数字液滴PCR图像的荧光信息提取

摘要

针对数字液滴聚合酶链式反应(droplet digital Polymerase Chain Reaction,ddPCR)核酸检测中数字聚合酶链式反应由液滴数量多、尺寸小、排列紧密、荧光强度不均匀而导致的液滴难以计数问题,提出一种图像处理方法,基于灰度遍历法采集图像的信息,通过微分分析法对液滴进行分类和计数,可准确采集ddPCR实验的图像信息。通过卷积算法去除图像中的噪声,使用灰度分布均衡化法增强图像的对比度。以灰度遍历的方式将图像在逐个阈值下二值化,并以几何条件为限制统计液滴数量。通过微分分析法对数据进行分析,得出荧光液滴与全部液滴的计数结果。在以人类gDNA(genomic DNA)为检测样本的ddPCR实验中,该算法的平均检测准确率为99.36%,与商用仪器算法和同类算法相比分别提高了2.24%,2.53%。该方法为ddPCR实验提供了可靠的检测结果,可更好地适用于ddPCR实验。