本發(fā)明涉及生化檢測(cè)，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)基因分析儀檢測(cè)信號(hào)歸一化的方法、系統(tǒng)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、基于毛細(xì)管電泳技術(shù)的基因分析儀可應(yīng)用于sanger測(cè)序與基因片段分析。毛細(xì)管電泳是以石英毛細(xì)管為分離通道，以高壓直流電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力，充填多孔凝膠作為支持介質(zhì)，通過(guò)溫度控制保證凝膠的孔徑分布于dna構(gòu)象。當(dāng)dna分子的大小與凝膠孔徑相當(dāng)時(shí)，其淌度與尺寸大小有關(guān)，短片段受到的阻礙較小，從毛細(xì)管中涌動(dòng)較快，長(zhǎng)片段受到的阻礙較大，從毛細(xì)管中涌動(dòng)較慢。因dna分子帶負(fù)電，在毛細(xì)管兩端加上直流高壓電后，通過(guò)電進(jìn)樣的方式，標(biāo)記了熒光基團(tuán)的dna會(huì)從毛細(xì)管陰極端口進(jìn)入毛細(xì)管，并向陽(yáng)極涌動(dòng)，不同長(zhǎng)度的dna分子會(huì)先后通過(guò)檢測(cè)窗口，當(dāng)某一dna分子經(jīng)過(guò)光學(xué)檢測(cè)窗口時(shí)，通過(guò)激光激發(fā)dna上的熒光基團(tuán)而產(chǎn)生熒光，從而被光譜儀采集，光譜儀將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。將原始的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理后，通過(guò)分析軟件分析，就可獲得dna分子的堿基序列或相對(duì)片段長(zhǎng)度。

2、基因分析儀所采集的信號(hào)，本質(zhì)上是光信號(hào)。光信號(hào)又分為dna上熒光基團(tuán)上的熒光信號(hào)與電泳凝膠的拉曼信號(hào)。一般用拉曼信號(hào)來(lái)表征光學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)，而dna熒光信號(hào)受上樣時(shí)間、上樣電壓、上樣位置、樣品濃度、光學(xué)系統(tǒng)以及毛細(xì)管自身狀態(tài)等諸多因素的影響。因此使用基因分析儀檢測(cè)時(shí)，一直不可避免不同毛細(xì)管間的信號(hào)差異，以及相同毛細(xì)管不同檢測(cè)次數(shù)的差異，從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的偏差。如何解決不同毛細(xì)管間的信號(hào)差異以及相同毛細(xì)管不同檢測(cè)次數(shù)的信號(hào)差異，對(duì)提升基因分析結(jié)果質(zhì)量具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的實(shí)現(xiàn)基因分析儀檢測(cè)信號(hào)歸一化的方法、系統(tǒng)及設(shè)備。

2、本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種實(shí)現(xiàn)基因分析儀檢測(cè)信號(hào)歸一化的方法，所述方法包括：

3、對(duì)基因分析儀電泳過(guò)程采集的每一道毛細(xì)管的內(nèi)標(biāo)物通道的光譜信號(hào)進(jìn)行內(nèi)標(biāo)匹配，并根據(jù)匹配成功的內(nèi)標(biāo)匹配序列計(jì)算每一道毛細(xì)管內(nèi)標(biāo)物通道的單通道內(nèi)標(biāo)平均值；

4、采用預(yù)設(shè)的內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值分別除以每一道毛細(xì)管的內(nèi)標(biāo)物通道的單通道內(nèi)標(biāo)平均值，將得到的計(jì)算結(jié)果作為對(duì)應(yīng)毛細(xì)管的歸一化系數(shù)；

5、根據(jù)每一道毛細(xì)管的歸一化系數(shù)分別對(duì)各自毛細(xì)管中其他顏色通道的光譜信號(hào)進(jìn)行歸一化修正，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)信號(hào)歸一化。

6、可選地，在對(duì)基因分析儀電泳過(guò)程中采集的每一道毛細(xì)管的內(nèi)標(biāo)物通道的光譜信號(hào)進(jìn)行內(nèi)標(biāo)匹配之前，所述方法還包括：

7、對(duì)僅裝有指定濃度的內(nèi)標(biāo)物的多道毛細(xì)管進(jìn)行電泳，以采集每一道毛細(xì)管的內(nèi)標(biāo)物通道的光譜信號(hào)并進(jìn)行內(nèi)標(biāo)匹配，計(jì)算每一道毛細(xì)管對(duì)應(yīng)的滿足內(nèi)標(biāo)匹配要求的內(nèi)標(biāo)匹配序列中各個(gè)內(nèi)標(biāo)峰的平均峰值，得到每一道毛細(xì)管內(nèi)標(biāo)物通道的單通道內(nèi)標(biāo)平均值；

8、計(jì)算各道毛細(xì)管內(nèi)標(biāo)物通道的單通道內(nèi)標(biāo)平均值的變異系數(shù)，若變異系數(shù)小于預(yù)設(shè)變異閾值，則將各道毛細(xì)管內(nèi)標(biāo)物通道的單通道內(nèi)標(biāo)平均值的均值或均值的預(yù)設(shè)倍數(shù)作為所述內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值。

9、可選地，在將得到的計(jì)算結(jié)果作為對(duì)應(yīng)毛細(xì)管的歸一化系數(shù)之后，所述方法還包括：

10、判斷每一毛細(xì)管的歸一化系數(shù)是否合規(guī)，當(dāng)毛細(xì)管的歸一化系數(shù)處于預(yù)設(shè)的歸一化系數(shù)取值范圍內(nèi)時(shí)則判定當(dāng)前毛細(xì)管的歸一化系數(shù)合規(guī)，否則判定當(dāng)前毛細(xì)管的歸一化系數(shù)不合規(guī)；

11、若當(dāng)前電泳檢測(cè)數(shù)據(jù)中歸一化系數(shù)不合規(guī)的毛細(xì)管數(shù)量占毛細(xì)管總數(shù)的比例大于預(yù)設(shè)的第一比例閾值，或是，至少連續(xù)三次的電泳檢測(cè)數(shù)據(jù)中歸一化系數(shù)不合規(guī)的毛細(xì)管數(shù)量占毛細(xì)管總數(shù)的比例大于預(yù)設(shè)的第二比例閾值，則對(duì)所述內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行修正；

12、其中，第二比例閾值小于第一比例閾值。

13、可選地，所述根據(jù)每一道毛細(xì)管的歸一化系數(shù)分別對(duì)各自毛細(xì)管中其他顏色通道的光譜信號(hào)進(jìn)行歸一化修正，包括：

14、若毛細(xì)管的歸一化系數(shù)合規(guī)，則將當(dāng)前毛細(xì)管中其他顏色通道的光譜信號(hào)乘以對(duì)應(yīng)毛細(xì)管的歸一化系數(shù)以實(shí)現(xiàn)光譜信號(hào)歸一化修正；

15、若毛細(xì)管的歸一化系數(shù)不合規(guī)，則將當(dāng)前毛細(xì)管中其他顏色通道的光譜信號(hào)乘以對(duì)應(yīng)毛細(xì)管的歸一化系數(shù)在歸一化系數(shù)取值范圍內(nèi)靠近的極值以實(shí)現(xiàn)光譜信號(hào)歸一化修正。

16、可選地，在對(duì)基因分析儀電泳過(guò)程采集的每一道毛細(xì)管的內(nèi)標(biāo)物通道的光譜信號(hào)進(jìn)行內(nèi)標(biāo)匹配之前，所述方法還包括：

17、監(jiān)測(cè)電泳過(guò)程中的拉曼信號(hào)，獲取拉曼信號(hào)的信號(hào)值、峰平衡數(shù)據(jù)和/或均勻度數(shù)據(jù)；

18、當(dāng)所述拉曼信號(hào)的信號(hào)值、峰平衡數(shù)據(jù)和/或均勻度數(shù)據(jù)中任一參數(shù)不滿足對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)光學(xué)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，執(zhí)行光學(xué)對(duì)準(zhǔn)操作，直到信號(hào)值、峰平衡數(shù)據(jù)和/或均勻度數(shù)據(jù)均滿足對(duì)應(yīng)的光學(xué)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

19、可選地，所述對(duì)基因分析儀電泳過(guò)程采集的每一道毛細(xì)管的內(nèi)標(biāo)物通道的光譜信號(hào)進(jìn)行內(nèi)標(biāo)匹配，包括：

20、s10、對(duì)基因分析儀電泳過(guò)程采集的每一道毛細(xì)管的內(nèi)標(biāo)物通道的光譜信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)前處理，以濾除所述光譜信號(hào)的背景噪聲并對(duì)光譜信號(hào)進(jìn)行平滑處理；

21、s11、對(duì)數(shù)據(jù)前處理后的光譜信號(hào)進(jìn)行峰識(shí)別，以篩選出當(dāng)前光譜信號(hào)中包含的候選峰序列；

22、s12、按照采樣先后順序依次對(duì)候選峰序列中的候選峰與電泳過(guò)程所選內(nèi)標(biāo)物對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光譜信號(hào)中的標(biāo)準(zhǔn)峰序列進(jìn)行內(nèi)標(biāo)匹配，以找到候選峰序列中存在的符合預(yù)設(shè)的內(nèi)標(biāo)匹配條件的候選峰組合，候選峰組合中的候選峰數(shù)量大于或等于3；內(nèi)標(biāo)匹配條件包括第一距離與第二距離之間的差值的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)的距離誤差閾值，且，max{候選峰組合中已選定候選峰的峰高度，當(dāng)前待匹配候選峰的峰高度}/min{候選峰組合中已選定候選峰的峰高度，當(dāng)前待匹配候選峰的峰高度}<預(yù)設(shè)的相對(duì)高度閾值，其中，第一距離為候選峰序列中相鄰候選峰峰值點(diǎn)之間的距離，第二距離為標(biāo)準(zhǔn)峰序列中與當(dāng)前計(jì)算第一距離的候選峰采樣順序相同的相鄰標(biāo)準(zhǔn)峰峰值點(diǎn)之間的距離；

23、s13、以每一候選峰組合作為匹配基礎(chǔ)對(duì)候選峰序列中其他候選峰依次進(jìn)行內(nèi)標(biāo)匹配，得到每一候選峰組合對(duì)應(yīng)的匹配結(jié)果；

24、s14、統(tǒng)計(jì)每一候選峰組合對(duì)應(yīng)的匹配結(jié)果中包含的候選峰數(shù)量；

25、s15、當(dāng)各個(gè)候選峰組合對(duì)應(yīng)的匹配結(jié)果中包含的候選峰數(shù)量的最大值等于標(biāo)準(zhǔn)峰序列中包含的標(biāo)準(zhǔn)峰數(shù)量時(shí)，則判定內(nèi)標(biāo)匹配成功，并將所述最大值對(duì)應(yīng)的匹配結(jié)果作為最優(yōu)內(nèi)標(biāo)匹配結(jié)果。

26、可選地，在將所述最大值對(duì)應(yīng)的匹配結(jié)果作為最優(yōu)內(nèi)標(biāo)匹配結(jié)果之后，所述方法包括：

27、將標(biāo)準(zhǔn)峰序列和最優(yōu)內(nèi)標(biāo)匹配結(jié)果的峰序列進(jìn)行曲線擬合，將曲線擬合后的標(biāo)準(zhǔn)差、平均殘差和最大殘差作為當(dāng)前最優(yōu)內(nèi)標(biāo)匹配結(jié)果的特征數(shù)據(jù)；

28、將所述特征數(shù)據(jù)輸入預(yù)設(shè)的內(nèi)標(biāo)匹配評(píng)分模型進(jìn)行識(shí)別，以得到當(dāng)期最優(yōu)內(nèi)標(biāo)匹配結(jié)果的匹配程度評(píng)分。

29、可選地，所述方法還包括：

30、若每一候選峰組合對(duì)應(yīng)的匹配結(jié)果中包含的候選峰數(shù)量的最大值均不等于標(biāo)準(zhǔn)峰序列中包含的標(biāo)準(zhǔn)峰數(shù)量，則根據(jù)預(yù)設(shè)的第一閾值調(diào)整規(guī)則更新所述距離誤差閾值，并返回步驟s12，直到更新后的距離誤差閾值大于距離誤差閾值的最大值；

31、當(dāng)更新后的距離誤差閾值大于距離誤差閾值的最大值時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的第二閾值調(diào)整規(guī)則更新所述相對(duì)高度閾值，且將距離誤差閾值更新為對(duì)應(yīng)的初始值，并返回步驟s12，直到更新后的相對(duì)高度閾值大于相對(duì)高度閾值的最大值；

32、當(dāng)更新后的相對(duì)高度閾值大于相對(duì)高度閾值的最大值時(shí)，則判定內(nèi)標(biāo)匹配失敗。

33、第二方面，本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)基因分析儀檢測(cè)信號(hào)歸一化的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于實(shí)現(xiàn)如上實(shí)現(xiàn)基因分析儀檢測(cè)信號(hào)歸一化的方法的功能模塊。

34、第三方面，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上實(shí)現(xiàn)基因分析儀檢測(cè)信號(hào)歸一化的方法的步驟。

35、本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)基因分析儀檢測(cè)信號(hào)歸一化的方法、系統(tǒng)及設(shè)備，通過(guò)預(yù)設(shè)的內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值和基因分析儀電泳過(guò)程中每一道毛細(xì)管的內(nèi)標(biāo)物通道的單通道內(nèi)標(biāo)平均值計(jì)算對(duì)應(yīng)毛細(xì)管的歸一化系數(shù)，并根據(jù)每一道毛細(xì)管的歸一化系數(shù)對(duì)各自毛細(xì)管中其他顏色通道的光譜信號(hào)進(jìn)行歸一化修正，實(shí)現(xiàn)根據(jù)內(nèi)標(biāo)物的峰高來(lái)調(diào)整待測(cè)樣本的峰高，改善不同毛細(xì)管間的信號(hào)差異，以及相同毛細(xì)管不同檢測(cè)次數(shù)的差異，有效提升基因分析結(jié)果質(zhì)量。

36、上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。