JP2012526560A - 融解曲線の自動解析システムおよび自動解析法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (48)
- 融解曲線データを解析する方法であって、
前記方法は、
蛍光染料を含む化合物を融解させることによって得た複数の電気光学(EO)放射測定値を温度の関数として含む実験的な融解曲線データであって、バックグラウンドEO放射信号を含む実験的な融解曲線データにアクセスすることと、
前記バックグラウンドEO放射信号のモデルにアクセスすることと、
前記実験的な融解曲線データと前記バックグラウンドEO放射信号の前記モデルとの間の偏差を温度の関数として定量化する偏差関数を計算することと、
前記化合物の解析において使用するため、前記偏差関数をコンピュータ可読記憶媒体上に記憶することと、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記実験的な融解曲線データが、前記蛍光染料を含む前記化合物にエネルギー勾配を与えることによって得たものである、請求項1に記載の方法。
- 前記バックグラウンドEO放射信号の前記モデルが、指数減衰関数および2次関数からなるグループの中の一方の関数を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記偏差関数を、人間−機械インタフェースデバイス上でユーザに提示することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記偏差関数を計算することが、
前記実験的な融解曲線データを、前記実験的な融解曲線データのある領域内にそれぞれ定義された複数の窓に分割することと、
前記窓のうちの対応するそれぞれの窓内でそれぞれ計算され、前記対応するそれぞれの窓内における前記実験的な融解曲線データと前記バックグラウンドEO放射信号の前記モデルとの間の偏差を定量化する複数のフィットパラメータを計算することと、
を含み、
前記偏差関数が前記フィットパラメータから形成される、請求項1に記載の方法。 - 前記化合物が核酸試料を含み、選択された窓のフィットパラメータが、前記実験的な融解曲線データを、
- 前記偏差関数を計算することがさらに、前記偏差関数から前記偏差関数の最小値を差し引くことを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記偏差関数の最大値と前記偏差関数の平均(アベレージ)値と平均(ミーン)値のうちの一方の比を計算し、前記比がしきい値よりも大きいときに、前記実験的な融解曲線データが有効な融解転移領域を含むと判定することによって、
前記実験的な融解曲線データが有効な融解転移領域を含むかどうかを判定することをさらに含む、請求項7に記載の方法。 - 前記偏差関数の第1の温度領域内の高位バックグラウンド除去カーソルおよび低位バックグラウンド除去カーソルを特定することと、
前記高位バックグラウンド除去カーソルおよび前記低位バックグラウンド除去カーソルを使用して、バックグラウンド補正された融解曲線を計算することと、
をさらに含む、請求項7に記載の方法。 - 前記偏差関数がしきい値よりも大きい前記第1の温度領域内の最も高い温度として第1のバックグラウンド温度を特定することと、
前記第1のバックグラウンド温度よりも高い、および/または、前記第1のバックグラウンド温度に等しい温度を含むカーソルプローブ領域を定義することと、
前記カーソルプローブ領域から、前記高位バックグラウンド除去カーソルおよび前記低位バックグラウンド除去カーソルを選択することと、
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 前記化合物がタンパク質試料を含み、
前記方法がさらに、
前記実験的な融解曲線データ内の凝集信号の導関数のモデルにアクセスすることと、
前記凝集信号モデルを使用して、前記バックグラウンド補正された融解曲線から前記凝集信号を除去することと、
を含む、請求項10に記載の方法。 - 前記化合物が核酸試料を含み、
前記方法がさらに、
前記偏差関数がしきい値よりも大きい前記第1の温度領域内の最も高い温度に第1の緩衝定数を加えたものとして、高位バックグラウンド温度を特定することと、
前記偏差関数がしきい値よりも大きい前記第1の温度領域内の最も低い温度から第2の緩衝定数を差し引いたものとして、低位バックグラウンド温度を特定することと、
前記高位バックグラウンド温度よりも高い、および/または、前記高位バックグラウンド温度に等しい温度を含み、所定の幅を有する高位プローブ領域を定義することと、
前記低位バックグラウンド温度よりも低い、および/または、前記低位バックグラウンド温度に等しい温度を含み、所定の幅を有する低位プローブ領域を定義することと、
前記高位バックグラウンド除去カーソルを前記高プローブ領域から選択し、前記低位バックグラウンド除去カーソルを前記低位プローブ領域から選択することと、
を含む、請求項9に記載の方法。 - 前記低位バックグラウンド除去カーソルおよび前記高位バックグラウンド除去カーソルが、目的関数を最小化することによって選択され、前記目的関数が、前記実験的な融解曲線データと前記バックグラウンドEO放射信号のモデルとの間の誤差を定量化するように構成された、請求項9に記載の方法。
- バックグラウンド補正された複数の融解曲線を互いに比較することと、
前記比較に基づいて、前記バックグラウンド補正された複数の融解曲線を2つ以上のグループにクラスタリングすることと、
前記2つ以上のクラスタ内の偏差および前記2つ以上のクラスタ間の偏差に基づいて、クラスタリング質メトリックを計算することと、
前記クラスタリング質メトリックに基づいて、前記バックグラウンド除去カーソルを改良するかどうかを判定することと、
前記バックグラウンド除去カーソルを改良するときに、前記バックグラウンド除去カーソルを変更し、変更されたバックグラウンド除去カーソルを使用して、バックグラウンド補正され、変更された融解曲線を計算し、前記クラスタ質メトリックを再計算することと、
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 前記化合物が核酸試料を含み、
前記方法がさらに、
前記核酸試料を増幅することと、
前記核酸試料と蛍光染料とを含む溶液にエネルギー勾配を与えることによって、前記溶液を融解させることと、
複数のEO放射測定値を温度の関数として取得することと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記化合物がタンパク質試料を含む、請求項1に記載の方法。
- 融解曲線データを解析する方法をコンピューティングデバイスに実行させるように構成されたコンピュータ可読命令を含むコンピュータ可読記憶媒体であって、
前記方法が、
蛍光染料を含む化合物を融解させることによって得た複数の電気光学(EO)放射測定値を温度の関数として含む実験的な融解曲線データであって、バックグラウンドEO放射信号を含む実験的な融解曲線データにアクセスすることと、
前記バックグラウンドEO放射信号のモデルにアクセスすることと、
前記実験的な融解曲線データと前記バックグラウンドEO放射信号の前記モデルとの間の偏差を温度の関数として定量化する偏差関数を計算することと、
を含むことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記実験的な融解曲線データが、前記蛍光染料を含む前記化合物にエネルギー勾配を与えることによって得たものである、請求項17に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記バックグラウンドEO放射信号の前記モデルが、指数減衰関数および2次関数からなるグループの中の一方の関数を含む、請求項17に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記方法がさらに、前記偏差関数を、人間−機械インタフェースデバイス上でユーザに提示することを含む、請求項17に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記偏差関数を計算することが、
前記実験的な融解曲線データを、前記実験的な融解曲線データのある温度範囲内にそれぞれ定義された複数の窓に分割することと、
前記窓のうちの対応するそれぞれの窓内でそれぞれ計算され、前記対応するそれぞれの窓内における前記実験的な融解曲線データと前記バックグラウンドEO放射信号の前記モデルとの間の偏差を定量化する複数のフィットパラメータを計算することと、
を含み、
前記偏差関数が前記フィットパラメータから形成される、請求項17に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記化合物が核酸試料を含み、選択された窓のフィットパラメータが、前記実験的な融解曲線データを、
- 前記偏差関数を計算することがさらに、前記偏差関数から前記偏差関数の最小値を差し引くことを含む、請求項22に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記方法がさらに、
前記偏差関数の最大値と前記偏差関数の平均(アベレージ)値と平均(ミーン)値のうちの一方の比を計算し、前記比がしきい値よりも大きいときに、前記実験的な融解曲線データが有効な融解転移領域を含むと判定することによって、
前記実験的な融解曲線データが有効な融解転移領域を含むかどうかを判定することを含む、請求項23に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記方法がさらに、
前記偏差関数の第1の温度領域内の高位バックグラウンド除去カーソルおよび低位バックグラウンド除去カーソルを特定することと、
前記高位バックグラウンド除去カーソルおよび前記低位バックグラウンド除去カーソルを使用して、バックグラウンド補正された融解曲線を計算することと、
を含む、請求項23に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記方法がさらに、
前記偏差関数がしきい値よりも大きい前記第1の温度領域内の最も高い温度として第1のバックグラウンド温度を特定することと、
前記第1のバックグラウンド温度よりも高い、および/または、前記第1のバックグラウンド温度に等しい温度を含むカーソルプローブ領域を定義することと、
前記カーソルプローブ領域から、前記高位バックグラウンド除去カーソルおよび前記低位バックグラウンド除去カーソルを選択することと、
を含む、請求項25に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記化合物がタンパク質試料を含み、
前記方法がさらに、
前記実験的な融解曲線データ内の凝集信号の導関数のモデルにアクセスすることと、
前記凝集信号モデルを使用して、前記バックグラウンド補正された融解曲線から前記凝集信号を除去することと、
を含む、請求項26に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記化合物が核酸試料を含み、
前記方法がさらに、
前記偏差関数がしきい値よりも大きい前記第1の温度領域内の最も高い温度に第1の緩衝定数を加えたものとして、高位バックグラウンド温度を特定することと、
前記偏差関数がしきい値よりも大きい前記第1の温度領域内の最も低い温度から第2の緩衝定数を差し引いたものとして、低位バックグラウンド温度を特定することと、
前記高位バックグラウンド温度よりも高い、および/または、前記高位バックグラウンド温度に等しい温度を含み、所定の幅を有する高位プローブ領域を定義することと、
前記低位バックグラウンド温度よりも低い、および/または、前記低位バックグラウンド温度に等しい温度を含み、所定の幅を有する低位プローブ領域を定義することと、
前記高位バックグラウンド除去カーソルを前記高プローブ領域から選択し、前記低位バックグラウンド除去カーソルを前記低位プローブ領域から選択することと、
を含む、請求項25に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記低位バックグラウンド除去カーソルおよび前記高位バックグラウンド除去カーソルが、目的関数を最小化することによって選択され、前記目的関数が、前記実験的な融解曲線データと前記バックグラウンドEO放射信号のモデルとの間の誤差を定量化するように構成された、請求項25に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記方法がさらに、
バックグラウンド補正された複数の融解曲線を互いに比較することと、
前記比較に基づいて、前記バックグラウンド補正された複数の融解曲線を2つ以上のグループにクラスタリングすることと、
前記2つ以上のクラスタ内の偏差および前記2つ以上のクラスタ間の偏差に基づいて、クラスタリング質メトリックを計算することと、
前記クラスタリング質メトリックに基づいて、前記バックグラウンド除去カーソルを改良するかどうかを判定することと、
前記バックグラウンド除去カーソルを改良するときに、前記バックグラウンド除去カーソルを変更し、変更されたバックグラウンド除去カーソルを使用して、バックグラウンド補正され、変更された融解曲線を計算し、前記クラスタ質メトリックを再計算することと、
を含む、請求項25に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記化合物が核酸試料を含み、
前記方法がさらに、
前記核酸試料を増幅することと、
前記化合物にエネルギー勾配を与えること、および、前記化合物のイオン濃度を増大させることのうちの一方によって、前記化合物を融解させることと、
複数のEO放射測定値を、温度とイオン濃度のうちの一方の関数として取得することと、
を含む、請求項17に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 融解曲線データを解析する装置であって、
プロセッサを備えるコンピューティングデバイスと、
前記プロセッサ上で動作可能である、実験的な融解曲線データにアクセスするように構成された取得モジュールであって、前記実験的な融解曲線データが、蛍光染料を含む化合物を融解させることによって得た複数の電気光学(EO)放射測定値を含み、前記実験的な融解曲線データがバックグラウンドEO放射信号を含む、取得モジュールと、
前記プロセッサ上で動作可能なモデル化モジュールであり、前記バックグラウンドEO放射信号のモデルにアクセスするように構成されたモデル化モジュールと、
前記プロセッサ上で動作可能な処理モジュールであり、前記実験的な融解曲線データと前記バックグラウンドEO放射信号の前記モデルとの間の偏差を定量化する偏差関数を計算するように構成された処理モジュールと、
を備え、
前記処理モジュールが、前記実験的な融解曲線データを、前記実験的な融解曲線データのある領域内にそれぞれ定義された複数の窓に分割し、前記窓のうちの対応するそれぞれの窓内でそれぞれ計算される複数のフィットパラメータを計算し、前記対応するそれぞれの窓内における前記実験的な融解曲線データと前記バックグラウンドEO放射信号の前記モデルとの間の偏差を定量化することによって、前記偏差関数を計算し、前記偏差関数が前記フィットパラメータから形成されることを特徴とする装置。 - 前記窓の幅が、前記実験的な融解曲線データの分解能、前記実験的な融解曲線データ内の関心の特徴の特性および性能メトリックのうちの1つに基づいて選択される、請求項32に記載の装置。
- 前記窓のうちの選択された窓のフィットパラメータが、前記実験的な融解曲線データを、
- 前記処理モジュールが、前記偏差関数から前記偏差関数の最小値を差し引くように構成された、請求項32に記載の装置。
- 前記偏差関数の最大値と前記偏差関数の平均(アベレージ)値と平均(ミーン)値のうちの一方の比を計算し、前記比がしきい値よりも大きいときに、前記実験的な融解曲線データが有効な融解転移領域を含むと判定し、前記比が前記しきい値以下であるときに、前記実験的な融解曲線データが有効な融解転移領域を含まないと判定することによって、前記実験的な融解曲線データが有効な融解転移領域を含むかどうかを判定するように、前記処理モジュールが構成された、請求項35に記載の装置。
- 前記しきい値が、複数の偏差関数を使用して計算され、前記複数の偏差関数がそれぞれ、対応するそれぞれの異なる実験的な融解曲線データを使用して計算され、前記しきい値が、前記対応するそれぞれの偏差関数のそれぞれの関数の最大値と、前記対応するそれぞれの偏差関数の前記それぞれの関数の平均(アベレージ)および平均(ミーン)のうちの一方との比の平均(アベレージ)および平均(ミーン)のうちの一方を使用して計算される、請求項36に記載の装置。
- 前記しきい値が、前記複数の偏差関数の前記比の標準偏差に基づく、請求項37に記載の装置。
- 前記偏差関数の第1の温度領域内の高位バックグラウンド除去カーソルおよび低位バックグラウンド除去カーソルを特定し、前記高位バックグラウンド除去カーソルおよび前記低位バックグラウンド除去カーソルを使用して、バックグラウンド補正された融解曲線データを計算するように、前記処理モジュールが構成された、請求項37に記載の装置。
- 前記偏差関数がしきい値よりも大きい前記第1の温度領域内の最も高い温度として第1のバックグラウンド温度を特定し、前記第1のバックグラウンド温度よりも高い、および/または、前記第1のバックグラウンド温度に等しい温度を含むカーソルプローブ領域を定義し、前記カーソルプローブ領域から、前記高位バックグラウンド除去カーソルおよび前記低位バックグラウンド除去カーソルを選択するように、前記処理モジュールが構成された、請求項39に記載の装置。
- 前記化合物がタンパク質試料を含み、前記実験的な融解曲線データ内の凝集信号の導関数のモデルにアクセスし、前記凝集信号モデルを使用して、前記バックグラウンド補正された融解曲線から前記凝集信号を除去するように、前記処理モジュールが構成された、請求項40に記載の装置。
- 前記処理モジュールが、
前記偏差関数がしきい値よりも大きい前記第1の温度領域内の最も高い温度に第1の緩衝定数を加えたものとして、高位バックグラウンド温度を特定し、
前記偏差関数がしきい値よりも大きい前記第1の温度領域内の最も低い温度から第2の緩衝定数を差し引いたものとして、低位バックグラウンド温度を特定し、
前記高位バックグラウンド温度よりも高い、および/または、前記高位バックグラウンド温度に等しい温度を含み、所定の幅を有する高位プローブ領域を定義し、
前記低位バックグラウンド温度よりも低い、および/または、前記低位バックグラウンド温度に等しい温度を含み、所定の幅を有する低位プローブ領域を定義し、
前記高位バックグラウンド除去カーソルを前記高プローブ領域から選択し、前記低位バックグラウンド除去カーソルを前記低位プローブ領域から選択するように構成された、請求項39に記載の装置。 - 前記処理モジュールが、目的関数を最小化することによって前記低位バックグラウンド除去カーソルおよび前記高位バックグラウンド除去カーソルを選択するように構成され、前記目的関数が、前記実験的な融解曲線データと前記バックグラウンドEO放射信号のモデルとの間の誤差を定量化するように構成された、請求項39に記載の装置。
- 前記処理モジュールが、
バックグラウンド補正された複数の融解曲線を互いに比較し、
前記比較に基づいて、前記バックグラウンド補正された複数の融解曲線を2つ以上のグループにクラスタリングし、
前記2つ以上のクラスタ内の偏差および前記2つ以上のクラスタ間の偏差に基づいて、クラスタリング質メトリックを計算し、
前記クラスタリング質メトリックに基づいて、前記バックグラウンド除去カーソルを改良するかどうかを判定し、
前記バックグラウンド除去カーソルを改良するときに、前記バックグラウンド除去カーソルを変更し、変更されたバックグラウンド除去カーソルを使用して、バックグラウンド補正され、変更された融解曲線を計算し、前記クラスタ質メトリックを再計算するように構成された、請求項39に記載の装置。 - 前記化合物が核酸試料を含み、前記装置がさらに、前記実験的な融解曲線データを取得するように構成された機器を備え、前記機器が、前記化合物を保持するための容器を備える、請求項32に記載の装置。
- 前記機器がサーモサイクラを備える、請求項45に記載の装置。
- 融解曲線データを解析する方法であって、
EO放射放出染料を含む化合物に融解勾配を与えることによって得られた、前記融解勾配に沿った複数の電気光学(EO)放射測定値を含む実験的な融解曲線データであって、バックグラウンドEO放射信号を含む実験的な融解局線データにアクセスすること、
前記バックグラウンドEO放射信号のモデルにアクセスすること、
前記実験的な融解曲線データを、前記実験的な融解曲線データのある領域内にそれぞれ定義された複数の窓に分割し、対応するそれぞれの窓内における前記実験的な融解曲線データと前記バックグラウンドEO放射信号の前記モデルとの間の偏差をそれぞれが定量化する複数のフィットパラメータを計算し、前記フィットパラメータから前記偏位関数を形成することによって、前記実験的な融解曲線データと前記バックグラウンドEO放射信号の前記モデルとの間の偏差を前記融解勾配の関数として定量化する偏差関数を計算することと、
前記化合物の解析において使用するため、前記偏差関数をコンピュータ可読記憶媒体上に記憶することと、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記実験的な融解曲線データが、前記化合物にエネルギー勾配を与えること、および前記化合物のイオン濃度を増大させることのうちの一方により、前記化合物を融解させることによって得たものである、請求項47に記載の方法。
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