一 步分析。例如，每个光学滤波器一般允许处于定义的波长范围中的基本 所有辐射通过。然而，探针或标记物一般以部分重叠的波长带发射，并 且滤波器的带通一般包括这个重叠的区域使得每个检测信道一般会接 收从其他探针发射的信号。这种串扰信号倾向于影响所感兴趣的真实信号。因而，期望的是对每个检测信道中的这种串扰信号加以修正。这样 做的 一种传统方式是确定能够用来修正每个检测信道中的串扰信号的 定量串扰系数。在当前的串扰方法中， 一般使用基本和串扰信号的平均平稳值之比 来计算串扰系数；常规方法仅仅依赖于含有少于10%数据的平稳区。而 且在PCR期间，平稳区信号是在化学性质处于不稳定状态时生成的。由 于这个原因，基线信号阈值一般被用于目标识别。因此，常规方法使用 有噪声的信号来确定具有有限信息的串扰系数，其中所述有限信息不包 括来自曲线上的真实信号采集区的数据。而且，还发现在常规串扰模型 中使用的不正确假设会引起作为数据采集曲线的函数的误差。因而，假 如(1 )存在平稳期、(2 )该平稳期是平坦的以及(3 )在平稳期中有 最小噪声，则计算串扰系数的常规方法可能令人满意。然而，有很多数 据集的情况并非如此。因此，期望的是提供用于确定曲线(诸如S形或生长曲线以及尤其是PCR曲线)中的串扰系数的系统和方法，其克服了上述和其他问题。
技术实现思路
本专利技术提供用于确定诸如S形或生长曲线以及尤其是PCR曲线之类 的曲线中的串扰系数的系统和方法。本专利技术还提供用于使用线性减法模 型来应用串扰系数以产生串扰修正的数据集的系统和方法。根据各个实施例，通过最小化基本信号(乘上增益以及任选地加上 线性项)和串扰信号之间的差的平方和来确定串扰信号系数。已经表明 这个技术优于使用基本和串扰信号的平均平稳值之比的常规技术。另 外，这个技术分析整个信号采集范围上的数据以确定串扰系数。例如， 可使用采集范围上的所有数据，或者可以使用整个采集范围上的部分数 据。在所有信号曲线数据上进行分析提供在整个数据采集范围上更鲁棒 的串扰修正。另外，常规方法假设从所有源测量的信号是线性加法模型 并且所有信号在检测器之间进行解析；这是不准确的，并导致所得到信 号的过修正和欠修正。本专利技术的技术改为使用线性减法模型，该线性减 法模型克服了这个问题且更好地建模实际检测系统。这些新技术将发现 其在串扰系数处于2 %或更大的范围内的示例中有最大用处。根据本专利技术的一个方面，提供一种确定具有至少两个光学元件的聚6合酶链反应(PCR)光学检测系统的串扰系数的方法，每个光学元件在操作中用于隔离不同的特定电磁波长范围。所述方法一般包括对于每 个光学元件在PCR生长过程的采集范围上采集PCR数据集；以及同时对 于每个其他光学元件在该采集范围上采集串扰数据集。所述方法一般还 包括使用PCR和串扰数据集来确定串扰系数。在某些方面，采集范围包 括基线区、生长区和平稳区。在某些方面，确定串扰系数包括最小化在 采集范围上的每个PCR数据集和串扰数据集之间的平方和。在某些方面， 对PCR数据集应用串扰系数以产生串扰修正的PCR数据集。在某些方面， 线性减法模型被用来应用串扰系数。根据本专利技术的另一个方面，提供一种计算机可读媒介，该计算机可 读媒介包括或存储用于控制处理器来确定具有至少两个光学元件的聚 合酶链反应(PCR)光学检测系统的串扰系数的代码，每个光学元件在 操作中用于隔离不同的特定电磁波长范围。所述代码一般包括用于执行 如下操作的指令对于每个光学元件接收在PCR生长过程的采集范围上 采集的PCR数据集；以及同时对于每个其他光学元件接收在该采集范围 上采集的每个滤波器的串扰数据集。该代码一般还包括用于使用PCR和 串扰数据集来确定串扰系数的指令。在某些方面，所述采集范围包括基 线区、生长区和平稳区。在某些方面，用于确定串扰系数的代码包括用 于通过最小化在采集范围上的每个PCR数据集和串扰数据集之间的平方 和来确定串扰系数的代码。根据本专利技术的又一个方面，提供一种动力学聚合酶链反应(PCR) 系统，其一般包括具有至少两个光学元件的光学检测模块，每个光学元 件在操作中用于隔离不同的特定电磁波长范围，其中所述光学检测模块 通常适于对于每个光学元件在PCR生长过程的采集范围上采集PCR数 据集；以及同时对于每个其他光学元件在该采集范围上采集串扰数据 集。该系统一般还包括智能模块，该智能模块适于处理所采集的PCR数 据集和串扰数据集以确定串扰系数。在某些方面，所述采集范围包括基 线区、生长区和平稳区。在某些方面，智能模块通过最小化在采集范围 上的每个PCR数据集和串扰数据集之间的平方和来确定串扰系数。根据本专利技术的再一个方面，提供一种核酸解链分析系统，其一般包 括具有至少两个光学元件的光学检测模块，每个光学元件在操作中用于 隔离不同的特定电磁波长范围。所述光学检测模块一般适于对于每个光学元件在温度采集范围上采集解链数据集以及同时对于每个其他光学 元件在该温度采集范围上采集串扰数据集。光学检测模块 一般还适于通 过最小化在该采集范围上的每个解链数据集和串扰数据集之间的平方 和来确定串扰系数。根据本专利技术的再一个方面，提供一种确定具有至少两个光学元件的 光学检测系统的串扰系数的方法，每个光学元件在操作中用于隔离不同 的特定电磁波长范围。该方法通常包括对于每个光学元件在生长过程 的采集范围上采集第一数据集；同时对于每个其他光学元件在该采集范围上采集串扰数据集；以及使用在该采集范围上的第 一数据集和串扰数 据集来确定串扰系数。在某些方面，所述生长过程是P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定具有至少两个光学元件的聚合酶链反应（ＰＣＲ）光学检测系统的串扰系数的方法，每个光学元件在操作中用于隔离不同的特定电磁波长范围，所述方法包括：　－对于每个光学元件在ＰＣＲ生长过程的采集范围上采集ＰＣＲ数据集；　－同时对于每个其他光 学元件在所述采集范围上采集串扰数据集；以及　－使用所述采集范围上的ＰＣＲ数据集和串扰数据集来确定串扰系数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RT柯尼克，A萨尼，C埃尔金，
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]