蜂窝状数字PCR微阵列荧光图像的信息提取

• 作者: 李树力 李金泽 郭振 朱文艳 周连群 张芷齐
• 来源期刊: 光学精密工程
• 关键词: 生物荧光图像 蜂窝状 数字PCR微阵列 寻址定位
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 信息科学|Information Sciences
• 页码范围: 2745-2755
• 页数: 11页
• 分类号: TP391.41|Q503
• 语种: 中文
• DOI: 10.37188/OPE.20202812.2745

摘要

蜂窝状堆叠数字PCR微阵列图像因其单元尺寸小、排列密集,荧光信号弱、易受光照分布影响,其样点定位困难.本文提出基于形态学的三通道蜂窝状荧光图像样点寻址算法及数字PCR图像信息提取方法,可快速、有效识别微阵列芯片生物分子微弱荧光信息.针对不同通道的图像进行配准融合,使样点排布整齐;通过增强图像的对比度,选取有效样点区域,基于改进伽马算法去除光照分布不均效应;基于形态学算法识别紧密排列的样点,对微阵列芯片图像进行单元分割定位,提取每个样点的生物分子荧光信息.该方法处理一块约20 000个微单元的数字PCR芯片图像的耗时小于20 s,与现有定位方法相比,处理相同数量样点的图片的耗时可减少3个数量级;通过与标准仪器结果相比,样点识别精度达到98.79％,生物信息计算结果(拷贝数)准确度达到96.2％.本文提出基于形态学的三通道蜂窝状荧光图像样点寻址算法及数字PCR图像信息提取方法克服了蜂窝状堆叠式微阵列荧光图像样点难以定位的问题,与现有方法相比,能够快速、准确地获取生物信息,为数字PCR技术的精准定量奠定了基础.