用于数字pcr数据的视像工具的制作方法
用于数字pcr数据的视像工具的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]用于生物反应和生化反应的系统已经用来实时监测、测量和/或分析此类反应。此类系统通常用于测序、基因分型、聚合酶链反应(PCR)和其它生化反应以监测进程并且提供定量数据。
[0002]目前，对每次测试或实验提供更多数目的反应的日益增长的需求已经产生了能够同步进行更高数目的反应的仪器。测试或实验中的采样点数目的增加已经导致微量滴定板以及提供更小样本体积的采样格式。另外，例如数字PCR(dPCR)等技术已经增长了对在大量测试样本的所有或大部分中容纳或者零个或者一个靶核苷酸序列的更小样本体积的需求。
[0003]数字PCR可以用来对稀有等位基因的浓度进行检测并定量，以提供核酸样本的绝对定量并且测量核酸浓度中的低倍数变化。通常，增加复制的数目提高了 dPCR结果的准确性和再现性。
[0004]在dPCR中，含有相对少量的靶多核苷酸或核苷酸序列的溶液可以被细分成大量的小测试样本，使得每一样本一般或者含有靶核苷酸序列的一个分子或者不含有任何靶核苷酸序列。当样本随后在PCR方案、程序或实验中经过热循环时，含有靶核苷酸序列的样本被扩增并产生阳性检测信号，而不含有靶核苷酸序列的样本未被扩增且不产生检测信号。
[0005]对于进一步分析，从dPCR实验收集的数据的大量数据点对于以对用户有用的方式来组织和显现是具有挑战性的。
【发明内容】
[0006]在一个示例性实施例中，提供一种用于产生数据视像的方法。所述方法包含向用户显示来自衬底的所检测数据的一部分的表示。所述方法进一步包含产生所检测数据的所述部分的数据质量值，并且连同所检测数据的所述部分的表示一起显示所检测数据的所述部分的数据质量值的指示。所述方法进一步包含由用户选择质量值阈值，并且显示符合所述质量值阈值的所检测数据所述部分的数据质量值的经调整指示。
[0007]在另一示例性实施例中，提供一种用于计算生物分析的结果的方法。所述方法包含向用户显示来自多个反应部位的发射数据的散布图并且确定每一数据点的分类。所述方法进一步包含接收数据点的选择以将所确定的分类更改为第二分类。所述方法包含基于每一分类中的数据点的数目计算结果。在一些实施例中，所述结果是靶分子的浓度。根据各种实施例，分类可以包含:阳性反应、阴性反应、FAM、VIC、FAM和VIC、无扩增、空、以及未确定的。
【附图说明】
[0008]图1图示可以实施本文所描述的各种实施例的示例性计算系统。
[0009]图2图示根据本文所描述的各种实施例的数据视像。
[0010]图3图示根据本文所描述的各种实施例的数据视像。
[0011]图4图示根据本文所描述的各种实施例的数据视像。
[0012]图5图示根据本文所描述的各种实施例的数据视像。
[0013]图6图示根据本文所描述的各种实施例用以显现数据的所产生的图。
[0014]图7图示根据本文所描述的各种实施例用以显现数据的所产生的图。
[0015]图8图示用于根据本文所描述的实施例组织实验的工具。
[0016]图9图示根据本文所描述的各种实施例的来自多个数据点的萤光值的直方图。
[0017]图10图示包含反应部位的芯片，数据从所述反应部位收集且根据本文所描述的各种实施例来显现。
[0018]图11图示用于根据本文所描述的各种实施例检阅数据的工具。
[0019]图12图示用于根据本文所描述的各种实施例调整和组织数据的工具。
【具体实施方式】
[0020]为了提供对本发明的更透彻理解，以下描述阐述许多特定细节，例如特定配置、参数、实例等。然而，应认识到，此类描述不意图作为对本发明的范围的限制，而是意图提供示例性实施例的更好描述。
[0021]所属领域的技术人员将认识到，可以使用硬件、软件、固件或适当时其组合来实施各种实施例的操作。例如，可以在软件、固件或硬连线逻辑的控制下使用处理器或其它数字电路执行一些处理。(本文的术语“逻辑”是指如所属领域的技术人员所熟知的用以执行所阐述功能的固定硬件、可编程逻辑和/或其适当组合。)软件以及固件可以存储在计算机可读媒体上。如所属领域的技术人员所熟知，可以使用模拟电路来实施一些其它处理。另外，在本发明的实施例中可以采用存储器或其它存储装置以及通信组件。
[0022]图1是图示根据各种实施例可以用于进行处理功能的计算机系统100的框图，在所述计算机系统上可以使用热循环仪系统(未示出)的实施例。计算系统100可以包含一或多个处理器，例如处理器104。处理器104可以使用一般或专用处理引擎来实施，例如微处理器、控制器或其它控制逻辑。在此实例中，处理器104连接到总线102或其它通信媒体上。
[0023]此外，应了解，图1的计算系统100可以体现为若干形式中的任一者，例如机架式计算机、大型主机、超级计算机、服务器、客户端、桌上型计算机、膝上型计算机、平板计算机、手持式计算装置(例如，PDA、蜂窝电话、智能电话、掌上电脑等)、群集栅格、上网本、嵌入式系统、或可以合乎需要或适合于给定应用或环境的任何其它类型的专用或通用计算装置。另外，计算系统100可以包含传统网络系统，所述传统网络系统包含客户机/服务器环境和一或多个数据库服务器，或与LIS/UMS基础设施整合。本领域中已知包含局域网(LAN)或广域网(WAN)以及包含无线和/或有线组件的许多传统网络系统。另外，客户机/服务器环境、数据库服务器和网络在本领域中有充分记载。
[0024]计算系统100可以包含总线102或用于传送信息的其它通信机制、以及与总线102耦合以用于处理信息的处理器104。
[0025]计算系统100还包含存储器106，所述存储器可以是随机存取存储器(RAM)或其它动态存储器，其耦接到总线102上用于存储将由处理器104执行的指令。存储器106还可以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它中间信息。计算系统100进一步包含只读存储器(ROM) 108或其它静态存储装置，其耦接到总线102上用于存储用于处理器104的静态信息和指令。
[0026]计算系统100还可以包含存储装置110，提供例如磁盘、光盘或固态驱动器(SSD)并耦合到总线102上以用于存储信息和指令。存储装置110可以包含媒体驱动器和可移动存储接口。媒体驱动器可以包含用以支持固定的或可移动的存储媒体的驱动器或其它机制，例如硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、⑶或DVD驱动器(R或RW)、闪速驱动器、或其它可移动的或固定的媒体驱动器。如这些实例所图示，存储媒体可以包含计算机可读存储媒体，其中存储了特定计算机软件、指令或数据。
[0027]在替代实施例中，存储装置110可以包含用于允许计算机程序或其它指令或数据加载到计算系统100上的其它类似工具。此类工具可以包含例如可移动储存单元和接口(例如，程序盒带和盒带接口)、可移动存储器(例如，闪存或其它可移动存储器模块)和存储器槽、以及允许软件和数据从存储装置110传递至计算系统100的其它可移动存储单元和接口。
[0028]计算系统100还可以包含通信接口 118。通信接口 118可以用于允许软件和数据在计算系统100与外部装置之间传递。通信接口 118的实例可以包含调制解调器、网络接口(例如以太网或其它NIC卡)、通信端口(例如，USB端口、RS-232C串行端口)、PCMCIA插槽和卡、蓝牙等。经由通信接口 118传递的软件和数据呈信号的形式，这些信号可以是能够通过通信接口 118接收的电子、电磁、光学或其它信号。这些信号可以经由信道通过通信接口 118传输以及接收，所述信道例如无线媒体、导线或电缆、光纤、或其它通信媒体。信道的一些实例包含电话线、蜂窝电话链路、RF链路、网络接口、局域网或广域网以及其它通信信道。
[0029]计算系统100可以经由总线102耦合到显示器112，例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)，以用于向计算机用户显示信息。包含字母数字和其它按键的输入装置114耦合到总线102以用于例如将信息和命令选择传送到处理器104。输入装置还可以是配置有触摸屏输入功能的显示器，例如LCD显示器。另一种类型的用户输入装置是光标控制件116，例如鼠标、轨迹球或光标方向键，其用于将方向信息和命令选择传送到处理器104以及用于控制光标在显示器112上的移动。此输入装置通常具有在第一轴(例如X)和第二轴(例如y)的两个轴上的自由度，这允许所述装置指定平面上的位置。计算系统100提供数据处理并且提供用于此类数据的置信级。 与本发明教示的实施例的某些实施方案相符，计算系统100回应于执行存储器106中包含的一或多个指令的一或多个序列的处理器104提供数据处理以及置信度值。此类指令可以从另一计算机可读媒体(例如存储装置110)读取至存储器106中。存储器106中包含的指令序列的执行使得处理器104能进行本文所描述的处理状态。替代地，可以使用硬连线电路代替或结合软件指令以实现本发明教示的实施例。因此本发明教示的实施例的实施方案不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
[0030]如本文所使用的术语“计算机可读媒体”和“计算机程序产品” 一般是指与向处理器104提供用于执行的一或多个序列或一或多个指令有关的任何媒体。一般称为“计算机程序代码”(其可以呈计算机程序或其它分组的形式来分组)的此类指令当经执行时使得计算系统100能够表现本发明的实施例的特征或功能。计算机可读媒体的这些以及其它形式可以采用许多形式，包含但不限于非易失性媒体、易失性媒体以及传输媒体。非易失性媒体包含例如固态盘、光盘或磁盘，例如存储装置110。易失性媒体包含动态存储器，例如存储器106。传输媒体包含同轴电缆、铜线以及光纤，包含包括总线102的电线。
[0031]计算机可读媒体的常用形式包含(例如)软盘、软磁盘、硬盘、磁带、或任何其它磁性媒体、CD-ROM、任何其它光学媒体、穿孔卡片、纸带、具有孔洞图案的任何其它物理媒体、RAM、PROM和EPR0M、闪存EPR0M、任何其它存储器芯片或盒带、如下文所描述的载波、或计算机可以从中进行读取的任何其它媒体。
[0032]在将一或多个指令的一或多个序列载送到处理器104用于执行时，可以涉及各种形式的计算机可读媒体。例如，指令可以首先在远程计算机的磁盘上承载。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并使用调制解调器经由电话线发送指令。计算系统100本地的调制解调器可以接收电话线上的数据并使用红外发射器将数据转换成红外信号。耦合到总线102上的红外检测器可以接收在红外信号中承载的数据并将数据置于总线102上。总线102将数据载送到存储器106，处理器104从所述存储器检索并执行这些指令。由存储器106接收的指令可以任选地或通过处理器104执行之前或之后存储在存储装置110上。
[0033]应了解，为清楚起见，以上描述已经参考不同功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，其将显而易见的是，在不偏离本发明的情况下可以使用在不同功能单元、处理器或域之间的任何合适的功能分布。例如，将通过分开的处理器或控制器实现的所图示功能可以通过同一处理器或控制器实现。因此，对特定功能单元的引用仅将视为引用用于提供所描述功能的适当装置，而非指示严格的逻辑或物理结构或组织。
[0034]在各种实施例中，本文所描述的装置、仪器、系统和方法可以用来检测所关注生物组分的一或多种类型。这些所关注生物组分可以是任何合适的生物靶，包含但不限于，DNA序列(包含无细胞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)，或任何其它合适的靶生物分子。
[0035]在各种实施例中，此类生物组分可以在以下应用中结合各种PCR、qPCR和/或dPCR方法或系统来使用:例如，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、转基因生物体检测、稀有等位基因检测和/或拷贝数变化。本发明的实施例大体上涉及用于监测或测量大量小体积样本的生物反应的装置、仪器、系统以及方法。如本文所使用，样本可以被称为例如样本体积或反应体积。
[0036]尽管通常适用于其中处理大量样本的定量聚合酶链反应(qPCR)，但是应认识到根据本文所描述的各种实施例可是使用任何合适的PCR方法。合适的PCR方法包含但不限于例如数字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、基因组步移和桥式PCR。
[0037]如下文所描述，根据本文所描述的各种实施例，反应部位可以包含但不限于例如通孔、孔、凹口、斑点、凹穴、样本固持区和反应室。
[0038]此外，如本文所使用，热循环可以包含使用例如热循环仪、等温扩增、热定则、红外调节的热循环或解链酶相关扩增。在一些实施例中，芯片可以与内置式加热元件整合。在不同实施例中，芯片可以与半导体整合。
[0039]根据各种实施例，靶的检测可以是但不限于例如单独的或组合形式的荧光检测、阳离子或阴离子检测、PH值检测、电压检测或电流检测。
[0040]本文所描述的各种实施例特别适合于数字PCR(dPCR)。在数字PCR中，含有相对少量的靶多核苷酸或核苷酸序列的溶液可以被细分成大量的小测试样本，使得每一样本一般或者含有靶核苷酸序列的一个分子或者不含有任何靶核苷酸序列。当样本随后在PCR方案、程序或实验中经过热循环时，含有靶核苷酸序列的样本被扩增且产生阳性检测信号，而不含有靶核苷酸序列的样本未被扩增且不产生检测信号。使用泊松(Poisson)统计，原始溶液中的靶核苷酸序列的数目可以与产生阳性检测信号的样本的数目相关。
[0041]可为了进行典型的dPCR方案、程序或实验，用简单且经济的方式将初始样本溶液划分成数万或数十万个测试样本将是有利的，每一测试样本具有几纳升、为一纳升或约一纳升、或小于一纳升的体积。因为靶核苷酸序列的数目可能极小，在此类情况下还可能重要的是初始溶液的全部含量占据多个反应部位且包含于其中。
[0042]本文所描述的实施例通过如本文档中将描述的以用户友好的且有价值的方式为用户显示来自实验的结果使得用户可以能够评估实验质量以及确定有关生物组分的信息而解决了这些和其它dPCR设计约束。
[0043]在各种实施例中，本文所描述的装置、仪器、系统和方法可以用来检测所关注生物组分的一或多种类型。这些所关注生物组分可以包含但不限于DNA序列、RNA序列、基因、寡核苷酸或细胞(例如，循环肿瘤细胞)。在各种实施例中，此类生物组分可以在以下应用中结合各种PCR、qPCR和/或dPCR方法或系统来使用:例如，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、转基因生物体检测、稀有等位基因检测和/或拷贝数变化。参考图10，在本发明教示的某些实施例中，芯片100包括衬底1002和多个反应部位。芯片1000也可以被称作例如物件、装置、阵列、载片、或压板。
[0044]根据本发明的各种实施例，反应部位可以是但不限于位于衬底1002中的例如孔、凹穴、凹口、斑点、反应室、样本固持区或通孔。反应部位可以是允许样本独立于位于衬底上的其它样本的任何结构。衬底1002包括第一表面1010和相对的第二表面1012。
[0045]反应部位1004经配置以通过毛细作用提供足够的表面张力，从而保持含有待处理或检验的生物样本的相应液体样本。
[0046]衬底1002可以是平板或包括适合于特定应用或设计的任何形式。衬底可以完全地或部分地包括在制造技术中已知的各种材料中的任一者，包含但不限于金属、玻璃、陶瓷、硅材料等。另外或替代地，衬底1002可以包括聚合材料，例如丙烯酸酯类、苯乙烯类、聚乙烯、聚碳酸酯、和聚丙烯材料。衬底1002和反应部位1004可以通过机械加工、注塑模制、热压成形、激光钻孔、光刻等中的一或多者形成。
[0047]图2图示显示器的图形用户界面(⑶I) 200，其向用户示出各种数据视像。⑶I 200向用户提供来自芯片上执行的实验的数据视像，因此用户可以检阅数据。根据本文所描述的各种实施例，为了帮助用户识别数据以用于例如基于质量的进一步分析，可以由处理器产生不同数据视像以用于向用户显示。根据各种实施例，数据包含来自多个反应部位中的每一者的所检测荧光数据。⑶I 200可以允许用户选择用户希望查看其数据的芯片。⑶I200可以显示来自至少一个实验的数据。在图2中所示的实例中，为用户在⑶I 200上显示来自几个不同芯片的数据。可用的芯片数据可以显示在菜单202中以用于用户选择。当用户选择芯片来查看时，可以用不同方式来显示对应数据使得用户可以识别多个反应部位中的阳性反应和阴性反应。换句话说，反应部位中的阳性反应(检测到荧光)将以一种颜色显示，而反应部位中的阴性反应(未检测到荧光)将以第二色彩显示。
[0048]此外，查看阳性和阴性反应的表示以及阳性和阴性反应的位置的用户可以能够更好地识别数据中的或实验中的任何误差或偏差。例如，样本到芯片的一个部分中的多个反应部位中的不充分加载可以从芯片的数据视像f显而易见。由于芯片中大量的反应部位，为了能够有效地查看阳性和阴性反应，芯片可以用多个部分的视图显现。以此方式，用户可以能够用较小部分查看阳性和阴性反应的显示以便于查看。例如，数据206的第一个四分 之一部分可以通过用户选择来查看。当用户选择来自芯片210的三个其它四分之一部分的数据时，可以获得所述数据来查看。
[0049]例如，图3图示芯片的选定部分的表示306。在此表示中，可以显示阳性和阴性反应部位。此外，可以显示多个荧光色素的阳性反应部位。在表示306中，显示了 FAM和VIC阳性反应部位两者。
[0050]在本文所描述的各种实施例中，用户还可能需要查看来自多个反应部位的数据的质量。质量值可以用来测量来自给定反应部位的数据值可以作为可靠或精确数据被信任的程度。参考图2，在GUI 200中，可以为用户产生图示所检测发射数据的数据质量的热图204，使得用户可以查看数据质量可能良好或不良的地方。在各种实施例中，数据质量可以基于例如检测到的强度。数据质量也可以基于确定其中正确定数据质量的反应部位周围的反应部位的所检测数据的特征。例如，如果特定反应部位周围存在大量阳性反应部位，那么来自特定反应部位的数据可以确定为低质量，因为实验设定不预期产生此类高密度的阳性反应。这可能是由于例如整个反应部位上的样本的桥接或在向反应部位加载样本时的误差导致。在例如第 61/803，028 号和第 61/827，483 号(LT00800 PRO 和 LT00800 PRO 2)申请案中可以找到确定数据质量的方法。
[0051]用户可以能够使用滑条208来选择阈值。阈值允许用户选择符合或超出所需阈值的数据点。所显示的数据点可以仅仅是满足或超出所需质量阈值的点。此外，可以选择数据以用于基于所确定质量的进一步分析。另外，基于选定阈值可以产生其它图，例如散布图或直方图。
[0052]除图2之外，图3和4图示了用于查看包含反应部位和相关联的数据质量值的芯片的区域或部分的各种方法和显示。
[0053]图4图示反应部位的多个数据点的直方图。根据各种实施例，通过确定来自芯片的发射数据的质量值可以产生直方图406和408。直方图406和408允许用户观察在特定质量等级下的反应部位的频率。以此方式，用户可以能够确定它们选定的质量值阈值是否是基于特定质量值处的数据点的数目来设定的良好阈值。
[0054]可以向用户显示直方图406。在直方图406上，可以显示指示符410，所述指示符示出通过处理器确定的自动阈值。此外，用户还可以能够使用指示符412手动地选择阈值。通过如上文所描述的设定质量值的阈值可以选择在产生直方图406时所使用的数据值。另外，根据各种实施例，通过使荧光值与质量值加权可以产生直方图。
[0055]通过连同直方图406和408 —起显示热图404，用户可以容易地确定改变质量值的阈值如何影响数据和后续分析。
[0056]图5图示根据本文所描述的各种实施例的包含点密度图504的GUI 500?点密度图504是一个萤光标记对比另一萤光标记的所检测荧光值的图。在此实例中，针对每一反应部位的VIC发射值绘制FAM发射值。以此方式，可以显现数据值的密度。
[0057]此外，⑶I 500包含数据表502，其示出在散布图504中选定且显示的数据点的更多信息。由于与测定相关联的数据值的数目可能非常大，有时是数百万点，因此散布图可以仅仅显示数据点的一部分。与散布图504中的选定数据点相关联的细节可以在数据表502中可查看。处理器可以使用整个数据集来产生完整散布图。然而，可以通过用户来选择将在⑶I 500上显示的数据的各个部分。
[0058]在其它实施例中，可以产生光滑的散布图视图(未示出)而不是密度视图。
[0059]此外，散布图504可以用作主轴线工具。根据各种实施例，主轴线工具允许用户在散布图上放置一或多对轴并旋转这些轴以与数据对齐。
[0060]例如，在图6中，用户已经在散布图600中的高密度区域内放置三个主轴线。散布图600示出FAM对比VIC阳性反应调用。存在三个高密度区域602、604和606。在这些高密度区域中的每一者中，在⑶I 600上显示一个主轴线。主轴线608显示在高密度区域602中。主轴线610显示在高密度区域604中。主轴线612显示在高密度区域612中。轴线的起点放置在点的群集的质量中心处或接近所述质量中心。轴线与点的群集的主轴线和次轴线对准(假定为大致椭圆形)。这些轴线可以用作更好地识别点的子集关系的导引。可以使用简单的算法来确定群集关系，例如，沿着给定轴线搜索以查找何时点密度已经降低至目标等级，或计算沿着每一轴的数据的变化且包含落入与质量中心的指定数目标准差内的点。
[0061]在其它实施例中，可以使用用于放置导引以确定群集关系的其它方法，例如在群集之间绘制分界线。
[0062]图7图示用以在上下文信息旁边表示大量数据的另一方式。图706示出所检测发射数据的多个测定以及比率的相关联范围。数据表702还可以示出与在图706中显示的多个不同样本/测定相关联的信息。数据表702可以多种方式来排序。在此实例中，图702上的每个点是数据表702的一行。此外，根据各种实施例，数据表702的各行可以通过用户使用工具箱704来进行颜色编码，使得图706中的对应点也标记有选定颜色以便于识别。用户从工具箱704选择一种颜色以使一种颜色与数据表702中对应于来自特定测定/样本的数据的一行相关联。
[0063]图8图示GUI 800，其示出用户在根据本文所描述的各种实施例执行多个反应之后可以存储的各种实验数据。用户随后可以选择要查看的实验并分析与实验相关联的数据。例如，也可以显示实验名称、所用芯片上的条形码标识符、用于发射检测的读取器、以及执行实验的日期等信息。
[0064]图9示出可以基于萤光发射值而产生的用以帮助用户辨别阳性反应对比阴性反应的直方图。根据各种实施例，用户可以调整阈值以用于将数据值视为阳性对比阴性。GUI900在显示屏幕上向用户显示。用户可以在直方图视图中观察萤光发射数据值。图9中的实例图示2个峰值904和902。⑶I 900示出在峰值902中的较高荧光强度值处经过二进制处理的数据值。⑶I 900还示出在峰值904中的较低荧光强度值处经过二进制处理的数据值。用户可以能够用滑条906来改变阈值，处理器将使用上述滑条来辨别阳性反应部位与阴性反应部位。在此实例中，至滑条906的左侧的所有数据发射值将通过处理器识别为阴性反应部位，且至滑条906的右侧的数据发射值识别为阳性反应部位。这些值用于进一步的分析。当处理器先前已经确定相同的反应部位为阴性反应部位时，用户可以辨识发射数据值的群集应识别为阳性反应部位。因而，用户可以调整阈值以调整阳性/阴性确定结果，所述结果可以影响由用户进行的进一步分析。以此方式，用户可以通过数据的目视检查来改进他们的分析结果。
[0065]图11图示用户可以用来调整数据以用于基于来自生物反应的数据结果的分析的工具。例如，用户可能注意到反应集的数据的质量可能低且希望从对实验的整体结果的分析当中过滤掉低质量数据。低质量数据可能由例如污染、反应部位之间的液体样品的桥接、或光学误差而导致出现。在各种实施例中，用户可以调整质量值阈值以通过用户控制件1104过滤数据。用户可以能够通过例如热图1106等数据视像来观察整个芯片上的数据的质量。在热图1106中，确定为低质量的数据显示为与较高质量的数据不同的颜色。
[0066]用户还可以通过缩略图1102来观察数据。缩略图1102可以图示来自其它芯片的生物反应的数据结果。以此方式，用户可以能够观察数据结果以便确定数据的整体质量或确定是否应从实验的整体分析中省略某些结果。用户可以在具有缩略图1102的视觉视图之间切换或查看表格格式中的数据结果。
[0067]图12图示根据本发明教示的实施例的另一数据视像工具。尽管处理器可以基于预定阈值或计算得出的阈值自动地对数据进行分类，但是用户可以例如基于经验或模式识别来辨识应重新分类的数据。数据的分类可以影响实验的整体结果，因此如果用户在观察例如图1201上的数据点之后认为存在对于特定数据点的更准确分类，那么她可能希望对数据进行重新分类。因此，用户可以通过使用例如工具1204来调整特定数据点的分类。通过使用工具1204，用户可以选择她希望重新分类的一组数据点。例如，用户可以将分类为“稀有”的数据点重新分类为“无扩增”。用户可以使用工具1204选择点并且改变数据分类。在其它实施例中，用户可以能够点击个别数据点并调整所述点的分类。
[0068]在图12中图示出的实例中，图1201展示数据点的4个主要群集:群集1208、群集1210、群集1212以及群集1214。在此实例中，使用两种不同的荧光色素FAM和VIC来识别分子。群集1208代表被分类为包含FAM色素的数据点。群集1210代表被分类为不具有扩增的数据点。群集1212代表被分类为具 有FAM和VIC色素两者的数据点。群集1214代表被分类为包含VIC色素的数据点。在目视检查图1201之后，用户可看到不在主群集内的一些数据点通过处理器被分类为特定类别。然而，用户确定所述数据点应分类在另一类别内。例如，当用户认为一些数据点应分类为包含FAM和VIC色素两者时，用户可能看到那些数据点被分类为了包含FAM色素。根据各种实施例，用户可以选择那些数据点并改变所述分类。根据各种实施例，分类可以包含但不限于荧光色素检测的类型，例如，比如FAM和VIC、无扩增、未确定。例如通过点击个别数据点或通过用工具1204选择一组数据点，用户可以选择数据点以改变分类。因此，处理器随后使用数据点的经调整数目来计算结果，例如样本内的分子的浓度或拷贝数。如上文所描述，基于泊松算法以及阳性和阴性反应部位的数目，可以确定所关注分子的数目。
[0069]根据各种实施例，图1202是有助于用户对关于来自他们实验的数据的性质和质量进行确定的数据视像。图1202还允许用户对数据的分类进行调整。
[0070]在又其它实施例中，用户可以使用分类工具来选择她认为应是特定分类但最初通过系统未以此方式来分类的所有点。例如，用户可能希望将几个点重新分类为“野生型”类型。用户可以选择野生型分类工具且随后选择她认为应被重新分类为“野生型”的所有点。例如通过改变图1202的颜色将调整数据点以反映新的分类。
[0071]此外，根据各种实施例，用户可以获得各种测定1206的概述。用户可以获得嵌套层次的信息，其将指示用户可以选择来查看的不同等级的信息。最初可以为用户提供可用测定数据的高级概述，并且用户可以选择查看测定的更多细节。例如，如概述1206中所示，用户可以选择第一测定。视图可以改变，使得用户可以查看与第一测定一起使用的不同样本。在此实例中，用户可以查看三个样本:肝第I周、肝第2周和肝第3周。此外，用户随后可以选择扩展对于样本的所查看数据以查看与特定样本一起使用的不同稀释液。在此实例中，与肝第I周样本一起使用两种稀释液。用户还可以查看用以进行特定稀释的芯片并且还具有关于是否在视像1202上示出此特定数据的选择。
[0072]尽管已经根据某些示例性实施例、实例和应用描述了本发明，但所属领域的技术人员将显而易见在不脱离本发明的情况下可以对其进行各种修改和改变。
【主权项】
1.一种用于产生数据视像的方法，所述方法包括: 向用户显示来自衬底的所检测数据的一部分的表示； 产生所检测数据的所述部分的数据质量值； 连同所检测数据的所述部分的所述表示一起显示所检测数据的所述部分的数据质量值的指不; 由所述用户选择质量值阈值；并且 显示符合所述质量值阈值的所检测数据所述部分的数据质量值的经调整指示。2.根据权利要求1所述的方法，其中数据质量值的所述指示是颜色。3.根据权利要求1所述的方法，其中所检测数据的所述部分的数据质量值的所述指示是热图显示。4.根据权利要求1所述的方法，其中所检测数据的所述部分是萤光发射数据。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述萤光发射数据是从所述衬底上的多个反应部位检测的。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述多个反应部位为至少20000个反应部位。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述多个反应部位为至少40000个反应部位。8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括: 向所述用户显示来自衬底的所检测数据的至少两个部分。9.根据权利要求1所述的方法，其中符合所述质量值阈值的所检测数据的所述部分用于定量计算。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述定量是基于泊松最大似然算法。11.根据权利要求5所述的方法，其中所述表示代表对应于所述多个反应部位的布置检测的所述数据。12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括: 连同所述所检测数据的数据质量值的所述指示一起显示发射数据的强度的第一直方图。13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括: 连同所述第一直方图和质量值的所述指示一起显示发射数据的强度的第二直方图。14.一种用于产生数据视像的系统，所述系统包括: 处理器；以及 存储器，所述存储器编码有用于以下操作的指令: 向用户显示来自衬底的所检测数据的一部分的表示； 产生所检测数据的所述部分的数据质量值； 连同所检测数据的所述部分的所述表示一起显示所检测数据的所述部分的数据质量值的指不; 由所述用户选择质量值阈值；以及 显示符合所述质量值阈值的所检测数据所述部分的数据质量值的经调整指示。15.—种编码有可由处理器执行的指令的非暂时性计算机可读存储媒体，所述指令包括用于以下操作的指令: 向用户显示来自衬底的所检测数据的一部分的表示； 产生所检测数据的所述部分的数据质量值； 连同所检测数据的所述部分的所述表示一起显示所检测数据的所述部分的数据质量值的指不; 由所述用户选择质量值阈值；以及 显示符合所述质量值阈值的所检测数据所述部分的数据质量值的经调整指示。16.根据权利要求15所述的计算机可读媒体，其中数据质量值的所述指示是颜色。17.根据权利要求15所述的计算机可读媒体，其中所检测数据的所述部分的数据质量值的所述指示是热图显示。18.根据权利要求15所述的计算机可读媒体，其中所检测数据的所述部分是萤光发射数据。19.根据权利要求18所述的计算机可读媒体，其中所述萤光发射数据是从所述衬底上的多个反应部位检测的。20.根据权利要求19所述的计算机可读媒体，其中所述多个反应部位为至少20000个反应部位。21.根据权利要求19所述的计算机可读媒体，其中所述多个反应部位为至少40000个反应部位。22.根据权利要求15所述的计算机可读媒体，其进一步包括用于以下操作的指令: 向所述用户显示来自衬底的所检测数据的至少两个部分。23.一种方法，其包括: 向用户显示来自多个反应部位的发射数据的散布图， 确定每一数据点的分类； 接收数据点的选择以将所述所确定的分类更改为第二分类；以及 基于每一分类中的数据点的数目计算结果。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述散布图显示一种萤光类型对比第二萤光类型。25.根据权利要求23所述的方法，其中所述分类是以下群组中的一者:阳性反应、阴性反应、FAM、VIC、FAM和VIC、无扩增、空、以及未确定的。26.根据权利要求23所述的方法，其中所述第二分类不同于所述所确定的分类。27.根据权利要求23所述的方法，其中所述计算得出的结果是靶分子的拷贝数。28.根据权利要求23所述的方法，其中所述计算得出的结果是靶分子的浓度。29.根据权利要求23所述的方法，其中所述计算得出的结果是基于泊松最大似然算法。30.—种编码有可由处理器执行的指令的非暂时性计算机可读存储媒体，所述指令用于: 向用户显示来自多个反应部位的发射数据的散布图， 确定每一数据点的分类； 接收数据点的选择以将所述所确定的分类更改为第二分类；以及 基于每一分类中的数据点的数目计算结果。31.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述散布图显示一种萤光类型对比第二萤光类型。32.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述分类是以下群组中的一者:阳性反应、阴性反应、FAM、VIC、FAM和VIC、无扩增、空、以及未确定的。33.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述第二分类不同于所述所确定的分类。34.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述计算得出的结果是靶分子的拷贝数。35.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述计算得出的结果是靶分子的浓度。36.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述计算得出的结果是基于泊松最大似然算法。
【专利摘要】提供一种用于产生数据视像的方法。所述方法包含向用户显示来自衬底的所检测数据的一部分的表示。所述方法进一步包含产生所检测数据的所述部分的数据质量值，并且连同所检测数据的所述部分的所述表示一起显示所检测数据的所述部分的数据质量值的指示。所述方法进一步包含由所述用户选择质量值阈值，并且显示符合所述质量值阈值的所检测数据所述部分的数据质量值的经调整指示。
【IPC分类】G06F19/26
【公开号】CN104903899
【申请号】CN201380069424
【发明人】哈里森·梁, 奈弗蒂塔·苏米·马朱木达尔, 杰弗里·马克斯, 西奥多·斯特劳博, 赖安·塔尔波特, 凯文·博德, 大卫·郝德
【申请人】生命技术公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年11月7日
【公告号】EP2917862A2, US20150269756, WO2014074735A2, WO2014074735A3
【专利说明】
【背景技术】
[0001]用于生物反应和生化反应的系统已经用来实时监测、测量和/或分析此类反应。此类系统通常用于测序、基因分型、聚合酶链反应(PCR)和其它生化反应以监测进程并且提供定量数据。
[0002]目前，对每次测试或实验提供更多数目的反应的日益增长的需求已经产生了能够同步进行更高数目的反应的仪器。测试或实验中的采样点数目的增加已经导致微量滴定板以及提供更小样本体积的采样格式。另外，例如数字PCR(dPCR)等技术已经增长了对在大量测试样本的所有或大部分中容纳或者零个或者一个靶核苷酸序列的更小样本体积的需求。
[0003]数字PCR可以用来对稀有等位基因的浓度进行检测并定量，以提供核酸样本的绝对定量并且测量核酸浓度中的低倍数变化。通常，增加复制的数目提高了 dPCR结果的准确性和再现性。
[0004]在dPCR中，含有相对少量的靶多核苷酸或核苷酸序列的溶液可以被细分成大量的小测试样本，使得每一样本一般或者含有靶核苷酸序列的一个分子或者不含有任何靶核苷酸序列。当样本随后在PCR方案、程序或实验中经过热循环时，含有靶核苷酸序列的样本被扩增并产生阳性检测信号，而不含有靶核苷酸序列的样本未被扩增且不产生检测信号。
[0005]对于进一步分析，从dPCR实验收集的数据的大量数据点对于以对用户有用的方式来组织和显现是具有挑战性的。
【发明内容】
[0006]在一个示例性实施例中，提供一种用于产生数据视像的方法。所述方法包含向用户显示来自衬底的所检测数据的一部分的表示。所述方法进一步包含产生所检测数据的所述部分的数据质量值，并且连同所检测数据的所述部分的表示一起显示所检测数据的所述部分的数据质量值的指示。所述方法进一步包含由用户选择质量值阈值，并且显示符合所述质量值阈值的所检测数据所述部分的数据质量值的经调整指示。
[0007]在另一示例性实施例中，提供一种用于计算生物分析的结果的方法。所述方法包含向用户显示来自多个反应部位的发射数据的散布图并且确定每一数据点的分类。所述方法进一步包含接收数据点的选择以将所确定的分类更改为第二分类。所述方法包含基于每一分类中的数据点的数目计算结果。在一些实施例中，所述结果是靶分子的浓度。根据各种实施例，分类可以包含:阳性反应、阴性反应、FAM、VIC、FAM和VIC、无扩增、空、以及未确定的。
【附图说明】
[0008]图1图示可以实施本文所描述的各种实施例的示例性计算系统。
[0009]图2图示根据本文所描述的各种实施例的数据视像。
[0010]图3图示根据本文所描述的各种实施例的数据视像。
[0011]图4图示根据本文所描述的各种实施例的数据视像。
[0012]图5图示根据本文所描述的各种实施例的数据视像。
[0013]图6图示根据本文所描述的各种实施例用以显现数据的所产生的图。
[0014]图7图示根据本文所描述的各种实施例用以显现数据的所产生的图。
[0015]图8图示用于根据本文所描述的实施例组织实验的工具。
[0016]图9图示根据本文所描述的各种实施例的来自多个数据点的萤光值的直方图。
[0017]图10图示包含反应部位的芯片，数据从所述反应部位收集且根据本文所描述的各种实施例来显现。
[0018]图11图示用于根据本文所描述的各种实施例检阅数据的工具。
[0019]图12图示用于根据本文所描述的各种实施例调整和组织数据的工具。
【具体实施方式】
[0020]为了提供对本发明的更透彻理解，以下描述阐述许多特定细节，例如特定配置、参数、实例等。然而，应认识到，此类描述不意图作为对本发明的范围的限制，而是意图提供示例性实施例的更好描述。
[0021]所属领域的技术人员将认识到，可以使用硬件、软件、固件或适当时其组合来实施各种实施例的操作。例如，可以在软件、固件或硬连线逻辑的控制下使用处理器或其它数字电路执行一些处理。(本文的术语“逻辑”是指如所属领域的技术人员所熟知的用以执行所阐述功能的固定硬件、可编程逻辑和/或其适当组合。)软件以及固件可以存储在计算机可读媒体上。如所属领域的技术人员所熟知，可以使用模拟电路来实施一些其它处理。另外，在本发明的实施例中可以采用存储器或其它存储装置以及通信组件。
[0022]图1是图示根据各种实施例可以用于进行处理功能的计算机系统100的框图，在所述计算机系统上可以使用热循环仪系统(未示出)的实施例。计算系统100可以包含一或多个处理器，例如处理器104。处理器104可以使用一般或专用处理引擎来实施，例如微处理器、控制器或其它控制逻辑。在此实例中，处理器104连接到总线102或其它通信媒体上。
[0023]此外，应了解，图1的计算系统100可以体现为若干形式中的任一者，例如机架式计算机、大型主机、超级计算机、服务器、客户端、桌上型计算机、膝上型计算机、平板计算机、手持式计算装置(例如，PDA、蜂窝电话、智能电话、掌上电脑等)、群集栅格、上网本、嵌入式系统、或可以合乎需要或适合于给定应用或环境的任何其它类型的专用或通用计算装置。另外，计算系统100可以包含传统网络系统，所述传统网络系统包含客户机/服务器环境和一或多个数据库服务器，或与LIS/UMS基础设施整合。本领域中已知包含局域网(LAN)或广域网(WAN)以及包含无线和/或有线组件的许多传统网络系统。另外，客户机/服务器环境、数据库服务器和网络在本领域中有充分记载。
[0024]计算系统100可以包含总线102或用于传送信息的其它通信机制、以及与总线102耦合以用于处理信息的处理器104。
[0025]计算系统100还包含存储器106，所述存储器可以是随机存取存储器(RAM)或其它动态存储器，其耦接到总线102上用于存储将由处理器104执行的指令。存储器106还可以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它中间信息。计算系统100进一步包含只读存储器(ROM) 108或其它静态存储装置，其耦接到总线102上用于存储用于处理器104的静态信息和指令。
[0026]计算系统100还可以包含存储装置110，提供例如磁盘、光盘或固态驱动器(SSD)并耦合到总线102上以用于存储信息和指令。存储装置110可以包含媒体驱动器和可移动存储接口。媒体驱动器可以包含用以支持固定的或可移动的存储媒体的驱动器或其它机制，例如硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、⑶或DVD驱动器(R或RW)、闪速驱动器、或其它可移动的或固定的媒体驱动器。如这些实例所图示，存储媒体可以包含计算机可读存储媒体，其中存储了特定计算机软件、指令或数据。
[0027]在替代实施例中，存储装置110可以包含用于允许计算机程序或其它指令或数据加载到计算系统100上的其它类似工具。此类工具可以包含例如可移动储存单元和接口(例如，程序盒带和盒带接口)、可移动存储器(例如，闪存或其它可移动存储器模块)和存储器槽、以及允许软件和数据从存储装置110传递至计算系统100的其它可移动存储单元和接口。
[0028]计算系统100还可以包含通信接口 118。通信接口 118可以用于允许软件和数据在计算系统100与外部装置之间传递。通信接口 118的实例可以包含调制解调器、网络接口(例如以太网或其它NIC卡)、通信端口(例如，USB端口、RS-232C串行端口)、PCMCIA插槽和卡、蓝牙等。经由通信接口 118传递的软件和数据呈信号的形式，这些信号可以是能够通过通信接口 118接收的电子、电磁、光学或其它信号。这些信号可以经由信道通过通信接口 118传输以及接收，所述信道例如无线媒体、导线或电缆、光纤、或其它通信媒体。信道的一些实例包含电话线、蜂窝电话链路、RF链路、网络接口、局域网或广域网以及其它通信信道。
[0029]计算系统100可以经由总线102耦合到显示器112，例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)，以用于向计算机用户显示信息。包含字母数字和其它按键的输入装置114耦合到总线102以用于例如将信息和命令选择传送到处理器104。输入装置还可以是配置有触摸屏输入功能的显示器，例如LCD显示器。另一种类型的用户输入装置是光标控制件116，例如鼠标、轨迹球或光标方向键，其用于将方向信息和命令选择传送到处理器104以及用于控制光标在显示器112上的移动。此输入装置通常具有在第一轴(例如X)和第二轴(例如y)的两个轴上的自由度，这允许所述装置指定平面上的位置。计算系统100提供数据处理并且提供用于此类数据的置信级。 与本发明教示的实施例的某些实施方案相符，计算系统100回应于执行存储器106中包含的一或多个指令的一或多个序列的处理器104提供数据处理以及置信度值。此类指令可以从另一计算机可读媒体(例如存储装置110)读取至存储器106中。存储器106中包含的指令序列的执行使得处理器104能进行本文所描述的处理状态。替代地，可以使用硬连线电路代替或结合软件指令以实现本发明教示的实施例。因此本发明教示的实施例的实施方案不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
[0030]如本文所使用的术语“计算机可读媒体”和“计算机程序产品” 一般是指与向处理器104提供用于执行的一或多个序列或一或多个指令有关的任何媒体。一般称为“计算机程序代码”(其可以呈计算机程序或其它分组的形式来分组)的此类指令当经执行时使得计算系统100能够表现本发明的实施例的特征或功能。计算机可读媒体的这些以及其它形式可以采用许多形式，包含但不限于非易失性媒体、易失性媒体以及传输媒体。非易失性媒体包含例如固态盘、光盘或磁盘，例如存储装置110。易失性媒体包含动态存储器，例如存储器106。传输媒体包含同轴电缆、铜线以及光纤，包含包括总线102的电线。
[0031]计算机可读媒体的常用形式包含(例如)软盘、软磁盘、硬盘、磁带、或任何其它磁性媒体、CD-ROM、任何其它光学媒体、穿孔卡片、纸带、具有孔洞图案的任何其它物理媒体、RAM、PROM和EPR0M、闪存EPR0M、任何其它存储器芯片或盒带、如下文所描述的载波、或计算机可以从中进行读取的任何其它媒体。
[0032]在将一或多个指令的一或多个序列载送到处理器104用于执行时，可以涉及各种形式的计算机可读媒体。例如，指令可以首先在远程计算机的磁盘上承载。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并使用调制解调器经由电话线发送指令。计算系统100本地的调制解调器可以接收电话线上的数据并使用红外发射器将数据转换成红外信号。耦合到总线102上的红外检测器可以接收在红外信号中承载的数据并将数据置于总线102上。总线102将数据载送到存储器106，处理器104从所述存储器检索并执行这些指令。由存储器106接收的指令可以任选地或通过处理器104执行之前或之后存储在存储装置110上。
[0033]应了解，为清楚起见，以上描述已经参考不同功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，其将显而易见的是，在不偏离本发明的情况下可以使用在不同功能单元、处理器或域之间的任何合适的功能分布。例如，将通过分开的处理器或控制器实现的所图示功能可以通过同一处理器或控制器实现。因此，对特定功能单元的引用仅将视为引用用于提供所描述功能的适当装置，而非指示严格的逻辑或物理结构或组织。
[0034]在各种实施例中，本文所描述的装置、仪器、系统和方法可以用来检测所关注生物组分的一或多种类型。这些所关注生物组分可以是任何合适的生物靶，包含但不限于，DNA序列(包含无细胞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)，或任何其它合适的靶生物分子。
[0035]在各种实施例中，此类生物组分可以在以下应用中结合各种PCR、qPCR和/或dPCR方法或系统来使用:例如，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、转基因生物体检测、稀有等位基因检测和/或拷贝数变化。本发明的实施例大体上涉及用于监测或测量大量小体积样本的生物反应的装置、仪器、系统以及方法。如本文所使用，样本可以被称为例如样本体积或反应体积。
[0036]尽管通常适用于其中处理大量样本的定量聚合酶链反应(qPCR)，但是应认识到根据本文所描述的各种实施例可是使用任何合适的PCR方法。合适的PCR方法包含但不限于例如数字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、基因组步移和桥式PCR。
[0037]如下文所描述，根据本文所描述的各种实施例，反应部位可以包含但不限于例如通孔、孔、凹口、斑点、凹穴、样本固持区和反应室。
[0038]此外，如本文所使用，热循环可以包含使用例如热循环仪、等温扩增、热定则、红外调节的热循环或解链酶相关扩增。在一些实施例中，芯片可以与内置式加热元件整合。在不同实施例中，芯片可以与半导体整合。
[0039]根据各种实施例，靶的检测可以是但不限于例如单独的或组合形式的荧光检测、阳离子或阴离子检测、PH值检测、电压检测或电流检测。
[0040]本文所描述的各种实施例特别适合于数字PCR(dPCR)。在数字PCR中，含有相对少量的靶多核苷酸或核苷酸序列的溶液可以被细分成大量的小测试样本，使得每一样本一般或者含有靶核苷酸序列的一个分子或者不含有任何靶核苷酸序列。当样本随后在PCR方案、程序或实验中经过热循环时，含有靶核苷酸序列的样本被扩增且产生阳性检测信号，而不含有靶核苷酸序列的样本未被扩增且不产生检测信号。使用泊松(Poisson)统计，原始溶液中的靶核苷酸序列的数目可以与产生阳性检测信号的样本的数目相关。
[0041]可为了进行典型的dPCR方案、程序或实验，用简单且经济的方式将初始样本溶液划分成数万或数十万个测试样本将是有利的，每一测试样本具有几纳升、为一纳升或约一纳升、或小于一纳升的体积。因为靶核苷酸序列的数目可能极小，在此类情况下还可能重要的是初始溶液的全部含量占据多个反应部位且包含于其中。
[0042]本文所描述的实施例通过如本文档中将描述的以用户友好的且有价值的方式为用户显示来自实验的结果使得用户可以能够评估实验质量以及确定有关生物组分的信息而解决了这些和其它dPCR设计约束。
[0043]在各种实施例中，本文所描述的装置、仪器、系统和方法可以用来检测所关注生物组分的一或多种类型。这些所关注生物组分可以包含但不限于DNA序列、RNA序列、基因、寡核苷酸或细胞(例如，循环肿瘤细胞)。在各种实施例中，此类生物组分可以在以下应用中结合各种PCR、qPCR和/或dPCR方法或系统来使用:例如，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、转基因生物体检测、稀有等位基因检测和/或拷贝数变化。参考图10，在本发明教示的某些实施例中，芯片100包括衬底1002和多个反应部位。芯片1000也可以被称作例如物件、装置、阵列、载片、或压板。
[0044]根据本发明的各种实施例，反应部位可以是但不限于位于衬底1002中的例如孔、凹穴、凹口、斑点、反应室、样本固持区或通孔。反应部位可以是允许样本独立于位于衬底上的其它样本的任何结构。衬底1002包括第一表面1010和相对的第二表面1012。
[0045]反应部位1004经配置以通过毛细作用提供足够的表面张力，从而保持含有待处理或检验的生物样本的相应液体样本。
[0046]衬底1002可以是平板或包括适合于特定应用或设计的任何形式。衬底可以完全地或部分地包括在制造技术中已知的各种材料中的任一者，包含但不限于金属、玻璃、陶瓷、硅材料等。另外或替代地，衬底1002可以包括聚合材料，例如丙烯酸酯类、苯乙烯类、聚乙烯、聚碳酸酯、和聚丙烯材料。衬底1002和反应部位1004可以通过机械加工、注塑模制、热压成形、激光钻孔、光刻等中的一或多者形成。
[0047]图2图示显示器的图形用户界面(⑶I) 200，其向用户示出各种数据视像。⑶I 200向用户提供来自芯片上执行的实验的数据视像，因此用户可以检阅数据。根据本文所描述的各种实施例，为了帮助用户识别数据以用于例如基于质量的进一步分析，可以由处理器产生不同数据视像以用于向用户显示。根据各种实施例，数据包含来自多个反应部位中的每一者的所检测荧光数据。⑶I 200可以允许用户选择用户希望查看其数据的芯片。⑶I200可以显示来自至少一个实验的数据。在图2中所示的实例中，为用户在⑶I 200上显示来自几个不同芯片的数据。可用的芯片数据可以显示在菜单202中以用于用户选择。当用户选择芯片来查看时，可以用不同方式来显示对应数据使得用户可以识别多个反应部位中的阳性反应和阴性反应。换句话说，反应部位中的阳性反应(检测到荧光)将以一种颜色显示，而反应部位中的阴性反应(未检测到荧光)将以第二色彩显示。
[0048]此外，查看阳性和阴性反应的表示以及阳性和阴性反应的位置的用户可以能够更好地识别数据中的或实验中的任何误差或偏差。例如，样本到芯片的一个部分中的多个反应部位中的不充分加载可以从芯片的数据视像f显而易见。由于芯片中大量的反应部位，为了能够有效地查看阳性和阴性反应，芯片可以用多个部分的视图显现。以此方式，用户可以能够用较小部分查看阳性和阴性反应的显示以便于查看。例如，数据206的第一个四分 之一部分可以通过用户选择来查看。当用户选择来自芯片210的三个其它四分之一部分的数据时，可以获得所述数据来查看。
[0049]例如，图3图示芯片的选定部分的表示306。在此表示中，可以显示阳性和阴性反应部位。此外，可以显示多个荧光色素的阳性反应部位。在表示306中，显示了 FAM和VIC阳性反应部位两者。
[0050]在本文所描述的各种实施例中，用户还可能需要查看来自多个反应部位的数据的质量。质量值可以用来测量来自给定反应部位的数据值可以作为可靠或精确数据被信任的程度。参考图2，在GUI 200中，可以为用户产生图示所检测发射数据的数据质量的热图204，使得用户可以查看数据质量可能良好或不良的地方。在各种实施例中，数据质量可以基于例如检测到的强度。数据质量也可以基于确定其中正确定数据质量的反应部位周围的反应部位的所检测数据的特征。例如，如果特定反应部位周围存在大量阳性反应部位，那么来自特定反应部位的数据可以确定为低质量，因为实验设定不预期产生此类高密度的阳性反应。这可能是由于例如整个反应部位上的样本的桥接或在向反应部位加载样本时的误差导致。在例如第 61/803，028 号和第 61/827，483 号(LT00800 PRO 和 LT00800 PRO 2)申请案中可以找到确定数据质量的方法。
[0051]用户可以能够使用滑条208来选择阈值。阈值允许用户选择符合或超出所需阈值的数据点。所显示的数据点可以仅仅是满足或超出所需质量阈值的点。此外，可以选择数据以用于基于所确定质量的进一步分析。另外，基于选定阈值可以产生其它图，例如散布图或直方图。
[0052]除图2之外，图3和4图示了用于查看包含反应部位和相关联的数据质量值的芯片的区域或部分的各种方法和显示。
[0053]图4图示反应部位的多个数据点的直方图。根据各种实施例，通过确定来自芯片的发射数据的质量值可以产生直方图406和408。直方图406和408允许用户观察在特定质量等级下的反应部位的频率。以此方式，用户可以能够确定它们选定的质量值阈值是否是基于特定质量值处的数据点的数目来设定的良好阈值。
[0054]可以向用户显示直方图406。在直方图406上，可以显示指示符410，所述指示符示出通过处理器确定的自动阈值。此外，用户还可以能够使用指示符412手动地选择阈值。通过如上文所描述的设定质量值的阈值可以选择在产生直方图406时所使用的数据值。另外，根据各种实施例，通过使荧光值与质量值加权可以产生直方图。
[0055]通过连同直方图406和408 —起显示热图404，用户可以容易地确定改变质量值的阈值如何影响数据和后续分析。
[0056]图5图示根据本文所描述的各种实施例的包含点密度图504的GUI 500?点密度图504是一个萤光标记对比另一萤光标记的所检测荧光值的图。在此实例中，针对每一反应部位的VIC发射值绘制FAM发射值。以此方式，可以显现数据值的密度。
[0057]此外，⑶I 500包含数据表502，其示出在散布图504中选定且显示的数据点的更多信息。由于与测定相关联的数据值的数目可能非常大，有时是数百万点，因此散布图可以仅仅显示数据点的一部分。与散布图504中的选定数据点相关联的细节可以在数据表502中可查看。处理器可以使用整个数据集来产生完整散布图。然而，可以通过用户来选择将在⑶I 500上显示的数据的各个部分。
[0058]在其它实施例中，可以产生光滑的散布图视图(未示出)而不是密度视图。
[0059]此外，散布图504可以用作主轴线工具。根据各种实施例，主轴线工具允许用户在散布图上放置一或多对轴并旋转这些轴以与数据对齐。
[0060]例如，在图6中，用户已经在散布图600中的高密度区域内放置三个主轴线。散布图600示出FAM对比VIC阳性反应调用。存在三个高密度区域602、604和606。在这些高密度区域中的每一者中，在⑶I 600上显示一个主轴线。主轴线608显示在高密度区域602中。主轴线610显示在高密度区域604中。主轴线612显示在高密度区域612中。轴线的起点放置在点的群集的质量中心处或接近所述质量中心。轴线与点的群集的主轴线和次轴线对准(假定为大致椭圆形)。这些轴线可以用作更好地识别点的子集关系的导引。可以使用简单的算法来确定群集关系，例如，沿着给定轴线搜索以查找何时点密度已经降低至目标等级，或计算沿着每一轴的数据的变化且包含落入与质量中心的指定数目标准差内的点。
[0061]在其它实施例中，可以使用用于放置导引以确定群集关系的其它方法，例如在群集之间绘制分界线。
[0062]图7图示用以在上下文信息旁边表示大量数据的另一方式。图706示出所检测发射数据的多个测定以及比率的相关联范围。数据表702还可以示出与在图706中显示的多个不同样本/测定相关联的信息。数据表702可以多种方式来排序。在此实例中，图702上的每个点是数据表702的一行。此外，根据各种实施例，数据表702的各行可以通过用户使用工具箱704来进行颜色编码，使得图706中的对应点也标记有选定颜色以便于识别。用户从工具箱704选择一种颜色以使一种颜色与数据表702中对应于来自特定测定/样本的数据的一行相关联。
[0063]图8图示GUI 800，其示出用户在根据本文所描述的各种实施例执行多个反应之后可以存储的各种实验数据。用户随后可以选择要查看的实验并分析与实验相关联的数据。例如，也可以显示实验名称、所用芯片上的条形码标识符、用于发射检测的读取器、以及执行实验的日期等信息。
[0064]图9示出可以基于萤光发射值而产生的用以帮助用户辨别阳性反应对比阴性反应的直方图。根据各种实施例，用户可以调整阈值以用于将数据值视为阳性对比阴性。GUI900在显示屏幕上向用户显示。用户可以在直方图视图中观察萤光发射数据值。图9中的实例图示2个峰值904和902。⑶I 900示出在峰值902中的较高荧光强度值处经过二进制处理的数据值。⑶I 900还示出在峰值904中的较低荧光强度值处经过二进制处理的数据值。用户可以能够用滑条906来改变阈值，处理器将使用上述滑条来辨别阳性反应部位与阴性反应部位。在此实例中，至滑条906的左侧的所有数据发射值将通过处理器识别为阴性反应部位，且至滑条906的右侧的数据发射值识别为阳性反应部位。这些值用于进一步的分析。当处理器先前已经确定相同的反应部位为阴性反应部位时，用户可以辨识发射数据值的群集应识别为阳性反应部位。因而，用户可以调整阈值以调整阳性/阴性确定结果，所述结果可以影响由用户进行的进一步分析。以此方式，用户可以通过数据的目视检查来改进他们的分析结果。
[0065]图11图示用户可以用来调整数据以用于基于来自生物反应的数据结果的分析的工具。例如，用户可能注意到反应集的数据的质量可能低且希望从对实验的整体结果的分析当中过滤掉低质量数据。低质量数据可能由例如污染、反应部位之间的液体样品的桥接、或光学误差而导致出现。在各种实施例中，用户可以调整质量值阈值以通过用户控制件1104过滤数据。用户可以能够通过例如热图1106等数据视像来观察整个芯片上的数据的质量。在热图1106中，确定为低质量的数据显示为与较高质量的数据不同的颜色。
[0066]用户还可以通过缩略图1102来观察数据。缩略图1102可以图示来自其它芯片的生物反应的数据结果。以此方式，用户可以能够观察数据结果以便确定数据的整体质量或确定是否应从实验的整体分析中省略某些结果。用户可以在具有缩略图1102的视觉视图之间切换或查看表格格式中的数据结果。
[0067]图12图示根据本发明教示的实施例的另一数据视像工具。尽管处理器可以基于预定阈值或计算得出的阈值自动地对数据进行分类，但是用户可以例如基于经验或模式识别来辨识应重新分类的数据。数据的分类可以影响实验的整体结果，因此如果用户在观察例如图1201上的数据点之后认为存在对于特定数据点的更准确分类，那么她可能希望对数据进行重新分类。因此，用户可以通过使用例如工具1204来调整特定数据点的分类。通过使用工具1204，用户可以选择她希望重新分类的一组数据点。例如，用户可以将分类为“稀有”的数据点重新分类为“无扩增”。用户可以使用工具1204选择点并且改变数据分类。在其它实施例中，用户可以能够点击个别数据点并调整所述点的分类。
[0068]在图12中图示出的实例中，图1201展示数据点的4个主要群集:群集1208、群集1210、群集1212以及群集1214。在此实例中，使用两种不同的荧光色素FAM和VIC来识别分子。群集1208代表被分类为包含FAM色素的数据点。群集1210代表被分类为不具有扩增的数据点。群集1212代表被分类为具 有FAM和VIC色素两者的数据点。群集1214代表被分类为包含VIC色素的数据点。在目视检查图1201之后，用户可看到不在主群集内的一些数据点通过处理器被分类为特定类别。然而，用户确定所述数据点应分类在另一类别内。例如，当用户认为一些数据点应分类为包含FAM和VIC色素两者时，用户可能看到那些数据点被分类为了包含FAM色素。根据各种实施例，用户可以选择那些数据点并改变所述分类。根据各种实施例，分类可以包含但不限于荧光色素检测的类型，例如，比如FAM和VIC、无扩增、未确定。例如通过点击个别数据点或通过用工具1204选择一组数据点，用户可以选择数据点以改变分类。因此，处理器随后使用数据点的经调整数目来计算结果，例如样本内的分子的浓度或拷贝数。如上文所描述，基于泊松算法以及阳性和阴性反应部位的数目，可以确定所关注分子的数目。
[0069]根据各种实施例，图1202是有助于用户对关于来自他们实验的数据的性质和质量进行确定的数据视像。图1202还允许用户对数据的分类进行调整。
[0070]在又其它实施例中，用户可以使用分类工具来选择她认为应是特定分类但最初通过系统未以此方式来分类的所有点。例如，用户可能希望将几个点重新分类为“野生型”类型。用户可以选择野生型分类工具且随后选择她认为应被重新分类为“野生型”的所有点。例如通过改变图1202的颜色将调整数据点以反映新的分类。
[0071]此外，根据各种实施例，用户可以获得各种测定1206的概述。用户可以获得嵌套层次的信息，其将指示用户可以选择来查看的不同等级的信息。最初可以为用户提供可用测定数据的高级概述，并且用户可以选择查看测定的更多细节。例如，如概述1206中所示，用户可以选择第一测定。视图可以改变，使得用户可以查看与第一测定一起使用的不同样本。在此实例中，用户可以查看三个样本:肝第I周、肝第2周和肝第3周。此外，用户随后可以选择扩展对于样本的所查看数据以查看与特定样本一起使用的不同稀释液。在此实例中，与肝第I周样本一起使用两种稀释液。用户还可以查看用以进行特定稀释的芯片并且还具有关于是否在视像1202上示出此特定数据的选择。
[0072]尽管已经根据某些示例性实施例、实例和应用描述了本发明，但所属领域的技术人员将显而易见在不脱离本发明的情况下可以对其进行各种修改和改变。
【主权项】
1.一种用于产生数据视像的方法，所述方法包括: 向用户显示来自衬底的所检测数据的一部分的表示； 产生所检测数据的所述部分的数据质量值； 连同所检测数据的所述部分的所述表示一起显示所检测数据的所述部分的数据质量值的指不; 由所述用户选择质量值阈值；并且 显示符合所述质量值阈值的所检测数据所述部分的数据质量值的经调整指示。2.根据权利要求1所述的方法，其中数据质量值的所述指示是颜色。3.根据权利要求1所述的方法，其中所检测数据的所述部分的数据质量值的所述指示是热图显示。4.根据权利要求1所述的方法，其中所检测数据的所述部分是萤光发射数据。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述萤光发射数据是从所述衬底上的多个反应部位检测的。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述多个反应部位为至少20000个反应部位。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述多个反应部位为至少40000个反应部位。8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括: 向所述用户显示来自衬底的所检测数据的至少两个部分。9.根据权利要求1所述的方法，其中符合所述质量值阈值的所检测数据的所述部分用于定量计算。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述定量是基于泊松最大似然算法。11.根据权利要求5所述的方法，其中所述表示代表对应于所述多个反应部位的布置检测的所述数据。12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括: 连同所述所检测数据的数据质量值的所述指示一起显示发射数据的强度的第一直方图。13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括: 连同所述第一直方图和质量值的所述指示一起显示发射数据的强度的第二直方图。14.一种用于产生数据视像的系统，所述系统包括: 处理器；以及 存储器，所述存储器编码有用于以下操作的指令: 向用户显示来自衬底的所检测数据的一部分的表示； 产生所检测数据的所述部分的数据质量值； 连同所检测数据的所述部分的所述表示一起显示所检测数据的所述部分的数据质量值的指不; 由所述用户选择质量值阈值；以及 显示符合所述质量值阈值的所检测数据所述部分的数据质量值的经调整指示。15.—种编码有可由处理器执行的指令的非暂时性计算机可读存储媒体，所述指令包括用于以下操作的指令: 向用户显示来自衬底的所检测数据的一部分的表示； 产生所检测数据的所述部分的数据质量值； 连同所检测数据的所述部分的所述表示一起显示所检测数据的所述部分的数据质量值的指不; 由所述用户选择质量值阈值；以及 显示符合所述质量值阈值的所检测数据所述部分的数据质量值的经调整指示。16.根据权利要求15所述的计算机可读媒体，其中数据质量值的所述指示是颜色。17.根据权利要求15所述的计算机可读媒体，其中所检测数据的所述部分的数据质量值的所述指示是热图显示。18.根据权利要求15所述的计算机可读媒体，其中所检测数据的所述部分是萤光发射数据。19.根据权利要求18所述的计算机可读媒体，其中所述萤光发射数据是从所述衬底上的多个反应部位检测的。20.根据权利要求19所述的计算机可读媒体，其中所述多个反应部位为至少20000个反应部位。21.根据权利要求19所述的计算机可读媒体，其中所述多个反应部位为至少40000个反应部位。22.根据权利要求15所述的计算机可读媒体，其进一步包括用于以下操作的指令: 向所述用户显示来自衬底的所检测数据的至少两个部分。23.一种方法，其包括: 向用户显示来自多个反应部位的发射数据的散布图， 确定每一数据点的分类； 接收数据点的选择以将所述所确定的分类更改为第二分类；以及 基于每一分类中的数据点的数目计算结果。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述散布图显示一种萤光类型对比第二萤光类型。25.根据权利要求23所述的方法，其中所述分类是以下群组中的一者:阳性反应、阴性反应、FAM、VIC、FAM和VIC、无扩增、空、以及未确定的。26.根据权利要求23所述的方法，其中所述第二分类不同于所述所确定的分类。27.根据权利要求23所述的方法，其中所述计算得出的结果是靶分子的拷贝数。28.根据权利要求23所述的方法，其中所述计算得出的结果是靶分子的浓度。29.根据权利要求23所述的方法，其中所述计算得出的结果是基于泊松最大似然算法。30.—种编码有可由处理器执行的指令的非暂时性计算机可读存储媒体，所述指令用于: 向用户显示来自多个反应部位的发射数据的散布图， 确定每一数据点的分类； 接收数据点的选择以将所述所确定的分类更改为第二分类；以及 基于每一分类中的数据点的数目计算结果。31.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述散布图显示一种萤光类型对比第二萤光类型。32.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述分类是以下群组中的一者:阳性反应、阴性反应、FAM、VIC、FAM和VIC、无扩增、空、以及未确定的。33.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述第二分类不同于所述所确定的分类。34.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述计算得出的结果是靶分子的拷贝数。35.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述计算得出的结果是靶分子的浓度。36.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述计算得出的结果是基于泊松最大似然算法。
【专利摘要】提供一种用于产生数据视像的方法。所述方法包含向用户显示来自衬底的所检测数据的一部分的表示。所述方法进一步包含产生所检测数据的所述部分的数据质量值，并且连同所检测数据的所述部分的所述表示一起显示所检测数据的所述部分的数据质量值的指示。所述方法进一步包含由所述用户选择质量值阈值，并且显示符合所述质量值阈值的所检测数据所述部分的数据质量值的经调整指示。
【IPC分类】G06F19/26
【公开号】CN104903899
【申请号】CN201380069424
【发明人】哈里森·梁, 奈弗蒂塔·苏米·马朱木达尔, 杰弗里·马克斯, 西奥多·斯特劳博, 赖安·塔尔波特, 凯文·博德, 大卫·郝德
【申请人】生命技术公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年11月7日
【公告号】EP2917862A2, US20150269756, WO2014074735A2, WO2014074735A3
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