ES2251048T3 - Metodos, aparatos y productos de programas informaticos para determinar cantidades de secuencias de acido nucleico en muestras. - Google Patents

Metodos, aparatos y productos de programas informaticos para determinar cantidades de secuencias de acido nucleico en muestras.

Info

Publication number
ES2251048T3
ES2251048T3 ES98109364T ES98109364T ES2251048T3 ES 2251048 T3 ES2251048 T3 ES 2251048T3 ES 98109364 T ES98109364 T ES 98109364T ES 98109364 T ES98109364 T ES 98109364T ES 2251048 T3 ES2251048 T3 ES 2251048T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
points
nucleic acid
time interval
acid sequence
curve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES98109364T
Other languages
English (en)
Inventor
Perry D. Haaland
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Becton Dickinson and Co
Original Assignee
Becton Dickinson and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Becton Dickinson and Co filed Critical Becton Dickinson and Co
Application granted granted Critical
Publication of ES2251048T3 publication Critical patent/ES2251048T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/6851—Quantitative amplification

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

SE DESCRIBEN PROCEDIMIENTOS PARA DETERMINAR CANTIDADES DE SECUENCIAS DE ACIDOS NUCLEICOS EN MUESTRAS, QUE INCLUYEN LAS ETAPAS DE AMPLIFICAR UNA SERIE DE CANTIDADES CONOCIDAS DE UNA SECUENCIA DE ACIDO NUCLEICO EN MUESTRAS RESPECTIVAS DE CALIBRACION, Y UNA CANTIDAD DESCONOCIDA DE UNA SECUENCIA DE ACIDO NUCLEICO EN UNA MUESTRA DE ENSAYO, EN PARALELO, DURANTE UN INTERVALO DE TIEMPO. ESTAS MUESTRAS PUEDEN SER AMPLIFICADAS CON EL USO DE UN PROCEDIMIENTO DE AMPLIFICACION ISOTERMICA, COMO LA AMPLIFICACION POR DESPLAZAMIENTO DE LAS HEBRAS (ADH) O UN PROCEDIMIENTO DE AMPLIFICACION DE CICLO TERMICO COMO LA REACCION DE LA CADENA DE POLIMERASA (RCP), POR EJEMPLO. LAS INDICACIONES DE LAS CANTIDADES DE SECUENCIA DE ACIDO NUCLEICO QUE SE ESTAN AMPLIFICANDO EN LAS MUESTRAS DE CALIBRACION Y ENSAYO SE MIDEN A CONTINUACION CON EL USO DE TECNICAS CONVENCIONALES, EN PUNTOS DE MEDICION EN EL INTERVALO DE TIEMPO. SE REALIZAN ENTONCES PASOS PARA DETERMINAR UN PRIMER NIVEL DE CORTE POTENCIAL, UN PRIMER CONJUNTO DE PUNTOS DE TIEMPO CORRESPONDIENTE EN EL INTERVALO DE TIEMPO, AL QUE LAS INDICACIONES DE LAS CANTIDADES DE UNA SECUENCIA DE ACIDO NUCLEICO QUE SE ESTA AMPLIFICANDO EN CADA UNA DE LAS MUESTRAS DE CALIBRACION ES IGUAL AL PRIMER NIVEL DE CORTE. ESTE PASO SE REPITE A CONTINUACION PARA CADA UNO DE UNA SERIE DE DIFERENTES NIVELES DE CORTE POTENCIALES, DE MANERA QUE PUEDAN OBTENERSE CONJUNTOS RESPECTIVOS DE PUNTOS DE TIEMPO EN EL INTERVALO DE TIEMPO PARA CADA NIVEL DE CORTE EN POTENCIA. SEGUN UN ASPECTO PREFERIDO DE LA PRESENTE INVENCION, SE REALIZA A CONTINUACION UNA ETAPA PARA DETERMINAR, EN RELACION CON UN CRITERIO ESTADISTICO, CUAL DE LAS SERIES DE PUNTOS DEL INTERVALO DE TIEMPO SATISFACE MEJOR EL CRITERIO ESTADISTICO CONTRA LAS CANTIDADES CONOCIDAS DE UNA SECUENCIA DE ACIDO NUCLEICO EN LAS MUESTRAS DE CALIBRACION. ACTO SEGUIDO SE DETERMINA UNA CANTIDAD DE SECUENCIA DE ACIDOS NUCLEICOS EN LA MUESTRA DE ENSAYO, BASANDOSE EN EL CONJUNTO DE PUNTOS DETERMINADO, PARA SATISFACER MEJOR O DE LA MEJOR MANERA POSIBLE EL CRITERIO ESTADISTICO. LA PRECISION DE ESTA DETERMINACION PUEDE MEJORARSE CON EL USO DE UN NUMERO RELATIVAMENTE ELEVADO DE NIVELES DE CORTE EN POTENCIA.

Description

Métodos, aparatos y productos de programas informáticos para determinar cantidades de secuencias de ácido nucleico en muestras.
Campo de la invención
Esta invención se refiere a métodos, aparatos y productos de programas informáticos para caracterizar secuencias de ácidos nucleicos, y más particularmente a métodos, aparatos y productos de programas informáticos para determinar cantidades de secuencias de ácidos nucleicos en muestras.
Antecedentes de la invención
El análisis cuantitativo de secuencias nucleicas desempeña un papel cada vez más importante en los campos de la investigación biológica y médica. Por ejemplo, el análisis génico cuantitativo se ha utilizado para determinar la cantidad de genoma de un gen particular, como en el caso del oncogén HER-2 humano, que se amplifica en aproximadamente el 30% de los cánceres de mama humanos. D.J. Slamon et al., Science 235, 177-182 (1987). Más recientemente, la cuantificación génica y del genoma también se ha utilizado en la determinación y monitorización de los niveles de virus de inmunodeficiencia humana (VIH) en un paciente a través de las diferentes fases de la infección y la enfermedad por el VIH. M.R. Furtado et al., J. Virol. 69, 2092-2100 (1995). Se ha sugerido que los niveles superiores de VIH circulante y la falta de control efectivo de la replicación del virus tras la infección pueden asociarse a pronóstico de enfermedad negativo; en otras palabras, puede haber una asociación entre el nivel vírico (replicación de VIH) y la patogenia de la enfermedad. M. Paitak et al., Science 259, 1749-1754 (1993). Por consiguiente, una determinación precisa de los niveles de ácido nucleico del VIH al comienzo de una infección puede servir como una herramienta útil en el diagnóstico de la enfermedad, mientras que la capacidad de monitorizar correctamente los niveles cambiantes del ácido nucleico vírico en un paciente a lo largo del transcurso de una enfermedad puede proporcionar a los médicos información crítica con respecto a la eficacia del tratamiento y la progresión de la enfermedad. Adicionalmente, la determinación de los niveles en plasma de ARN de VIH asociado al virión representa un marcador de replicación vírica con aplicabilidad extendida potencial en la evaluación de la actividad de tratamiento antirretrovírico, citado anteriormente.
Se han descrito varios métodos para el análisis cuantitativo de secuencias de ácidos nucleicos. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y la PCR de la transcriptasa inversa (PCR-TI) han permitido el análisis de pequeñas cantidades de partida de ácido nucleico (es decir, tan pequeño como un equivalente celular). Véase, por ejemplo, S. Edmands et al. 1994, PCR Methods Applic. 3, 317-19; I.R. Rodríguez et al. 1992, Nucleic Acids Res. 20, 3528. Informes tempranos de PCR cuantitativa notifican la cuantificación del producto de PCR, pero no miden la cantidad inicial de la secuencia diana. F. Ferre 1992, PCR Methods Applic. 2, 1-9. En general, estos métodos implican medir el producto de PCR al final de la ciclado térmico de temperatura y refieren este nivel a la concentración de ADN de partida. Desgraciadamente, la cantidad absoluta de producto generado no siempre soporta una relación consistente con respecto a la cantidad de secuencia diana presente al inicio de la reacción, particularmente para muestras clínicas. Un análisis de "criterio de valoración" de este tipo revela la presencia o ausencia de ácido nucleico de partida, pero generalmente no proporciona una medida precisa del número de dianas de ADN, citado anteriormente. Tanto la cinética como la eficacia de la amplificación de una secuencia diana son dependientes de la abundancia de partida de esa secuencia, y de la correspondencia entre la secuencia de los cebadores y el molde diana, y puede estar afectada por los inhibidores presentes en la muestra. En el análisis por PCR de muestras de ARN, las eficacias variables tanto en las etapas de transcripción inversa como de amplificación son fuentes potenciales de variabilidad. Por estas razones, la comparación de la cantidad de producto de PCR derivado de muestra con respecto a la cantidad de producto a partir de un patrón de control externo amplificado no proporciona una base rigurosa para la cuantificación.
Un enfoque específico a la amplificación de ácido nucleico es medir la cantidad de producto de PCR en la fase logarítmica de la reacción antes de la meseta. Véase, por ejemplo, Kellogg et al. 1990, Anal. Biochem. 189, 202-208; S. Pang et al. 1990, Nature 343, 85-89. Este método requiere que cada muestra tenga iguales cantidades de entrada de ácido nucleico y que cada muestra en el análisis se amplifique con igual eficacia hasta el análisis cuantitativo. Una secuencia génica (contenida en todas las muestras a una cantidad relativamente constante) puede utilizarse para la normalización de la eficacia de la amplificación de muestra. Sin embargo, usando los métodos convencionales de detección y cuantificación por PCR, es extremadamente laborioso asegurar que todas las muestras se analizan durante la fase logarítmica de la reacción, tanto para el gen diana como para el gen de normalización.
Se ha desarrollado otro método, la PCR competitiva cuantitativa (PCR-CC), y también se ha utilizado ampliamente para la cuantificación por PCR. Véase, por ejemplo, P.D. Siebert y J.W Larrick 1992, Nature 359, 557-558; M.J. Piatak et al. 1993, BioTechniques 14, 70-81; X. Tan et al. 1994, Biochim. Biophys. Acta 1215, 157-162; L. Raeymaekers 1995, Genome Res. 5, 91-94. La PCR-CC se basa en la inclusión de una cantidad conocida de un competidor de control interno en cada mezcla de reacción. La eficacia de cada reacción se normaliza al competidor interno. Para obtener una cuantificación relativa, el producto de PRC diana desconocido se compara con el producto de PCR competidor conocido, usando normalmente electroforesis en gel. Se mide la cantidad relativa de ADN competidor y específico de diana; esta razón se utiliza para calcular el número de partida de moldes diana. Básicamente, en este tipo de análisis, cuanto mayor sea la razón de producto específico de diana con respecto a producto específico de competidor, mayor será la concentración de ADN de partida. El éxito de un ensayo de PCR-CC se basa en el desarrollo de un control interno que se amplifica con la misma eficacia que la molécula diana. Sin embargo, el diseño del competidor y la validación de las eficacias de amplificación requieren mucho esfuerzo. En el método de PCR-CC de la cuantificación de ARN, un molde de ARN competitivo que se corresponde con la secuencia diana de interés, pero diferenciándose de ésta en virtud de una deleción interna introducida, se utiliza en una valoración competitiva de las etapas de transcripción inversa y PCR, proporcionando un estricto control interno. Véase, por ejemplo, A. Rashtchian 1994, PCR Methods. Applic. 4, S83-S91. M. Clementi et al. 1993, PCR Methods Applic. 2, 191-196; M. Becker-Andre 1991, Meth. Molec. Cell. Biol. 2, 189-201; R.K. McCulloch et al. 1995, PCR Methods Applic. 4, 219-226. El aumento de las cantidades de números de copia conocidos de moldes competitivos se añade a las partes de replicación de la muestra de prueba, y la cuantificación se basa en la determinación de las cantidades relativas (no absolutas) de los productos amplificados de tamaño diferente derivados del tipo natural y moldes competitivos, después de la separación electroforética.
Además de requerir tiempo y un oneroso tratamiento aguas abajo tal como hibridación o electroforesis en gel, estos ensayos están limitados en el intervalo dinámico (es decir, sensibilidad con respecto a un intervalo de concentraciones de ácido nucleico diana). Por ejemplo, en ensayos competitivos, la sensibilidad con respecto a las diferencias de concentración de molde puede ponerse en peligro cuando ni el ADN diana ni el competidor añadido estén enormemente en exceso con respecto al otro. El intervalo dinámico de los ensayos que miden la cantidad de producto final también puede limitarse porque el número de ciclos elegidos de algunas reacciones puede haber alcanzado un nivel de "meseta" de producto antes que las otras reacciones. Véase, por ejemplo, L. Raeymaekers, citado anteriormente. Por tanto, las diferencias en los niveles de molde de partida en estas reacciones pueden no estar bien reflejadas. Además, pequeñas diferencias en la cantidad medida de producto pueden dar como resultado cálculos aproximadas ampliamente variables de la concentración de molde de partida, lo que conduce a inexactitudes debido a las condiciones variables de reacción o a la presencia de inhibidores.
En un intento por reducir la cantidad de análisis requeridos después de la amplificación para determinar la cantidad de ácido nucleico inicial, se han desarrollado métodos adicionales para medir la amplificación de los ácidos nucleicos en "tiempo real". Generalmente, estos métodos aprovechan los marcajes fluorescentes (por ejemplo, colorantes fluorescentes) que pueden indicar la cantidad de ácido nucleico que se está amplificando y utilizan la relación entre el número de ciclos requeridos para conseguir un nivel elegido de señal fluorescente y la concentración de dianas amplificables al inicio del proceso de PCR. Por ejemplo, el documento EP-A-0 640 828 describe un ensayo cuantitativo para una secuencia diana de ácido nucleico amplificable que correlaciona el número de ciclos de temperatura necesarios para alcanzar una cierta concentración de la secuencia diana con respecto a la cantidad de ADN diana presente al principio del proceso de PCR. En este sistema de ensayo, se prepara un conjunto de mezclas de reacción para la amplificación, incluyendo una preparación una concentración desconocida de secuencia diana y otras que contienen concentraciones conocidas (patrones) de la secuencia. Las mezclas de reacción también contienen colorante fluorescente que fluoresce cuando se une al ADN de doble cadena. Las mezclas de reacción se ciclan térmicamente en paralelo durante un número determinado de ciclos para conseguir una amplificación suficiente de las dianas. La fluorescencia emitida de las mezclas de reacción se monitoriza en tiempo real (es decir, como se produce en las reacciones de amplificación) y se determina el número de ciclos necesarios para que cada mezcla de reacción emita fluorescencia hasta un umbral de intensidad arbitrario (valor de fluorescencia arbitrario o AFV). El número de ciclos necesarios (C_{T}) para la mezcla de ácido nucleico desconocido para alcanzar el valor de AFV se compara entonces con el número de ciclos necesarios para las mezclas conocidas para alcanzar el valor de AFV. Este método se basa en una correlación directa entre el número de ciclos necesarios para conseguir una intensidad de fluorescencia dada y el logaritmo de la concentración de las dianas de ácido nucleico. Por tanto, esta relación se utiliza para obtener la cantidad inicial de la secuencia de ácido nucleico diana en la mezcla de concentración desconocida. El método proporciona la selección de un umbral arbitrario a partir del cual se miden los números de los ciclos de amplificación, ya que los perfiles de amplificación registrados (curvas de amplificación) se analizan para encontrar un AFV con el que comparar los perfiles de amplificación desconocidos con el perfil de amplificación patrón. Sin embargo, no se da importancia particular a la selección inicial del AFV o valor de corte, ya que se elige un valor de AFV a modo de ejemplo que esté en el medio de un intervalo en el que las curvas de amplificación son relativamente lineales (es decir, en la transición desde una amplificación exponencial hacia arriba hacia un curvado hacia abajo para dar una asíntota). Además, se notifican resultados similares en la cuantificación de ácidos nucleicos para un intervalo bastante amplio de valores de AFV. Un inconveniente de este método conocido es que por debajo de un número de copias inicial de 10^{3} moléculas de secuencia diana, el método es poco fidedigno para determinar con precisión la concentración inicial. Otro inconveniente de este método es que supone que la forma de cada curva de amplificación permanece igual, independientemente de si realmente lo hace o no. Finalmente, sólo se toman unos pocos puntos de datos próximos al valor de corte arbitrario para determinar la concentración inicial de ácido nucleico diana.
C.A. Heid et al. 1996 (Genome Research 6, 986-994) y U. Gibson et al. 1996 (Genome Research 6, 995-1001) notifican métodos de PCR cuantitativa en tiempo real para análisis de cuantificación de ADN y ARN, respectivamente. Ambos ensayos utilizan sistemas de notificación de fluorescencia dual y están basados en el uso del ensayo de la 5'-nucleasa descrito por Holland et al. 1991, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 7276-7280. En estos métodos, un algoritmo informático genera una representación de la amplificación mediante la comparación de la cantidad de emisión de colorante notificada con el número de ciclos de amplificación que han tenido lugar. El algoritmo calcula el ciclo (C_{T}) en el que cada amplificación de PCR alcanza un umbral o corte arbitrariamente seleccionado (es decir, normalmente 10 veces la desviación estándar del nivel inicial). El umbral de emisión fluorescente relativo se basa en el nivel inicial de la emisión de colorante notificada durante los 10-15 primeros ciclos de amplificación. Se demostró que el calor de C_{T} calculado es proporcional al número de copias diana presentes en la muestra. Por tanto, se encuentra que el valor de C_{T} es una medición cuantitativa de las copias de la diana encontradas en cualquier muestra.
Tal como se indicó en la explicación anterior, la técnica anterior enseña que una forma de realizar análisis cuantitativos de amplificación de ácidos nucleicos en tiempo real es seleccionar un número de lecturas justamente por encima y por debajo del nivel de corte elegido, ajustar una regresión lineal a esos puntos y resolver para el "número de ciclos" en el que la recta ajustada atraviesa el nivel de corte. Por consiguiente, la selección de un nivel de corte es algo arbitrario, como seleccionar un nivel de corte aproximadamente 10 veces el de un valor de nivel inicial, o el máximo valor de muestras que no contienen dianas, o un cierto nivel de corte por encima de lo que se ha considerado "ruido" aceptable. Un inconveniente de tales criterios de selección de corte es que si el valor de corte se corresponde con un punto de tiempo en la amplificación durante la cual la velocidad de amplificación está cambiando (es decir, pronto en la amplificación), un ajuste lineal de los datos será inadecuado.
Hasta ahora no se han apreciado que pequeñas diferencias en las selección de los niveles de corte utilizados en los algoritmos de cuantificación pueden tener un efecto sustancial en la calidad final (es decir, precisión) de la cuantificación. Sigue habiendo la necesidad de proporcionar un objetivo y método automático de seleccionar valores de corte preferidos que permita a los usuarios de los métodos de amplificación determinar las concentraciones iniciales de los ácidos nucleicos diana de una forma más precisa y fidedigna que los métodos actuales. Por tanto, sigue habiendo la necesidad de proporcionar métodos para determinar niveles de corte dinámicos que pueden variarse fácilmente de un experimento o determinación a otro.
Sumario de la invención
Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar métodos, aparatos y productos de programas informáticos mejorados para determinar cantidades de secuencias de ácidos nucleicos en muestras de prueba.
También es un objeto de la presente invención proporcionar métodos, aparatos y productos de programas informáticos para medir con más precisión cantidades de secuencias de ácidos nucleicos de muestras de prueba, usando una pluralidad de muestras de calibración y control que contienen cantidades conocidas respectivas de la secuencia de ácido nucleico en las mismas.
Estos y otros objetos, características y ventajas se proporcionan según la presente invención, mediante métodos, aparatos y productos de programas informáticos para determinar cantidades de secuencias de ácidos nucleicos que se han amplificado, usando un nivel de corte preferido que se determina mediante un criterio estadístico. En particular, según una realización de la presente invención, se amplifican en paralelo una pluralidad de cantidades conocidas de una secuencia de ácido nucleico en muestras de calibración respectivas (es decir, patrones) y una cantidad desconocida de la secuencia de ácido nucleico en una muestra de prueba durante un intervalo de tiempo. Estas muestras pueden amplificarse usando un método de reacción de amplificación isotérmico tal como amplificación por desplazamiento de cadenas (SDA) o un método de reacción de ciclado térmico tal como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), por ejemplo. Entonces, se miden los indicios de las cantidades de la secuencia de ácido nucleico que se están amplificando en las muestras de calibración y de prueba usando técnicas convencionales, en los puntos de medición en el intervalo de tiempo. Los indicios de las cantidades de la secuencia de ácido nucleico que se están amplificando pueden tomar la forma de señales de fluorescencia (por ejemplo, intensidades de fluorescencia o transferencia de energía fluorescente detectable) si las muestras contienen indicadores fluorescentes en las mismas (por ejemplo, colorantes fluorescentes, marcadores, intercaladores, etc.). También pueden utilizarse otros indicios que son adecuados para la medición en tiempo real (por ejemplo, señales radioactivas).
Entonces, se realiza una etapa para determinar para un primer nivel de corte potencial, un primer conjunto correspondiente de puntos de tiempo en el intervalo de tiempo en el que los indicios medidos de las cantidades de la secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en cada una de las muestras de calibración son iguales al primer nivel de corte. Esta etapa se repite entonces para cada uno de varios niveles diferentes de corte potenciales, de manera que pueden obtenerse los conjuntos respectivos de puntos de tiempo en el intervalo de tiempo para cada nivel de corte potencial. Según un aspecto preferido de la presente invención, se realiza entonces una etapa para determinar, con respecto a un criterio estadístico, cuál de los conjuntos de puntos en el intervalo de tiempo satisface mejor el criterio estadístico con respecto a las cantidades conocidas de la secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración. Entonces se determina una cantidad de la secuencia de ácido nucleico en la muestra de prueba basándose en el conjunto de puntos determinado que mejor o el mejor que satisface el criterio estadístico.
La etapa para determinar cuál de los conjuntos de puntos satisface mejor el criterio estadístico puede comprender la etapa de determinar cuál de los conjuntos de puntos en el intervalo de tiempo proporciona un mejor ajuste lineal frente a los logaritmos de las cantidades de partida conocidas de la secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración. Preferiblemente, esta etapa comprende las etapas de ajustar rectas de regresión a "gráficas" respectivas de cada uno de los conjuntos de puntos de tiempo en el intervalo de tiempo frente a logaritmos de las cantidades de partida conocidas de la secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración. Entonces, se determinan las desviaciones estándar de los ajustes entre cada uno de los conjuntos de puntos de tiempo y rectas de regresión respectivas. El conjunto de puntos de tiempo que corresponde preferiblemente a la desviación estándar más pequeña del ajuste se utiliza entonces para seleccionar el nivel de corte preferido de los niveles de corte potenciales y luego determinar la cantidad de partida del ácido nucleico en la muestra de prueba basado en el nivel de corte preferido. Este resultado ventajoso se consigue preferiblemente mediante la determinación de un tiempo en el que los indicios medidos de las cantidades de la secuencia de ácido nucleico en la muestra de prueba iguale el nivel de corte preferido y después ajustar ese tiempo a la recta de regresión "preferida" correspondiente al conjunto preferido de puntos de tiempo. El logaritmo de la concentración de partida de la secuencia de ácido nucleico en la muestra de prueba puede determinarse entonces a partir de la recta de regresión preferida.
Según otro aspecto preferido de la presente invención, se realiza una operación de ajuste a curva para estimar con más precisión el nivel de corte de indicios preferidos (por ejemplo, nivel de corte preferido de señales de fluorescencia). En particular, las curvas de "datos" respectivas se ajustan preferiblemente a "gráficas" de puntos diferenciados de las señales de fluorescencia medidas de muestras calibración individuales y de prueba frente a puntos en el intervalo de tiempo en el que se midieron las señales de fluorescencia correspondientes. En el presente documento, puede realizarse una operación de suavizado de curvas no paramétricas una vez de que los puntos diferenciados se hayan normalizado a un nivel inicial común. Tal como determinaron los inventores en el presente documento, incluso es posible mejorar adicionalmente la precisión del nivel de corte de indicios preferido mediante la determinación de las curvas del límite de confianza inferior para cada una de las curvas de datos "suavizadas". Las curvas del límite de confianza inferior también pueden suavizarse usando una operación de suavizado no paramétrica. Cada uno de los conjuntos de puntos de tiempo anteriormente descritos en el intervalo de tiempo pueden determinarse entonces mediante la determinación de intersecciones entre cada una de las curvas del límite de confianza inferior suavizadas y los respectivos niveles de corte potenciales.
Tal como se describió anteriormente, puede utilizarse un conjunto de puntos de tiempo que se corresponden con la desviación estándar más pequeña del ajuste para determinar con precisión un nivel de corte preferido y entonces determinar la cantidad de partida del ácido nucleico en la muestra de prueba basándose en el nivel de corte preferido. Sin embargo, según otro aspecto de la presente invención, las muestras control que contienen cantidades de partida conocidas de la secuencia de ácido nucleico también pueden utilizarse para facilitar la determinación de un nivel de corte preferido. En particular, una vez las rectas de regresión respectivas se han ajustado para cada conjunto de puntos de tiempo en el intervalo de tiempo correspondiente a las muestras de calibración, puede determinarse un error de predicción medio (APE) entre cada recta de regresión y las de un conjunto respectivo de puntos de tiempo correspondientes a las muestras control. El nivel de corte potencial correspondiente a la recta de regresión que tiene el error de predicción medio más bajo asociado al mismo puede utilizarse entonces para determinar la concentración de partida de la secuencia de ácido nucleico en la muestra de prueba.
Otra realización preferida de la presente invención incluye un aparato para determinar una cantidad de una secuencia de ácido nucleico en una muestra de prueba. Este aparato preferido comprende un medio, tal como una herramienta de medición de fluorescencia para medir indicios de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en al menos una muestra de prueba, que contiene una cantidad de partida desconocida de la secuencia de ácido nucleico en la misma, y también que se está amplificando en una pluralidad de muestras de calibración, que contiene cantidades de partida conocidas respectivas de la secuencia de ácido nucleico en la misma, en puntos de medición respectivos en el intervalo de tiempo. También se proporciona un producto de programa informático para controlar el funcionamiento del medio de medición y realizar operaciones numéricas relacionadas con las etapas anteriormente mencionadas.
En particular, el producto de programa informático preferido comprende un medio de almacenamiento legible por ordenador que tiene un medio de código de programas legibles por ordenador incorporado en el medio. El medio de código de programas legibles por ordenador preferido comprende un medio de código de programas legibles por ordenador para determinar, para un primer nivel de corte de indicios potencial, primeros puntos en el intervalo de tiempo a los que los indicios de las cantidades de la secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración son iguales al primer nivel de corte. El medio de código de programa también se proporciona preferiblemente para determinar, para un segundo nivel de corte de indicios potencial, segundos puntos en el intervalo de tiempo en el que los indicios de las cantidades de la secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración son iguales al segundo nivel de corte. Además, el medio de código de programa determina, con respecto a un criterio estadístico, tal como la desviación estándar más pequeña del ajuste a una recta de regresión o el error de predicción medio más pequeño con respecto a un recta de regresión, cuál de la primera o segunda pluralidad de puntos en el intervalo de tiempo satisface mejor el criterio estadístico frente a las cantidades conocidas de la secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración. La cantidad de partida de la secuencia de ácido nucleico en la muestra de prueba se determina entonces, basándose en la de los puntos de corte primeros o segundos determinada para satisfacer mejor el criterio estadístico. El medio de código de programa preferido también se proporciona para realizar las etapas más detalladas de las anteriormente descritas, tales como las operaciones numéricas. Por tanto, la presente invención proporciona una herramienta que puede determinar con más precisión las cantidades de secuencias de ácidos nucleicos en muestras de prueba, mediante la determinación más precisa de los niveles de corte a los que se evalúan las mediciones de los indicios de las cantidades de las secuencias de ácidos nucleicos en muestras de calibración.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas realizadas por los métodos de determinación de cantidades de secuencias de ácidos nucleicos en muestras, según la presente invención.
La figura 2 es una representación gráfica de los datos de amplificación para la calibración y las muestras de prueba que contienen cantidades de una secuencia de ácido nucleico en las mismas.
La figura 3 es una representación gráfica de los datos de amplificación y las curvas de suavizado determinadas a partir de los mismos usando una operación de suavizado no paramétrica, según la presente invención.
La figura 4A es una representación gráfica del tiempo para exceder un nivel de corte potencial frente a la concentración de partida de ácido nucleico, para un nivel de corte de fluorescencia potencial de 1,12.
La figura 4B es una representación gráfica del tiempo para exceder un nivel de corte potencial frente a la concentración de partida de ácido nucleico, para un nivel de corte de fluorescencia potencial de 1,103.
La figura 4C es una representación gráfica del tiempo para exceder un nivel de corte potencial frente a la concentración de partida de ácido nucleico, para un nivel de corte de fluorescencia potencial de 1,094.
La figura 5 es una representación gráfica que compara los niveles de corte de fluorescencia preferidos determinados usando diferentes criterios estadísticos.
La figura 6 ilustra una descripción de hardware general de aparatos para determinar cantidades de secuencias de ácidos nucleicos en muestras de prueba, según la presente invención.
Descripción de las realizaciones preferidas
La presente invención se describirá ahora en más detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran las realizaciones preferidas de la invención. Sin embargo, esta invención se realiza de diferentes formas y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en el presente documento. Más bien, estas realizaciones se proporcionan de manera que esta descripción se describa cuidadosamente y por completo, y transmita completamente el alcance de la invención a los expertos en la técnica. Números iguales se refieren a elementos iguales en todo el documento.
Con respecto a las figuras 1-5, ahora se describirán más detalladamente los métodos 10 preferidos para determinar cantidades de secuencias de ácidos nucleicos en muestras. Estos métodos incluyen las etapas 12, 14 de amplificar una pluralidad de cantidades de partida conocidas de una secuencia de ácido nucleico (por ejemplo, ARN, ADN) en muestras de calibración respectivas (es decir, patrones) y también amplificar una cantidad de partida desconocida de la secuencia de ácido nucleico en al menos una muestra de prueba durante intervalos de tiempo respectivos. Preferiblemente, las secuencias de ácido nucleico en las muestras de calibración y de prueba son las mismas, sin embargo, las muestras pueden contener posiblemente diferentes secuencias de ácidos nucleicos o pueden amplificarse diferentes cantidades de diferentes secuencias de ácidos nucleicos en paralelo en una muestra compuesta. Estas etapas amplificación pueden realizarse usando técnicas convencionales y pueden realizarse por separado para cada muestra durante intervalos de tiempo respectivos que no se solapen. Estos intervalos de tiempo separados pueden normalizarse entonces a un tiempo de partida y tiempo de intervalo comunes con fines de análisis. Sin embargo, más preferiblemente, las etapas 12, 14 de amplificar cada una de las secuencias de ácidos nucleicos en las muestras de calibración y de prueba se realizan en paralelo en muestras separadas, durante un intervalo de tiempo único.
Como entenderán los expertos en la técnica, las muestras pueden amplificarse según cualquier método de amplificación de ácidos nucleicos conocido, incluyendo tanto los métodos de amplificación de ciclado térmico como los métodos de amplificación isotérmicos. La presente invención es ventajosa en mejorar la cuantificación de ácidos nucleicos amplificados o bien por métodos de ciclado térmico o bien por métodos isotérmicos, aunque la presente invención puede proporcionar ventajas particulares a los métodos de amplificación isotérmicos. Los métodos de ciclado térmico adecuados útiles en la práctica de la presente invención incluyen, pero sin limitarse a, la reacción en cadena de la polimerasa (PCR; documentos U.S-A-4 683 202, US-A-4 683 195 y US-A-4 965 188); PCR de la transcriptasa inversa (PCR-TI); reacción en cadena de la ADN ligasa (LCR; solicitud de patente internacional número WO-A-89/09835); y amplificación basada en la transcripción (D.Y. Kwoh et al. 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86, 1173-1177). Los métodos de amplificación isotérmicos adecuados útiles en la práctica de la presente invención incluyen, pero sin limitarse a, amplificación por desplazamiento de cadenas (SDA; Walker et al. 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89, 392-396); Q-\beta replicasa (Lizardi et al. 1988, Bio/Technology 6, 1197-1202); amplificación basada en la secuencia de ácidos nucleicos (NASBA; R. Sooknanan y L. Malek 1995, Bio/Technology 13, 563-65); y replicación de secuencia autosostenida (3SR; Guatelli et al. 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 1874-1878). Métodos de SDA a modo de ejemplo se describen en los documentos U.S.-A-5 445 166 concedido a Walker y US-A-5 270 184 concedido a Walker et al.
Los indicios de las cantidades de la secuencia de ácido nucleico que se están amplificando en las muestras de calibración y de prueba se miden entonces en puntos de medición respectivos en el intervalo de tiempo, etapa 16, usando una herramienta de medición tal como el detector de secuencias modelo 7700, fabricado y distribuido por Applied Biosystems, una división de Perkin Elmer, Foster City, California, o el Fluoroskan II, fabricado por LabSystems, Inc., Rochester, Nueva York. Los indicios de las cantidades de la secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración y de prueba pueden tomar la forma de señales de fluorescencia (por ejemplo, intensidades de fluorescencia o transferencia de energía fluorescente) si las muestras contienen indicadores de fluorescencia (por ejemplo, marcajes fluorescentes) en las mismas. Por consiguiente, la herramienta de medición puede contener uno o más fotodetectores para medir las señales de fluorescencia de las muestras sometidas a amplificación en paralelo. La herramienta de medición también puede contener un motor de velocidad gradual controlado por ordenador, de manera que cada calibración y muestra de prueba puede disponerse como una matriz de muestras y posicionarse automática y repetidamente enfrente de un fotodetector durante la etapa de medición de la intensidad de fluorescencia. Una herramienta de medición preferida se describe en más detalle a continuación en el presente documento con referencia a la figura 6.
Tal como se dispuso anteriormente, los indicios de la concentración de ácido nucleico diana pueden tomar la forma de señales fluorescentes, aunque los expertos en la técnica apreciarán que se conocen otros indicios de concentración de ácido nucleico y que pueden utilizarse en la práctica de la presente invención. Como ilustración, los indicios de la concentración de ácido nucleico pueden proporcionarse por marcador que producen señales detectables por fluorescencia, radioactividad, colorimetría, difracción o absorción de rayos X, magnetismo o actividad enzimática. Marcadores adecuados incluyen, por ejemplo, fluoróforos, cromóforos, isótopos radioactivos (por ejemplo, ^{32}P o ^{125}I), reactivos con alta densidad electrónica, enzimas y ligandos que tienen componentes de unión específicos (por ejemplo, biotina-avidina). El marcaje de ácidos nucleicos puede conseguirse mediante un número de medios, incluyendo la modificación química de un cebador o muestra de ácido nucleico. Los marcadores fluorescentes adecuados pueden incluir marcadores de unión no covalente (por ejemplo, colorantes intercalantes) tal como bromuro de etidio, bromuro de propidio, cromomicina, naranja de acridina y similares. Sin embargo, en la práctica de la presente invención, se prefiere el uso de agentes fluorescentes unidos covalentemente. Tales marcadores fluorescentes unidos covalentemente incluyen fluoresceína y derivados de la misma tal como FAM, HEX, TET y JOE (todos pueden obtenerse de la división Applied Biosystems de Perkin Elmer, Foster City, California); rodamina y derivados tales como Texas Red (Molecular Probes, Eugene, Oregón); ROX y TAMRA (Applied Biosystems, Foster City, CA); Lucifer Yellow; derivados de cumarina y similares. Otros indicios preferidos de la concentración de ácido nucleico es la transferencia de energía de fluorescencia (FET), en la que se utilizan un marcador indicador fluorescente (o "donador") y un marcador inhibidor de la fluorescencia (o "aceptor") conjuntamente para producir un señal detectable que es proporcional a la cantidad de producto de ácido nucleico amplificado (por ejemplo, en forma de ácido nucleico de doble cadena) presente en la mezcla de reacción. Todavía otro método de detección útil en la práctica de la presente invención es la detección por polarización de fluorescencia (FP) de la amplificación de ácido nucleico, descrito en el documento U.S.-A-5 593 867 concedido a Walker et al.
Después de medir los indicios de cantidades de secuencias de ácidos nucleicos en la etapa 16, entonces se realiza la etapa 18 para determinar un primer nivel de corte potencial (por ejemplo, un primer nivel de fluorescencia normalizado), un primer conjunto de puntos de tiempo correspondiente en el intervalo de tiempo en el que los indicios (por ejemplo, señal de fluorescencia) de las cantidades de la secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en cada una de las muestras de calibración y de prueba son iguales al primer nivel de corte. Esta etapa se repite entonces para cada uno de una pluralidad de diferentes niveles de corte potenciales, de manera que pueden obtenerse conjuntos respectivos de puntos de tiempo en el intervalo de tiempo para cada nivel de corte potencial. Tal como se describe en más detalle más adelante en el presente documento, los "indicios" (por ejemplo, señales de fluorescencia) pueden ser indicios no filtrados (es decir, datos brutos) o los indicios pueden estar filtrados, por ejemplo, mediante la generación de una curva de límite de confianza inferior de los indicios no filtrados.
Según un aspecto preferido de la presente invención, se realiza entonces una etapa 20 para determinar, con respecto a un criterio estadístico, cuál de los conjuntos de puntos en el intervalo de tiempo satisface mejor el criterio estadístico frente a las cantidades conocidas de la secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración. Entonces, se determina una cantidad de la secuencia de ácido nucleico en la muestra de prueba, basándose en el conjunto de puntos determinados que mejor o el que mejor que satisface el criterio estadístico. Por ejemplo, tal como se explica con más detalle a continuación en el presente documento con referencia a las figuras 2-5, la etapa de determinar cuál de los conjuntos de puntos de tiempo satisface mejor el criterio estadístico, puede comprender la etapa de determinar cuál de los conjuntos de puntos de tiempo en el intervalo de tiempo proporciona un mejor ajuste lineal frente a los logaritmos de las cantidades de partida conocidas de la secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración. Preferiblemente, esta etapa comprende las etapas de ajustar rectas de regresión a "gráficas" respectivas de cada uno de los conjuntos de puntos de tiempo en el intervalo de tiempo frente a logaritmos de las cantidades de partida conocidas de la secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración. Entonces, se determinan las desviaciones estándar de los ajustes entre cada uno de los conjuntos de puntos de tiempo y rectas de regresión respectivas. El conjunto de puntos de tiempo que corresponde preferiblemente a la desviación estándar más pequeña del ajuste se utiliza entonces para seleccionar el nivel de corte preferido y entonces determinar la cantidad de partida de la secuencia de ácido nucleico en la muestra de prueba basándose en el nivel de corte preferido.
La determinación del conjunto de puntos que satisface mejor el criterio estadístico se consigue preferiblemente mediante la determinación de un tiempo en el que la señal de fluorescencia filtrada (o no filtrada) de la muestra de prueba es igual al nivel de corte preferido y el ajuste de ese tiempo a la recta de regresión "preferida" correspondiente al conjunto preferido de puntos de tiempo. Entonces, se realiza una etapa 22 para determinar la concentración de partida de la secuencia de ácido nucleico en las muestras de prueba a partir de la recta de regresión preferida. Según otro aspecto de la presente invención, las muestras control que contienen cantidades de partida conocidas de la secuencia de ácido nucleico también pueden utilizarse para facilitar la determinación de un nivel de corte preferido. En particular, una vez ajustadas las rectas de regresión respectivas para cada conjunto de puntos de tiempo en el intervalo de tiempo correspondiente a las muestras de calibración, puede determinarse un error de predicción medio (APE) entre cada recta de regresión y las de un conjunto respectivo de puntos de tiempo correspondientes a las muestras control. El nivel de corte potencial correspondiente a la recta de regresión que tiene el error de predicción medio más bajo asociado al mismo puede utilizarse entonces para determinar la concentración de partida de la secuencia de ácido nucleico en la muestra de prueba. También puede utilizarse otro criterio estadístico. Por ejemplo, puede minimizarse un error de predicción de validación cruzada para hacer posible la determinación de una concentración de partida. Alternativamente, si se utilizan múltiples criterios diferentes, pueden utilizarse como "media" del nivel de corte preferido conseguido por cada criterio diferente.
Tal como se describe más detalladamente a continuación en el presente documento, la etapa 18 de determinar conjuntos de puntos en el intervalo de tiempo para cada uno de los niveles de corte potenciales puede incluir las etapas iniciales de ajustar curvas a las gráficas respectivas de los indicios medidos de las cantidades de la secuencia de ácido nucleico que se están amplificando en las muestras de calibración o de prueba respectivas frente a los puntos de tiempo de medición respectivos, usando una operación de suavizado de curvas no paramétricas. Por tanto, la amplificación de cada muestra puede representarse por un conjunto de puntos de datos diferenciados que contienen un conjunto de valores de x que consisten en puntos de tiempo de medición y un conjunto de valores de y correspondientes que consisten en señales de fluorescencia medidas. Estos valores de x e y para cada muestra se normalizan a un nivel inicial común usando técnicas convencionales y entonces se realiza una operación de suavizado no paramétrica en cada uno de los conjuntos de valores de x e y.
En particular, para cada conjunto de valores de x e y que se corresponden con una muestra de calibración o de prueba respectiva y forman una curva de amplificación respectiva, se obtiene un ajuste de onditas ("wavelet") y una curva de amplificación suave por medio de una operación de contracción de ondas ("waveshrink") que está comercialmente disponible en el módulo S+WAVELETS® del paquete de software S-PLUS®. Este paquete de software está comercialmente disponible de MathSoft, Inc., Seattle, Washington. Como entenderán los expertos en la técnica, por la operación de suavizado preferida de la curva suavizada se genera normalmente un cálculo aproximado del ruido en los conjuntos de valores de x e y y/o una desviación estándar (\sigma).
A continuación, según otro aspecto preferido de la presente invención, se determina una curva de límite de confianza (LCL) inferior para cada curva de amplificación, de manera que puede determinarse un cálculo aproximado del tiempo de amplificación necesario para alcanzar un nivel de corte potencial con sensibilidad reducida al ruido en los índices medidos (valores de y) o irregularidades locales en las velocidades de amplificación. Cada curva de límite de confianza inferior puede determinarse, por ejemplo, mediante la resta de 2\sigma (u otro valor preferido) de la señal de fluorescencia de los valores de y para cada curva de amplificación suavizada. Cada curva de límite de confianza inferior se "suaviza" preferiblemente usando una operación de suavizado no paramétrica tal como una operación de ajustes a placa fina ("thin-plate splines") que puede obtenerse a partir del módulo FUNFITS en el archivo de programa STATLIB. Este archivo está disponible en la página web http://lib.stat.cmu.edu. Estas curvas de límite de confianza inferior representan una relación entre los indicios medidos, como filtrados y el tiempo.
Con fines de ilustración, ahora se describirá una aplicación de las operaciones anteriormente descritas. En particular, con respecto a la figura 2, se ilustran las gráficas x-y de los indicios normalizados no filtrados de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico (es decir, señal de fluorescencia) que se está amplificando en una pluralidad de muestras de calibración y de prueba frente al tiempo (es decir, curvas de amplificación). También se realizaron las operaciones de suavizado por onditas, tal como se describió anteriormente, para generar una curva de suavizado para cada una de las curvas de amplificación. Estas curvas de suavizado se ilustran con las rectas continuas. En esta aplicación, las muestras de calibración (es decir, patrones) se prepararon para amplificación mediante adiciones conocidas de 0, 0, 40, 400, 4000, 15.000 y 40.000 copias diana de una secuencia de ácido nucleico en tampones de reacción usando técnicas conocidas por los expertos en la técnica. Estas muestras de calibración se ilustran por la leyenda en la figura 2 como CS1=0, CS2=0, CS3=40, CS4=400, CS5=4.000, CS6=15.000 y CS7=40.000. Para verificar la precisión de la presente invención, también se prepararon seis muestras "desconocidas" de prueba. En tres de las muestras de prueba realizaron adiciones conocidas con 1.144 copias diana de la secuencia de ácido nucleico y en las otras tres muestras de prueba se realizaron adiciones conocidas con 10.560 copias diana. Estas muestras de prueba se ilustran en la leyenda como T1=1.144, T2=1.144, T3=1.144, T4=10.560, T5=10.560 y T6=10.560. Estas seis muestras de prueba también se trataron como muestras control para ilustrar un criterio estadístico basado en el error de predicción medio (APE), tal como se explica más detalladamente a continuación en el presente
\hbox{documento.}
Las operaciones numéricas se realizan entonces en las curvas de amplificación (CS1-7 y T1-6) de la figura 2 para generar las curvas de límite de confianza inferior respectivas que ilustran las relaciones entre las señales de fluorescencia "filtradas" y el tiempo de amplificación. En particular, pueden realizarse operaciones de contracción de ondas para generar curvas de amplificación suavizadas y determinar una desviación estándar respectiva de cada curva. Las curvas de límite de confianza inferior pueden determinarse entonces mediante "filtrado" de las curvas de amplificación mediante la resta de "2\sigma" de la señal de fluorescencia en cada punto de tiempo de medición. Esta operación se realiza preferiblemente de manera que los cálculos aproximados posteriormente determinados de los tiempos de amplificación necesarios para alcanzar un nivel de corte de fluorescencia potencial puedan determinarse con sensibilidad reducida al ruido o irregularidades locales. Las curvas de límite de confianza inferior (SLCL) "suavizadas" pueden determinarse entonces mediante la realización de un ajuste a placa fina para cada una de las curvas de límite de confianza inferior, usando el paquete de software anteriormente mencionado. También pueden utilizarse otras técnicas de suavizado. Tales técnicas pueden incluir, por ejemplo, suavizadores de kernal ("kernal smoothers"), ajustadores cúbicos ("cubic splines"), ajustadores b ("b-splines") y regresión localmente ponderada. Entonces, puede seleccionarse un intervalo adecuadamente expansivo de niveles de corte de fluorescencia potenciales (FCL_{L}-FCL_{H}). Tal como determinó el inventor en el presente documento, una selección precisa de un nivel de corte preferido es crítico para la determinación parecida de la cantidad de partida de una secuencia de ácido nucleico en una muestra de prueba.
Como ilustración, las operaciones anteriormente descritas pueden realizarse para determinar una curva de límite de confianza inferior suavizada (SLCL_{CS4}) a partir de los datos de amplificación correspondientes a la cuarta muestra de calibración CS4. Esta curva de límite de confianza inferior se ilustra mejor en la figura 3. Entonces, pueden realizarse las mismas operaciones para generar curvas de límite de confianza inferior suavizadas a partir de cada una de las otras curvas de amplificación correspondientes a las otras muestras. Entonces, se determinan numéricamente las intersecciones entre cada una de las curvas de límite de confianza inferior suavizadas y cada una de una pluralidad de niveles de corte de fluorescencia potenciales espaciados en el intervalo (FCL_{L}-FCL_{H}), usando técnicas conocidas por los expertos en la técnica. Entonces, se determinan los conjuntos de puntos de tiempo a lo largo del eje x en el intervalo T_{L}-T_{H} a partir de las intersecciones entre un nivel de corte de fluorescencia respectivo y cada una de las curvas de límite de confianza inferior suavizadas que intersectan el nivel de corte respectivo.
Con respecto a la figura 4A y usando un nivel de corte de fluorescencia potencial de 1,12 como ejemplo, puede determinarse una gráfica de los puntos de tiempo (determinados a partir de las intersecciones entre cada una de las curvas de SLCL y una recta horizontal en y = 1,12) frente a los logaritmos de las concentraciones de partida conocidas de las muestras de calibración (eje x). Entonces, puede ajustarse una recta de regresión (RL_{1,12}) a la gráfica de los puntos de tiempo frente a los logaritmos de las concentraciones de partida conocidas, tal como se ilustra. Usando técnicas convencionales bien conocidas por los expertos en la técnica, también se determina que la desviación estándar del ajuste entre la recta de regresión y los puntos en la gráfica es de 0,428. Entonces, se determina, usando un nivel de corte de fluorescencia potencial de 1,103, la gráfica de los puntos de tiempo (determinada a partir de las intersecciones entre cada una de las curvas de SLCL y una recta horizontal en y = 1,103) frente a los logaritmos de las concentraciones de partida conocidas de las muestras de calibración (eje x), tal como se ilustra mejor en la figura 4B. Entonces, se ajusta una recta de regresión (RL_{1,103}) a la gráfica de los puntos de tiempo frente a los logaritmos de las concentraciones de partida conocidas. Entonces, se determina que la desviación estándar del ajuste entre la recta de regresión y los puntos en la gráfica es de 0,180. Finalmente, usando un nivel de corte de fluorescencia potencial de 1,094, puede determinarse una gráfica de los puntos de tiempo (determinada a partir de las intersecciones entre cada una de las curvas de SLCL y una recta horizontal a y = 1,094) frente a los logaritmos de las concentraciones de partida conocidas de las muestras de calibración (eje x), tal como se ilustra mejor en la figura 4C. Entonces, se ajusta una recta de regresión (RL_{1,094}) a la gráfica de los puntos de tiempo frente a los logaritmos de las concentraciones de partida conocidas, tal como se ilustra. Entonces, se determina que la desviación estándar del ajuste entre la recta de regresión y los puntos en la gráfica es de 0,226.
Tal como se describe anteriormente, el nivel de corte que da la desviación estándar más baja del ajuste se utiliza entonces para trazar las intersecciones entre el nivel de corte y las curvas de límite de confianza inferior suavizadas seleccionados correspondientes a las muestras de prueba, a los logaritmos de las concentraciones de partida de las muestras de prueba. Por ejemplo, basándose en un análisis de exactamente tres niveles de corte de fluorescencia potenciales en el intervalo FCL_{L}-FCL_{H}, debería utilizarse la recta de regresión RL_{1,103} correspondiente a un nivel de corte de fluorescencia normalizado de 1,103 para determinar la concentración de partida de las muestras de prueba T1-T6.
Según otra realización de la presente invención, puede amplificarse una pluralidad de muestras de "control" que tienen concentraciones conocidas de la secuencia de ácido nucleico en las mismas en paralelo con las muestras de calibración y de prueba. Entonces, pueden compararse los tiempos correspondientes a las intersecciones (es decir, tiempos de intersección) entre un nivel de corte de fluorescencia potencial (por ejemplo, 1,12, 1,103 y 1,094) y las curvas de límite de confianza inferior suavizadas correspondientes a las muestras control con rectas de regresión respectivas. Entonces, puede determinarse un error de predicción medio como la media aritmética de cada uno de los errores en el tiempo entre un tiempo de intersección respectivo y el "tiempo de intersección" correspondiente predicho por la recta de regresión a la concentración de partida conocida de la muestra control.
Basándose en el recta de regresión de la figura 4A, se determina un error de predicción medio (APE) del 26,8% si las muestras de "prueba" T1-T6 (que tienen concentraciones de partida conocidas en las mismas) se tratan como muestras control C1-C6 sólo para fines de ilustración. Tal como muestra la leyenda de la figura 4A, las concentraciones de partida conocidas de las muestras de prueba (es decir, las copias diana de 1.144 y 10.560) se predicen entre 904-2.406 copias diana para las muestras de "control" C1-C3 y entre 10.323-14.858 copias diana para las muestras control C4-C6. Basándose en el recta de regresión de la figura 4B, se encuentra un error de predicción medio (APE) del 9% para las muestras de "control" C1-C6. Finalmente, tal como muestra la leyenda de la figura 4B, las concentraciones de partida conocidas de las muestras de prueba se predicen entre 1.042-1.875 copias diana para las muestras control C1-C3 y entre 8.865-13.179 copias diana para las muestras control C4-C6. Basándose en el recta de regresión de la figura 4C, se encuentra un error de predicción medio (APE) del 0,9% para las muestras "control" C1-C6. Tal como muestra la leyenda de la figura 4C, las concentraciones de partida conocidas de las muestras de prueba se predicen entre 1.049-1.675 copias diana para las muestras control C1-C3 y entre 8.236-12.264 copias diana para las muestras control C4-C6. Según esta realización, el nivel de corte que da el error de predicción medio más bajo se utiliza entonces preferiblemente para trazar las intersecciones entre el nivel de corte y las curvas de límite de confianza inferior suavizadas seleccionadas correspondientes a las muestras de prueba, para los logaritmos de las concentraciones de partida de las muestras de prueba. Por ejemplo, basándose en el análisis de APE para sólo tres niveles de corte de fluorescencia potenciales en el intervalo FCL_{L}-FCL_{H}, debería utilizarse la recta de regresión RL_{1,094} correspondiente a un nivel de corte de fluorescencia normalizado de 1,094 para determinar la concentración de partida de las muestras de prueba T1-T6.
Con referencia ahora a la figura 5, se ilustra una comparación entre los dos criterios estadísticos anteriormente descritos. En particular, una representación de la desviación estándar del ajuste para una recta de regresión frente al nivel de corte potencial da un nivel de corte preferido de 1,103. Una representación del error de predicción medio (APE) frente al nivel de corte potencial da un nivel de corte preferido de 1,094 que es relativamente próximo a 1,103. Como entenderán los expertos en la técnica, la figura 5 ilustra la dependencia de dos medidas de "bondad" en la calibración, concretamente, la precisión (desviación estándar de la recta de regresión) y la tendencia media (error de predicción medio), en la elección de los niveles de corte. Por tanto, elecciones aceptables del criterio estadístico pueden dar niveles de corte que son aproximadamente iguales. Además, tal como se ilustra mediante el gran número de puntos de datos x-y en la figura 5, pueden determinarse cálculos aproximados más precisos de las cantidades de partida de la secuencia de ácido nucleico en las muestras de prueba usando un número mayor de niveles de corte potenciales estrechamente espaciados.
Otra realización preferida de la presente invención incluye un aparato 30 para determinar cantidades de secuencias de ácidos nucleicos en muestras de prueba. Este aparato preferido comprende un medio 32, tal como herramienta de medición de fluorescencia anteriormente mencionada, para medir indicios de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en al menos una muestra de prueba (que contiene una cantidad de partida desconocida de la secuencia de ácido nucleico en la misma) y en una pluralidad de muestras de calibración (que contiene cantidades de partida conocidas de la secuencia de ácido nucleico respectivas en las mismas), en puntos de medición respectivos en el intervalo de tiempo. El aparato 30 también funciona bajo control informático. En particular, la herramienta 32 de medición está preferiblemente acoplada operativamente a un controlador 34 informático de uso general o aplicación específica. El controlador 34 comprende preferiblemente un producto de programa informático para controlar el funcionamiento de la herramienta 32 de medición y realizar operaciones numéricas relacionadas con las etapas anteriormente mencionadas. El controlador 34 puede aceptar un sistema y otros datos relacionados por medio de un archivo 36, entrada 38 de disco o bus 40 de datos. También se proporcionan preferiblemente un visualizador 42 y una impresora 44 para exponer visualmente las operaciones realizadas por el controlador 34. Los expertos en la técnica entenderán que las funciones realizadas por el controlador 34 pueden realizarse en su totalidad o en parte como módulos de software que se ejecutan en un sistema informático de propósito general. Alternativamente, puede proporcionarse un sistema autónomo con los circuitos integrados específicos para la aplicación para realizar las funciones y operaciones anteriormente mencionadas.
En particular, un producto de programa informático preferido comprende un medio de almacenamiento legible por ordenador que tiene un medio de código de programas legibles por ordenador incorporado en el medio. El medio de código de programas legibles por ordenador preferido comprende un medio de código de programas legibles por ordenador para determinar, para un primer nivel de corte de indicios potencial, primeros puntos en el intervalo de tiempo a los que los indicios de las cantidades de la secuencia de ácido nucleico que se están amplificando en las muestras de calibración son iguales al primer nivel de corte. El medio de código de programa también se proporciona preferiblemente para determinar para un segundo nivel de corte de indicios potencial, segundos puntos en el intervalo de tiempo en el que los indicios de las cantidades de la secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración son iguales al segundo nivel de corte. Además, el medio de código de programa determina, con respecto a un criterio estadístico, tal como la desviación estándar más pequeña del ajuste para una recta de regresión o el error de predicción medio más pequeño con respecto a un recta de regresión, cuál de la primera o segunda pluralidad de puntos en el intervalo de tiempo satisface mejor el criterio estadístico frente a las cantidades conocidas de la secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración. La cantidad de partida de la secuencia de ácido nucleico en la muestra de prueba se determina entonces, basándose en los puntos de corte primeros o segundos determinados para satisfacer mejor el criterio estadístico. El medio de código de programa preferido también se proporciona para realizar las etapas más detalladas de las anteriormente descritas, tales como las operaciones numéricas. Por tanto, la presente invención proporciona una herramienta que puede determinar con más precisión las cantidades de secuencias de ácidos nucleicos en muestras de prueba, mediante la determinación más precisa de los niveles de corte a los que se evalúan las mediciones de los indicios de las cantidades de las secuencias de ácidos nucleicos en muestras de calibración.
En los dibujos y en la memoria descriptiva se han dado a conocer realizaciones preferidas habituales de la invención y, aunque se emplean términos específicos, sólo se utilizan en un sentido genérico y descriptivo y no con fines de limitación, exponiéndose el alcance de la invención en las siguientes reivindicaciones. Además, la terminología en las reivindicaciones que se refiere a las gráficas, rectas y curvas de ajuste para las gráficas y que determinan curvas pretende incluir el tratamiento de datos (por ejemplo, datos de x-y) y variables internas a una unidad de tratamiento que contiene memoria (por ejemplo, ordenador) y como se entenderá por los expertos en la técnica no está limitado a los actos físicos de imprimir o representar rectas, curvas y gráficas.

Claims (14)

1. Método de determinación de una cantidad de una secuencia de ácido nucleico en una muestra, que comprende las etapas de:
amplificar una pluralidad de cantidades conocidas de una secuencia de ácido nucleico en muestras de calibración respectivas y una cantidad desconocida de una secuencia de ácido nucleico en una muestra de prueba, durante un intervalo de tiempo;
medir los indicios de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración y de prueba, en los puntos de medición en el intervalo de tiempo;
determinar para un primer nivel de corte, primeros puntos en el intervalo de tiempo en el que los indicios de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración son iguales al primer nivel de corte, usando los indicios medidos de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración;
determinar para un segundo nivel de corte, segundos puntos en el intervalo de tiempo en el que los indicios de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se están amplificando en las muestras de calibración son iguales al segundo nivel de corte, usando los indicios medidos de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se están amplificando en las muestras de calibración;
determinar, con respecto a un criterio estadístico, cuál de los primeros o segundos puntos en el intervalo de tiempo proporciona un valor de error de regresión más pequeño, basándose en el criterio estadístico frente a las cantidades conocidas de una secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración; y
determinar una cantidad de una secuencia de ácido nucleico en la muestra de prueba, basándose en la de los primeros o segundos puntos de corte determinados para proporcionar el valor de error de regresión más pequeño, basándose en el criterio estadístico;
en el que dicha etapa de determinar cuál de los puntos primero o segundo en el intervalo de tiempo proporciona un valor de error de regresión más pequeño, basándose en el criterio estadístico que comprende la etapa de determinar cuál de los puntos primero o segundo en el intervalo de tiempo proporciona un error de regresión más pequeño frente a los logaritmos de las cantidades conocidas de una secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración.
2. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de determinar los primeros puntos en el intervalo de tiempo comprende las etapas de:
ajustar una primera curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una primera de las muestras de calibración frente a los primeros de los puntos de medición en el intervalo de tiempo, usando una operación de suavizado no paramétrica;
determinar una primera curva de límite de confianza inferior a partir de la primera curva;
ajustar una segunda curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una segunda de las muestras de calibración frente a los segundos de los puntos de medición en el intervalo de tiempo, usando una operación de suavizado no paramétrica;
determinar una segunda curva de límite de confianza inferior a partir de la segunda curva;
determinar primeras intersecciones entre el primer nivel de corte y las primeras y segundas curvas de límite de confianza inferior; y
determinar los primeros puntos en el intervalo de tiempo de las primeras intersecciones.
3. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de determinar los primeros puntos en el intervalo de tiempo comprende las etapas de:
ajustar una primera curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una primera de las muestras de calibración frente a los primeros de los puntos de medición en el intervalo de tiempo, usando una operación de suavizado no paramétrica;
ajustar una segunda curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se están amplificando en una segunda de las muestras de calibración frente a los segundos de los puntos de medición en el intervalo de tiempo, usando una operación de suavizado no paramétrica;
\newpage
determinar primeras intersecciones entre el primer nivel de corte y las primeras y segundas curvas de límite de confianza inferior; y
determinar los primeros puntos en el intervalo de tiempo de las primeras intersecciones.
4. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de determinar primeros puntos en el intervalo de tiempo comprende las etapas de:
ajustar una primera curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una primera de las muestras de calibración frente a los primeros de los puntos de medición en el intervalo de tiempo, usando una operación de suavizado no paramétrica;
determinar una primera curva de límite de confianza inferior a partir de la primera curva, usando una operación de suavizado no paramétrica;
ajustar una segunda curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una segunda de las muestras de calibración frente a los segundos de los puntos de medición en el intervalo de tiempo, usando una operación de suavizado no paramétrica;
determinar una segunda curva de límite de confianza inferior a partir de la segunda curva usando una operación de suavizado no paramétrica;
determinar primeras intersecciones entre el primer nivel de corte y las primeras y segundas curvas de límite de confianza inferior; y
determinar los primeros puntos en el intervalo de tiempo de las primeras intersecciones.
5. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de amplificación comprende amplificar una pluralidad de cantidades conocidas de una secuencia de ácido nucleico en muestras de calibración respectivas y de control respectivas y una cantidad desconocida de una secuencia de ácido nucleico en una muestra de prueba, durante el intervalo de tiempo;
en el que dicha etapa de determinar primeros puntos en el intervalo de tiempo comprende determinar, para un primer nivel de corte, primeros puntos en el intervalo de tiempo en el que los indicios de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración y de control son iguales al primer nivel de corte, basándose en los indicios medidos de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración; y
en el que dicha etapa de determinar cuál de los primeros o segundos puntos en el intervalo de tiempo proporciona un valor de error de regresión más pequeño, basándose en el criterio estadístico que comprende la etapa de fijar una primera recta a un gráfico de los primeros puntos frente a los logaritmos de las cantidades conocidas de una secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración y después determinar un error de predicción medio entre los de los primeros puntos correspondientes a las muestras de control y la primera recta.
6. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de determinar primeros puntos en el intervalo de tiempo comprende las etapas de:
determinar una primera curva de límite de confianza inferior a partir de una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una primera de las muestras de calibración frente a los primeros de los puntos de medición en el intervalo de tiempo;
determinar una segunda curva de límite de confianza inferior a partir de una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se están amplificando en una segunda de las muestras de calibración frente a los segundos de los puntos de medición en el intervalo de tiempo;
determinar las primeras intersecciones entre el primer nivel de corte y las primera y segundas curvas de límite de confianza inferior; y
determinar los primeros puntos en el intervalo de tiempo de las primeras intersecciones.
7. Aparato para determinar una cantidad de una secuencia de ácido nucleico en una muestra de prueba, que comprende:
medio para medir los indicios de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una muestra de prueba, que contiene una cantidad de partida desconocida de una secuencia de ácido nucleico en la misma, y en una pluralidad de muestras de calibración, que contienen cantidades conocidas respectivas de una secuencia de ácido nucleico en las mismas, en los puntos de medición en un intervalo de tiempo; y
un producto de programa informático que comprende un medio de almacenamiento legible por ordenador que tiene un medio de código de programas legibles por ordenador incorporado en dicho medio, comprendiendo dicho medio de código de programas legibles por ordenador:
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar para un primer nivel de corte, primeros puntos, en el intervalo de tiempo en el que los indicios de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración son iguales al primer nivel de corte, usando los indicios medidos de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración;
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar para un segundo nivel de corte, segundos puntos, en el intervalo de tiempo en el que los indicios de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración son iguales al segundo nivel de corte, usando los indicios medidos de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración;
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar, con respecto a un criterio estadístico, cuál de los primeros o segundos puntos en el intervalo de tiempo proporciona un valor de error de regresión más pequeño, basándose en el criterio estadístico frente a las cantidades conocidas de una secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración; y
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar una cantidad de una secuencia de ácido nucleico en la muestra de prueba, basándose en las de los primeros o segundos puntos de corte determinados para proporciona un valor de error de regresión más pequeño, basándose en el criterio estadístico;
en el que dicha etapa de determinar cuál de los puntos primero o segundo en el intervalo de tiempo proporciona un valor de error de regresión más pequeño, basándose en el criterio estadístico que comprende la etapa de determinar cuál de los puntos primero o segundo en el intervalo de tiempo proporciona un error de regresión lineal más pequeño frente a los logaritmos de las cantidades conocidas de una secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración.
8. Aparato según la reivindicación 7, en el que dicho medio de código de programas legibles por ordenador para determinar primeros puntos en el intervalo de tiempo comprende:
medio de código de programas legibles por ordenador para ajustar una primera curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una primera de las muestras de calibración frente a los primeros de los puntos de medición en el intervalo de tiempo;
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar una primera curva de límite de confianza inferior a partir de la primera curva;
medio de código de programas legibles por ordenador para ajustar una segunda curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una segunda de las muestras de calibración frente a los segundos de los puntos de medición en el intervalo de tiempo;
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar una segunda curva de límite de confianza inferior a partir de la segunda curva;
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar las primeras intersecciones entre el primer nivel de corte y las primera y segundas curvas de límite de confianza inferior; y
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar los primeros puntos en el intervalo de tiempo de las primeras intersecciones.
9. Aparatos según la reivindicación 7, en el que dicho medio de código de programas legibles por ordenador para determinar primeros puntos en el intervalo de tiempo comprende:
medio de código de programas legibles por ordenador para ajustar una primera curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una primera de las muestras de calibración frente a los primeros de los puntos de medición en el intervalo de tiempo, usando una operación de suavizado no paramétrica;
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar una primera curva de límite de confianza inferior a partir de la primera curva;
medio de código de programas legibles por ordenador para ajustar una segunda curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una segunda de las muestras de calibración frente a los segundos de los puntos de medición en el intervalo de tiempo, usando una operación de suavizado no paramétrica;
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar una segunda curva de límite de confianza inferior a partir de la segunda curva;
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar primer intersecciones entre el primer nivel de corte y las primera y segundas curvas de límite de confianza inferior; y
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar los primeros puntos en el intervalo de tiempo de las primeras intersecciones.
10. Aparato según la reivindicación 7, en el que dicho medio de código de programas legibles por ordenador para determinar primeros puntos en el intervalo de tiempo comprende:
medio de código de programas legibles por ordenador para ajustar una primera curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una primera de las muestras de calibración frente a los primeros de los puntos de medición en el intervalo de tiempo, usando una operación de suavizado no paramétrica;
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar una primera curva de límite de confianza inferior a partir de la primera curva, usando una operación de suavizado no paramétrica;
medio de código de programas legibles por ordenador para ajustar una segunda curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una segunda de las muestras de calibración frente a los segundos de los puntos de medición en el intervalo de tiempo, usando una operación de suavizado no paramétrica;
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar una segunda curva de límite de confianza inferior a partir de la segunda curva, usando una operación de suavizado no paramétrica;
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar primeras intersecciones entre el primer nivel de corte y las primeras y segundas curvas de límite de confianza inferior suavizadas; y
medio de código de programas legibles por ordenador para determinar los primeros puntos en el intervalo de tiempo de las primeras intersecciones.
11. Aparato según la reivindicación 7, en el que dicha etapa de determinar cuál de los primeros o segundos puntos en el intervalo de tiempo proporciona un error de regresión lineal más pequeño comprende las etapas de:
ajustar una primera recta de regresión a una gráfica de los primeros puntos frente a logaritmos de las cantidades conocidas de una secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración;
ajustar una segunda recta de regresión a una gráfica de los segundo puntos frente a logaritmos de las cantidades conocidas de una secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración;
determinar una desviación estándar del ajuste entre los primeros puntos y la primera recta de regresión; y
determinar una desviación estándar del ajuste entre los segundos puntos y la segunda recta de regresión.
12. Aparato según la reivindicación 7, en el que dicha etapa de determinar primeros puntos en el intervalo de tiempo comprende las etapas de:
ajustar una primera curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una primera de las muestras de calibración frente a los primeros de los puntos de medición en el intervalo de tiempo;
determinar una primera curva de límite de confianza inferior a partir de la primera curva;
ajustar una segunda curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una segunda de las muestras de calibración frente a los segundos de los puntos de medición en el intervalo de tiempo;
determinar una segunda curva de límite de confianza inferior a partir de la segunda curva;
\newpage
determinar primeras intersecciones entre el primer nivel de corte y las primera y segundas curvas de límite de confianza inferior; y
determinar los primeros puntos en el intervalo de tiempo de las primeras intersecciones.
13. Producto de programa informático legible por un máquina que tiene un medio acoplado operativamente al mismo para medir los indicios de cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se están amplificando en una muestra de prueba, que contiene una cantidad de partida desconocida de una secuencia de ácido nucleico en las mismas, y en una pluralidad de muestras de calibración, que contiene cantidades conocidas respectivas de una secuencia de ácido nucleico en las mismas, en los puntos de medición en un intervalo de tiempo, e incorporando tangiblemente un programa de instrucciones que puede ejecutar la máquina para realizar las etapas del método de:
determinar para un primer nivel de corte, primeros puntos, en el intervalo de tiempo en el que los indicios de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración son iguales al primer nivel de corte, usando los indicios medidos de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración;
determinar para un segundo nivel de corte, segundos puntos, en el intervalo de tiempo en el que los indicios de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración son iguales al segundo nivel de corte, usando los indicios medidos de las cantidades de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en las muestras de calibración;
determinar, con respecto a un criterio estadístico, cuál de los primeros o segundos puntos en el intervalo de tiempo proporciona un valor de error de regresión más pequeño, basándose en el criterio estadístico frente a las cantidades conocidas de una secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración; y
determinar una cantidad de una secuencia de ácido nucleico en la muestra de prueba, basándose en la de los primeros o segundos niveles de corte determinados para proporcionar el valor de error de regresión más pequeño basándose en el criterio estadístico;
en el que la etapa de determinar cuál de los primeros o segundos puntos en el intervalo de tiempo proporciona un valor de error de regresión más pequeño basándose en los criterios estadísticos, que comprende la etapa de determinar cuál de los primeros o segundos puntos en el intervalo de tiempo proporciona un valor de error de regresión más pequeño frente a los logaritmos de las cantidades conocidas de una secuencia de ácido nucleico en las muestras de calibración.
14. Producto de programa informático según la reivindicación 13, en el que dicha etapa de determinar cuál de los primeros o segundos puntos en el intervalo de tiempo comprende las etapas de:
ajustar una primera curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una primera de las muestras de calibración frente a los primeros de los puntos de medición en el intervalo de tiempo;
determinar una primera curva de límite de confianza inferior a partir de la primera curva;
ajustar una segunda curva a una gráfica de los indicios medidos de la cantidad de una secuencia de ácido nucleico que se está amplificando en una segunda de las muestras de calibración frente a los segundos de los puntos de medición en el intervalo de tiempo;
determinar una segunda curva de límite de confianza inferior a partir de la segunda curva;
determinar primeras intersecciones entre el primer nivel de corte y las primera y segundas curvas de límite de confianza inferior; y
determinar los primeros puntos en el intervalo de tiempo de las primeras intersecciones.
ES98109364T 1997-05-23 1998-05-22 Metodos, aparatos y productos de programas informaticos para determinar cantidades de secuencias de acido nucleico en muestras. Expired - Lifetime ES2251048T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US862905 1997-05-23
US08/862,905 US5863736A (en) 1997-05-23 1997-05-23 Method, apparatus and computer program products for determining quantities of nucleic acid sequences in samples

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2251048T3 true ES2251048T3 (es) 2006-04-16

Family

ID=25339703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES98109364T Expired - Lifetime ES2251048T3 (es) 1997-05-23 1998-05-22 Metodos, aparatos y productos de programas informaticos para determinar cantidades de secuencias de acido nucleico en muestras.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5863736A (es)
EP (1) EP0915169B1 (es)
JP (1) JP3665477B2 (es)
AT (1) ATE307216T1 (es)
AU (1) AU738398B2 (es)
CA (1) CA2236067C (es)
DE (1) DE69831913T2 (es)
ES (1) ES2251048T3 (es)

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5863736A (en) * 1997-05-23 1999-01-26 Becton, Dickinson And Company Method, apparatus and computer program products for determining quantities of nucleic acid sequences in samples
US6312902B1 (en) 1998-03-13 2001-11-06 Promega Corporation Nucleic acid detection
US6268146B1 (en) 1998-03-13 2001-07-31 Promega Corporation Analytical methods and materials for nucleic acid detection
US6391551B1 (en) 1998-03-13 2002-05-21 Promega Corporation Detection of nucleic acid hybrids
US6235480B1 (en) * 1998-03-13 2001-05-22 Promega Corporation Detection of nucleic acid hybrids
US6270973B1 (en) 1998-03-13 2001-08-07 Promega Corporation Multiplex method for nucleic acid detection
US7090975B2 (en) 1998-03-13 2006-08-15 Promega Corporation Pyrophosphorolysis and incorporation of nucleotide method for nucleic acid detection
US6277578B1 (en) 1998-03-13 2001-08-21 Promega Corporation Deploymerization method for nucleic acid detection of an amplified nucleic acid target
US6270974B1 (en) 1998-03-13 2001-08-07 Promega Corporation Exogenous nucleic acid detection
US6703211B1 (en) 1998-03-13 2004-03-09 Promega Corporation Cellular detection by providing high energy phosphate donor other than ADP to produce ATP
US6066458A (en) * 1998-05-18 2000-05-23 Becton, Dickinson And Company Methods, apparatus and computer program products for determining quantities of nucleic acid sequences in samples using standard curves and amplification ratio estimates
US6573047B1 (en) 1999-04-13 2003-06-03 Dna Sciences, Inc. Detection of nucleotide sequence variation through fluorescence resonance energy transfer label generation
US6180349B1 (en) 1999-05-18 2001-01-30 The Regents Of The University Of California Quantitative PCR method to enumerate DNA copy number
US6516276B1 (en) * 1999-06-18 2003-02-04 Eos Biotechnology, Inc. Method and apparatus for analysis of data from biomolecular arrays
EP1210358A4 (en) * 1999-08-13 2005-01-05 Univ Brandeis PROOF OF NUCLEIC ACIDS
AU1939001A (en) 1999-12-02 2001-06-12 Dna Sciences, Inc. Methods for determining single nucleotide variations and genotyping
US6783934B1 (en) 2000-05-01 2004-08-31 Cepheid, Inc. Methods for quantitative analysis of nucleic acid amplification reaction
EP1158449A3 (en) * 2000-05-19 2004-12-15 Becton Dickinson and Company Computerized method and apparatus for analyzing readings of nucleic acid assays
US6355433B1 (en) 2000-06-02 2002-03-12 Dna Sciences, Inc. Determination of nucleotide sequence variations through limited primer extension
US7226732B2 (en) * 2001-07-16 2007-06-05 Cepheid Methods, apparatus, and computer programs for verifying the integrity of a probe
US7363168B2 (en) * 2001-10-02 2008-04-22 Stratagene California Adaptive baseline algorithm for quantitative PCR
EP1463796B1 (en) 2001-11-30 2013-01-09 Fluidigm Corporation Microfluidic device and methods of using same
DE60335116D1 (de) * 2002-06-28 2011-01-05 Primeradx Inc Verfahren zum nachweis von sequenzunterschieden
NL1021160C2 (nl) * 2002-07-26 2004-01-27 Multigen Internat B V Werkwijze voor het bepalen van het kopieaantal van een nucleotidevolgorde.
EP1615721B1 (en) 2003-04-03 2014-06-18 Fluidigm Corporation Microfluidic devices and methods of using same
TWI375796B (en) * 2003-04-18 2012-11-01 Becton Dickinson Co Immuno-amplification
US20050233314A1 (en) * 2003-06-30 2005-10-20 National Health Research Institutes Sensitive and quantitative detection of pathogens by real-time nested PCR
AU2005233583B2 (en) * 2004-04-08 2011-02-03 Sangamo Therapeutics, Inc. Methods and compositions for modulating cardiac contractility
ATE418346T1 (de) * 2004-04-08 2009-01-15 Sangamo Biosciences Inc Zusammensetzungen zur behandlung von neuropathischen und neurodegenerativen erkrankungen
US20050233332A1 (en) * 2004-04-14 2005-10-20 Collis Matthew P Multiple fluorophore detector system
US20060009916A1 (en) * 2004-07-06 2006-01-12 Xitong Li Quantitative PCR data analysis system (QDAS)
CA2599004C (en) 2005-02-28 2015-05-26 Sangamo Biosciences, Inc. Anti-angiogenic methods and compositions
EP1861512A4 (en) 2005-03-18 2009-12-09 Fluidigm Corp THERMAL REACTION DEVICE AND USE METHOD THEREFOR
WO2007019410A2 (en) * 2005-08-05 2007-02-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Mammalian obestatin receptors
US8831887B2 (en) * 2005-10-12 2014-09-09 The Research Foundation For The State University Of New York Absolute PCR quantification
DK2623605T3 (en) 2007-04-09 2019-03-25 Univ Florida RAAV VECTOR COMPOSITIONS WITH TYROSIN MODIFIED CAPSIDE PROTEINS AND PROCEDURES FOR USE THEREOF
ES2380844T3 (es) 2007-09-07 2012-05-18 Fluidigm Corporation Determinación de la variación en el número de copias, métodos y sistemas
JP2010538612A (ja) * 2007-09-07 2010-12-16 サード ウェーブ テクノロジーズ,インコーポレーテッド 標的の定量化のための方法およびアプリケーション
JP5530185B2 (ja) * 2008-02-05 2014-06-25 オリンパス株式会社 核酸検出方法及び核酸検出用キット
US9121055B2 (en) * 2008-04-24 2015-09-01 3M Innovative Properties Company Analysis of nucleic acid amplification curves using wavelet transformation
CA2767616A1 (en) 2009-07-09 2011-01-13 The Scripps Research Institute Gene expression profiles associated with chronic allograft nephropathy
JP2012533545A (ja) 2009-07-14 2012-12-27 ベス・イスラエル・ディーコネス・メディカル・センター,インコーポレイテッド 肝臓の増殖を増大させる方法
CA2823193C (en) 2010-12-27 2017-06-06 Ibis Biosciences, Inc. Quantitating high titer samples by digital pcr
CA2863121A1 (en) 2011-12-30 2013-07-04 Abbott Molecular Inc. Microorganism nucleic acid purification from host samples
US9850515B2 (en) 2013-02-08 2017-12-26 Bio-Rad Laboratories, Inc. Affinity-based partition assay for detection of target molecules
US9896717B2 (en) 2013-05-09 2018-02-20 Bio-Rad Laboratories, Inc. Magnetic immuno digital PCR assay
EP2986761B1 (en) 2014-02-13 2018-08-15 Bio-rad Laboratories, Inc. Chromosome conformation capture in droplet partitions
US11104951B2 (en) 2014-05-22 2021-08-31 The Scripps Research Institute Molecular signatures for distinguishing liver transplant rejections or injuries
CA2949959C (en) 2014-05-22 2026-07-21 Northwestern University Gene expression profiles associated with sub-clinical kidney transplant rejection
WO2015179777A2 (en) 2014-05-22 2015-11-26 The Scripps Research Institute Gene expression profiles associated with sub-clinical kidney transplant rejection
EP3146077A4 (en) 2014-05-22 2018-05-02 The Scripps Research Institute Tissue molecular signatures of kidney transplant rejections
US10443100B2 (en) 2014-05-22 2019-10-15 The Scripps Research Institute Gene expression profiles associated with sub-clinical kidney transplant rejection
MX2016017136A (es) 2014-06-27 2017-05-10 Abbott Lab Composiciones y metodos para detectar pegivirus 2 de humano (hpgv-2).
EP3271849B1 (en) 2015-03-17 2021-09-08 Bio-Rad Laboratories, Inc. Detection of genome editing
KR20250099416A (ko) 2018-03-02 2025-07-01 퀀텀사이트, 인크. 조직으로부터 관심 영역의 단리 및 발현 분석을 위한 방법, 조성물, 및 장치
US12582726B1 (en) 2019-04-05 2026-03-24 Earli Inc. Synthetic cancer-specific promoters
EP3946470A4 (en) 2019-04-05 2023-05-31 Earli Inc. IMPROVED METHODS AND COMPOSITIONS FOR SYNTHETIC BIOMARKERS
US12496305B2 (en) 2019-07-30 2025-12-16 The Cleveland Clinic Foundation Detection for determining corticosteroid responsiveness
WO2022115705A2 (en) 2020-11-30 2022-06-02 Enigma Biointelligence, Inc. Non-invasive assessment of alzheimer's disease
US20240374761A1 (en) 2021-05-05 2024-11-14 Radius Pharmaceuticals, Inc. Animal model having homologous recombination of mouse pth1 receptor
WO2023006642A1 (en) 2021-07-26 2023-02-02 Glaxosmithkline Intellectual Property Development Limited Assay methods for titration of retrovirus and retroviral vectors
WO2026024668A1 (en) 2024-07-22 2026-01-29 Abbott Laboratories Method of determining a volume of a liquid in a sample
WO2026024677A1 (en) 2024-07-22 2026-01-29 Abbott Laboratories Method for determining the plasma volume of a blood sample and method for determining the dilution of plasma
WO2026024666A1 (en) 2024-07-22 2026-01-29 Abbott Laboratories Systems and methods for digital detection assays

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5219727A (en) * 1989-08-21 1993-06-15 Hoffmann-Laroche Inc. Quantitation of nucleic acids using the polymerase chain reaction
US5455166A (en) * 1991-01-31 1995-10-03 Becton, Dickinson And Company Strand displacement amplification
US5994056A (en) * 1991-05-02 1999-11-30 Roche Molecular Systems, Inc. Homogeneous methods for nucleic acid amplification and detection
US5270184A (en) * 1991-11-19 1993-12-14 Becton, Dickinson And Company Nucleic acid target generation
US5650277A (en) * 1992-07-02 1997-07-22 Diagenetics Ltd. Method of determining the presence and quantifying the number of di- and trinucleotide repeats
CA2129787A1 (en) * 1993-08-27 1995-02-28 Russell G. Higuchi Monitoring multiple amplification reactions simultaneously and analyzing same
US5547861A (en) * 1994-04-18 1996-08-20 Becton, Dickinson And Company Detection of nucleic acid amplification
JP2909216B2 (ja) * 1994-04-29 1999-06-23 パーキン‐エルマー コーポレイション 核酸増幅生成物のリアルタイム検出装置
US5766889A (en) * 1994-06-08 1998-06-16 The Perkin-Elmer Corporation Method for determining the characteristics of the concentration growth of target nucleic acid molecules in polymerase chain reaction sample
US5550025A (en) * 1995-07-19 1996-08-27 Becton, Dickinson And Company Detection of hydrophobic amplification products by extraction into an organic phase
US5863736A (en) * 1997-05-23 1999-01-26 Becton, Dickinson And Company Method, apparatus and computer program products for determining quantities of nucleic acid sequences in samples

Also Published As

Publication number Publication date
JP3665477B2 (ja) 2005-06-29
CA2236067C (en) 2003-08-05
AU6474998A (en) 1998-11-26
EP0915169A3 (en) 2002-10-16
US5863736A (en) 1999-01-26
EP0915169A2 (en) 1999-05-12
DE69831913D1 (de) 2006-03-02
JPH114688A (ja) 1999-01-12
AU738398B2 (en) 2001-09-20
DE69831913T2 (de) 2006-07-13
CA2236067A1 (en) 1998-11-23
ATE307216T1 (de) 2005-11-15
EP0915169B1 (en) 2005-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5863736A (en) Method, apparatus and computer program products for determining quantities of nucleic acid sequences in samples
Parida et al. Loop mediated isothermal amplification (LAMP): a new generation of innovative gene amplification technique; perspectives in clinical diagnosis of infectious diseases
EP0959140B1 (en) Methods, apparatus and computer program products for determining quantities of nucleic acid sequences in samples using standard curves and amplification ratio estimates
Jardi et al. Quantitative detection of hepatitis B virus DNA in serum by a new rapid real‐time fluorescence PCR assay
ES2336934T3 (es) Modificadores de la emision luminica y usos de los mismos en la deteccion, amplificacion y analisis de acidos nucleicos.
JP4443717B2 (ja) 被験体の定量方法
CN101037711B (zh) 分析方法和仪器
JP5071987B2 (ja) パラメトリック較正方法
US12480154B2 (en) Single-point calibration of a nucleic acid analyzer
JP2005172797A (ja) 増殖曲線を用いる核酸の定量
JP3224566B2 (ja) Dnaポリメラーゼの定量方法およびそれに有用な試験キット
ES2301754T3 (es) Analisis de pruebas multiples de amplificaciones de acidos nucleicos en tiempo real.
JP2022500060A (ja) 等温増幅および相対存在比を使用した宿主rnaの評価
JP5055118B2 (ja) 試料中に存在するテンプレート核酸の量を決定するための方法
Sigmond et al. Quantitative real time PCR of deoxycytidine kinase mRNA by Light Cycler PCR in relation to enzyme activity and gemcitabine sensitivity
Zhang et al. A one-step dipstick assay for the on-site detection of nucleic acid
ES2982578T3 (es) Cuantificación de analitos polinucleotídicos de muestras secas
CA3163936C (en) Quantification of polynucleotide analytes from dried samples
Islam et al. Evaluation of a rapid one-step real-time PCR method as a high-throughput screening for quantification of hepatitis B virus DNA in a resource-limited setting
Garey et al. B-192 Covid on the PCR Pro: a consumer-friendly PCR test
US20210395807A1 (en) System and method for data analysis in quantitative pcr measurements
US20230029306A1 (en) Method and Device for Determining the Number of Copies of a DNA Sequence That is Present in a Fluid
Kudeyarov et al. Metrological support for real-time polymerase chain reaction amplifiers
Spedding A non‐radioactive assay system for screening for inhibitors of RNA‐dependent reverse transcriptase activity; an analysis using aurintricarboxylic acid and plant flavonoids