專利名稱：一種用于pcr儀溫度測試的標定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種醫(yī)用溫度控制檢測系統(tǒng)的標定方法，具體涉及一種用于PCR儀溫度測i式的才示定方法。
背景技術(shù)：
隨著分子生物學(xué)技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，基因檢測和診斷技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)各種領(lǐng)域的病原體檢測，已經(jīng)成為一個國家先進診斷技術(shù)的象征。聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)是一種對特定的DNA片段在體外進行快速擴增的新方法，使得檢測擴增產(chǎn)物中的特定基因成為可能，目前已經(jīng)成為發(fā)達國家分子生物學(xué)診斷的主流。目前的研究焦點主要集中在改進聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR )技術(shù)和研制基因擴增自動檢測系統(tǒng)方面。作為基因擴增的重要控制工具，PCR檢測控制系統(tǒng)經(jīng)歷了定性、定量和實時熒光定量等發(fā)展階l殳。該系統(tǒng)具有才全測靈敏度高，檢測線性范圍寬，檢測精度高等優(yōu)勢，被公認為當今世界用于臨床的最先進核酸分子診斷技術(shù)，比較而言，與PCR及PCR儀相關(guān)技術(shù)方面的大量文獻相比，對PCR檢測控制系統(tǒng)的標定方法方面的報道相對較少。而在這些分析報道中，又大多集中在人工標定的方法研究上。采用醫(yī)用溫度控制檢測系統(tǒng)人工標定的方法精度低、勞動強度大，而對醫(yī)用溫度控制檢測系統(tǒng)自動標定方面的研究，報道的卻不多。

發(fā)明內(nèi)容
針對人工標定方法所存在的不足，本發(fā)明提出一種用于PCR儀溫度測試的標定方法，適用于PCR儀的數(shù)據(jù)標定。該方法能快速準確地對PCR儀進行分析
和溫度lt據(jù)標定， 一次性地對目標系統(tǒng)的特定溫度點進^f于標定，標定后的準確
數(shù)據(jù)能在PCR儀中實時更新。
本發(fā)明提供一用于PCR儀溫度測試的標定方法，其中包括一個標定作業(yè)管理服務(wù)器、 一個溫度檢測儀、 一個PCR儀和一臺打印機。標定作業(yè)管理服務(wù)器負責在溫度檢測儀和PCR儀之間傳送數(shù)據(jù)，通過一個RS232串口與溫度檢測儀交換數(shù)據(jù)，通過一個RS232串口與PCR儀交換數(shù)據(jù)，可通過打印機打印出標定結(jié)果，在標定過程中，根據(jù)標定流程，標定作業(yè)管理服務(wù)器向PCR儀發(fā)送標定指令或數(shù)據(jù)，并通過RS232串口獲取溫度檢測儀;險測到的溫度數(shù)據(jù)；在收到指令后，PCR儀啟動自身的標定程序進行標定作業(yè)；溫度4企測儀通過固定在PCR儀模塊上的一組溫度傳感探頭獲取當前溫度數(shù)據(jù)，并通過RS232串口向標定作業(yè)管理服務(wù)器實時發(fā)送溫度數(shù)據(jù)；溫度檢測儀通過RS232串口與標定作業(yè)管理月l務(wù)器交換數(shù)據(jù)；PCR儀作為被標定設(shè)備，通過RS232串口與標定作業(yè)管理服務(wù)器交換數(shù)據(jù)。
標定作業(yè)流程步驟如下
第一步關(guān)4泉點數(shù)據(jù)的確定
根據(jù)PCR儀工作溫度的特點和經(jīng)驗值，選定N (N是大于5的整數(shù))個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)關(guān)鍵點。首先確定五個基本關(guān)鍵點，根據(jù)不同的標定策略，這五個基本關(guān)鍵點有不同的配置方案，其由系統(tǒng)配置模塊確定。 一種可行的配置方案是4°C、 44° C、 72° C 、 94° C和99° C，并確定與此5個關(guān)^t點的距離系數(shù)K(i二l， 2， 3， 4， 5 ),依據(jù)距離系數(shù)K, ( i二l, 2， 3， 4， 5 )最終在5個基本溫度點附近產(chǎn)生其他N-5個溫度點。N二20時，溫度關(guān)鍵點的一種可能的選擇如下
4、 6、 15、 31、 42、 44、 46、 55、 68、 70、 72、 74、 76、 80、 85、 89、 92、94、 95、 99。
第二步建立并配置系統(tǒng)
通過串口線，連接標定作業(yè)管理服務(wù)器、溫度才企測儀和PCR儀，并把溫度檢測儀的溫度探頭固定在被測定的PCR儀模塊上，調(diào)整標定作業(yè)管理服務(wù)器和PCR儀的標定配置參數(shù)。
第三步標定
1、關(guān)鍵點數(shù)據(jù)的標定
標定作業(yè)管理服務(wù)器向PCR儀分別發(fā)送關(guān)鍵點數(shù)據(jù)，對每個數(shù)據(jù)單獨進行標定。單獨進行標定的流程為
1) PCR儀接收到需標定的關(guān)鍵點數(shù)據(jù)
2) 運行控制流程才莫塊，開始升/降溫，以達到并保持所需溫度；
3) 溫度進入平穩(wěn)狀態(tài)后，溫度檢測儀向標定作業(yè)管理服務(wù)器實時輸出實際溫度值；
4) 標定作業(yè)管理服務(wù)器計算接收到的實際值與本關(guān)鍵點數(shù)據(jù)之間的偏差，若本流程的循環(huán)次數(shù)達到給定值或此偏差在給定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)第7步；
5) 標定作業(yè)管理服務(wù)器把此偏差反饋給PCR儀，并輸出到打印機；
6 ) PCR儀接收到偏差數(shù)據(jù)后，按調(diào)整算法對控制軟件的控制參數(shù)進行凝:調(diào)，轉(zhuǎn)第2步。
7 )結(jié)束。
2、 非關(guān)鍵點數(shù)據(jù)的標定
以本測試流程第一步的N (N是大于5的整數(shù))個關(guān)鍵點為基準，自小到大排列后，分為N-l段，每段M (M是大于等于2的整數(shù))等分，每段可產(chǎn)生M-1個新點，N-l段即可產(chǎn)生(N-1) * (M-1)個新點，即(N-1) * (M-l)個非關(guān)4建點。依次對這些非關(guān)^t點進行標定，標定方法同關(guān)^t點的標定。
3、 重復(fù)前兩步，直到達到系統(tǒng)要求。本發(fā)明可以迅速快捷地對PCR儀進行標定。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
進一步說明本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的標定作業(yè)流程圖。
圖3為本發(fā)明的單點標定作業(yè)流程圖。
圖中，l.標定作業(yè)管理服務(wù)器，2.溫度檢測儀，3.PCR儀，4.打印機，5.確定關(guān)
鍵點模塊，6.系統(tǒng)配置模塊，7.開始標定模塊，8.啟動控制流程模塊，9.輸出
溫度模塊，10.偏差計算模塊，11.條件判斷，12.反饋模塊，13.調(diào)整才莫塊，14.
結(jié)束模塊。
具體實施例方式
參閱圖1所示，本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)包括一個標定作業(yè)管理服務(wù)器(1)、 一個溫度檢測儀(2)、 一個PCR儀(3)和一臺打印機(4)。標定作業(yè)管理服務(wù)器(l)是標定系統(tǒng)的核心，負責調(diào)度安排任務(wù)、下達命令和傳送數(shù)據(jù)，并可通過打印機(4)打印出標定過程中的中間數(shù)據(jù)。在標定過程中，根據(jù)標定流程，標
定作業(yè)管理服務(wù)器(1)向PCR儀(3)發(fā)送標定指令、偏差數(shù)據(jù)修改指令或數(shù)據(jù)，同時獲取溫度檢測儀(2)檢測到的溫度數(shù)據(jù)；PCR儀(3)收到標定作業(yè)管理服務(wù)器(1)的指令后，啟動自身的標定程序進行標定作業(yè)；溫度檢測儀(2)通過固定在PCR儀(3)模塊上的一組溫度傳感探頭獲取當前溫度數(shù)據(jù)，并向標定作業(yè)管理服務(wù)器(1)實時發(fā)送溫度數(shù)據(jù)。
參閱圖2所示，本發(fā)明的標定作業(yè)流程分為確定關(guān)鍵點模塊(5)、系統(tǒng)配置模塊(6)和開始標定模塊(7)三個模塊。
確定關(guān)鍵點模塊(5)主要根據(jù)PCR儀工作溫度的特點和經(jīng)驗值首先選定5個基本溫度關(guān)鍵點，再確定選定N-5個關(guān)鍵點。根據(jù)不同的標定策略，這5個基本溫度點有不同的配置方案，其由系統(tǒng)配置模塊確定。 一種可行的配置方案是4° C、 44。 C、 72° C 、 94° C和99° C。在jt匕基礎(chǔ)上，選定N—5個基礎(chǔ)凄t據(jù)關(guān)4建點，根據(jù)系統(tǒng)配置的距離系數(shù)Ki ( i二l， 2， 3， 4， 5 ),自動生成N-5個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)關(guān)鍵點。若選定N=20,溫度關(guān)鍵點的一種可能的選擇如下4、 6、 15、 31、42、 44、 46、 55、 68、 70、 72、 74、 76、 80、 85、 89、 92、 94、 95、 99。
系統(tǒng)配置模塊(6)主要是通過串口連接標定作業(yè)管理服務(wù)器(1)、溫度檢測儀(1 )、 PCR儀(3 )和打印機(4 )，并把溫度檢測儀(2 )的溫度探頭固定在被測定的PCR儀(3)的模塊上，調(diào)整并確認標定作業(yè)管理服務(wù)器(1)和PCR儀(3)的標定配置參數(shù)，如5個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)關(guān)鍵點的選擇與確定。開始標定模塊(7)主要分為關(guān)鍵點數(shù)據(jù)的標定流程和非關(guān)鍵點數(shù)據(jù)的標定流程兩種情況，經(jīng)過上述兩種流程的標定后，若均符合系統(tǒng)要求，標定流程結(jié)束。
參閱圖3所示，PCR儀接收到需標定的關(guān)鍵點數(shù)據(jù)后，啟動控制流程模塊(8 )開始升/降溫，達到并保持所需溫度；在溫度進入平穩(wěn)狀態(tài)后，溫度檢測儀(2)采集溫度數(shù)據(jù)，并向標定作業(yè)管理服務(wù)器(1)實時輸出實際溫度值；標定作業(yè)管理服務(wù)器(1)接收到實際溫度值后，經(jīng)過中值濾波，計算接收到的實際值與本關(guān)鍵點數(shù)據(jù)之間的偏差；條件判斷(11)有兩種情況 一種是若本流程的循環(huán)次數(shù)達到給定值，標定作業(yè)管理服務(wù)器(1)則顯示標定出錯信息并進入結(jié)束模塊(14)，退出本程序段，另一種情況是，若計算得到的偏差在給定范圍內(nèi)進入結(jié)束模塊(14);若上步計算的溫度偏差不在允許范圍內(nèi)，進入反饋模塊
(12 )，標定作業(yè)管理服務(wù)器(1)把此偏差反饋給PCR儀(3 )，并輸出到打印機(4); PCR儀(3)接收到偏差數(shù)據(jù)后，啟動調(diào)整模塊(13)，按照調(diào)整算法對控制軟件的控制參數(shù)進行微調(diào)，依據(jù)調(diào)整后的參數(shù)繼續(xù)進入運行控制流程模塊
(8)。
以上標定流程是自動完成的，極大地提高了 PCR儀的標定效率，節(jié)省了標定時間，提升了產(chǎn)品竟爭力。
權(quán)利要求
1、一種用于PCR儀溫度測試的標定方法，其中包括一個標定作業(yè)管理服務(wù)器、一個溫度檢測儀、一個PCR儀和一臺打印機；標定作業(yè)管理服務(wù)器負責在溫度檢測儀和PCR儀之間傳送數(shù)據(jù)，可通過打印機打印出標定結(jié)果；其包括如下步驟第一步，關(guān)鍵點數(shù)據(jù)的確定選定N(N是大于5的整數(shù))個關(guān)鍵點；首先確定五個基本關(guān)鍵點，然后依據(jù)此五個基本關(guān)鍵點，產(chǎn)生其他N-5個關(guān)鍵點；第二步，建立并配置系統(tǒng)把溫度檢測儀的溫度探頭固定在被測定的PCR儀的模塊上，調(diào)整并配置標定作業(yè)管理服務(wù)器和PCR儀的標定配置參數(shù)；第三步，標定先進行關(guān)鍵點的標定，然后進行非關(guān)鍵點的標定；根據(jù)實際測試數(shù)據(jù)，計算溫度偏差，通過反饋偏差值，修正PCR儀算法，獲得標定結(jié)果。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PCR儀溫度測試的標定方法，其特征是首 先確定五個基本關(guān)鍵點，根據(jù)不同的標定策略，這五個基本關(guān)鍵點有不同的配 置方案；在此基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)配置的距離系數(shù)K, (i二l，2，3,4，5),自動生成 其余的N-5個關(guān)鍵點。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PCR儀溫度測試的標定方法，其特征是在 標定工作開始前，需要配置標定作業(yè)管理服務(wù)器和PCR儀的標定配置參數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PCR儀溫度測試的標定方法，其特征是在 對關(guān)鍵點標定時，標定作業(yè)管理服務(wù)器向PCR儀分別發(fā)送關(guān)鍵點數(shù)據(jù)，對每個 關(guān)鍵點單獨進行標定。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于PCR儀溫度測試的標定方法，其特征是在 對每個關(guān)鍵點數(shù)據(jù)進行標定時，PCR儀接收關(guān)鍵點數(shù)據(jù)后開始工作，標定作業(yè)管 理服務(wù)器依據(jù)接收到的實際溫度值計算溫度偏差值，并向PCR儀反饋。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于PCR儀溫度測試的標定方法，其特征是標定工作結(jié)束的條件是此關(guān)鍵點標定工作的循環(huán)次數(shù)達到給定值，或標定作業(yè)管理服務(wù)器所計算的偏差已經(jīng)在給定范圍內(nèi)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PCR儀溫度測試的標定方法，其特征是在完成關(guān)鍵點的標定工作后，進行非關(guān)鍵點數(shù)據(jù)的標定。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于PCR儀溫度測試的標定方法，其特征是在對非關(guān)鍵點數(shù)據(jù)進行選擇時，把N (N是大于5的整數(shù))個關(guān)鍵點自小到大排列后，分為N-1段，每段M (M是大于等于2的整數(shù))等分，每段可產(chǎn)生M-1個新點，N-l段即可產(chǎn)生(N-1) * (M-l)個新點，這些新點即為非關(guān)鍵點。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于PCR儀溫度測試的標定方法，其特征是對非關(guān)鍵點數(shù)據(jù)的標定流程與關(guān)鍵點數(shù)據(jù)的標定流程相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于PCR儀溫度測試的標定方法，根據(jù)標定流程和PCR儀工作溫度特點，選定N個基本溫度關(guān)鍵點。依據(jù)這些關(guān)鍵點，標定作業(yè)管理服務(wù)器向PCR儀發(fā)送標定指令、偏差數(shù)據(jù)修改指令或其他數(shù)據(jù)；PCR儀收到標定指令后，啟動自身的標定程序進行標定作業(yè)；溫度檢測儀通過固定在PCR儀模塊上的一組溫度傳感探頭獲取當前溫度數(shù)據(jù)，并向標定作業(yè)管理服務(wù)器實時發(fā)送溫度數(shù)據(jù)，使標定作業(yè)管理服務(wù)器實時獲取溫度檢測儀檢測到的溫度數(shù)據(jù)。該方法能快速準確地對PCR儀的溫度數(shù)據(jù)標定，標定后的準確數(shù)據(jù)能在PCR儀中實時更新。標定流程是自動完成的，提高了PCR儀的標定效率，節(jié)省了標定時間，提升了產(chǎn)品競爭力。
文檔編號G01K15/00GK101526405SQ20091013742
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者王金鶴 申請人:青島理工大學(xué)