专利名称：一种用于pcr仪温度测试的标定方法
技术领域：
本发明属于一种医用温度控制检测系统的标定方法，具体涉及一种用于PCR仪温度测i式的才示定方法。
背景技术：
随着分子生物学技术和生物医学领域的迅速发展，基因检测和诊断技术已经广泛应用于临床医学各种领域的病原体检测，已经成为一个国家先进诊断技术的象征。聚合酶链反应(PCR)是一种对特定的DNA片段在体外进行快速扩增的新方法，使得检测扩增产物中的特定基因成为可能，目前已经成为发达国家分子生物学诊断的主流。目前的研究焦点主要集中在改进聚合酶链式反应(PCR )技术和研制基因扩增自动检测系统方面。作为基因扩增的重要控制工具，PCR检测控制系统经历了定性、定量和实时荧光定量等发展阶l殳。该系统具有才全测灵敏度高，检测线性范围宽，检测精度高等优势，被公认为当今世界用于临床的最先进核酸分子诊断技术，比较而言，与PCR及PCR仪相关技术方面的大量文献相比，对PCR检测控制系统的标定方法方面的报道相对较少。而在这些分析报道中，又大多集中在人工标定的方法研究上。采用医用温度控制检测系统人工标定的方法精度低、劳动强度大，而对医用温度控制检测系统自动标定方面的研究，报道的却不多。
发明内容
针对人工标定方法所存在的不足，本发明提出一种用于PCR仪温度测试的标定方法，适用于PCR仪的数据标定。该方法能快速准确地对PCR仪进行分析
和温度lt据标定， 一次性地对目标系统的特定温度点进^f于标定，标定后的准确
数据能在PCR仪中实时更新。
本发明提供一用于PCR仪温度测试的标定方法，其中包括一个标定作业管理服务器、 一个温度检测仪、 一个PCR仪和一台打印机。标定作业管理服务器负责在温度检测仪和PCR仪之间传送数据，通过一个RS232串口与温度检测仪交换数据，通过一个RS232串口与PCR仪交换数据，可通过打印机打印出标定结果，在标定过程中，根据标定流程，标定作业管理服务器向PCR仪发送标定指令或数据，并通过RS232串口获取温度检测仪;险测到的温度数据；在收到指令后，PCR仪启动自身的标定程序进行标定作业；温度4企测仪通过固定在PCR仪模块上的一组温度传感探头获取当前温度数据，并通过RS232串口向标定作业管理服务器实时发送温度数据；温度检测仪通过RS232串口与标定作业管理月l务器交换数据；PCR仪作为被标定设备，通过RS232串口与标定作业管理服务器交换数据。
标定作业流程步骤如下
第一步关4泉点数据的确定
根据PCR仪工作温度的特点和经验值，选定N (N是大于5的整数)个基础数据关键点。首先确定五个基本关键点，根据不同的标定策略，这五个基本关键点有不同的配置方案，其由系统配置模块确定。 一种可行的配置方案是4°C、 44° C、 72° C 、 94° C和99° C，并确定与此5个关^t点的距离系数K(i二l， 2， 3， 4， 5 ),依据距离系数K, ( i二l, 2， 3， 4， 5 )最终在5个基本温度点附近产生其他N-5个温度点。N二20时，温度关键点的一种可能的选择如下
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统
通过串口线，连接标定作业管理服务器、温度才企测仪和PCR仪，并把温度检测仪的温度探头固定在被测定的PCR仪模块上，调整标定作业管理服务器和PCR仪的标定配置参数。
第三步标定
1、关键点数据的标定
标定作业管理服务器向PCR仪分别发送关键点数据，对每个数据单独进行标定。单独进行标定的流程为
1) PCR仪接收到需标定的关键点数据
2) 运行控制流程才莫块，开始升/降温，以达到并保持所需温度；
3) 温度进入平稳状态后，温度检测仪向标定作业管理服务器实时输出实际温度值；
4) 标定作业管理服务器计算接收到的实际值与本关键点数据之间的偏差，若本流程的循环次数达到给定值或此偏差在给定范围内转第7步；
5) 标定作业管理服务器把此偏差反馈给PCR仪，并输出到打印机；
6 ) PCR仪接收到偏差数据后，按调整算法对控制软件的控制参数进行凝:调，转第2步。
7 )结束。
2、 非关键点数据的标定
以本测试流程第一步的N (N是大于5的整数)个关键点为基准，自小到大排列后，分为N-l段，每段M (M是大于等于2的整数)等分，每段可产生M-1个新点，N-l段即可产生(N-1) * (M-1)个新点，即(N-1) * (M-l)个非关4建点。依次对这些非关^t点进行标定，标定方法同关^t点的标定。
3、 重复前两步，直到达到系统要求。本发明可以迅速快捷地对PCR仪进行标定。
以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本发明。
图1为本发明的硬件结构示意图。
图2为本发明的标定作业流程图。
图3为本发明的单点标定作业流程图。
图中，l.标定作业管理服务器，2.温度检测仪，3.PCR仪，4.打印机，5.确定关
键点模块，6.系统配置模块，7.开始标定模块，8.启动控制流程模块，9.输出
温度模块，10.偏差计算模块，11.条件判断，12.反馈模块，13.调整才莫块，14.
结束模块。
具体实施例方式
参阅图1所示，本发明的硬件结构包括一个标定作业管理服务器(1)、 一个温度检测仪(2)、 一个PCR仪(3)和一台打印机(4)。标定作业管理服务器(l)是标定系统的核心，负责调度安排任务、下达命令和传送数据，并可通过打印机(4)打印出标定过程中的中间数据。在标定过程中，根据标定流程，标
定作业管理服务器(1)向PCR仪(3)发送标定指令、偏差数据修改指令或数据，同时获取温度检测仪(2)检测到的温度数据；PCR仪(3)收到标定作业管理服务器(1)的指令后，启动自身的标定程序进行标定作业；温度检测仪(2)通过固定在PCR仪(3)模块上的一组温度传感探头获取当前温度数据，并向标定作业管理服务器(1)实时发送温度数据。
参阅图2所示，本发明的标定作业流程分为确定关键点模块(5)、系统配置模块(6)和开始标定模块(7)三个模块。
确定关键点模块(5)主要根据PCR仪工作温度的特点和经验值首先选定5个基本温度关键点，再确定选定N-5个关键点。根据不同的标定策略，这5个基本温度点有不同的配置方案，其由系统配置模块确定。 一种可行的配置方案是4° C、 44。 C、 72° C 、 94° C和99° C。在jt匕基础上，选定N—5个基础凄t据关4建点，根据系统配置的距离系数Ki ( i二l， 2， 3， 4， 5 ),自动生成N-5个基础数据关键点。若选定N=20,温度关键点的一种可能的选择如下4、 6、 15、 31、42、 44、 46、 55、 68、 70、 72、 74、 76、 80、 85、 89、 92、 94、 95、 99。
系统配置模块(6)主要是通过串口连接标定作业管理服务器(1)、温度检测仪(1 )、 PCR仪(3 )和打印机(4 )，并把温度检测仪(2 )的温度探头固定在被测定的PCR仪(3)的模块上，调整并确认标定作业管理服务器(1)和PCR仪(3)的标定配置参数，如5个基础数据关键点的选择与确定。开始标定模块(7)主要分为关键点数据的标定流程和非关键点数据的标定流程两种情况，经过上述两种流程的标定后，若均符合系统要求，标定流程结束。
参阅图3所示，PCR仪接收到需标定的关键点数据后，启动控制流程模块(8 )开始升/降温，达到并保持所需温度；在温度进入平稳状态后，温度检测仪(2)采集温度数据，并向标定作业管理服务器(1)实时输出实际温度值；标定作业管理服务器(1)接收到实际温度值后，经过中值滤波，计算接收到的实际值与本关键点数据之间的偏差；条件判断(11)有两种情况 一种是若本流程的循环次数达到给定值，标定作业管理服务器(1)则显示标定出错信息并进入结束模块(14)，退出本程序段，另一种情况是，若计算得到的偏差在给定范围内进入结束模块(14);若上步计算的温度偏差不在允许范围内，进入反馈模块
(12 )，标定作业管理服务器(1)把此偏差反馈给PCR仪(3 )，并输出到打印机(4); PCR仪(3)接收到偏差数据后，启动调整模块(13)，按照调整算法对控制软件的控制参数进行微调，依据调整后的参数继续进入运行控制流程模块
(8)。
以上标定流程是自动完成的，极大地提高了 PCR仪的标定效率，节省了标定时间，提升了产品竟争力。
权利要求
1、一种用于PCR仪温度测试的标定方法，其中包括一个标定作业管理服务器、一个温度检测仪、一个PCR仪和一台打印机；标定作业管理服务器负责在温度检测仪和PCR仪之间传送数据，可通过打印机打印出标定结果；其包括如下步骤第一步，关键点数据的确定选定N(N是大于5的整数)个关键点；首先确定五个基本关键点，然后依据此五个基本关键点，产生其他N-5个关键点；第二步，建立并配置系统把温度检测仪的温度探头固定在被测定的PCR仪的模块上，调整并配置标定作业管理服务器和PCR仪的标定配置参数；第三步，标定先进行关键点的标定，然后进行非关键点的标定；根据实际测试数据，计算温度偏差，通过反馈偏差值，修正PCR仪算法，获得标定结果。
2、 根据权利要求1所述的用于PCR仪温度测试的标定方法，其特征是首 先确定五个基本关键点，根据不同的标定策略，这五个基本关键点有不同的配 置方案；在此基础上，根据系统配置的距离系数K, (i二l，2，3,4，5),自动生成 其余的N-5个关键点。
3、 根据权利要求1所述的用于PCR仪温度测试的标定方法，其特征是在 标定工作开始前，需要配置标定作业管理服务器和PCR仪的标定配置参数。
4、 根据权利要求1所述的用于PCR仪温度测试的标定方法，其特征是在 对关键点标定时，标定作业管理服务器向PCR仪分别发送关键点数据，对每个 关键点单独进行标定。
5、 根据权利要求4所述的用于PCR仪温度测试的标定方法，其特征是在 对每个关键点数据进行标定时，PCR仪接收关键点数据后开始工作，标定作业管 理服务器依据接收到的实际温度值计算温度偏差值，并向PCR仪反馈。
6、 根据权利要求5所述的用于PCR仪温度测试的标定方法，其特征是标定工作结束的条件是此关键点标定工作的循环次数达到给定值，或标定作业管理服务器所计算的偏差已经在给定范围内。
7、 根据权利要求1所述的用于PCR仪温度测试的标定方法，其特征是在完成关键点的标定工作后，进行非关键点数据的标定。
8、 根据权利要求7所述的用于PCR仪温度测试的标定方法，其特征是在对非关键点数据进行选择时，把N (N是大于5的整数)个关键点自小到大排列后，分为N-1段，每段M (M是大于等于2的整数)等分，每段可产生M-1个新点，N-l段即可产生(N-1) * (M-l)个新点，这些新点即为非关键点。
9、 根据权利要求7所述的用于PCR仪温度测试的标定方法，其特征是对非关键点数据的标定流程与关键点数据的标定流程相同。
全文摘要
本发明涉及一种用于PCR仪温度测试的标定方法，根据标定流程和PCR仪工作温度特点，选定N个基本温度关键点。依据这些关键点，标定作业管理服务器向PCR仪发送标定指令、偏差数据修改指令或其他数据；PCR仪收到标定指令后，启动自身的标定程序进行标定作业；温度检测仪通过固定在PCR仪模块上的一组温度传感探头获取当前温度数据，并向标定作业管理服务器实时发送温度数据，使标定作业管理服务器实时获取温度检测仪检测到的温度数据。该方法能快速准确地对PCR仪的温度数据标定，标定后的准确数据能在PCR仪中实时更新。标定流程是自动完成的，提高了PCR仪的标定效率，节省了标定时间，提升了产品竞争力。
文档编号G01K15/00GK101526405SQ20091013742
公开日2009年9月9日 申请日期2009年4月20日 优先权日2009年4月20日
发明者王金鹤 申请人:青岛理工大学