一种分析药物对细胞作用点的方法与流程

文档序号:11588015阅读:725来源:国知局

本申请涉及细胞主成分分析技术领域,尤其涉及一种分析药物对细胞作用点的方法。



背景技术:

药物对细胞的作用点分析是精确研究药物毒理学、药理学的重要手段。药物对细胞作用,有些作用蛋白质,有些作用dna。现有技术中的传统研究药物对细胞作用点的方法,如流式细胞仪、荧光显微镜等方法,精确度不高,而且对细胞损伤较大。光谱检测是一种非损伤的检测,不需要对细胞进行标记、损伤等处理,该方法与传统的细胞检测手段,如流式细胞术等相比,有着不可比拟的优势。

在现有技术中的光谱检测方法中,将对照药物作用前和作用后的细胞的光谱数据,对比药物作用前后的光谱特征峰强度,并根据强度关系分析出细胞内特定蛋白质、dna的含量,进而得出药物对细胞的作用点。但是,由于细胞与细胞之间有细微差异,即使是在同一种环境中的同类细胞,细胞成分也不尽相同。因此,如果仅对照被测细胞的光谱特征峰强度,则不可避免地包含了细胞的差异成分,所以不能够保证测量结果的精确性。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供了一种分析药物对细胞作用点的方法,从而可以得出更为精确的分析结果,保证分析结果的精确性。

本发明的技术方案具体是这样实现的:

一种分析药物对细胞作用点的方法,该方法包括:

将细胞分为两类,第一类细胞正常培养,第二类细胞用药物对细胞进行作用;

用光谱对两类细胞进行探测,分别获取两类细胞的光谱数据;

对获取的光谱数据进行标准化,得到标准化矩阵;

根据标准化矩阵计算得到相关系数矩阵;

计算得到相关系数矩阵的特征方程的特征根,并对每个特征根计算得到对应的特征向量;

根据各个特征向量,将标准化后的光谱数据转变为主成分;

根据得到的主成分,计算主成分载荷曲线;

根据主成分载荷曲线分析得到药物对细胞的作用点。

较佳的,所述对获取的光谱数据进行标准化,得到标准化矩阵包括:

将所获取的n个光谱数据作为n个样品数据;

根据样品数据构造样本矩阵,并标准化样本矩阵阵元,得到标准化矩阵z。

较佳的,设n个样品数据为:xi=(xi1,xi2,...,xip)t,i=1,2,…,n;p为特征根的个数;

则标准化样本矩阵阵元为:

其中,i为标准化矩阵的行数,j为标准化矩阵的列数,

较佳的,通过如下的公式计算得到相关系数矩阵r:

较佳的,所述计算得到相关系数矩阵的特征方程的特征根,并对每个特征根计算得到对应的特征向量包括:

设相关系数矩阵的特征方程为:

|r-λip|=0,

其中,r为相关系数矩阵,λ为特征方程的特征根,p为特征根的个数,ip为p的单位矩阵;

对每个特征根λj,j=1,2,…,n,通过如下公式计算得到对应的特征向量:

rb=λjb,

其中,b为特征根λj的特征向量,记为

较佳的,通过如下的公式将标准化后的光谱数据转变为主成分:

其中,u1是贡献率最高的新变量,被称为第一主成分,u2是贡献率第二高的新变量,被称为第二主成分,…,um是贡献率排名为m的新变量,称为第m主成分。

如上可见,在本发明的技术方案中,由于先用光谱对两类细胞进行探测,分别获取两类细胞的光谱数据,然后对获取的光谱数据进行标准化,得到标准化矩阵,并计算得到相关系数矩阵以及其特征方程的特征根和特征向量,随后根据各个特征向量,将标准化后的数据变量转变为主成分,并计算主成分载荷曲线,最后可根据主成分载荷曲线分析得到药物对细胞的作用点。与现有技术中的分析方法相比,由于本发明中的方法中是将获得的光谱数据用统计方法进行分析,并对细胞的光谱曲线(即主成分载荷曲线)进行分析,而并不是单一地对照特征峰,从而可以得出更为精确的分析结果,保证分析结果的精确性,例如,可以精确地分析得到细胞的dna、蛋白质等的含量,进而精确地分析出药物对细胞的作用点。因此,本发明中的方法与现有技术中传统的细胞检测手段,如流式细胞术等方法,有着不可比拟的优势。

附图说明

图1为本发明实施例中的分析药物对细胞作用点的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施例,对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例中的分析药物对细胞作用点的方法的流程图。如图1所示,本发明实施例中的分析药物对细胞作用点的方法包括如下所述步骤:

步骤101,将细胞分为两类,第一类细胞正常培养,第二类细胞用药物对细胞进行作用。

步骤102,用光谱对两类细胞进行探测,分别获取两类细胞的光谱数据。

步骤103,对获取的光谱数据进行标准化,得到标准化矩阵。

在本发明的技术方案中,可以通过多种方式对获取的光谱数据进行标准化。以下将以其中的一种具体实现方式为例,对本发明的技术方案进行介绍。

例如,较佳的,在本发明的一个具体实施例中,所述步骤103包括:

将所获取的n个光谱数据作为n个样品数据;

根据样品数据构造样本矩阵,并标准化样本矩阵阵元,得到标准化矩阵z。

例如,较佳的,在本发明的一个具体实施例中,可以设n个样品数据为:xi=(xi1,xi2,...,xip)t,i=1,2,…,n;p为特征根的个数;

因此,标准化样本矩阵阵元为:

其中,i为标准化矩阵的行数,j为标准化矩阵的列数,

步骤104,根据标准化矩阵计算得到相关系数矩阵。

例如,较佳的,在本发明的一个具体实施例中,可以通过如下所述的公式计算得到相关系数矩阵r:

步骤105,计算得到相关系数矩阵的特征方程的特征根,并对每个特征根计算得到对应的特征向量。

例如,较佳的,在本发明的一个具体实施例中,可以设所述相关系数矩阵的特征方程为:

|r-λip|=0

其中,r为相关系数矩阵,λ为特征方程的特征根,p为特征根的个数,ip为p的单位矩阵;

对每个特征根λj,j=1,2,…,n,通过如下公式计算得到对应的特征向量:

rb=λjb

其中,b为特征根λj的特征向量,可记为

步骤106,根据各个特征向量,将标准化后的光谱数据转变为主成分。

例如,较佳的,在本发明的一个具体实施例中,可以通过如下所述的公式将标准化后的光谱数据转变为主成分:

其中,u1是贡献率最高的新变量,被称为第一主成分,u2是贡献率第二高的新变量,被称为第二主成分,…,um是贡献率排名为m的新变量,称为第m主成分。

步骤107,根据得到的主成分,计算主成分载荷曲线。

步骤108,根据主成分载荷曲线分析得到药物对细胞的作用点。

在本发明的技术方案中,载荷越大,则说明两类细胞在该处的光谱差别越大,对照该处特征峰所对应的细胞成分,则说明药物对细胞的此成分作用效果最大。因此,在得到主成分载荷曲线之后,即可分析出药物的作用点。

综上所述,在本发明的技术方案中,由于先用光谱对两类细胞进行探测,分别获取两类细胞的光谱数据,然后对获取的光谱数据进行标准化,得到标准化矩阵,并计算得到相关系数矩阵以及其特征方程的特征根和特征向量,随后根据各个特征向量,将标准化后的数据变量转变为主成分,并计算主成分载荷曲线,最后可根据主成分载荷曲线分析得到药物对细胞的作用点。与现有技术中的分析方法相比,由于本发明中的方法中是将获得的光谱数据用统计方法进行分析,并对细胞的光谱曲线(即主成分载荷曲线)进行分析,而并不是单一地对照特征峰,从而可以得出更为精确的分析结果,保证分析结果的精确性,例如,可以精确地分析得到细胞的dna、蛋白质等的含量,进而精确地分析出药物对细胞的作用点。因此,本发明中的方法与现有技术中传统的细胞检测手段,如流式细胞术等方法,有着不可比拟的优势。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。

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