[发明专利]利用小波变换分析核酸扩增曲线

说明书

相关电请的交叉参考

本申请要求2008年4月24日提交的美国临时专利申请No.61/047,606的优先权，该申请的内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及分析核酸扩增曲线的技术。

背景技术

核酸分析可用于测序、克隆、基因定位和其它形式的核酸序列分析，或者用于通过构建包括已知浓度样品的结果的标准曲线来确定样品中的核酸初始浓度。核酸分析可用于分析包括例如DNA和RNA在内的核酸。核酸分析的类型包括聚合酶链反应(PCR)、转录介导扩增(TMA)、连接酶链反应(LCR)、链置换扩增(SDA)和基于核酸序列的扩增(NASBA)。

一般说来，PCR依赖于DNA复制酶在高温下保持稳定的能力。单个PCR循环包括三个主要步骤：变性、退火和延伸。变性期间，在大约94℃下加热液态样品。在此过程期间，双DNA链“熔”开成单链DNA，且所有的酶促反应均停止。在退火期间，将单链DNA冷却到54℃。在此温度下，引物结合或“退火”至DNA链的末端。在延伸期间，将样品加热至75℃。在此温度下，核苷酸添加至引物，并最终形成DNA模板的互补拷贝。PCR分析通常多(例如，约40)次重复此PCR循环，从而产生大量的复制DNA链。

当样品经历多个PCR循环时，实时PCR可以用来检测存在于样品中的核酸的相对量。例如，样品可以包含当附着于双链DNA时发荧光的标记物。在这个例子中，检测器检测到的荧光与存在于样品中的双链DNA的数目成比例。因此，随着PCR的进行，荧光增加。

发明内容

一般说来，本发明涉及基于小波变换的实时核酸扩增的新分析方法。也就是说，描述的是分析核酸扩增数据的技术，可以利用小波变换将所述核酸扩增数据表示为扩增曲线。小波变换一般将数据集从时域变换到时频域。当应用于其中对多个扩增循环收集强度数据的实时核酸扩增数据时，小波变换将扩增数据从循环域变换成循环频率域。小波变换可被用作识别对应于扩增数据生长期内的点的循环的辅助手段，所述点在本文中被称为数据的T_max值。例如，小波变换是通常具有复杂时间相关性的扩增曲线的循环-频率表示法。在进行小波变换后，可以把T_max值确定为变换的扩增数据内的循环，在此中变换的扩增数据的一个或多个频率分量具有局部极大量值。

可以应用所述技术来确定存在于未知样品内的核酸量。例如，对于相同核酸的多个已知初始浓度不同的样品，对它们的扩增数据应用小波变换，据此确定的T_max值可首先用来构建样品的T_max值对样品初始核酸浓度的对数的关系的标准曲线。然后可以使用此标准曲线来确定相同核酸的样品的未知初始浓度。另外，所述标准曲线可用于确定PCR反应的效率。

在一方面，本发明涉及包括实施核酸样品的PCR分析的方法。所述PCR分析包括多个PCR循环。所述方法还包括由PCR分析获取扩增数据，所述扩增数据与多个PCR循环中的每一个当中存在的核酸量成正比。所述方法进一步包括对扩增数据应用小波变换以确定对应于扩增数据生长期内的点的PCR循环，并根据对应于扩增数据生长期内的点的PCR循环更新显示。

另一方面，本发明涉及一种计算机可读介质，其包含使处理器启动核酸样品的PCR分析的指令。所述PCR分析包括多个PCR循环。计算机可读介质还包含使处理器由PCR分析获取扩增数据(所述扩增数据与多个PCR循环中的每一个当中存在的核酸量成正比)并对扩增数据应用小波变换以确定对应于扩增数据生长期内的点的PCR循环的指令。计算机可读介质还包含使处理器根据对应于扩增数据生长期内的点的PCR循环更新显示的指令。

在又一方面，本发明涉及包括控制模块、分析模块和接口模块的装置。控制模块初始化核酸样品的PCR分析并接收扩增数据，所述扩增数据与多个PCR循环中的每一个当中存在的核酸量成正比。分析模块对扩增数据应用小波变换以确定对应于扩增数据生长期内的点的PCR循环。接口模块根据对应于扩增数据生长期内的点的PCR循环更新显示。

附图和下文的具体实施方式详细描述了本发明的一个或多个实施例。根据本发明的具体实施方式和附图以及权利要求书，本发明的其它特征、目的和优点将显而易见。

附图说明

图1是示出作为例子的PCR分析系统的实施例的方框图。

图2是实例核酸样品的PCR扩增曲线。

图3是实例核酸稀释物系列的标准曲线。

图4是进一步详细地示出作为例子的荧光检测装置的实施例的方框图。