用于可视化和评估数据的方法和系统的制作方法

用于可视化和评估数据的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了生成数字聚合酶链反应(dPCR)结果的计算机实施的方法。该方法包括在扩增周期期间的第一时间从多个样本中检测第一组发射数据，多个样本中的每个包括在多个样本区域的样本区域中。该方法还包括部分地基于第一组发射数据为多个样本的每个样本确定正扩增确定或负扩增确定。基于多个样本的正扩增确定或负扩增确定生成dPCR结果。
【专利说明】用于可视化和评估数据的方法和系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2011年9月30日提交的第61/541，342号美国临时申请、以及2012 年6月18日提交的第61/660,960号美国临时申请的优先权的权益，上述两件申请的全部 内容通过引用并入本文。

【背景技术】
[0003] 聚合酶链反应（PCR)仪器使得在生物样本中进行可靠的DNA或RNA水平的定量成 为可能。市售PCR仪器和相关的数据采集和分析软件处理从生物样本生成的qPCR化验数 据。当报告信号高于由人手动设置或由软件自动设置的阈值时，这些系统通过将定量循环 (C, CT*CKT)值计算为分数PCR循环数来报告定量结果。确定的C,值可用于估计DNA材料 的初始数量。
[0004] 与qPCR对比，数字PCR(dPCR)结果设置通常要求分析几千个PCR反应。通常，增 加重复次数会增加 dPCR结果的精确性和再现性。
[0005] 数字聚合酶链反应（dPCR)是已经在例如Brown等人的美国专利号6, 143, 496中 描述的方法。来自dPCR的结果可用于检测并定量稀有等位基因的浓度，以提供核酸样本的 绝对定量，并且在核酸浓度中测量低倍数变化。
[0006] 实现dPCR的一个示例通常使用由传统qPCR改编的装置进行，其中重复被排列在 包括m行乘以η列的二维阵列格式（即mXn格式）中。PCR循环和读出（端点或实时）通 常发生在相同的阵列中。mXn重复的最大值可在单个批处理中处理。
[0007] 大部分定量聚合酶链反应（qPCR)平台中的（mXn)格式是为逐样本化验实验设计 的，其中PCR结果需要是可寻址的，用于后运行分析。然而，对于dPCR，每个PCR结果的具体 位置或孔可以是不相关的并且可仅分析每个样本正重复和负重复的数量。
[0008] dPCR的读取，也就是说，正反应的数量和负反应的数量，与模板浓度成线性比例， 而qPCR的读取（信号与循环对比）与模板浓度的对数成比例。为此，dPCR通常被约束为 模板输入的窄动态范围。作为对数对线性的结果，dPCR分析提供了比qPCR接近倍数变化 的更好的分辨率。此外，分辨率在所支持的整个动态范围上保持近似线性。
[0009] 然而，在热循环之后为dPCR结果确定正计数和负计数（也被称作端点读取）要求 确定或设置荧光阈值。因此，确定阈值应该设置在什么位置以精确地区分负数和正数是一 个挑战，因为每个样本可能无扩增或低扩增。此外，例如确定样本体积包含一个拷贝还是多 个拷贝也是一个挑战。


【发明内容】

[0010] 在一个示例性实施方式中，提供了生成数字聚合酶链反应（dPCR)结果的计算机 实施的方法。该方法包括在扩增周期期间的第一时间从多个样本中检测第一组发射数据， 多个样本中的每个包括在多个样本区域的样本区域中。该方法还包括部分地基于第一组发 射数据为多个样本的每个样本确定正扩增确定或负扩增确定。基于多个样本的正扩增确定 或负扩增确定生成dPCR结果

【专利附图】

【附图说明】
[0011] 图1是示出可实现本教导的实施方式的计算机系统的框图；
[0012] 图2是示出可实现本教导的实施方式的聚合酶链反应（PCR)仪器的框图；
[0013] 图3是示出了根据本教导的各种实施方式的示例性方法的流程图；
[0014] 图4A示出了根据本文所述的各种实施方式的示例性扩增图；
[0015] 图4B示出了根据本文所述的各种实施方式的相应的直方图；
[0016] 图5是示出了根据本教导的各种实施方式的示例性方法的流程图；
[0017] 图6示出了根据本文所述的各种实施方式的滤波图视图的示例；
[0018] 图7示出了根据本文所述的各种实施方式的滤波图视图的另一个示例；
[0019] 图8示出了根据本文所述的各种实施方式的滤波图视图的另一个示例；
[0020] 图9还示出了根据本文所述的各种实施方式的滤波图视图的另一个示例；
[0021] 图10示出了根据本文所述的各种实施方式的示例性扩增图和相应的直方图的另 一个示例；以及
[0022] 图11示出了根据本文所述的各种实施方式的示例性扩增图和相应的直方图的另 一个示例。

【具体实施方式】
[0023] 与本文中描述的各实施方式相关的方法的示例性系统包括以下申请中描述的 系统：第61/541,453号美国临时专利申请（案卷号：LT00578PR0)、第61/541,342号美 国临时专利申请（案卷号：LT00581PR0)、第29/403,049号美国临时专利申请（案卷号： LT00582DES)、第 61/541，495 号美国临时专利申请（案卷号：LT00583PR0)、第 61/541，366 号美国临时专利申请（案卷号：LT00584. 1PR0)、以及第61/541371号美国临时专利申请 (案卷号：LT00594PR0)，以上所有申请都是在2011年9月30日提交的，并且以上所有申请 都通过引用整体地并入本文。
[0024] 为了更全面地理解本发明提供，下面将描述大量具体细节，如具体配置、参数、示 例等。但是，应当认识到这些描述并不用于限制本发明的范围，而是用于更好地描述示例性 实施方式。
[0025] 本申请涉及可视化大量的数据并且，更具体地，涉及可视化、聚集、和分析聚合酶 链反应（PCR)结果。
[0026] 根据本文所述的各种实施方式，实时扩增曲线可用于结合数字PCR(dPCR)分析以 核实发生了真实的扩增。在一些实施方式中，可通过确定相应的定量C,结果是否是精确的 来确认扩增。通过能够将对于样本的正/负确定与其相应的实时扩增数据进行比较，可更 精确和更高置信度地确定dPCR结果。此外，比较实时扩增数据与dPCR正/负确定呈现了 确认并验证数据的方法。
[0027] 然而，如上文所讨论的，对于dPCR结果，分析了大量的样本。因此，当为每个PCR 反应收集实时数据时，将该数据以单个图显示给用户使得很难在视觉上从低扩增或无扩增 中区分真实的扩增。
[0028] 根据各种实施方式，用于向用户呈现用户界面（其允许选择感兴趣的样本并允许 用户视觉上比较正/负dPCR确定与其相应的实时扩增曲线数据）的系统、方法、和计算机 可执行的指令，可允许dPCR结果的更高置信度。在一些实施方式中，用户可从多个样本中 选择一个样本并被提供所选择的样本的扩增数据和相应的dPCR正/负确定的显示。用这 种方式，用户还可能能够识别某组样本具有低扩增或无扩增从而为实验排除故障。例如，用 户可能能够确定样本区域的遭受由于过度的噪音、污染或串扰引起的异常扩增的部分。此 夕卜，例如，使用该信息，用户可能能够定位包含多个样本区域的基底中的发生污染的特定部 分。
[0029] 此外，为了便于可视化和分析，根据本文所述的各种实施方式，C,值的直方图与实 时扩增曲线对齐地显示给用户以从无扩增中区分扩增。具有样本的一个或多个拷贝的样 本区域应在直方图中分为其各自的峰值并将不同于非扩增峰值（在最大周期的峰值，没有 C,)。根据各种实施方式，该可视化使得能够为扩增、低扩增、和无扩增检测CT范围。
[0030] 在其他实施方式中，也可确定并二进制化Rn值从而也可生成直方图。以这种方 式，可确定具有一个拷贝、两个拷贝等的孔。
[0031] 在各种实施方式中，本文中描述的设备、仪器、系统和方法可用于检测一种或多种 的感兴趣生物部分的。这些感兴趣的生物成分可以是任何合适的生物目标，该生物目标包 括但不限于DNA序列（包括无细胞DNA)、RNA序列、基因、寡核苷酸、分子、蛋白质、生物标 记、细胞（例如，循环肿瘤细胞）、或任何其他合适的目标生物分子。
[0032] 在各实施方式中，该生物成分可以在应用中与各种PCR，qPCR，和/或dPCR方法和 系统结合使用，这些应用例如是胎儿诊断，多重dPCR，病毒检测和定量标准，基因分型，测序 验证，突变检测，转基因生物检测，稀有等位基因检测和拷贝数变异。本公开的实施方式通 常涉及用于监视或测量大量小体积样本的生物反应的设备、仪器、系统和方法。例如，如本 文中所使用的，样本可被称为样本体积或反应体积。
[0033] 虽然通常适用于处理大量样本的定量聚合酶链反应（qPCR)，但应当认识到根据本 文中描述的各实施方式可以使用任何合适的PCR方法。例如，合适的PCR方法包括（但不 限于）数字PCR、等位基因特异性PCR、不对称PCR、连接介导PCR、多重PCR、巢式PCR、qPCR、 基因组步移、以及桥式PCR。
[0034] 如下所述，例如，根据本文中描述的各实施方式，反应点可包括（但不限于）通孔、 孔、凹陷、点、腔、样本保持区、以及反应室。
[0035] 此外，如本文中所使用的，热循环可包括例如使用热循环仪，等温扩增，热对流，红 外介导热循环，或解旋酶扩增。在一些实施方式中，芯片可与内置式加热元件集成。
[0036] 例如，根据各实施方式，目标检测可为（但不限于）荧光检测、正或负离子检测、pH 值检测、电压检测、或电流检测，或其组合。
[0037] 根据本文中描述的各实施方式的方法和系统可用于存在与单个实体相关的多个 离散变量的应用区域中以供数据分析。根据各种实施方式，一些变量值可能不是全部由系 统用户手动输入的。尽管下面的描述属于用PCR系统设置用户定义的样本支持设备，本领 域的技术人员应当理解此处所述的系统和方法可应用于采用高密度样本支持设备的相似 系统。该相似系统的非限制性示例包括蛋白质分析系统、寡核苷酸阵列系统、排序系统、或 在多个样本上进行实验的任何其他系统或仪器。
[0038] 在定量PCR(qPCR)中，研究人员和科学家可视化样本的实时扩增曲线以验证发 生了真实的扩增。真实的扩增可表示获得的定量C,结果是精确的。与qPCR相比，数字 PCR(qPCR)结果通常基于多个PCR反应的分析。多个PCR反应可以是数百到数千个样本。 此外，对于多个样本中的样本的每个PCR反应收集实时数据。显示在单个图中的扩增曲线 的数量使得难以可视化任何单个扩增曲线。为了便于可视化和分析，各种实施方式包括在 多个实时扩增曲线的相应的图旁边或与其对齐地显示的C,值的直方图，从而从低扩增和无 扩增中区分扩增。在直方图中，具有一个或多个拷贝的扩增的样本分为直方图的其各自的 峰值并将与非扩增峰值不同。例如，拷贝1、拷贝2、和拷贝3可分为不同的峰值以显示拷贝 数变异。换句话说，非扩增样本可在PCR的最大周期分为单个峰值。此外，可从直方图中为 扩增样本和非扩增样本可视化C,范围。应当认识到定量循环也可被称作（但不限制为）阈 值周期（C T或CKT)或交叉点（Cp)。
[0039] 根据本文所述的各种实施方式，使用具有已知拷贝数量/浓度的控制样本的dPCR 实验的结果可被分为各自的峰值。因此，根据各种实施方式的直方图可用于可视化与未知 峰值相比的控制峰值。图11示出了可视化并预期具有已知拷贝数量的峰值的选择区域。因 此，未知峰值可与已知峰值相比。
[0040] 根据本文所述的各种实施方式，第一直方图可显示在轴上并且第二直方图可显示 在相同轴的另一侧。在其他实施方式中，第二直方图可邻近第一直方图显示。在一些实施 方式中，第二直方图可用与第一直方图不同的颜色显示。此外，可视化可包括多于一个的目 标。每个目标可用不同的颜色显示以便于用户识别。
[0041] 参考图11，图1100包括两个不同目标的多个扩增曲线。选择的区域1104示出第 一目标的正扩增。区域1106示出第二目标的正扩增。换句话说，多个目标的多个扩增曲线 可一起显示。根据本文所述的各种实施方式，每个目标的正扩增可通过使用直方图比较。 此外，也可以显示负扩增。因此，本教导的实施方式可用于多路传输系统以及单路传输系统 中。
[0042] 在本文所述的其他实施方式中，滤波器或级联滤波器可用于帮助用户从多个样本 中可视化数据。在一些实施方式中，用户可为数据选择预定的滤波器从而在用户界面上为 用户显示。在其他实施方式中，用户可从多个样本中选择样本以在用户界面显示。例如，在 一些实施方式中，由用户选择的数据通过不同的颜色在显示屏上强调。此外，未选择的数据 仍然可以可视化，但是不强调。例如，选择的数据可在用户界面上用红色显示给用户，而未 选择的数据用浅灰色显示。以这种方式，为用户从未选择的数据中突显选择的数据。
[0043] 计算机实现系统
[0044] 本领域技术人员将认识到，各实施方式的操作可使用硬件、软件、固件或其组合 (视情况而定）来实施。例如，一些处理可使用处理器或软件、固件或硬连线逻辑控制下的 其他数字电路来执行。（术语"逻辑"在本文中是指如由本领域技术人员所认识到的能够执 行上述功能的固定的硬件，可编程逻辑和/或其适当的组合，。）软件和固件可存储在非瞬 态计算机可读介质上。一些其他过程可使用模拟电路来实现，这对本领域普通技术人员来 说是众所周知的。此外，存储器或其他存储装置，以及通信部件，也可使用在本发明的实施 方式中。
[0045] 图1是示出了根据各实施方式的可用于执行处理功能的计算机系统100的框图。 执行实验的仪器可以与示例性计算机系统100连接。根据各实施方案，可能使用的仪器为 图2的热循环仪系统200或图3的热循环仪系统300。计算系统100可包括一个或多个处 理器（如处理器104)。例如，处理器104可使用通用或专用处理引擎（如微处理器，控制器 或其他控制逻辑）实施。在该示例中，处理器104与总线102或其他通信介质连接。
[0046] 此外，应当理解，图1的计算系统100可以任何形式实施，如对于给定应用或环境 可能是期望的或恰当的机架式计算机、大型机、超级计算机、服务器、客户机、台式计算机、 笔记本电脑、平板计算机、手持式计算设备（例如，PDA、蜂窝电话、智能电话、掌上电脑等）， 集群网格（cluster grid)，上网本，嵌入式系统，或任何其他类型的专用或通用计算设备。 此外，计算系统1〇〇可包括传统网络系统或与LIS/LIMS设施的集成，其中传统的网络系统 包括客户机/服务器环境和一个或多个数据库服务器。大量传统网络系统本领域是已知 的，包括局域网（LAN)或广域网（WAN)，并且包括无线和/或有线部件。此外，客户机/服务 器环境、数据库服务器和网络在本领域被充分记载。根据本文中描述的各种实施方式，计算 系统100可配置成与分布式网络中的一个或多个服务器连接。计算系统200可从分布式网 络接收信息或更新。计算系统1〇〇还可传输将存储在分布式网络中的信息，该信息可由与 分布式网络连接的其他客户机访问。
[0047] 计算系统100可包括总线102或用于传送信息的其他通信机构，并且处理器104 与总线102联接以处理信息。
[0048] 计算系统100还包括与总线102联接用于存储将由处理器104执行的指令的存储 器106,该存储器可以是随机访问存储器（RAM)或其他动态存储器。存储器106还可用于在 执行将由处理器104执行的指令期间存储临时变量或其他中间信息。计算系统100还包括 与总线102联接用于存储处理器104的静态信息和指令的只读存储器（ROM) 108或其他静 态存储设备。
[0049] 计算系统100也可包括存储设备110,如磁盘、光盘、或固态驱动器（SSD)，其被提 供并联接至总线102用于存储信息和指令。存储设备110可包括介质驱动器和可移动存储 接口。介质驱动器可包括支持固定的或可移动的存储介质的驱动器或其他机构，如硬盘驱 动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、CD或DVD驱动器（R或RW)、闪盘驱动器或其他 可移动的或固定的介质驱动器。如这些示例所示，存储介质可包括计算机可读的存储介质， 该存储介质中存储有具体的计算机软件、指令或数据。
[0050] 在可选的实施方式中，存储设备110可包括其他类似的媒介用于允许计算机程序 或其他指令或数据加载到计算机系统100中。这种媒介可包括例如允许将软件和数据从存 储设备110传送至计算机系统100的可移动存储单元和接口，如程序盒式存储器和盒式存 储器接口，可移动存储器（例如，闪速存储器或其他可移动存储模块）和存储器插槽，以及 其他可移动存储单元和接口。
[0051] 计算系统100还可包括通信接口 118。通信接口 118可用于允许软件和数据在 计算机系统1〇〇和外部设备之间传送。通信接口 118的示例可包括调制解调器、网络接口 (如以太网或其他NIC卡）、通信端口（例如，USB端口、RS-232C串行端口）、PCMCIA插槽 和PCMCIA卡、蓝牙等。通过通信接口 118传送的软件和数据可以是能够由通信接口 118接 收的电子的、电磁的、光学的和其他信号的形式。这些信号可由通信接口 118通过诸如无线 介质、导线或电缆、光纤、或其他通信介质的通道发送和接收。通道的一些示例包括电话线、 蜂窝电话链路、RF链路、网络接口、局域网或广域网、以及其他通信通道。
[0052] 计算系统100可通过总线102联接至显示器112 (如阴极射线管（CRT)或液晶显 示器（IXD))，其中显示器212用于为计算机用户显示信息。例如，包括字母数字键和其他键 的输入设备114与总线102联接，以为处理器104传递信息和命令选择。输入设备还可以 是配置有触摸屏输入能力的显示器（如IXD显示器）。另一种用户输入设备是光标控制装 置116，如用于为处理器104传递方向信息和命令选择以及用于控制光标在显示器112上移 动的鼠标、轨迹球或光标方向键。该输入设备通常具有在两个轴线上的两个自由度（第一 轴线（例如，X)和第二轴线（例如，y))从而允许设备指定面中的位置。计算系统100提 供数据处理并提供该数据的置信水平。与本教导的实施方式的某些实施符合的，数据处理 和置信度由计算系统100提供以响应处理器104执行包含在存储器106中的一个或多个指 令的一个或多个序列。该指令可从另一个计算机可读介质（如存储设备110)读入存储器 106。执行包含在存储器106中的指令序列导致处理器104进行本文中描述的过程。可替 代地，硬连线电路可用于代替软件指令或与软件指令组合以实施本教导的实施方式。因此 本教导的实施方式的实施不限于硬件电路和软件的任何具体组合。
[0053] 本文中使用的术语"计算机可读介质"和"计算机程序产品"通常是指涉及向处理 器104提供用于执行的一个或多个序列或一个或多个指令的任何介质。当执行时，通常被 称为"计算机程序代码"的该指令（其可以以计算机程序的形式或其他分组的形式分组）使 计算机系统1〇〇能够执行本发明的实施方式的特征和功能。非瞬态计算机可读介质的这些 和其他形式可包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例 如固态盘、光盘或磁盘，如存储设备110。易失性介质包括动态存储器，如存储器106。传输 介质包括同轴线缆、铜线、及光纤，包括包含总线102的电线。
[0054] 计算机可读介质的常见形式包括例如软盘（floppy disk)、软盘（flexible disk)、硬盘、磁带、或任何其他磁性介质、CD-ROM、任何其他光学介质，穿孔卡、纸带、任何其 他具有孔图案的物理介质、RAM、PR0M、和EPROM、FLASH-EPR0M、或任何其他存储器芯片或盒 式存储器、如下所述的载波、或者计算机可读取的任何其他介质。
[0055] 各种形式的计算机可读介质可涉及向处理器104运送用于执行一个或多个指令 的一个或多个序列。例如，该指令最初可携带在远程计算机的磁盘上。远程计算机可将该 指令加载到其动态存储器中并使用调制解调器通过电话线路发送该指令。计算系统100的 本地调制解调器可接收电话线路上的数据并使用红外发射器将信号转换为红外信号。与总 线102联接的红外检测器可接收红外信号中携带的数据并将该数据放置在总线102上。总 线102将该数据运送至存储器106,处理器104从存储器106获取指令并执行指令。由存储 器106接收的指令可选地在由处理器104执行之前或执行之后存储在存储设备110上。
[0056] 应当理解的是，为了清楚起见，以上描述参考不同的功能单元和处理器对本发明 的实施方式进行描述。然而，显而易见的是，可使用不同功能单元、处理器或域之间的任何 合适的功能分布而不偏离本发明。例如，上述的将由单独的处理器或控制器执行的功能可 由同一处理器或控制器执行。因此，参考具体的功能单元仅应视为参考合适的装置，以提供 所描述的功能性，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。
[0057] PCR 仪器
[0058] 如上所述，根据各实施方式可使用的仪器为（但不限于）聚合酶链反应（PCR)仪 器。图2是示出可实施本教导的实施方式的PCR仪器200的框图。PCR仪器200可包括放 置在多个样本212上方的热覆盖件210,该多个样本212包含在样本支持设备（未示出） 中。在各实施方式中，样本支持设备可以是具有多个样本区的玻璃片或塑料片，样本区在 其与热覆盖件310之间具有覆盖件。样本支持设备的一些示例可包括（但不限于）多孔板 (例如标准的微量滴定96孔板、384孔板）、或微型卡、或基本平的支承件（如玻璃片或塑料 片）。样本支持设备的各实施方式中的样本区域可包括形成在基底的表面上规则或不规则 的阵列图案化的凹穴，凹陷，脊状突起，及其组合。PCR仪器的各实施方式包括样本块214、 用于加热和冷却的元件216、热交换器218、控制系统220和用户接口 222。根据本教导的热 块组件的各实施方式包括图2中PCR仪器的部件214-218。
[0059] 对于图2中PCR仪器200实施方式，控制系统220可用于控制检测系统、热覆盖件、 以及热块组件的功能。控制系统220可通过图2中的PCR仪器200的用户接口 222由终端 用户访问。如图1所示的计算机系统100也可用于提供图2的PCR仪器200的控制功能以 及用户接口功能。此外，图1的计算机系统1〇〇可提供数据处理、显示和报告准备功能。所 有这些仪器控制功能可在本地专用于PCR仪器，或者图1的计算机系统100可提供对下面 将更详细讨论的控制、分析、以及报告功能的部分或全部的远程控制。
[0060] 已为了说明和描述的目的，提供了本教导的各实施的以下描述。该描述不是详尽 的并且不使本教导限于公开的具体形式。根据上述教导，可进行修改和变型，或者可以通过 实施本教导来获得修改和变形。此外，所描述的实施包括软件，但是本教导可实施为硬件和 软件的组合或仅以硬件实现。本教导可利用面向对象和非面向对象编程系统实施。
[0061] 如上所述，本文中描述的各实施方式是用于可视化目标样本组。如上文中提到的， 从多个样本的扩增图聚集有用信息是困难的。换句话说，从单个图上的大量扩增曲线中区 分期望的扩增曲线是有挑战性的。因此，为有用的结果分析和评估数据也是有挑战性的。
[0062] 直方图
[0063] 根据本文所述的各种实施方式，直方图可显示定量循环（C,)的分布。然而，仅从 直方图可能难以确定可能具有非扩增样本的扩增样本。应当认识到，定量循环也可被称作 (但不限制为）阈值周期（C T*CKT)或交叉点（CP)。
[0064] 图3是示出用于显示数据的可视化的示例性方法300的流程图。如上所述，所述的 步骤可通过处理器执行指令进行。在步骤302中，处理器初始化多个样本的测试。在步骤 304中，该方法包括处理，同时接收来自多个样本的测试的测量值以向用户显示。接下来，在 步骤306中，为多个样本中的每一个确定定量循环。在步骤308中，二进制化确定的样本的 定量循环。最后，在步骤301中，显示二进制的定量循环的直方图。
[0065] 图4A示出了显示多个样本的多个扩增曲线的扩增图402。图4B示出了对应于扩 增曲线402的多个样本的多个扩增曲线值的直方图412。扩增图402和直方图412的X轴 显示了扩增循环的数量。扩增图402的y轴显示了标准化报告荧光信号和基线荧光信号之 间的差值AR n。ARn通过PCR表示荧光信号的大小。直方图412的y轴是具有特定的定量 循环（C q)的样本的频率。
[0066] 根据各种实施方式，扩增图402可在直方图412的旁边显示以使相应的区域可被 用户容易地观察到。例如，用扩增图402和直方图412都显示区域404、406、408和410。在 一些实施方式中，扩增图402和直方图412显示在用户界面的适当位置上以使相应的区域 以便于用户比较该区域的方式显示。例如，直方图412的相应区域可直接显示在扩增图的 区域下面。在一些实施方式中，用户可选择待突显的特定区域。这些范围在直方图和扩增 图中是可拖动的并对应于相同的循环值。此外，可在扩增图或直方图中进行选择。在其他 实施方式中，处理器可自动选择待向用户突显的区域。
[0067] 在图4A和图4B中所示的示例中，显示了多个样本的PCR结果。通过检查直方图 412,可看出一些样本在循环24之前被扩增。然而，可发现在扩增图402中在循环24之前 没有真实的扩增。因此，用户可确定具有定量循环的样本在循环24之前不是真实的扩增或 者是否具有低扩增。
[0068] 作为另一个示例，图10示出了在相应的扩增图旁边的示例性直方图。在该示例 中，无扩增的指示1002在循环40。在该示例中，指示1002由有色条显示。
[0069] 此外，用户可能能够在包括多个样本的组中可视化峰值和定量循环值的分布。以 这种方式，用户可能能够可视化定量循环是否包括正扩增或负扩增。此外，如正C,、最大正 C,、最小负C,、最大负C,可用于为真实的扩增与不确定的扩增和非扩增设定范围。
[0070] 级联滤波器
[0071] 在本教导的其他实施方式中，可在最高阶通过各种分类或分组机制显示、表现、和 汇总多个实验。在本文所述的各种实施方式中，数据集可通过数据的单独属性分组，如化 验、样本或实验。此外，在其他实施方式中，数据可通过混合或结合属性分组，如目标样本或 目标样本稀释。这些数据分组允许用户在高阶穿过整个数据集整理、分类和调查它们的数 据。用于数据集的该高阶分组的性质是任意的。然而，应用的特定分组是通过软件被设计 为支持科学领域来限定的。根据各种实施方式，滤波器可被级联以使用户可能能够以有用 的方式可视化大量的结果。
[0072] 当用户通过给定的数据集调查或滚动时，本文所述的实施方式提供了数据集的附 加的滤波视图以使得能够进一步研究数据集中的相关子组的细节、特征和关系。选择一个 或多个高阶组提供了数据子组的附加的详细数据显示。该模式可重复下降到数据集中的数 据的最不可分割的阶。子组显示可包括数据的表格列表；图形可视化，如图表、图形、热点 图、图、以及在Π 显示中用于未选择的、未包含的、或省略的数据的各种链接。
[0073] 当用户继续研究数据集或数据集中的子组时，在任意子组阶选择单个数据元素进 一步过滤了显示的数据以及在其较低子组显示中的可视化。
[0074] 此外，本教导的实施方式允许用户标记、选择或省略子组中的数据，以及向不同阶 或子组的数据应用手动设置或重载。
[0075] 图5示出了描述用于显示过滤结果的示例性方法500的流程图。在步骤502中， 处理器初始化多个样本的测试。在步骤504中，该方法包括从多个样本测试中显示结果的 第一图形表示。在步骤506中，接收来自多个样本的第一选择的样本。第一选择的样本结 果和多个样本的剩余样本的结果的第二图形表示，在步骤508。第一选择的样本结果对比剩 余样本的结果被突显。根据各种实施方式，选择的样本用颜色显示而剩余的样本用暗色显 /_J、1 〇
[0076] 图6示出了根据各种实施方式的RNaseP目标（高阶组）的选择，具有汇总的数据， 带有结果表格602的子组数据显示和扩增图606的子组数据显示。在各个孔中一些样本的 选择604已经在结果表格602中标记。选择604反映在扩增图上。例如，选择的样本反映 为选择的扩增曲线608。此外，未选择的孔也在背景中显示在扩增图606上，如未选择的扩 增曲线610。
[0077] 参考图7,根据各种实施方式，用户可手动重写由处理器生成或计算的子组中的数 据的确定。例如，处理器可自动地确定样本的扩增是负扩增还是低扩增。然而，用户可选择 菜单702以手动地将负扩增确定或低扩增确定重写为正扩增确定。
[0078] 图8示出了通过将目标样本的属性与汇总数据元素混合的数据集的高阶分组。滤 波的子组示出了选择的单个数据、手动重写、在提供给用户的可视化上同步数据显示。此 夕卜，通过在背景中显示未选择的孔示出了用于选择的数据的上下文相关性。之前从其他子 组（见图7)的选择可被保存并在其顶阶分组中表示。
[0079] 根据本文所述的各种实施方式，图9示出了通过化验的顶阶分组，其中所选择的 化验通过实验显示滤波的子组。选择的化验通过孔结果表格902中的实验显示滤波的子 组。选择的孔还可显著地显示在散点图904上，而未选择的孔906显示在图的背景中。
[0080] 因此，根据以上描述，本公开的一些示例包括以下：
[0081] 在另一个示例中，提供了生成数字聚合酶链反应（dPCR)结果的计算机实施的方 法。该方法包括在扩增周期期间的第一时间从多个样本中检测第一组发射数据，多个样本 中的每个包括在多个样本区域的样本区域中；部分地基于第一组发射数据为多个样本的每 个样本确定正扩增确定或负扩增确定；以及基于多个样本的正扩增确定或负扩增确定生成 dPCR结果。
[0082] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，该方法还可包括在扩增周期 期间的第二时间从多个样本中检测第二组发射数据，其中第一组发射数据和第二组发射数 据包括在用于多个样本中的每个的扩增曲线数据中。
[0083] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，该方法还可包括在扩增周期 中的热循环的每个阶段之后从多个样本中检测发射数据以生成扩增曲线数据。
[0084] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，该方法还包括在扩增周期期 间检测实时发射数据以生成扩增曲线数据。
[0085] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，为多个样本的每个样本确定 正扩增确定或负扩增确定包括：为多个样本中的每一个确定定量循环；二进制化多个确定 的定量循环；以及为多个样本显示二进制定量循环的直方图。
[0086] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，该方法还包括基于样本的扩 增曲线数据确定多个样本中的样本的有效测试。
[0087] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，该方法还包括向用户显示扩 增曲线数据和正确定或负确定
[0088] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，扩增曲线数据与直方图一起 显示给用户。
[0089] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，低于预定的阈值的定量循环 被确定为无效测试。
[0090] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，高于预定的阈值的定量循环 被确定为有效测试。
[0091] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，在预定的范围中的定量循环 被确定为有效测试。
[0092] 在另一个示例中，提供了计算机可读介质，该介质编码有指令，该指令可由处理器 执行。该指令包括：用于在扩增周期期间的第一时间从多个样本中检测第一组发射数据的 指令，多个样本中的每个包括在多个样本区域的样本区域中；用于在扩增周期期间的第二 时间从多个样本中检测第二组发射数据的指令，其中第一组发射数据和第二组发射数据包 括在用于多个样本中的每个的扩增曲线数据中；用于部分地基于相应的扩增曲线数据为多 个样本的每个样本确定正扩增确定或负扩增确定的指令；以及用于基于多个样本的正扩增 确定或负扩增确定生成dPCR结果的指令。
[0093] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，用于为多个样本的每个样本 确定正扩增确定或负扩增确定的指令包括：用于为多个样本中的每个确定定量循环的指 令；用于二进制化多个确定的定量循环的指令；以及用于为多个样本显示二进制定量循环 的直方图的指令。
[0094] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，计算机可读介质还包括用于 基于样本的扩增曲线数据确定多个样本中的样本的有效测试的指令。
[0095] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，该指令还包括用于向用户显 示扩增曲线数据和正确定或负确定的指令。
[0096] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，扩增曲线数据与直方图一起 显示给用户。
[0097] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，低于预定的阈值的定量循环 被确定为无效测试。
[0098] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，高于预定的阈值的定量循环 被确定为有效测试。
[0099] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，在预定的范围中的定量循环 被确定为有效测试。
[0100] 在另一个示例中，提供了用于生成数字聚合酶链反应结果（dPCR)的系统，该系统 包括用于在多个样本上进行扩增的热循环仪；处理器；以及编码有指令的存储器，该指令 用于：在扩增周期期间的第一时间从多个样本中检测第一组发射数据，多个样本中的每个 包括在多个样本区域的样本区域中；在扩增周期期间的第二时间从多个样本中检测第二组 发射数据，其中第一组发射数据和第二组发射数据包括在用于多个样本中的每个的扩增曲 线数据中；部分地基于相应的扩增曲线数据为多个样本的每个样本确定正扩增确定或负扩 增确定；以及基于多个样本的正扩增确定或负扩增确定生成dPCR结果。
[0101] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，该系统还包括在扩增周期中 的热循环的每个阶段之后从多个样本中检测发射数据以生成扩增曲线数据。
[0102] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，该方法还包括用于在扩增周 期期间检测实时发射数据以生成扩增曲线数据的指令。
[0103] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，为多个样本的每个样本确定 正扩增确定或负扩增确定包括：为多个样本中的每一个确定定量循环；二进制化多个确定 的定量循环；以及为多个样本显示二进制定量循环的直方图。
[0104] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，该系统还包括基于样本的扩 增曲线数据确定多个样本中的样本的有效测试。
[0105] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，该系统还包括向用户显示扩 增曲线数据和正确定或负确定
[0106] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，扩增曲线数据与直方图一起 显示给用户。
[0107] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，低于预定的阈值的定量循环 被确定为无效测试。
[0108] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，高于预定的阈值的定量循环 被确定为有效测试。
[0109] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，在预定的范围中的定量循环 被确定为有效测试。
[0110] 在另一个示例中，提供了用于可视化多个数据图的计算机实施的方法。该方法包 括：初始化多个样本的测试；处理同时接收来自多个样本的测试的测量值以向用户显示； 为多个样本中的每个确定定量循环；二进制化多个确定的定量循环；以及为多个样本显示 二进制定量循环的直方图。
[0111] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，计算机实施的方法还包括基 于直方图确定多个样本中的样本的有效测试。
[0112] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，来自多个样本的测试的测量 值作为多个扩增曲线向用户显示。
[0113] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，多个扩增曲线与直方图一起 显示给用户。
[0114] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，低于预定的阈值的定量循环 被确定为无效测试。
[0115] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，高于预定的阈值的定量循环 被确定为有效测试。
[0116] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，在预定的范围中的定量循环 被确定为有效测试。
[0117] 在另一个示例中，提供了计算机可读介质，该介质编码有指令，该指令可由处理器 执行。该指令包括：用于初始化多个样本的测试的指令；用于处理同时接收来自多个样本 的测试的测量值以向用户显示的指令；用于为多个样本中的每个确定C,的指令；用于二进 制化多个确定的定量循环的指令；以及用于为多个样本显示二进制定量循环的直方图的指 令。
[0118] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，该指令还包括用于基于直方 图确定多个样本中的样本的有效测试的指令。
[0119] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，来自多个样本的测试的测量 值作为多个扩增曲线向用户显示。
[0120] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，多个扩增曲线与直方图一起 显示给用户。
[0121] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，低于预定的阈值的定量循环 被确定为无效测试。
[0122] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，高于预定的阈值的定量循环 被确定为有效测试。
[0123] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，在预定的范围中的定量循环 被确定为有效测试。
[0124] 在另一个示例中，提供了用于可视化多个数据图的系统。该系统包括：处理器；编 码有指令的存储器，该指令用于：初始化多个样本的测试；处理同时接收来自多个样本的 测试的测量值以向用户显示；为多个样本中的每个确定定量循环；二进制化多个确定的定 量循环；以及为多个样本显示二进制定量循环的直方图。
[0125] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，该指令还包括用于基于直方 图确定多个样本中的样本的有效测试的指令。
[0126] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，来自多个样本的测试的测量 值作为多个扩增曲线向用户显示。
[0127] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，多个扩增曲线与直方图一起 显示给用户。
[0128] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，低于预定的阈值的定量循环 被确定为无效测试。
[0129] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，高于预定的阈值的定量循环 被确定为有效测试。
[0130] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，在预定的范围中的定量循环 被确定为有效测试。
[0131] 在另一个示例中，提供了用于可视化多个数据图的计算机实施的方法。该方法包 括：初始化多个样本的测试；显示来自多个样本的测试的结果的第一图形表示；接收来自 多个样本的第一选择的样本；以及显示第一选择的样本的结果和多个样本的剩余样本的结 果的图形表示，其中第一选择的样本的结果对比剩余样本的结果被突显。
[0132] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，第一选择的样本通过颜色突 显。
[0133] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，计算机实施的方法还包括：基 于第一选择的样本接收第二选择的样本；显示第二选择的样本的结果的第三图形显示和多 个样本的剩余样本的结果，其中第二选择的样本的结果对比剩余样本的结果被突显。
[0134] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，第一选择的样本基于样本的 特征是动态确定的。
[0135] 此外或可替代地，在上文公开的一个或多个示例中，第一选择的样本基于多个样 本中的每个样本的结果的特征是动态确定的。
[0136] 虽然已经根据某些示例性实施方式、示例和应用描述了各种实施方式，但是对于 本领域技术人员显而易见的是，可进行各种修改和改变而不背离本发明。
【权利要求】
1. 生成数字聚合酶链反应（dPCR)结果的计算机实施的方法，所述方法包括： 在扩增周期期间的第一时间从多个样本中检测第一组发射数据，所述多个样本中的每 个包括在多个样本区域的样本区域中； 部分地基于所述第一组发射数据为所述多个样本的每个样本确定正扩增确定或负扩 增确定；以及 基于所述多个样本的所述正扩增确定或负扩增确定生成dPCR结果。
2. 根据权利要求1所述的计算机实施的方法，还包括： 在扩增周期期间的第二时间从所述多个样本中检测第二组发射数据，其中所述第一组 发射数据和所述第二组发射数据包括在用于所述多个样本中的每个的扩增曲线数据中。
3. 根据权利要求2所述的计算机实施的方法，还包括： 在所述扩增周期中的热循环的每个阶段之后从所述多个样本中检测发射数据以生成 所述扩增曲线数据。
4. 根据权利要求2所述的计算机实施的方法，还包括： 在所述扩增周期期间检测实时发射数据以生成所述扩增曲线数据。
5. 根据权利要求2所述的计算机实施的方法，其中为所述多个样本的每个样本确定正 扩增确定或负扩增确定包括： 为所述多个样本中的每一个确定定量循环； 二进制化所述多个确定的定量循环；以及 为所述多个样本显示所述二进制定量循环的直方图。
6. 根据权利要求2所述的计算机实施的方法，还包括： 基于所述样本的扩增曲线数据确定所述多个样本中的样本的有效测试。
7. 根据权利要求2所述的计算机实施的方法，还包括： 向用户显示所述扩增曲线数据和所述正确定或所述负确定。
8. 根据权利要求5所述的计算机实施的方法，其中所述扩增曲线数据与所述直方图一 起显示给用户。
9. 根据权利要求5所述的计算机实施的方法，其中低于预定的阈值的定量循环被确定 为无效测试。
10. 根据权利要求5所述的计算机实施的方法，其中高于预定的阈值的定量循环被确 定为有效测试。
11. 根据权利要求5所述的计算机实施的方法，其中在预定的范围中的定量循环被确 定为有效测试。
12. 计算机可读介质，所述计算机可读介质编码有指令，所述指令可由处理器执行，所 述指令包括： 用于在扩增周期期间的第一时间从多个样本中检测第一组发射数据的指令，所述多个 样本中的每个包括在多个样本区域的样本区域中； 用于在扩增周期期间的第二时间从所述多个样本中检测第二组发射数据的指令，其中 所述第一组发射数据和所述第二组发射数据包括在用于所述多个样本中的每个的扩增曲 线数据中； 用于部分地基于所述相应的扩增曲线数据为所述多个样本的每个样本确定正扩增确 定或负扩增确定的指令；以及 用于基于所述多个样本的所述正扩增确定或负扩增确定生成dPCR结果的指令。
13. 根据权利要求12所述的计算机可读介质，其中用于为所述多个样本的每个样本确 定正扩增确定或负扩增确定的指令包括： 用于为所述多个样本中的每个确定定量循环的指令； 用于二进制化所述多个确定的定量循环的指令；以及 用于为所述多个样本显示所述二进制定量循环的直方图的指令。
14. 根据权利要求12所述的计算机可读介质，还包括： 用于基于所述样本的扩增曲线数据确定所述多个样本中的样本的有效测试的指令。
15. 根据权利要求12所述的计算机可读介质，其中所述指令还包括用于向用户显示所 述扩增曲线数据和所述正确定或所述负确定的指令。
16. 根据权利要求13所述的计算机可读介质，其中所述扩增曲线数据与所述直方图一 起显示给用户。
17. 根据权利要求13所述的计算机可读介质，其中低于预定的阈值的定量循环被确定 为无效测试。
18. 根据权利要求13所述的计算机可读介质，其中高于预定的阈值的定量循环被确定 为有效测试。
19. 根据权利要求13所述的计算机可读介质，其中在预定的范围中的定量循环被确定 为有效测试。
20. 用于生成数字聚合酶链反应结果（dPCR)的系统，所述系统包括： 热循环仪，用于在多个样本上进行扩增； 处理器；以及 存储器，所述存储器编码有指令，所述指令用于： 在扩增周期期间的第一时间从多个样本中检测第一组发射数据，所述多个样本中的每 个包括在多个样本区域的样本区域中； 在扩增周期期间的第二时间从所述多个样本中检测第二组发射数据，其中所述第一组 发射数据和所述第二组发射数据包括在用于所述多个样本中的每个的扩增曲线数据中； 部分地基于所述相应的扩增曲线数据为所述多个样本的每个样本确定正扩增确定或 负扩增确定；以及 基于所述多个样本的所述正扩增确定或负扩增确定生成dPCR结果。
21. 根据权利要求20所述的系统，还包括： 在所述扩增周期中的热循环的每个阶段之后从所述多个样本中检测发射数据以生成 所述扩增曲线数据。
22. 根据权利要求20所述的系统，还包括： 在所述扩增周期期间检测实时发射数据以生成所述扩增曲线数据。
23. 根据权利要求20所述的系统，其中为所述多个样本的每个样本确定正扩增确定或 负扩增确定包括： 为所述多个样本中的每一个确定定量循环； 二进制化所述多个确定的定量循环；以及 为所述多个样本显示所述二进制定量循环的直方图。
24. 根据权利要求20所述的系统，还包括： 基于所述样本的扩增曲线数据确定所述多个样本中的样本的有效测试。
25. 根据权利要求20所述的系统，还包括： 向用户显示所述扩增曲线数据和所述正确定或所述负确定。
26. 根据权利要求23所述的系统，其中所述扩增曲线数据与所述直方图一起显示给用 户。
27. 根据权利要求23所述的系统，其中低于预定的阈值的定量循环被确定为无效测 试。
28. 根据权利要求23所述的系统，其中高于预定的阈值的定量循环被确定为有效测 试。
29. 根据权利要求23所述的系统，其中在预定的范围中的定量循环被确定为有效测 试。
【文档编号】C12Q1/68GK104093853SQ201280058576
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2012年9月28日 优先权日:2011年9月30日
【发明者】戈登·亚纳威, 曼朱拉·阿利米纳蒂, 吴若云, 大卫·方特斯丘, 沈明 申请人:生命技术公司