[发明专利]一种微滴式数字PCR荧光信号处理方法

权利要求书

1.一种微滴式数字PCR荧光信号处理方法，其特征在于，包括：

对原始荧光信号进行滤波得到第一荧光信号；

基于第一荧光信号识别微滴参数；

基于微滴参数和预设微滴过滤条件过滤微滴；

对过滤后的微滴进行聚类从而得到第一阈值；

基于第一阈值统计阴性微滴和阳性微滴的个数，并计算待测物的浓度。

2.根据权利要求1所述的微滴式数字PCR荧光信号处理方法，其特征在于，所述对原始荧光信号进行滤波得到第一荧光信号，具体包括：基于预设采样数量采集原始荧光信号，若采集得到的信号的标准差大于预设标准差阈值，则采用小波滤波器对原始荧光信号进行滤波得到第一荧光信号，若采集得到的信号的标准差小于等于预设标准差阈值，则采用高斯滤波器对原始荧光信号进行滤波得到第一荧光信号。

3.根据权利要求1所述的微滴式数字PCR荧光信号处理方法，其特征在于，

所述基于第一荧光信号识别微滴参数，具体包括：

对第一荧光信号进行本底估计得到本底值；

基于预设偏差和本底值进行第一荧光信号波峰定位；

基于波峰确定微滴荧光强度和波峰距离，从而得到至少包括微滴体积和微滴间距的微滴参数。

4.根据权利要求3所述的微滴式数字PCR荧光信号处理方法，其特征在于，所述对第一荧光信号进行本底估计得到本底值，具体包括：

构建第一荧光信号数据的第一直方图；

将直方图中最大的频数对应的荧光强度值作为本底信号的荧光强度均值μ，则得到偏差R＝μ-F_min，其中，Fmin为所有荧光强度的最小值；

对在[μ-R，μ+R]区间内的荧光数据进行线性拟合得到参数a和b，则位置T处的本底值为F_b＝aT+b。

5.根据权利要求3所述的微滴式数字PCR荧光信号处理方法，其特征在于，所述对第一荧光信号进行本底估计得到本底值，具体包括：

基于预设长度将第一荧光信号分为若干段，对每段的荧光信号分别构建直方图；

对每个直方图进行平滑处理；

将每个直方图中最大频数对应的荧光强度值为对应的每段信号的本底值。

6.根据权利要求4或5所述的微滴式数字PCR荧光信号处理方法，其特征在于，所述基于预设偏差和本底值进行第一荧光信号波峰定位，具体包括：基于本底值和预设偏差，将第一荧光信号分为若干信号段，每个信号段中的最大值为波峰。

7.根据权利要求6所述的微滴式数字PCR荧光信号处理方法，其特征在于，还包括对波峰进行曲线拟合，具体包括：基于预设个数N选取波峰位置前后各N个荧光强度值,将取值顺序和荧光强度值组成2N+1个坐标点，并进行二次曲线拟合或高斯曲线拟合。

8.根据权利要求7所述的微滴式数字PCR荧光信号处理方法，其特征在于，所述基于波峰确定微滴荧光强度和波峰距离，具体包括：

若对波峰进行了曲线拟合，则基于拟合后得到的参数计算得到微滴荧光强度，否则，波峰处的荧光强度为微滴荧光强度，

波峰前后小于微滴荧光强度的预设阈值的位置作为两个端点，两个端点之间的距离作为波峰宽度。

9.根据权利要求7所述的微滴式数字PCR荧光信号处理方法，其特征在于，对过滤后的微滴进行聚类采用大津阈值法或Kmeans聚类。

10.根据权利要求9所述的微滴式数字PCR荧光信号处理方法，其特征在于，所述基于第一阈值统计阴性微滴和阳性微滴的个数，并计算样品待测物的浓度，具体包括：

荧光强度大于第一阈值的微滴为阳性微滴，小于第一阈值的微滴为阴性微滴；

统计得到阴性的微滴个数和阳性微滴个数；

对微滴中出现N个目标基因的概率进行建模，其中，目标基因的概率服从泊松分布；

修正阴性的微滴个数和阳性微滴的个数，并基于微滴的体积，计算得到样品的浓度。