【技术实现步骤摘要】
本申请涉及用于对样本的荧光团进行光谱解析的方法及其系统。
技术介绍
1、流式颗粒分选系统(诸如分选流式细胞仪)用于基于至少一个测量的颗粒特征来对流体样本中的颗粒进行分选。在流式颗粒分选系统中，流体悬浮液中的颗粒(例如分子、分析物结合珠或单个细胞)在流中穿过探测区域，在该探测区域中传感器探测该类型的流中所包括的待分选的颗粒。传感器在探测到待分选的该类颗粒后，会触发可选择性地隔离目标颗粒的分选机制。
2、颗粒感测通常通过使流体流穿过探测区域来进行，在该探测区域中颗粒暴露于一个或更多个激光器的照射光下，并测量颗粒的光散射和荧光性质。能够利用荧光染料标记其颗粒或组分以促进探测，并且通过使用光谱不同的荧光染料来标记不同的颗粒或组分来同时探测多种不同的颗粒或组分。使用一个或更多个光电传感器来进行探测，以有助于每个不同荧光染料的荧光的独立测量。
3、为了对样本中的颗粒进行分选，液滴充电机制会在流的分流点处向包括待分选颗粒类型的流的液滴充电，以使其带有电荷。液滴穿过静电场，并根据液滴上电荷的极性和大小偏转到一个或更多个收集容器中。不带电的液滴不会被静电场偏转。
技术实现思路
1、本公开的方面包括用于对来自样本中具有重叠的荧光光谱的荧光团的光进行光谱解析的方法。根据某些实施例的方法包括利用光探测系统来探测来自具有多个荧光团的样本中的光，该多个荧光团具有重叠的荧光光谱，并且包括对来自样本中每个荧光团的光进行光谱解析。在一些实施例中，方法包括估算样本中(诸如颗粒上)的一个或更多个
2、在一些实施例中，所关注的样本包括多个荧光团，其中每个荧光团的荧光光谱都与样本中至少一个其他荧光团的荧光光谱重叠。在某些情况下，每个荧光团的荧光光谱都与样本中至少一个其他荧光团的荧光光谱重叠10nm或更多，诸如重叠25nm或更多、并且包括重叠50nm或更多。在一些情况下，样本中一个或更多个荧光团的荧光光谱与样本中两个不同荧光团的荧光光谱重叠，诸如重叠10nm或更多、诸如重叠25nm或更多并且包括重叠50nm或更多。在其他实施例中，所关注的样本包括具有不重叠的荧光光谱的多个荧光团。在这些实施例中，每个荧光团的荧光光谱与至少一个其他荧光团相邻为10nm或以下、诸如9nm或以下、诸如8nm或以下、诸如7nm或以下、诸如6nm或以下、诸如5nm或以下、诸如4nm或以下、诸如3nm或以下、诸如2nm或以下，并且包括1nm或以下。
3、在一些实施例中，方法包括通过针对样本中每个荧光团的荧光光谱来计算光谱解混矩阵，从而对来自每个荧光团的光进行光谱解析。在一些情况下，计算光谱解混矩阵包括使用加权最小二乘算法。在一些情况下，加权最小二乘算法是根据下式来计算的：
4、
5、其中，y是光探测系统中多个光电探测器针对每个颗粒(例如细胞)所测量的探测器值；是所估算的荧光团丰度；x是溢出；并且w是在一些实施例中，根据下式来计算每个wii：
6、其中σi2是探测器i处的方差；yi是探测器i处的信号；并且λi是探测器i处的恒定噪声。在某些实施例中，光谱解混矩阵根据下式来计算：(xtwx)-1xtw。在一些情况下，针对由光探测系统所探测到的每个颗粒来对(xtwx)求逆，以计算光谱解混矩阵。
7、在某些实施例中，用于对来自每个荧光团的光进行光谱解析的方法包括针对由光探测系统所探测到的每个颗粒，在加权最小二乘算法中来近似(xtwx)的逆，例如以便对样本中的颗粒进行实时地分选。在一些实施例中，对(xtwx)求逆包括根据下式使用迭代newton-raphson计算来近似(xtwx)-1：
8、
9、其中wg是w的预定近似值，该w是根据光探测系统中的每个光电探测器的基线方差(即，由于颗粒不存在荧光)来确定的。在一些实施例中，方法还包括估算每个光电探测器的基线方差。在一些情况下，方法包括使用单染色对照样本来确定光电探测器噪声分量(例如，电子噪声、背景光等)。在某些情况下，方法包括在利用光源照射样本之前，确定每个光电探测器的方差。在其他情况下，方法包括在利用光源照射样本之前，确定w的预定近似值wg。在某些实施例中，方法包括利用预确定的wg来预计算a0-1。在这些实施例中，针对由光探测系统所探测到的每个颗粒，都可以将预计算出的a0-1用作a-1的第一近似值。
10、在其他实施例中，用于对来自每个荧光团的光进行光谱解析的方法包括使用sherman-morrison迭代逆更新器。在一些情况下，方法包括使用sherman-morrison公式来计算a：
11、
12、在某些情况下，方法包括使用sherman-morrison公式来预计算a0-1以计算a0扰动的逆。在一些实施例中，通过公式xtw0x来计算a0的逆，并且通过公式xtwx来计算a的逆。在一些情况下，方法包括根据下式来计算δa(即a-a0)作为列向量与每个迭代w的乘积：
13、以及
14、其中wii＝w0ii+αi，其中i∈[1，nd]。
15、以及以及
16、
17、根据实施例，δai＝xtδwix＝αimimit，其中a能够表示为：
18、
19、
20、在这些实施例中，能够使用对每个wi的改变，利用每个新的加权矩阵w(即带有与w0不同的值)根据a0来重新计算每个a。在一些实施例中，方法包括实施sherman-morrison迭代逆更新器，以根据下式来近似光谱解混矩阵：
21、
22、在一些实施例中，将用于a0-1的预计算的值用于计算a1-1。然后将预计算的a1-1用于计算a2-1。能够通过使用从i＝1到nd的每个(ai-1)-1来重复计算ai-1，从而计算值a-1。
23、在一些实施例中，用于对来自每个荧光团的光进行光谱解析的方法包括通过矩阵分解(即，因式分解)来计算加权最小二乘算法。在某些情况下，方法包括lu矩阵分解，诸如其中将矩阵分解为下三角(l)矩阵和上三角(u)矩阵的乘积。在某些情况下，lu分解包括高斯消除。在其他情况下，lu分解包括修正的cholesky分解、ldl分解，其中d是对角矩阵。在某些实施例中，加权最小二乘算法(a)是根据下式使用修正的cholesky分解来计算的：
24、xtwxa＝xtwy
25、aa＝b
26、ldlta＝b ldl分解
27、lz＝b其中z＝dlta 下三角矩阵解
28、dx＝z其中x＝lta 对角矩阵解
29、lta＝x 上三角矩阵本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光谱解混矩阵是使用加权最小二乘算法来计算的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加权最小二乘算法是根据下式来计算的：
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法包括根据下式来计算所述光谱解混矩阵：
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法包括根据下式使用Sherman-Morrison迭代逆更新器来近似(XTWX)：
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加权最小二乘算法是通过矩阵分解来计算的，其中所述矩阵分解选自：
7.一种系统，包括：
8.一种集成电路，其被编程为通过计算样本中每个荧光团的荧光光谱的光谱解混矩阵，来对样本中的每个荧光团的光进行光谱解析，所述样本包括具有重叠的荧光光谱的多个荧光团。
9.一种方法，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其中，计算所述光谱解混矩阵包括使用加权最小二乘算法，加权最小二乘算法根据下式计算：
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法包括
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法包括根据下式使用Sherman-Morrison迭代逆更新器来近似(XTWX)：
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述加权最小二乘算法是通过矩阵分解来计算的，其中所述矩阵分解选自：
14.一种系统，包括：
15.一种集成电路，其被编程为通过计算样本中每个荧光团的荧光光谱的光谱解混矩阵，来估算样本中颗粒上的一个或更多个荧光团的丰度，所述样本包括具有重叠的荧光光谱的多个荧光团。
...【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光谱解混矩阵是使用加权最小二乘算法来计算的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加权最小二乘算法是根据下式来计算的：
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法包括根据下式来计算所述光谱解混矩阵：
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法包括根据下式使用sherman-morrison迭代逆更新器来近似(xtwx)：
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加权最小二乘算法是通过矩阵分解来计算的，其中所述矩阵分解选自：
7.一种系统，包括：
8.一种集成电路，其被编程为通过计算样本中每个荧光团的荧光光谱的光谱解混矩阵，来对样本中的每个荧光团的光进行光谱解析，所述样本包括具有重叠的荧光光谱的...
【专利技术属性】
技术研发人员：皮特·马赫，基根·奥斯利，
申请(专利权)人：贝克顿·迪金森公司，
类型：发明
国别省市：
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