本發(fā)明涉及信號檢測技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種微滴多通道熒光波形同步方法及裝置。
背景技術(shù):
微滴多種熒光檢測技術(shù)是一種基于微流控技術(shù)生成微滴,將生物和化學等領(lǐng)域中所涉及的基本操作集成在一塊很小的芯片上用以檢測的技術(shù)。在一塊幾平方厘米甚至更小的芯片上,由微通道形成網(wǎng)絡(luò),以可控的流體承載微滴貫穿整個系統(tǒng),用以取代常規(guī)生物或化學實驗室的多種功能。
在微滴多種熒光檢測技術(shù)中,微滴中混合含有多種不同的熒光素時,檢測系統(tǒng)需要根據(jù)所含熒光素的波長段差異來設(shè)計光路,根據(jù)波長的不同將來源于不同熒光素的熒光信號分開,由不同的接收通道接收,所檢測出熒光信號的強弱則間接反映出樣本群中物質(zhì)的物理化學特性。
由于每個微滴中所包含的熒光素種類不同、濃度不同,其發(fā)射出的熒光強度也不盡一致,從而被不同熒光通道接收到的熒光信號強弱也不一樣,即存在一個微滴在多種熒光通道中表現(xiàn)出多樣性及復雜性的現(xiàn)象,每個通道統(tǒng)計出的微滴個數(shù)也存在不一致性,這樣就給檢測系統(tǒng)的精確度及準確度帶來了較大的誤差,最終導致檢測效率低。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
基于此,有必要提供一種檢測效率高的微滴多通道熒光波形同步方法及裝置。
一種微滴多通道熒光波形同步方法,包括:
獲取各通道的熒光波形數(shù)據(jù),將各所述通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行疊加處理,得到混合信號;
根據(jù)所述混合信號確定各時間戳,并根據(jù)各相鄰的兩個所述時間戳確定各時間段;
統(tǒng)計各所述通道的所述熒光波形數(shù)據(jù)中,在當前時間段的波峰數(shù)量;
若各所述通道的所述熒光波形數(shù)據(jù)的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量相等,將各所述通道的所述當前時間段的熒光波形數(shù)據(jù)進行合并,得到所述當前時間段的同步的熒光波形數(shù)據(jù);
當所述當前時間段為混合信號的最后一個時間段時,將各所述時間段同步的熒光波形數(shù)據(jù)組合成完整的同步熒光波形數(shù)據(jù)。
在其中一實施方式中,若各所述通道的熒光波形數(shù)據(jù)的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量不相等,且各所述通道對應的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量中的最大值與最小值的差為1時,將較小的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的所述當前時間段中的熒光波形數(shù)據(jù),按照較大的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的所述熒光波形數(shù)據(jù)進行對應補充。
在其中一實施方式中,若各所述通道的熒光波形數(shù)據(jù)的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量不相等,且各所述通道對應的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量中的最大值與最小值的差大于1時,刪除最大值的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的所述當前時間段中的波峰至與最小值的所述波峰數(shù)量相比多一個波峰,并將最小值的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的所述當前時間段中的熒光波形數(shù)據(jù),按照刪除后的最大值的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行對應補充。
在其中一實施方式中,所述通道的數(shù)量為2。
在其中一實施方式中,所述根據(jù)所述混合信號確定各時間戳的步驟,包括:
獲取所述混合信號各波峰數(shù)據(jù),所述波峰數(shù)據(jù)包括:起始時間、波峰時間及結(jié)束時間;所述起始時間為一段包含一個波峰的熒光波形數(shù)據(jù)開始上升的時間,所述波峰時間為到達所述波峰的時間,所述結(jié)束時間為由所述波峰下降到與所述熒光波形數(shù)據(jù)的所述起始時間時相同的幅值的時間;
根據(jù)各所述波峰數(shù)據(jù)的所述起始時間、所述波峰時間及所述結(jié)束時間,確定各時間戳。
在其中一實施方式中,所述根據(jù)各所述波峰數(shù)據(jù)的所述起始時間、所述波峰時間及所述結(jié)束時間,確定各時間戳的步驟,包括:
根據(jù)當前波峰數(shù)據(jù)的所述起始時間與上一波峰數(shù)據(jù)的所述結(jié)束時間確定波形間距,根據(jù)所述當前波峰數(shù)據(jù)的所述結(jié)束時間與所述起始時間確定波形脈寬;
根據(jù)所述峰值時間、所述波形間距及所述波形脈寬確定時間戳。
在其中一實施方式中,所述根據(jù)所述混合信號確定各時間戳的步驟之前,還包括:
將所述混合信號的最后一個波峰波形進行復制,并添加到所述混合信號的最后,對所述混合信號進行更新。
一種微滴多通道熒光波形同步裝置,包括:
數(shù)據(jù)混合模塊,用于獲取各通道的熒光波形數(shù)據(jù),將各所述通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行疊加處理,得到混合信號;
時間分段模塊,用于根據(jù)所述混合信號確定各時間戳,并根據(jù)各相鄰的兩個所述時間戳確定各時間段;
波峰統(tǒng)計模塊,用于統(tǒng)計各所述通道的所述熒光波形數(shù)據(jù)中,在當前時間段的波峰數(shù)量;
數(shù)據(jù)同步模塊,用于若各所述通道的所述熒光波形數(shù)據(jù)的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量相等,將各所述通道的所述當前時間段的熒光波形數(shù)據(jù)進行合并,得到所述當前時間段的同步的熒光波形數(shù)據(jù);
數(shù)據(jù)組合模塊,用于當所述當前時間段為混合信號的最后一個時間段時,將各所述時間段同步的熒光波形數(shù)據(jù)組合成完整的同步熒光波形數(shù)據(jù)。
在其中一實施方式中,所述數(shù)據(jù)同步模塊,還用于若各所述通道的熒光波形數(shù)據(jù)的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量不相等,且各所述通道對應的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量中的最大值與最小值的差為1時,將較小的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的所述當前時間段中的熒光波形數(shù)據(jù),按照較大的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的所述熒光波形數(shù)據(jù)進行對應補充。
在其中一實施方式中,所述數(shù)據(jù)同步模塊,還用于若各所述通道的熒光波形數(shù)據(jù)的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量不相等,且各所述通道對應的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量中的最大值與最小值的差大于1時,刪除最大值的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的所述當前時間段中的波峰至與最小值的所述波峰數(shù)量相比多一個波峰,并將最小值的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的所述當前時間段中的熒光波形數(shù)據(jù),按照刪除后的最大值的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行對應補充。
在其中一實施方式中,所述通道的數(shù)量為2。
在其中一實施方式中,所述時間分段模塊,包括:
波峰數(shù)據(jù)獲取單元,用于獲取所述混合信號各波峰數(shù)據(jù),所述波峰數(shù)據(jù)包括:起始時間、波峰時間及結(jié)束時間;所述起始時間為一段包含一個波峰的熒光波形數(shù)據(jù)開始上升的時間,所述波峰時間為到達所述波峰的時間,所述結(jié)束時間為由所述波峰下降到與所述熒光波形數(shù)據(jù)的所述起始時間時相同的幅值的時間;
時間戳確定單元,用于根據(jù)各所述波峰數(shù)據(jù)的所述起始時間、所述波峰時間及所述結(jié)束時間,確定各時間戳。
在其中一實施方式中,所述時間分段模塊,還包括中間參數(shù)確定單元;
所述中間參數(shù)確定單元,用于根據(jù)當前波峰數(shù)據(jù)的所述起始時間與上一波峰數(shù)據(jù)的所述結(jié)束時間確定波形間距,根據(jù)所述當前波峰數(shù)據(jù)的所述結(jié)束時間與所述起始時間確定波形脈寬;
所述時間戳確定單元,根據(jù)所述峰值時間、所述波形間距及所述波形脈寬確定時間戳。
在其中一實施方式中,還包括:
混合信號更新模塊,用于將所述混合信號的最后一個波峰波形進行復制,并添加到所述混合信號的最后,對所述混合信號進行更新。
上述微滴多通道熒光波形同步方法及裝置,獲取各通道的熒光波形數(shù)據(jù),將各通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行疊加處理,得到混合信號;根據(jù)混合信號確定各時間戳,并根據(jù)各相鄰的兩個時間戳確定各時間段;統(tǒng)計各通道的熒光波形數(shù)據(jù)中,在當前時間段的波峰數(shù)量;若各通道的熒光波形數(shù)據(jù)的當前時間段的波峰數(shù)量相等,將各通道的當前時間段的熒光波形數(shù)據(jù)進行合并,得到當前時間段的同步的熒光波形數(shù)據(jù);當當前時間段為混合信號的最后一個時間段時,將各時間段同步的熒光波形數(shù)據(jù)組合成完整的同步熒光波形數(shù)據(jù)。如此,得到同步的熒光波形數(shù)據(jù),從而能夠提高熒光波形數(shù)據(jù)的檢測效率。
附圖說明
圖1為一實施方式的微滴多通道熒光波形同步方法的流程圖;
圖2為一具體實施例的微滴多通道熒光波形同步方法中的光學檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖;
圖3為另一實施方式的微滴多通道熒光波形同步方法的流程圖;
圖4為圖1或圖3的微滴多通道熒光波形同步方法的一個步驟的具體流程圖;
圖5為一具體實施例的微滴多通道熒光波形同步方法中時間戳的示例圖;
圖6為一具體實施例的微滴多通道熒光波形同步方法實現(xiàn)的硬件架構(gòu)圖;
圖7為一具體實施例的微滴多通道熒光波形同步方法中濾波后的濾波截圖;
圖8為一具體實施例的微滴多通道熒光波形同步方法中兩路通道中檢測到不同情況的示意圖;
圖9為一實施方式的微滴多通道熒光波形同步裝置的結(jié)構(gòu)圖;
圖10為另一實施方式的微滴多通道熒光波形同步裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為了便于理解本發(fā)明,下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實施例。但是,本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn),并不限于本文所描述的實施例。相反地,提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“或/及”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
請參閱圖1,本發(fā)明一實施方式提供一種微滴多通道熒光波形同步方法,包括:
s110:獲取各通道的熒光波形數(shù)據(jù),將各通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行疊加處理,得到混合信號。
可以通過光學檢測系統(tǒng)對各通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行采集,從而獲取到各通道的熒光波形數(shù)據(jù)。在一個具體實施例中,光學檢測系統(tǒng)可以如圖2所示。當微滴通過時采用兩種不同的激光發(fā)射模塊在同一時刻同時對四種熒光素信號進行檢測,根據(jù)接收光信號波長的不同分離光信號。一種激光發(fā)射模塊可以分離檢測兩路熒光信號,每路熒光信號檢測原理大致相同。熒光檢測模塊對分離出的每路光信號進行信號采集。具體地,熒光檢測模塊可以包括pmt及硬件采集模塊;通過pmt(photomultipliertube,光電倍增管)將光信號轉(zhuǎn)成電信號,然后通過硬件采集模塊對信號進行采集。因此,熒光檢測模塊從光學轉(zhuǎn)換及硬件采集上保證數(shù)據(jù)采集初始值從同一時刻開始。熒光檢測系統(tǒng)還可以包括濾波模塊及波形特征提取模塊,熒光檢測模塊采集到的信號進入依次濾波模塊及波形特征值提取模塊。
當每個微滴通過檢測通道時,內(nèi)部所結(jié)合的相應四種不同熒光素信號則被相應檢測通道檢出,檢測出的信號則通過相應的數(shù)據(jù)流進行處理,將特征值提取出來形成熒光波形數(shù)據(jù),可對該熒光數(shù)據(jù)進行存儲。需要說明得是,在本實施方式中,對熒光素種類及數(shù)量并無限制,只要是所激發(fā)的熒光素不在同一波長段內(nèi),即可適用,將多種不同的熒光素結(jié)合在同一微滴中,通過多通道光學檢測系統(tǒng)對其所含有的熒光素進行檢測。在其中一個實施例中,獲取熒光波形數(shù)據(jù)可以為直接獲取存儲好的熒光波形數(shù)據(jù),而無需自行采集。
將各通道上的熒光波形數(shù)據(jù)進行疊加處理,即相同時間點上的各熒光值相加,得到混合信號在各時間段上的幅值,從而確定混合信號。
s130:根據(jù)混合信號確定各時間戳,并根據(jù)各相鄰的兩個時間戳確定各時間段。
可以根據(jù)混合信號的特征值確定各時間戳。如,可以根據(jù)混合信號的各個波峰的峰值時間來確定各時間戳。兩個時間戳之間形成一個時間段,因此可以根據(jù)各相鄰的兩個時間戳確定各時間段。
s140:統(tǒng)計各通道的熒光波形數(shù)據(jù)中,在當前時間段的波峰數(shù)量。
由于混合信號是由各個通道中的熒光波形數(shù)據(jù)疊加而成的,因此,存在各個通道中的波形疊加后,各通道中的熒光波形數(shù)據(jù)相互影響,使得混合信號中的波峰數(shù)量小于各通道中的熒光波形數(shù)據(jù)中的波形數(shù)量。在本實施例中,將混合信號劃分成多個時間段進行分析,對每個時間段內(nèi)各個通道的熒光波形數(shù)據(jù)的波峰數(shù)量進行統(tǒng)計。在一個具體的時間段進行分析時,該時間段稱為當前時間段;該時間段的下一個時間段稱為下一時間段。
s150:若各通道的熒光波形數(shù)據(jù)的當前時間段的波峰數(shù)量相等,將各通道的當前時間段的熒光波形數(shù)據(jù)進行合并,得到當前時間段的同步的熒光波形數(shù)據(jù)。
當各通道的熒光波形數(shù)據(jù)中的當前時間段的波峰數(shù)量相等時,認定當前時間段內(nèi),各通道的熒光波形數(shù)據(jù)沒有發(fā)生錯誤,此時,將各通道的當前時間段的熒光波形數(shù)據(jù)進行合并,從而得到當前時間段的同步的熒光波形數(shù)據(jù)。需要說明的是,將各通道的當前時間段的熒光波形數(shù)據(jù)進行合并的方式可以為,將每個通道的熒光波形數(shù)據(jù)作為一個元素項,將各個通道對應的元素項組合在一個數(shù)據(jù)組中。如,在當前時間段內(nèi)存儲的熒光波形數(shù)據(jù)可以為當前時間段對應的各通道上的幅值,即波峰的熒光值。具體存儲格式可以為:(熒光值1,熒光值2,熒光值3,……),其中,熒光值1表示第一個通道對應的當前時間段的幅值;熒光值2、熒光值3分別表示第二個、第三個通道對應的當前時間段的幅值。
s180:當當前時間段為混合信號的最后一個時間段時,將各時間段同步的熒光波形數(shù)據(jù)組合成完整的同步熒光波形數(shù)據(jù)。
循環(huán)執(zhí)行上述步驟s140及步驟s150,直至當前時間段為混合信號的最后一個時間段時,執(zhí)行上述步驟s140及步驟s150之后,將各個時間段同步的熒光波形數(shù)據(jù)組合成完整的同步熒光波形數(shù)據(jù)。
上述微滴多通道熒光波形同步方法,獲取各通道的熒光波形數(shù)據(jù),將各通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行疊加處理,得到混合信號;根據(jù)混合信號確定各時間戳,并根據(jù)各相鄰的兩個時間戳確定各時間段;統(tǒng)計各通道的熒光波形數(shù)據(jù)中,在當前時間段的波峰數(shù)量;若各通道的熒光波形數(shù)據(jù)的當前時間段的波峰數(shù)量相等,將各通道的當前時間段的熒光波形數(shù)據(jù)進行合并,得到當前時間段的同步的熒光波形數(shù)據(jù);當當前時間段為混合信號的最后一個時間段時,將各時間段同步的熒光波形數(shù)據(jù)組合成完整的同步熒光波形數(shù)據(jù)。如此,得到同步的熒光波形數(shù)據(jù),從而能夠提高熒光波形數(shù)據(jù)的檢測效率。
請參閱圖3,在其中一實施方式中,還包括:
s160:若各通道的熒光波形數(shù)據(jù)的當前時間段的波峰數(shù)量不相等,且各通道對應的當前時間段的波峰數(shù)量中的最大值與最小值的差為1時,將較小的波峰數(shù)量對應的通道的當前時間段中的熒光波形數(shù)據(jù),按照較大的波峰數(shù)量對應的通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行對應補充。
當各通道的熒光數(shù)據(jù)波形的當前時間段的波峰數(shù)量不相等時,若各通道對應的當前時間段的波峰數(shù)量中的最大值與最小值的差為1,說明較小的波峰數(shù)量對應的通道中存在一個連續(xù)的波峰,但在該通道中并未檢測出來,此時,需要補充相應的數(shù)據(jù)。補充的方式是,按照較大的波峰數(shù)量對應的通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行補充。從而使得各通道的熒光波形數(shù)據(jù)的當前時間段的波峰數(shù)量相等,進而可以將各通道的當前時間段的熒光波形數(shù)據(jù)進行合并,得到當前時間段的同步的熒光波形數(shù)據(jù)。
請繼續(xù)參閱圖3,在其中一實施方式中,還包括:
s170:若各通道的熒光波形數(shù)據(jù)的當前時間段的波峰數(shù)量不相等,且各通道對應的當前時間段的波峰數(shù)量中的最大值與最小值的差大于1時,刪除最大值的波峰數(shù)量對應的通道的當前時間段中的波峰至與最小值的波峰數(shù)量相比多一個波峰,并將最小值的波峰數(shù)量對應的通道的當前時間段中的熒光波形數(shù)據(jù),按照刪除后的最大值的波峰數(shù)量對應的通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行對應補充。
當各通道的熒光數(shù)據(jù)波形的當前時間段的波峰數(shù)量不相等時,若各通道對應的當前時間段的波峰數(shù)量中的最大值與最小值的差大于1,說明出現(xiàn)了連續(xù)微滴通過檢測通道的情況,此為無效數(shù)據(jù),需要對多出來的連續(xù)微滴進行剔除。在本實施例中,現(xiàn)將當前時間段內(nèi)最大值的波峰數(shù)量對應的通道與最小值的波峰數(shù)量對應的通道進行處理,刪除最大值的波峰數(shù)量對應的通道的當前時間段中的波峰至與最小值的波峰數(shù)量相比多一個波峰,并將最小值的波峰數(shù)量對應的通道的當前時間段中的熒光波形數(shù)據(jù),按照刪除后的最大值的波峰數(shù)量對應的通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行對應補充。從而使得當前時間段內(nèi)的最大值的波峰數(shù)量與最小值的波峰數(shù)量分別對應的通道的熒光波形數(shù)據(jù)同步,進而可以將這兩個通道同步后的數(shù)據(jù)分別與其它通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行進一步的同步,也即后續(xù)轉(zhuǎn)化為兩個通道上的熒光波形數(shù)據(jù)同步過程。兩個通道上的熒光波形數(shù)據(jù)的同步過程可以參見以下具體實施方式。
優(yōu)選地,在其中一個具體實施例中,通道的數(shù)量為2。此時,若這兩個通道上當前時間段內(nèi)的波峰數(shù)量的值相同,則直接將各通道的當前時間段的熒光波形數(shù)據(jù)進行合并,得到當前時間段的同步的熒光波形數(shù)據(jù);若這兩個通道上當前時間段內(nèi)的波峰數(shù)量的值不相同,且較大的波峰數(shù)量與較小的波峰數(shù)量的差值為1時,將較小的波峰數(shù)量對應的通道的當前時間段中的熒光波形數(shù)據(jù),按照較大的波峰數(shù)量對應的通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行對應補充;若這兩個通道上當前時間段內(nèi)的波峰數(shù)量的值不相同,且較大的波峰數(shù)量與較小的波峰數(shù)量的差值大于1時,刪除較大的波峰數(shù)量對應的通道的當前時間段中的波峰至與較小的波峰數(shù)量相比多一個波峰,并將較小的波峰數(shù)量對應的通道的當前時間段中的熒光波形數(shù)據(jù),按照刪除后的較大的波峰數(shù)量對應的通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行對應補充。
由于各個通道采集的波形與微滴經(jīng)過檢測點時的形狀、流量、壓力等因素均有關(guān)系,所以不可能每個通道檢測的波形峰值都會處于同一時間點,會存在一定的毫秒級的時間差,所以時間戳的選定需要避開這些因素引入的誤差。
因此,請參閱圖4,在其中一實施方式中,根據(jù)混合信號確定各時間戳的步驟,即步驟s130,包括:
s131:獲取混合信號各波峰數(shù)據(jù),波峰數(shù)據(jù)包括:起始時間、波峰時間及結(jié)束時間。起始時間為一段包含一個波峰的熒光波形數(shù)據(jù)開始上升的時間,波峰時間為到達波峰的時間,結(jié)束時間為由波峰下降到與熒光波形數(shù)據(jù)的起始時間時相同的幅值的時間。
s133:根據(jù)各波峰數(shù)據(jù)的起始時間、波峰時間及結(jié)束時間,確定各時間戳。
在其中一個具體實施例中,根據(jù)各波峰數(shù)據(jù)的起始時間、波峰時間及結(jié)束時間,確定各時間戳的步驟,即步驟s133,可以包括步驟(a)和(b)。
(a)、根據(jù)當前波峰數(shù)據(jù)的起始時間與上一波峰數(shù)據(jù)的結(jié)束時間確定波形間距,根據(jù)當前波峰數(shù)據(jù)的結(jié)束時間與起始時間確定波形脈寬。
可以將當前波峰數(shù)據(jù)的起始時間與上一波峰數(shù)據(jù)的結(jié)束時間的差確定為波形間距,將當前波峰數(shù)據(jù)的結(jié)束時間與起始時間的差確定為波形脈寬。
(b)、根據(jù)峰值時間、波形間距及波形脈寬確定時間戳。
可以將波峰時間減去一個波動值得到的時間確定為時間戳。該波動值可以等于波形間距與波形脈寬的和的一半。
時間戳的示例圖如圖5所示,由于可以獲取到波峰時間、波形脈寬、波形間距等特征值,時間戳可以將該波形峰值對應的時間向前移動一個波動值△t,△t=波形脈寬的一半+波形間距時間差的一半。
可以理解地,在其它實施例中,步驟s133,也可以為通過其它方式,根據(jù)各波峰數(shù)據(jù)的起始時間、波峰時間及結(jié)束時間,確定各時間戳。
請繼續(xù)參閱圖3,在其中一實施方式中,根據(jù)混合信號確定各時間戳的步驟之前,即步驟s130之前,還包括:
s120:將混合信號的最后一個波峰波形進行復制,并添加到混合信號的最后,對混合信號進行更新。
如此,使得到的最后一個時間戳與倒數(shù)第二個時間戳形成的時間段可以包含最后一個波峰波形,以免造成最后一個波峰波形的數(shù)據(jù)丟失,如此可以提高同步的熒光波形數(shù)據(jù)的準確性。
需要說明的是,在本實施例中,僅對混合信號的最后一個波峰波形進行復制和添加,并不對各個通道中的數(shù)據(jù)進行復制和添加,否則,反將降低同步的熒光波形數(shù)據(jù)的準確性。
現(xiàn)以單路激發(fā)光檢測雙通道熒光為例進行闡述,熒光檢測模塊的硬件采集模塊可以通過fpga芯片實現(xiàn)。微滴多通道熒光波形同步方法實現(xiàn)的硬件架構(gòu)圖如圖6所示。除光學系統(tǒng)需保證不同檢測通道均從同一時刻開始檢測微滴信號之外,每個熒光檢測通道的數(shù)據(jù)分別上傳到上位機(也可稱為pc端)后,上位機對各個通道的數(shù)據(jù)進行同步處理,并將同一微滴不同通道采集的熒光數(shù)據(jù)進行合并后供后續(xù)實驗人員進行生物化學特性分析。其中,濾波、波形特征值提取可以通過fpga芯片來實現(xiàn),待提取到特征值后,需將幾十萬個微滴不同熒光通道的波形特征值通過usb多數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議上傳到上位機中,上位機根據(jù)接收到的熒光信號進行處理分析,將每個微滴對應的熒光值進行同步并合并,從而反應出每個微滴對應的特征值,從而能夠提高熒光波形數(shù)據(jù)的檢測效率,利于分析軟件分析樣本的生物化學特性。
以二單路激發(fā)光檢測雙通道熒光檢測為例,多路激發(fā)光檢測多通道熒光檢測可以在單路激發(fā)光檢測雙通道的基礎(chǔ)上進行類推,單路激發(fā)光檢測雙通道熒光檢測采集到的熒光波形進行濾波處理后,濾波截圖如圖7所示。從采集到的兩組波形圖中可以看出,兩組不同的熒光波形根據(jù)時間的推移,波形大致處于同一時間點上,但是由于熒光素的分布不均勻,存在熒光素1波形幅值較高,而熒光素2幅值很低的情況;也存在由于熒光素分布在液滴內(nèi)部不均勻時,熒光素1只能檢測出1個波峰,而熒光素2能檢測出2個波峰連在一起的情況。由于這些檢測波形的特殊情況,在微滴數(shù)量達到幾十萬的情況下,帶來的誤差則會相當大。具體地,波形分布圖中,尤其容易出現(xiàn)如圖8所示的兩顆微滴抱團通過光學檢測通道時,一路熒光檢測通道能檢測出雙峰,即兩個連續(xù)的波峰,而另一路熒光檢測通道由于檢測到的波谷表征不明顯,會誤判斷為單峰的情況。
因此,在本實施方式中,可以通過在光路系統(tǒng)保證同時刻檢測各通道的熒光波形數(shù)據(jù),在熒光波形數(shù)據(jù)傳入pc端后,pc端根據(jù)時間軸的時間順序?qū)⒉杉降臒晒獠ㄐ螖?shù)據(jù)進行同步,即實現(xiàn)微滴多通道熒光波形同步方法。pc端將通過usb接口的熒光波形數(shù)據(jù)進行讀取解析后,存入內(nèi)存中的熒光波形數(shù)據(jù)可以以單個熒光檢測通道中微滴特征值的數(shù)據(jù)格式進行存儲,pc端需要將這些上傳的熒光波形數(shù)據(jù)以同一微滴特征值的格式進行提取,因此,需要對各路熒光信號進行同步,然后將不同熒光通道同步后的各路熒光幅值統(tǒng)一存入微滴特征值即一個數(shù)據(jù)組中。
請參閱圖9,本發(fā)明一實施方式提供一種微滴多通道熒光波形同步裝置,包括:
數(shù)據(jù)混合模塊910,用于獲取各通道的熒光波形數(shù)據(jù),將各所述通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行疊加處理,得到混合信號;
時間分段模塊930,用于根據(jù)所述混合信號確定各時間戳,并根據(jù)各相鄰的兩個所述時間戳確定各時間段;
波峰統(tǒng)計模塊940,用于統(tǒng)計各所述通道的所述熒光波形數(shù)據(jù)中,在當前時間段的波峰數(shù)量;
數(shù)據(jù)同步模塊950,用于若各所述通道的所述熒光波形數(shù)據(jù)的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量相等,將各所述通道的所述當前時間段的熒光波形數(shù)據(jù)進行合并,得到所述當前時間段的同步的熒光波形數(shù)據(jù);
數(shù)據(jù)組合模塊980,用于當所述當前時間段為混合信號的最后一個時間段時,將各所述時間段同步的熒光波形數(shù)據(jù)組合成完整的同步熒光波形數(shù)據(jù)。
請參閱圖10,在其中一實施方式中,還包括:
所述數(shù)據(jù)同步模塊950,還用于若各所述通道的熒光波形數(shù)據(jù)的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量不相等,且各所述通道對應的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量中的最大值與最小值的差為1時,將較小的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的所述當前時間段中的熒光波形數(shù)據(jù),按照較大的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的所述熒光波形數(shù)據(jù)進行對應補充。
請繼續(xù)參閱圖10,在其中一實施方式中,還包括:
所述數(shù)據(jù)同步模塊950,還用于若各所述通道的熒光波形數(shù)據(jù)的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量不相等,且各所述通道對應的所述當前時間段的所述波峰數(shù)量中的最大值與最小值的差大于1時,刪除最大值的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的所述當前時間段中的波峰至與最小值的所述波峰數(shù)量相比多一個波峰,并將最小值的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的所述當前時間段中的熒光波形數(shù)據(jù),按照刪除后的最大值的所述波峰數(shù)量對應的所述通道的熒光波形數(shù)據(jù)進行對應補充。
在其中一實施方式中,所述通道的數(shù)量為2。
請繼續(xù)參閱圖10,在其中一實施方式中,所述時間分段模塊930,包括:
波峰數(shù)據(jù)獲取單元931,用于獲取所述混合信號各波峰數(shù)據(jù),所述波峰數(shù)據(jù)包括:起始時間、波峰時間及結(jié)束時間;所述起始時間為一段包含一個波峰的熒光波形數(shù)據(jù)開始上升的時間,所述波峰時間為到達所述波峰的時間,所述結(jié)束時間為由所述波峰下降到與所述熒光波形數(shù)據(jù)的所述起始時間時相同的幅值的時間;
時間戳確定單元933,用于根據(jù)各所述波峰數(shù)據(jù)的所述起始時間、所述波峰時間及所述結(jié)束時間,確定各時間戳。
在其中一實施方式中,所述時間分段模塊930,還包括中間參數(shù)確定單元932;
所述中間參數(shù)確定單元932,用于根據(jù)當前波峰數(shù)據(jù)的所述起始時間與上一波峰數(shù)據(jù)的所述結(jié)束時間確定波形間距,根據(jù)所述當前波峰數(shù)據(jù)的所述結(jié)束時間與所述起始時間確定波形脈寬;
所述時間戳確定單元933,根據(jù)所述峰值時間、所述波形間距及所述波形脈寬確定時間戳。
請繼續(xù)參閱圖10,在其中一實施方式中,還包括:
混合信號更新模塊920,用于將所述混合信號的最后一個波峰波形進行復制,并添加到所述混合信號的最后,對所述混合信號進行更新。
由于上述裝置與上述方法相互對應,對于裝置與方法相對應的細節(jié)技術(shù)特征,在此不作贅述。
以上實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出多個變形和改進,這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此,本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。