用于使數(shù)據(jù)質(zhì)量可視化的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]用于生物反應和生化反應的系統(tǒng)已經(jīng)用來實時監(jiān)控、測量和/或分析此類反應。此類系統(tǒng)通常用于定序、基因分型、聚合酶鏈反應(PCR)以及其它用于監(jiān)控進程并且提供定量數(shù)據(jù)的生化反應中。
[0002]目前，對每次測試或?qū)嶒炋峁└鄶?shù)目的反應的日益增長的需求已經(jīng)產(chǎn)生了能夠同步進行更高數(shù)目的反應的儀器。測試或?qū)嶒炛械臉颖军c數(shù)目的增加已經(jīng)導致微量滴定板以及提供更小樣本體積的其它樣本格式。另外，例如數(shù)字PCR(dPCR)等技術已經(jīng)增加了對在大量測試樣品的全部或大部分中包含零個或一個靶核苷酸序列的更小樣本體積的需求。
[0003]數(shù)字PCR可以用來對稀有等位基因的濃度進行檢測并定量，以提供核酸樣本的絕對定量并且測量核酸濃度中的低倍數(shù)變化。通常，增加復制的數(shù)目提高了dPCR結(jié)果的準確性和再現(xiàn)性。
[0004]在dPCR中，含有相對少量的目標多核苷酸或核苷酸序列的溶液可以被細分成大量的小測試樣本，使得每一樣本一般或者含有目標核苷酸序列的一個分子或者不含有任何目標核苷酸序列。當樣本隨后在PCR協(xié)議、程序或?qū)嶒炛薪?jīng)過熱循環(huán)時，含有目標核苷酸序列的樣本被擴增并產(chǎn)生陽性檢測信號，而不含有目標核苷酸序列的樣本未被擴增且不產(chǎn)生檢測信號。
[0005]為了進一步分析，從dPCR實驗收集的數(shù)據(jù)的大量數(shù)據(jù)點對于以對用戶有用的方式來組織和顯示是具有挑戰(zhàn)性的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個示例性實施例中，提供一種用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)可視化的方法。所述方法包含接收與從多個反應部位的熒光發(fā)射值相關的多個數(shù)據(jù)點。所述熒光發(fā)射值包含第一類型的染料和第二類型的染料的信息。所述方法進一步包含在所述多個反應部位的位置的表示中顯示與所述第一類型的染料相關的所述多個數(shù)據(jù)點的第一部分，且在所述表示中顯示與所述第二類型的染料相關的所述多個數(shù)據(jù)點的第二部分。所述方法進一步包含在散布圖顯示中顯示所述多個數(shù)據(jù)點的所述第一部分。所述散布圖在y軸上展示與所述第一染料相關的熒光值且在X軸上展示與所述第二染料相關的熒光值。所述方法包含在所述散布圖顯示中顯示所述多個數(shù)據(jù)點的所述第二部分。
【附圖說明】
[0007]圖1說明可以實施本文所描述的各種實施例的示例性計算系統(tǒng)。
[0008]圖2說明根據(jù)本文所描述的各種實施例的包含碼片表示和直方圖的數(shù)據(jù)可視化。
[0009]圖3說明根據(jù)本文所描述的各種實施例的包含碼片表示和直方圖的數(shù)據(jù)可視化。
[0010]圖4說明根據(jù)本文所描述的各種實施例的包含碼片表示和直方圖的數(shù)據(jù)可視化。
[0011]圖5說明根據(jù)本文所描述的各種實施例的滑動條。
[0012]圖6說明根據(jù)本文所描述的各種實施例的包含碼片表示和直方圖的數(shù)據(jù)可視化。
[0013]圖7說明根據(jù)本文所描述的各種實施例的包含碼片表示和散布圖的數(shù)據(jù)可視化。
[0014]圖8說明根據(jù)本文所描述的各種實施例的包含碼片表示和散布圖的數(shù)據(jù)可視化。
[0015]圖9說明根據(jù)本文所描述的各種實施例的包含碼片表示和散布圖的數(shù)據(jù)可視化。
[0016]圖10說明根據(jù)本文所描述的各種實施例的包含碼片表示和散布圖的數(shù)據(jù)可視化。
[0017]圖11說明根據(jù)本文所描述的各種實施例的包含散布圖的數(shù)據(jù)可視化。
[0018]圖12說明根據(jù)本文所描述的各種實施例的包含散布圖的數(shù)據(jù)可視化。
[0019]圖13說明根據(jù)本文所描述的各種實施例的包含散布圖的數(shù)據(jù)可視化。
【具體實施方式】
[0020]為了提供對本發(fā)明的更透徹理解，以下描述闡述許多特定細節(jié)，例如特定配置、參數(shù)、實例等。然而，應認識到，此類描述不意圖作為對本發(fā)明的范圍的限制，而是意圖提供示例性實施例的更好描述。
[0021]在各種實施例中，本文所描述的裝置、儀器、系統(tǒng)和方法可以用來檢測所關注生物組分的一或多種類型。這些所關注生物組分可以是任何合適的生物靶，包含但不限于，DNA序列(包含無細胞DNA)、RNA序列、基因、寡核苷酸、分子、蛋白質(zhì)、生物標記、細胞(例如循環(huán)腫瘤細胞)、或任何其它合適的靶生物分子。
[0022]在各種實施例中，此類生物組分可以在以下應用中結(jié)合各種PCR、qPCR和/SdPCR方法或系統(tǒng)來使用:例如，胎兒診斷、多重dPCR、病毒檢測和定量標準、基因分型、測序驗證、突變檢測、轉(zhuǎn)基因生物體檢測、稀有等位基因檢測和/或拷貝數(shù)變化。本發(fā)明的實施例大體上涉及用于監(jiān)測或測量大量小體積樣本的生物反應的裝置、儀器、系統(tǒng)以及方法。如本文使用，樣本可以例如稱為樣本體積或反應體積。
[0023]盡管通常適用于其中處理大量樣本的定量聚合酶鏈反應(qPCR)，但是應認識到根據(jù)本文所描述的各種實施例可是使用任何合適的PCR方法。合適的PCR方法包含但不限于例如數(shù)字PCR、等位基因特異性PCR、不對稱PCR、連接介導PCR、多重PCR、巢式PCR、qPCR、基因組步移和橋式PCR。
[0024]如下文所描述，根據(jù)本文所描述的各種實施例，反應部位可以包含但不限于例如通孔、孔、凹口、斑點、凹穴、樣本固持區(qū)和反應室。
[0025]此外，如本文所使用，熱循環(huán)可以包含使用例如熱循環(huán)儀、等溫擴增、熱定則、紅外調(diào)節(jié)的熱循環(huán)或解鏈酶相關擴增。在一些實施例中，芯片可以與內(nèi)置式加熱元件整合。在不同實施例中，芯片可以與半導體整合。
[0026]根據(jù)各種實施例，目標的檢測可以是但不限于例如單獨的或組合形式的熒光檢測、陽離子或陰離子檢測、PH值檢測、電壓檢測或電流檢測。
[0027]本文所描述的各種實施例特別適合于數(shù)字PCR(dPCR)。在數(shù)字PCR中，含有相對少量的革E多核苷酸或核苷酸序列的溶液可以被細分成大量的小測試樣本，使得每一樣本一般或者含有靶核苷酸序列的一個分子或者不含有任何靶核苷酸序列。當樣本隨后在PCR方案、程序或?qū)嶒炛薪?jīng)過熱循環(huán)時，含有靶核苷酸序列的樣本被擴增且產(chǎn)生陽性檢測信號，而不含有靶核苷酸序列的樣本未被擴增且不產(chǎn)生檢測信號。使用泊松(Poisson)統(tǒng)計，原始溶液中的靶核苷酸序列的數(shù)目可以與產(chǎn)生正檢測信號的樣本的數(shù)目相關。
[0028]可為了進行典型的dPCR方案、程序或?qū)嶒灒煤唵吻医?jīng)濟的方式將初始樣本溶液劃分成數(shù)萬或數(shù)十萬個測試樣本將是有利的，每一測試樣本具有幾納升、為一納升或約一納升、或小于一納升的體積。因為靶核苷酸序列的數(shù)目可能極小，在此類情況下還可能重要的是初始溶液的全部含量占據(jù)多個反應部位且包含于其中。
[0029]本文所描述的實施例通過以考慮全部或基本上全部樣本溶液的方式將初始樣本溶液分布到多個反應部位中來解決這些和其它dPCR設計約束。
[0030]在各種實施例中，本文所描述的裝置、儀器、系統(tǒng)和方法可以用來檢測所關注生物組分的一或多種類型。這些所關注生物組分可以包含但不限于DNA序列、RNA序列、基因、寡核苷酸或細胞(例如，循環(huán)腫瘤細胞)。在各種實施例中，此類生物組分可以在以下應用中結(jié)合各種PCR、qPCR和/或dPCR方法或系統(tǒng)來使用:例如，胎兒診斷、多重dPCR、病毒檢測和定量標準、基因分型、測序驗證、突變檢測、轉(zhuǎn)基因生物體檢測、稀有等位基因檢測和/或拷貝數(shù)變化。
[0031]如上文所描述，數(shù)字PCR技術產(chǎn)生數(shù)千數(shù)據(jù)點。對于用戶有用的是能夠使數(shù)據(jù)可視化以便快速且容易地知道關于其實驗的信息，例如有用數(shù)據(jù)或良好質(zhì)量數(shù)據(jù)的初步指示。需要新圖形技術以允許人審閱和操縱數(shù)據(jù)。
[0032]在本傳授內(nèi)容的各種實施例中，數(shù)據(jù)可在特殊位置顯示。舉例來說，數(shù)據(jù)可在兩個維度(x、y坐標)中顯示給用戶。數(shù)據(jù)也可以顯示以使得指示良好到不良質(zhì)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量值對用戶為表觀的。在另外其它實施例中，可顯示與數(shù)據(jù)相關聯(lián)的不同染料。舉例來說，可指示與FAM染料相關聯(lián)的數(shù)據(jù)和與VIC染料相關聯(lián)的數(shù)據(jù)以使得用戶能夠使結(jié)果可視化。在其它實施例中，可使處理系統(tǒng)已確定與數(shù)據(jù)點相關聯(lián)的正和負調(diào)用可視化。
[0033]所屬領域的技術人員將認識到，各種實施例的操作可以使用硬件、軟件、固件或適當時其組合來實施。舉例來說，可以在軟件、固件或硬連線邏輯的控制下使用處理器或其他數(shù)字電路執(zhí)行一些處理。(本文的術語“邏輯”是指如所屬領域的技術人員所熟知的用以執(zhí)行所闡述功能的固定硬件、可編程邏輯和/或其適當組合。)軟件和固件可以存儲在計算機可讀媒體上。如所屬領域的技術人員所熟知，可以使用模擬電路來實現(xiàn)一些其他方法。另夕卜，在本發(fā)明的實施例中可以采用存儲器或其它存儲裝置以及通信組件。
[0034]圖1是圖示根據(jù)各種實施例可以用于進行處理功能的計算機系統(tǒng)100的框圖，在所述計算機系統(tǒng)上可以使用熱循環(huán)儀系統(tǒng)(未示出)的實施例。計算系統(tǒng)100可以包含一或多個處理器，例如處理器104。處理器104可以使用一般或?qū)Ｓ锰幚硪鎭韺嵤?，例如微處理器、控制器或其它控制邏輯。在此實例中，處理?04連接到總線102或其它通信媒體上。
[0035]此外，應了解，圖1的計算系統(tǒng)100可以體現(xiàn)為若干形式中的任一者，例如機架式計算機、大型主機、超