专利名称：生物芯片的检测方法
技术领域：
本发明涉及一种生物芯片的检测系统，特别涉及其检测方法。
背景技术：
目前，在生物芯片检测系统包括芯片、配套试剂及检测设备，由待检样本与芯片及配套试剂反应后，其芯片上的生物信息通过生物芯片识别仪识别，经过一套检测方法进行分析，最后得出结果。
这种检测方法又包括了自动判读、自动给出检验结果、仪器自动校正、芯片系数自动校正等。
这种检测方法主要是根据生物芯片上承载的信息以矩阵排列点所表现的成千上万种不同的信息，该芯片上的点(圆形)是以灰度值作为衡量标准的，其范围在0～225，待测点的相对灰度值是背景圆的绝对灰度值与指标点绝对灰度值之比。芯片上的点是通过专用摄像头拍得，形成具有像素，用相对应的空心圆圈去捕捉图片上的点，此为手工套圈，计算出点的灰度值。
对灰度值要进行进行判别，有定性和定量两种。
定性是待测指标列的相对灰度值(A)与我们预先通过实验得出之该指标列之临界标准灰度值(我们在此称CUTOFF值，B)进行比较，若A＞B，阳性，反之阴性。
定量是根据芯片由A，B两个窗口组成，如果识别仪不能同时自动识别出两个窗口(即仪器一次只能识别一个窗口)，则出现提示框″请放入芯片检测窗口A″，先读出窗口A内指标的灰度值，将其自动保存，然后提示“请放入芯片检测窗口B”，由窗口B里的点可以推出A的浓度值，具体计算方法是窗口B的曲线图是由输入的灰度和浓度值绘制出来并预先输入的，是已知的。“校正点浓度”是由事先输入的(它是绘制曲线图时输入的一个或一组浓度值，曲线图的纵轴为灰度、横轴为浓度。)，经过一段时间后“校正点”(也就是窗口B里指定的指标点，指标点可以是一个也可以是一组)灰度值会发生变化，进而会影响计算结果，所以这个点有可能落不到曲线方程上。具体过程可见图1说明。
YB1为窗口B里“校正点”设置的XB1灰度值，代表“校正点”的浓度值，这些值是已知的。YB2为通过机器读出来的“校正点”灰度值。这两个值之间有个差，说明胶体金在衰变。YA为窗口A里指标点的灰度值，已知。YB1、XB1、YB2、YA都已知，yy、xx为所求值。有关系式(YB1-YB2)/XB1＝(YA-X)/YA、可以推出X的值，又由关系式x＝YA-yy推出yy的值，yy与曲线的交点就是xx，即为所求的指标点浓度值。
定性、定量两种判别方式已预先设置在软件里，只要点击计算即可直接显示出结果。
仪器校正识别仪由于装配、搬移及内部光源衰变等因素而造成误差，在实际应用时，我们要将之校正到统一标准，其方法为(手工校正)
机器在阅读芯片前首先进行机器校正，通过一个标准芯片进行校正.首先，读出它的对比灰度值(指标点和它背景的比值)，然后人为的通过一个转换公式((x-1)/k+1，(k＝(x1-1)/(x2-1)注x1代表5次实测的平均值，x2代表标准芯片对应点的灰度值)把它调到标准芯片的灰度值(此标准芯片的灰度值我们预先知道)，这样就可以消除机器间的机间差。
这种检测方法存在着明显的缺陷，如手动套圈手动套圈是用人工来完成，其准确性完全依赖于人的熟练度，再加上芯片上的点通过一系列生化反应(同时芯片膜的渗滤不均一性)后，其点并不一定是规则的圆点，况且点面上的颜色不一定均匀，而我们用于定位的圈却是规则的圆圈，这样我们就有可能不能完全套住实际点，不同的人还有可能套住点的位置不一样，还有其背景干扰，这样就不能真实的反应点的实际灰度值，从而给结果的判别带来了很大的误差。
手工校正仪器误差由于用于校正仪器的标准芯片本身也会发生变化，再加上通过手动套圈形式确定灰度值所带来的误差，同时还要手工计算校正系数(非常烦锁)，这样就会对校正的精确性带来很大的影响。
我们所检测的是生物信息，而标本(生物制品)本身就会随时间、环境等因素发生变化，同时生产时也会产生批间差，这都是固有存在的。上述软件不能解决这个差异，从而也会对结果的判定产生影响。
对于定性、定量的设置直接在软件里进行，由于芯片信息的复杂多样变化性，所要设置的参数非常多，且不同的芯片参数不同，这样一来非常不便，二来很容易弄错。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述缺陷，设计一种新的检测方法。
本发明的技术方案生物芯片的检测方法，待检样本与生物芯片及配套试剂反应后，生物芯片上的生物信息被识别仪识别、读取，然后进行检测，其检测步骤包括仪器校正、手动套圈、生物芯片系数校正，其主要技术特征在于还包括A、自动套圈A-1、划定拍摄的生物芯片盒边界，确定生物芯片的有效区域；A-2、利用生物芯片上的物理信息对有效区域进行网格划分，确定每个网格内有且只有一个生物芯片点；A-3、在每个网格内进行搜索，确定生物芯片点的实际边界；A-3-1、进行大范围内的动态差额算法搜索，构造广泛边界点集合；A-3-2、对此集合进行筛选，确定生物芯片点；A-3-3、对已经确定的生物芯片点位置进行校正，含点间距、阵间距、平行性；A-3-4、推算其余为确定的生物芯片点位置；A-3-5、对A-3-4的结果重复A-3-3步骤；A-3-6、得到自动套圈结果；
A-3-7、自动套圈失败，则转为手工套圈校正。
B、图像合成B-1、对生物芯片连续拍摄1～10次；B-2、将上述图像合成，获取平均值。
C、芯片系数校正C-1、读取生物芯片的芯片系数；C-2、将步骤C-1的芯片系数与生物芯片出厂时刻录在光盘上的芯片系数进行校正，校正的范围在允许的范围内。
D、仪器自动校正D-1、对生物芯片上的信息经过上述A、B、C步骤；D-2、将D-1步骤的结果与刻录在光盘上的标准生物芯片的灰度数值、芯片系数进行对比，校正到标准生物芯片的灰度数值、芯片系数。
本发明的优点和效果在于自动套圈能够自动寻找芯片点的实际边缘，排除了背景干扰，真实反映了点的实际灰度，避免了人为操作可能导致的误差，提高了判读精度，节省了时间；图像拍摄可连续1～10张图片，并进行图像合成，判读平均值，大幅减少仪器不稳定所带来的误差；放入标准芯片和灰度校正光盘(将标准芯片数值刻入光盘)，就可对仪器进行自动校正；芯片系数校正保证了芯片系数始终不变，避免因时间、环境变化及制造差异所产生的误差，提高了芯片的判读准确率。而且本方法操作方便、快捷。
图1——现有技术中对芯片定量分析的图。
图2——本发明中自动套圈的芯片图。
图3——本发明的总流程图。
具体实施例方式
如图2、3所示，启动仪器开始后，首先进行仪器自动校正程序，第一次运行时自动弹出仪器自动校正窗口，放入标准芯片和灰度校正光盘，灰度校正光盘中已经将标准芯片数值直接刻入到光盘中，因此程序即自动读取灰度校正光盘上相应的数值，进行校正操作。
芯片系数校正程序读取生物芯片的芯片系数，将读取的芯片系数与芯片出厂时刻录在光盘上的芯片系数进行校正，校正的范围在允许的范围内。这样，可以避免芯片出厂后其灰度随着时间而发生变化，使变化后的芯片通过校正始终保持和出厂时的灰度一样的水平上。
图像拍摄可连续拍摄图片1～10次，然后进行图像合成，求取平均值，这样可避免因仪器不稳定可能带来的误差。
自动套圈划定拍摄的生物芯片盒边界，确定生物芯片的有效区域；利用生物芯片上的物理信息对有效区域进行网格划分，确定每个网格内有且只有一个生物芯片点；在每个网格内进行搜索，确定生物芯片点的实际边界；进行大范围内的动态差额算法搜索，构造广泛边界点集合；对此集合进行筛选，确定生物芯片点；对已经确定的生物芯片点位置进行校正，含点间距、阵间距、平行性；推算其余为确定的生物芯片点位置；对推算位置可反复对点间距、阵间距、平行性进行计算；得到自动套圈结果；如果自动套圈失败，则转为手工套圈校正。
根据芯片点，设定其相对灰度值为H，实际灰度为H1，背景灰度为H2，则H＝H2/H1；若发生变化，则需进行校正，校正后的相对灰度H＝KH＝KH2/H1，因此H才是参与判别的灰度值。由此，获取每个芯片点实际统计平均灰度，获取每个芯片点背景的实际统计平均灰度，得到每个芯片点的实际相对灰度，通过K值校正每个芯片实际相对灰度。
芯片系数自动校正步骤与此相同。
仪器自动校正中的过程包括了图像拍摄、自动套圈和校正操作。
本发明的一些步骤也包括在现有技术的部分描述中，在此不多描述，可参考背景技术。
权利要求
1.生物芯片的检测方法，待检样本与生物芯片及配套试剂反应后，生物芯片上的生物信息被识别仪识别、读取，然后进行检测，其检测步骤包括仪器校正、手动套圈、生物芯片系数校正，其特征在于还包括A、自动套圈A-1、划定拍摄的生物芯片盒边界，确定生物芯片的有效区域；A-2、利用生物芯片上的物理信息对有效区域进行网格划分，确定每个网格内有且只有一个生物芯片点；A-3、在每个网格内进行搜索，确定生物芯片点的实际边界；A-3-1、进行大范围内的动态差额算法搜索，构造广泛边界点集合；A-3-2、对此集合进行筛选，确定生物芯片点；A-3-3、对已经确定的生物芯片点位置进行校正，含点间距、阵间距、平行性；A-3-4、推算其余为确定的生物芯片点位置；A-3-5、对A-3-4的结果重复A-3-3步骤；A-3-6、得到自动套圈结果；A-3-7、自动套圈失败，则转为手工套圈校正。B、图像合成B-1、对生物芯片连续拍摄1～10次；B-2、将上述图像合成，获取平均值。C、芯片系数校正C-1、读取生物芯片的芯片系数；C-2、将步骤C-1的芯片系数与生物芯片出厂时刻录在光盘上的芯片系数进行校正，校正的范围在允许的范围内。D、仪器自动校正D-1、对生物芯片上的信息经过上述A、B、C步骤；D-2、将D-1步骤的结果与刻录在光盘上的标准生物芯片的灰度数值、芯片系数进行对比，校正到标准生物芯片的灰度数值、芯片系数。
全文摘要
本发明涉及生物芯片的检测方法。本发明采用自动套圈、自动进行生物芯片系数和灰度的校正以及仪器自动校正，划定生物芯片有效区域、网格划分，校正点间距、阵间距、平行性，确定生物芯片点位置，对图像连续拍摄、合成，获取平均值，读取生物芯片和芯片系数，与事先刻录在光盘上的芯片系数进行对比、校正，使用仪器前进行自动套圈、芯片系数校正、图像合成等校正，将数值与标准芯片的灰度值、芯片系数进行对比、校正。采用本发明，避免人为误差，提高判读精度，也避免环境、时间变化带来的误差，且操作方便、快捷。
文档编号G01N21/84GK1570649SQ20041001479
公开日2005年1月26日 申请日期2004年4月29日 优先权日2004年4月29日
发明者关海军, 嵇鹏 申请人:南京大渊生物技术工程有限责任公司