專利名稱：生物芯片的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物芯片的檢測(cè)系統(tǒng)，特別涉及其檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
目前，在生物芯片檢測(cè)系統(tǒng)包括芯片、配套試劑及檢測(cè)設(shè)備，由待檢樣本與芯片及配套試劑反應(yīng)后，其芯片上的生物信息通過(guò)生物芯片識(shí)別儀識(shí)別，經(jīng)過(guò)一套檢測(cè)方法進(jìn)行分析，最后得出結(jié)果。
這種檢測(cè)方法又包括了自動(dòng)判讀、自動(dòng)給出檢驗(yàn)結(jié)果、儀器自動(dòng)校正、芯片系數(shù)自動(dòng)校正等。
這種檢測(cè)方法主要是根據(jù)生物芯片上承載的信息以矩陣排列點(diǎn)所表現(xiàn)的成千上萬(wàn)種不同的信息，該芯片上的點(diǎn)(圓形)是以灰度值作為衡量標(biāo)準(zhǔn)的，其范圍在0～225，待測(cè)點(diǎn)的相對(duì)灰度值是背景圓的絕對(duì)灰度值與指標(biāo)點(diǎn)絕對(duì)灰度值之比。芯片上的點(diǎn)是通過(guò)專用攝像頭拍得，形成具有像素，用相對(duì)應(yīng)的空心圓圈去捕捉圖片上的點(diǎn)，此為手工套圈，計(jì)算出點(diǎn)的灰度值。
對(duì)灰度值要進(jìn)行進(jìn)行判別，有定性和定量?jī)煞N。
定性是待測(cè)指標(biāo)列的相對(duì)灰度值(A)與我們預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出之該指標(biāo)列之臨界標(biāo)準(zhǔn)灰度值(我們?cè)诖朔QCUTOFF值，B)進(jìn)行比較，若A＞B，陽(yáng)性，反之陰性。
定量是根據(jù)芯片由A，B兩個(gè)窗口組成，如果識(shí)別儀不能同時(shí)自動(dòng)識(shí)別出兩個(gè)窗口(即儀器一次只能識(shí)別一個(gè)窗口)，則出現(xiàn)提示框″請(qǐng)放入芯片檢測(cè)窗口A″，先讀出窗口A內(nèi)指標(biāo)的灰度值，將其自動(dòng)保存，然后提示“請(qǐng)放入芯片檢測(cè)窗口B”，由窗口B里的點(diǎn)可以推出A的濃度值，具體計(jì)算方法是窗口B的曲線圖是由輸入的灰度和濃度值繪制出來(lái)并預(yù)先輸入的，是已知的?！靶Ｕc(diǎn)濃度”是由事先輸入的(它是繪制曲線圖時(shí)輸入的一個(gè)或一組濃度值，曲線圖的縱軸為灰度、橫軸為濃度。)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后“校正點(diǎn)”(也就是窗口B里指定的指標(biāo)點(diǎn)，指標(biāo)點(diǎn)可以是一個(gè)也可以是一組)灰度值會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而會(huì)影響計(jì)算結(jié)果，所以這個(gè)點(diǎn)有可能落不到曲線方程上。具體過(guò)程可見圖1說(shuō)明。
YB1為窗口B里“校正點(diǎn)”設(shè)置的XB1灰度值，代表“校正點(diǎn)”的濃度值，這些值是已知的。YB2為通過(guò)機(jī)器讀出來(lái)的“校正點(diǎn)”灰度值。這兩個(gè)值之間有個(gè)差，說(shuō)明膠體金在衰變。YA為窗口A里指標(biāo)點(diǎn)的灰度值，已知。YB1、XB1、YB2、YA都已知，yy、xx為所求值。有關(guān)系式(YB1-YB2)/XB1＝(YA-X)/YA、可以推出X的值，又由關(guān)系式x＝Y(jié)A-yy推出yy的值，yy與曲線的交點(diǎn)就是xx，即為所求的指標(biāo)點(diǎn)濃度值。
定性、定量?jī)煞N判別方式已預(yù)先設(shè)置在軟件里，只要點(diǎn)擊計(jì)算即可直接顯示出結(jié)果。
儀器校正識(shí)別儀由于裝配、搬移及內(nèi)部光源衰變等因素而造成誤差，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，我們要將之校正到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，其方法為(手工校正)
機(jī)器在閱讀芯片前首先進(jìn)行機(jī)器校正，通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)芯片進(jìn)行校正.首先，讀出它的對(duì)比灰度值(指標(biāo)點(diǎn)和它背景的比值)，然后人為的通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換公式((x-1)/k+1，(k＝(x1-1)/(x2-1)注x1代表5次實(shí)測(cè)的平均值，x2代表標(biāo)準(zhǔn)芯片對(duì)應(yīng)點(diǎn)的灰度值)把它調(diào)到標(biāo)準(zhǔn)芯片的灰度值(此標(biāo)準(zhǔn)芯片的灰度值我們預(yù)先知道)，這樣就可以消除機(jī)器間的機(jī)間差。
這種檢測(cè)方法存在著明顯的缺陷，如手動(dòng)套圈手動(dòng)套圈是用人工來(lái)完成，其準(zhǔn)確性完全依賴于人的熟練度，再加上芯片上的點(diǎn)通過(guò)一系列生化反應(yīng)(同時(shí)芯片膜的滲濾不均一性)后，其點(diǎn)并不一定是規(guī)則的圓點(diǎn)，況且點(diǎn)面上的顏色不一定均勻，而我們用于定位的圈卻是規(guī)則的圓圈，這樣我們就有可能不能完全套住實(shí)際點(diǎn)，不同的人還有可能套住點(diǎn)的位置不一樣，還有其背景干擾，這樣就不能真實(shí)的反應(yīng)點(diǎn)的實(shí)際灰度值，從而給結(jié)果的判別帶來(lái)了很大的誤差。
手工校正儀器誤差由于用于校正儀器的標(biāo)準(zhǔn)芯片本身也會(huì)發(fā)生變化，再加上通過(guò)手動(dòng)套圈形式確定灰度值所帶來(lái)的誤差，同時(shí)還要手工計(jì)算校正系數(shù)(非常煩鎖)，這樣就會(huì)對(duì)校正的精確性帶來(lái)很大的影響。
我們所檢測(cè)的是生物信息，而標(biāo)本(生物制品)本身就會(huì)隨時(shí)間、環(huán)境等因素發(fā)生變化，同時(shí)生產(chǎn)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生批間差，這都是固有存在的。上述軟件不能解決這個(gè)差異，從而也會(huì)對(duì)結(jié)果的判定產(chǎn)生影響。
對(duì)于定性、定量的設(shè)置直接在軟件里進(jìn)行，由于芯片信息的復(fù)雜多樣變化性，所要設(shè)置的參數(shù)非常多，且不同的芯片參數(shù)不同，這樣一來(lái)非常不便，二來(lái)很容易弄錯(cuò)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，設(shè)計(jì)一種新的檢測(cè)方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案生物芯片的檢測(cè)方法，待檢樣本與生物芯片及配套試劑反應(yīng)后，生物芯片上的生物信息被識(shí)別儀識(shí)別、讀取，然后進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)步驟包括儀器校正、手動(dòng)套圈、生物芯片系數(shù)校正，其主要技術(shù)特征在于還包括A、自動(dòng)套圈A-1、劃定拍攝的生物芯片盒邊界，確定生物芯片的有效區(qū)域；A-2、利用生物芯片上的物理信息對(duì)有效區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，確定每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)有且只有一個(gè)生物芯片點(diǎn)；A-3、在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)進(jìn)行搜索，確定生物芯片點(diǎn)的實(shí)際邊界；A-3-1、進(jìn)行大范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)差額算法搜索，構(gòu)造廣泛邊界點(diǎn)集合；A-3-2、對(duì)此集合進(jìn)行篩選，確定生物芯片點(diǎn)；A-3-3、對(duì)已經(jīng)確定的生物芯片點(diǎn)位置進(jìn)行校正，含點(diǎn)間距、陣間距、平行性；A-3-4、推算其余為確定的生物芯片點(diǎn)位置；A-3-5、對(duì)A-3-4的結(jié)果重復(fù)A-3-3步驟；A-3-6、得到自動(dòng)套圈結(jié)果；
A-3-7、自動(dòng)套圈失敗，則轉(zhuǎn)為手工套圈校正。
B、圖像合成B-1、對(duì)生物芯片連續(xù)拍攝1～10次；B-2、將上述圖像合成，獲取平均值。
C、芯片系數(shù)校正C-1、讀取生物芯片的芯片系數(shù)；C-2、將步驟C-1的芯片系數(shù)與生物芯片出廠時(shí)刻錄在光盤上的芯片系數(shù)進(jìn)行校正，校正的范圍在允許的范圍內(nèi)。
D、儀器自動(dòng)校正D-1、對(duì)生物芯片上的信息經(jīng)過(guò)上述A、B、C步驟；D-2、將D-1步驟的結(jié)果與刻錄在光盤上的標(biāo)準(zhǔn)生物芯片的灰度數(shù)值、芯片系數(shù)進(jìn)行對(duì)比，校正到標(biāo)準(zhǔn)生物芯片的灰度數(shù)值、芯片系數(shù)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果在于自動(dòng)套圈能夠自動(dòng)尋找芯片點(diǎn)的實(shí)際邊緣，排除了背景干擾，真實(shí)反映了點(diǎn)的實(shí)際灰度，避免了人為操作可能導(dǎo)致的誤差，提高了判讀精度，節(jié)省了時(shí)間；圖像拍攝可連續(xù)1～10張圖片，并進(jìn)行圖像合成，判讀平均值，大幅減少儀器不穩(wěn)定所帶來(lái)的誤差；放入標(biāo)準(zhǔn)芯片和灰度校正光盤(將標(biāo)準(zhǔn)芯片數(shù)值刻入光盤)，就可對(duì)儀器進(jìn)行自動(dòng)校正；芯片系數(shù)校正保證了芯片系數(shù)始終不變，避免因時(shí)間、環(huán)境變化及制造差異所產(chǎn)生的誤差，提高了芯片的判讀準(zhǔn)確率。而且本方法操作方便、快捷。


圖1——現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)芯片定量分析的圖。
圖2——本發(fā)明中自動(dòng)套圈的芯片圖。
圖3——本發(fā)明的總流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖2、3所示，啟動(dòng)儀器開始后，首先進(jìn)行儀器自動(dòng)校正程序，第一次運(yùn)行時(shí)自動(dòng)彈出儀器自動(dòng)校正窗口，放入標(biāo)準(zhǔn)芯片和灰度校正光盤，灰度校正光盤中已經(jīng)將標(biāo)準(zhǔn)芯片數(shù)值直接刻入到光盤中，因此程序即自動(dòng)讀取灰度校正光盤上相應(yīng)的數(shù)值，進(jìn)行校正操作。
芯片系數(shù)校正程序讀取生物芯片的芯片系數(shù)，將讀取的芯片系數(shù)與芯片出廠時(shí)刻錄在光盤上的芯片系數(shù)進(jìn)行校正，校正的范圍在允許的范圍內(nèi)。這樣，可以避免芯片出廠后其灰度隨著時(shí)間而發(fā)生變化，使變化后的芯片通過(guò)校正始終保持和出廠時(shí)的灰度一樣的水平上。
圖像拍攝可連續(xù)拍攝圖片1～10次，然后進(jìn)行圖像合成，求取平均值，這樣可避免因儀器不穩(wěn)定可能帶來(lái)的誤差。
自動(dòng)套圈劃定拍攝的生物芯片盒邊界，確定生物芯片的有效區(qū)域；利用生物芯片上的物理信息對(duì)有效區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，確定每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)有且只有一個(gè)生物芯片點(diǎn)；在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)進(jìn)行搜索，確定生物芯片點(diǎn)的實(shí)際邊界；進(jìn)行大范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)差額算法搜索，構(gòu)造廣泛邊界點(diǎn)集合；對(duì)此集合進(jìn)行篩選，確定生物芯片點(diǎn)；對(duì)已經(jīng)確定的生物芯片點(diǎn)位置進(jìn)行校正，含點(diǎn)間距、陣間距、平行性；推算其余為確定的生物芯片點(diǎn)位置；對(duì)推算位置可反復(fù)對(duì)點(diǎn)間距、陣間距、平行性進(jìn)行計(jì)算；得到自動(dòng)套圈結(jié)果；如果自動(dòng)套圈失敗，則轉(zhuǎn)為手工套圈校正。
根據(jù)芯片點(diǎn)，設(shè)定其相對(duì)灰度值為H，實(shí)際灰度為H1，背景灰度為H2，則H＝H2/H1；若發(fā)生變化，則需進(jìn)行校正，校正后的相對(duì)灰度H＝KH＝KH2/H1，因此H才是參與判別的灰度值。由此，獲取每個(gè)芯片點(diǎn)實(shí)際統(tǒng)計(jì)平均灰度，獲取每個(gè)芯片點(diǎn)背景的實(shí)際統(tǒng)計(jì)平均灰度，得到每個(gè)芯片點(diǎn)的實(shí)際相對(duì)灰度，通過(guò)K值校正每個(gè)芯片實(shí)際相對(duì)灰度。
芯片系數(shù)自動(dòng)校正步驟與此相同。
儀器自動(dòng)校正中的過(guò)程包括了圖像拍攝、自動(dòng)套圈和校正操作。
本發(fā)明的一些步驟也包括在現(xiàn)有技術(shù)的部分描述中，在此不多描述，可參考背景技術(shù)。
權(quán)利要求
1.生物芯片的檢測(cè)方法，待檢樣本與生物芯片及配套試劑反應(yīng)后，生物芯片上的生物信息被識(shí)別儀識(shí)別、讀取，然后進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)步驟包括儀器校正、手動(dòng)套圈、生物芯片系數(shù)校正，其特征在于還包括A、自動(dòng)套圈A-1、劃定拍攝的生物芯片盒邊界，確定生物芯片的有效區(qū)域；A-2、利用生物芯片上的物理信息對(duì)有效區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，確定每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)有且只有一個(gè)生物芯片點(diǎn)；A-3、在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)進(jìn)行搜索，確定生物芯片點(diǎn)的實(shí)際邊界；A-3-1、進(jìn)行大范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)差額算法搜索，構(gòu)造廣泛邊界點(diǎn)集合；A-3-2、對(duì)此集合進(jìn)行篩選，確定生物芯片點(diǎn)；A-3-3、對(duì)已經(jīng)確定的生物芯片點(diǎn)位置進(jìn)行校正，含點(diǎn)間距、陣間距、平行性；A-3-4、推算其余為確定的生物芯片點(diǎn)位置；A-3-5、對(duì)A-3-4的結(jié)果重復(fù)A-3-3步驟；A-3-6、得到自動(dòng)套圈結(jié)果；A-3-7、自動(dòng)套圈失敗，則轉(zhuǎn)為手工套圈校正。B、圖像合成B-1、對(duì)生物芯片連續(xù)拍攝1～10次；B-2、將上述圖像合成，獲取平均值。C、芯片系數(shù)校正C-1、讀取生物芯片的芯片系數(shù)；C-2、將步驟C-1的芯片系數(shù)與生物芯片出廠時(shí)刻錄在光盤上的芯片系數(shù)進(jìn)行校正，校正的范圍在允許的范圍內(nèi)。D、儀器自動(dòng)校正D-1、對(duì)生物芯片上的信息經(jīng)過(guò)上述A、B、C步驟；D-2、將D-1步驟的結(jié)果與刻錄在光盤上的標(biāo)準(zhǔn)生物芯片的灰度數(shù)值、芯片系數(shù)進(jìn)行對(duì)比，校正到標(biāo)準(zhǔn)生物芯片的灰度數(shù)值、芯片系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物芯片的檢測(cè)方法。本發(fā)明采用自動(dòng)套圈、自動(dòng)進(jìn)行生物芯片系數(shù)和灰度的校正以及儀器自動(dòng)校正，劃定生物芯片有效區(qū)域、網(wǎng)格劃分，校正點(diǎn)間距、陣間距、平行性，確定生物芯片點(diǎn)位置，對(duì)圖像連續(xù)拍攝、合成，獲取平均值，讀取生物芯片和芯片系數(shù)，與事先刻錄在光盤上的芯片系數(shù)進(jìn)行對(duì)比、校正，使用儀器前進(jìn)行自動(dòng)套圈、芯片系數(shù)校正、圖像合成等校正，將數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)芯片的灰度值、芯片系數(shù)進(jìn)行對(duì)比、校正。采用本發(fā)明，避免人為誤差，提高判讀精度，也避免環(huán)境、時(shí)間變化帶來(lái)的誤差，且操作方便、快捷。
文檔編號(hào)G01N21/84GK1570649SQ20041001479
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月29日
發(fā)明者關(guān)海軍, 嵇鵬 申請(qǐng)人:南京大淵生物技術(shù)工程有限責(zé)任公司