用于荧光定量PCR仪样品盘的清洁度自检方法及装置

本发明属于分析仪器，具体涉及用于荧光定量pcr仪样品盘的清洁度自检方法及装置。

背景技术：

1、荧光定量pcr仪是一种用于化学、生物学、农学、林学领域的分析仪器。荧光定量pcr硬件包括人机交互模块、温度控制模块和荧光信号采集模块，例如中国专利申请号为cn202210517892.7公开了一种pcr热循环系统控制方法、装置、设备及存储介质，采用成像设备获取样品管中预设荧光材料的荧光图像，并计算所述荧光图像中预设荧光材料的荧光强度，基于预先求取的预设荧光材料的荧光强度与温度的关系确定样品管中的当前温度；获取当前pcr扩增过程所处的阶段的需求温度，计算所述样品管中的当前温度与所述需求温度的差值，得到修正温度值；根据所述修正温度值，控制热循环系统的运行模式，进而使得样品管内的温度以最短的时间达到所述需求温度；所述预设荧光材料为具有温度敏感性的荧光材料。

2、通过上述申请，虽然解决了现有技术中pcr热循环温控性能相对较低的技术问题，提高了对样品管中温度控制性能，但是却没有对样品盘的清洁度进行检测。

3、现有技术中，荧光定量pcr仪只有一套用于采集试管内样品试剂荧光信号的光电采集系统，没有对控制试管温度的样品盘的清洁度进行监控。如果实验过程中存在液体、大颗粒灰尘、纸屑等污染物留在样品座中，会阻碍样品座与对应孔位的试管进行有效的热交换，影响试管内试剂的扩增反应效率，最终导致得出错误的实验结果。

4、因此，在荧光定量pcr仪加入样品盘清洁度图像采集模块，对样品盘的清洁度进行监控，避免样品盘被污染导致的错误结果，是非常有必要的。

技术实现思路

1、本发明是为了克服现有技术中，避免荧光定量pcr仪样品盘被污染，进而导致产生错误的实验结果的问题，提供了一种能够自动识别出样品盘污染区域，并可以实现荧光定量pcr仪样品盘清洁度自检的用于荧光定量pcr仪样品盘的清洁度自检方法及装置。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、用于荧光定量pcr仪样品盘的清洁度自检方法，包括如下步骤：

4、s1，荧光定量pcr仪出厂检测通过后，采集一张样品盘图片，记作图片1，并存入荧光定量pcr仪中；

5、s2，每次用户开机时进行一次清洁度自检，采集一张最新的样品盘图片，记作图片2，并进行样品盘清洁度计算，得出清洁度计算结果；

6、s3，当步骤s2的清洁度计算结果满足设定的标准时，清洁度自检通过，荧光定量pcr仪正常使用；当清洁度计算结果不满足设定的标准时，引导用户对样品盘进行清洗，然后重新进行清洁度自检，直至自检通过。

7、作为优选，步骤s2包括如下步骤：

8、s21，同时对图片1和图片2进行图像分割，获得图片1只包含样品盘部分的图片3以及图片2只包含样品盘部分的图片4；把彩色图片3和4按照红、绿、蓝三通道依次分为图片3a、图片3b、图片3c和图片4a、图片4b、图片4c，并把图片3和4转成灰度图像图片3d和图片4d，分别对4组图片进行样品盘清洁度计算；

9、s22，通过图像差运算，依次计算各组图片中图片3i和图片4i的差的绝对值，并获得图片5i，用于突出显示图像4i被污染的部分；其中，i取a、b、c、d；

10、s23，对图片5i进行二值化得到图片6i；

11、s24，对图片6i依次进行一次开运算和一次闭运算，得到图片7i；

12、s25，对图片7i的轮廓进行查找，获得j个轮廓，并计算各个轮廓包括的面积sj。

13、作为优选，步骤s24中，所述开运算指先对图像进行腐蚀操作，再进行膨胀操作，具体表示如下：

14、利用结构元素s对图像a进行开运算，记为a°s，用公式表示为：

15、

16、其中，符号表示腐蚀操作；符号表示膨胀操作。

17、作为优选，步骤s24中，所述闭运算指对图像进行膨胀操作，再进行腐蚀操作，具体表示如下：

18、利用结构元素s对图像a进行闭运算，记为a·s，用公式表示为：

19、

20、其中，符号表示腐蚀操作；符号表示膨胀操作。

21、作为优选，步骤s3包括如下步骤：

22、s31，把计算得到的面积sj与仪器设定的基准s0进行比较。

23、作为优选，步骤s31包括如下步骤：

24、s311，若所有面积sj均小于基准s0，则表示样品盘清洁度自检通过；若有部分面积sj超过基准s0，则表示对应的轮廓区域为污染区域，并在图片2中把所有超过基准s0的区域进行标记处理后，得到图片8；

25、s312，把图片8显示在荧光定量pcr仪器的软件界面上，指示用户对标记的区域进行清洁。

26、本发明还提供了用于荧光定量pcr仪样品盘的清洁度自检装置包括：

27、散热器、设于散热器上的半导体制冷片、设于半导体制冷片上的样品座、设于样品座内的若干个装有样品的试管、设于试管上方的热盖、设于热盖上方的荧光检测模块和清洁度图像采集模块；

28、所述清洁度图像采集模块，用于采集样品盘图像。

29、本发明与现有技术相比，有益效果是：(1)本发明通过将彩色图像按照红、绿、蓝分解及转化后的灰度图像依次处理，通过多个颜色通道寻找污染区域，避免单通道图像造成的信息缺失；(2)本发明通过对图片3i和图片4i(i取a、b、c、d)进行计算两个图像的差的绝对值获得图片5i，然后对图片5i进行后续处理，通过图像差运算可以突出显示图像4i的被污染部分；(3)本发明对图片6i进行一次开运算和一次闭运算得到图片7i，通过开运算可去除图像中的小白点噪声；闭运算可以填充物体内部的小洞和小黑点噪声，图片经过一次开运算和一次闭运算可以大大去除小白点噪声和小黑点噪声的干扰；(4)经过本发明的样品盘清洁度计算步骤，可以自动的识别出样品盘污染的区域，应用方法步骤可以实现荧光定量pcr仪样品盘清洁度自检，避免用户由于荧光定量pcr仪样品盘被污染而导致产生错误的实验结果。

技术特征：

1.用于荧光定量pcr仪样品盘的清洁度自检方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于荧光定量pcr仪样品盘的清洁度自检方法，其特征在于，步骤s2包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的用于荧光定量pcr仪样品盘的清洁度自检方法，其特征在于，步骤s24中，所述开运算指先对图像进行腐蚀操作，再进行膨胀操作，具体表示如下：

4.根据权利要求2所述的用于荧光定量pcr仪样品盘的清洁度自检方法，其特征在于，步骤s24中，所述闭运算指对图像进行膨胀操作，再进行腐蚀操作，具体表示如下：

5.根据权利要求2所述的用于荧光定量pcr仪样品盘的清洁度自检方法，其特征在于，步骤s3包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的用于荧光定量pcr仪样品盘的清洁度自检方法，其特征在于，步骤s31包括如下步骤：

7.用于荧光定量pcr仪样品盘的清洁度自检装置，用于实现权利要求1-6任一项所述的用于荧光定量pcr仪样品盘的清洁度自检方法，其特征在于，所述用于荧光定量pcr仪样品盘的清洁度自检装置包括：

技术总结
本发明属于分析仪器技术领域，具体涉及用于荧光定量PCR仪样品盘的清洁度自检方法及装置。方法包括：S1，荧光定量PCR仪出厂检测通过后，采集一张样品盘图片，记作图片1，并存入荧光定量PCR仪中；S2，每次用户开机时进行一次清洁度自检，采集一张最新的样品盘图片，记作图片2，并进行样品盘清洁度计算，得出清洁度计算结果；S3，当步骤S2的清洁度计算结果满足设定的标准时，清洁度自检通过，荧光定量PCR仪正常使用；当清洁度计算结果不满足设定的标准时，引导用户对样品盘进行清洗，然后重新进行清洁度自检，直至自检通过。本发明具有能够自动识别出样品盘污染区域，并可以实现荧光定量PCR仪样品盘清洁度自检的特点。

技术研发人员：黄俊,陈正伟,周扬,赵倩
受保护的技术使用者：浙江科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/18