(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211119103.0 (22)申请日 2022.09.15 (71)申请人 浙江正合谷生物科技有限公司 地址 315000 浙江省宁波市高新区宁波新 材料创新中心东区1幢1号10 -2-1 (72)发明人 苏秀榕　周君　叶欢　王彦波　 (74)专利代理 机构 宁波锦策知识产权代理事务 所(普通合伙) 33457 专利代理师 林斌斌 (51)Int.Cl. C12M 1/38(2006.01) C12M 1/36(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/00(2006.01) G06K 9/62(2022.01)G01N 21/64(2006.01) (54)发明名称 一种基于自学习的核酸扩增荧光定量温控 系统 (57)摘要 本发明涉及一种基于自学习的核酸扩增荧 光定量温控系统， 包括控制器、 传动模块、 温控模 块、 温感模块以及光感模块； 通过建立基准分析 模型， 根据荧光值以及控制信息进行分析， 在出 现异常情况时， 生成修正策略， 修正对应的控制 项， 使得系统具备自学习能力， 同时通过对控制 项进行分类， 使得整个控制信息能够实现多维调 节， 并能结合后台大数据支持， 为系统的精度提 供保障， 以实现兼顾扩增系统效率同时对应每一 设备具有独立的控制方式， 兼顾软件理论优化和 硬件老化或环境变化带来的偏差 。 权利要求书3页 说明书8页 附图1页 CN 115197835 A 2022.10.18 CN 115197835 A 1.一种基于自学习的核酸扩增荧光定量温控系统， 其特征在于： 包括控制器、 传动模 块、 温控模块、 温感模块以及光感模块； 所述传动模块用于带动反应物在反应区域内移动； 所述温控 模块用于调节反应区域内不同区间的温度； 所述温感模块用于采集反应区域内不同区间的温度以生成 温度采集信息； 所述光感模块用于采集被反应物的荧 光值； 所述控制器包括分析模块、 修正模块以及训练模块， 所述分析模块配置有基准分析模 型， 所述基准分析模型根据控制信息以及荧光值以生成偏差信息， 所述偏差信息包括有偏 差项以及偏差值， 所述修正模块用于根据偏差项以及对应的偏差值修正控制指 令中的控制 项； 所述训练模块配置有样本训练策略， 所述样本训练策略根据训练样本训练对应的基准 分析模型。 2.如权利要求1所述的一种基于自学习的核酸扩增荧光定量温控系统， 其特征在于： 所 述控制指 令包括若干控制项， 所述控制项包括有第一恒温控制项、 第二恒温控制项、 第三恒 温控制项、 第一反应时间控制项、 第二反应时间控制项、 第三反应时间控制项， 在核酸扩增 步骤中， 所述第一恒温控制项、 第二恒温控制项、 第三恒温控制项分别对应温控模块控制反 应区域的不同区间的目标温度； 所述第一反应时间控制项、 第二反应时间控制项、 第三反应 时间控制项分别对应传动模块控制反应物在反应区域的不同区间的停留时间； 所述样本训练策略包括 步骤A1、 从数据库中调取若干假性异常信息以及验证正常信息， 匹配假性异常信息与 验证正常信息以使每一假性异常信息都至少具有一对应的验证正常信息， 比较匹配的假性 异常信息与验证正常信息以使每一假性异常信息至少具有一不同于验证正常信息的控制 项； 步骤A2、 计算假性异常信息对应的荧光值波形与其对应的理论荧光波形的偏差以生成 荧光偏差值； 步骤A3、 通过perso n相关分析分别计算每一控制项与荧 光偏差值的初始相关值； 步骤A4、 根据求得的初始相关值确定簇的数目， 并通过k ‑means聚类分析算法对每一控 制项与荧 光偏差值进行聚类分析以得到若干控制子 簇； 步骤A5、 通过perso n相关分析分别计算每一控制子 簇的可靠相关值； 步骤A6、 确定每一控制子 簇的控制项均值， 并以可靠相关值 为偏差权重； 步骤A7、 通过预设的均值策略实时从每一控制子簇对应的验证正常信息 中提取最优控 制项以作为基准分析模型的控制基准， 并计算验证正常信息中的荧 光均值波形； 步骤A8、 在所述控制基准建立每一控制项均值以及对应的偏差 权重的戳记。 3.如权利要求2所述的一种基于自学习的核酸扩增荧光定量温控系统， 其特征在于： 所 述分析模块配置有分析 策略， 所述分析 策略包括 步骤B1、 根据获取的荧 光值生成荧光实测波形； 步骤B2、 确定与荧光实测波形最接近的荧光均值波形， 并求出荧光实测波形与荧光基 准波形的荧光实测偏差， 若荧光实测偏差低于荧光偏差基准， 则结束分析策略并生成一正 馈标记；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115197835 A 2步骤B3、 确定控制信息中的每一控制项最接近的控制项均值对应的控制子簇， 配置有 偏差计算公式计算每一控制项的实测控制偏差， ， 其中， 为第n个控制项的实测控制偏 差， 为第i个控制子簇对应的偏差权重， 预设的偏差调节参数， 为第i个控制子簇对 应的偏差调节基准； 为控制基准在该控制项下对应的基准控制值， 为第i个控制子簇 对应的荧光均值波形， 为第n个控制项下的实际控制值， 其中第i个控制子簇为控制信息 的控制项最接 近的控制项均值对应的控制子 簇； 步骤B4、 以恒温控制项为第一方向， 以反应时间控制项为第二方向， 向量化每一控制项 以获得若干控制项向量， 其中， 实测控制偏差为向量的模长； 步骤B5、 求和得到的控制项向量以获得控制合向量， 确定与控制合向量乘积最小的控 制项向量， 并以对应的控制项作为偏差项， 以对应的实测控制偏差作为偏差值。 4.如权利要求2所述的一种基于自学习的核酸扩增荧光定量温控系统， 其特征在于： 所 述修正模块配置有偏差索引表， 所述偏差索引表配置有若干偏差修正策略， 所述偏差修正 策略以所述偏差项为索引， 所述偏差修正策略根据对应的偏差值修正所述控制指 令中的控 制项。 5.如权利要求4所述的一种基于自学习的核酸扩增荧光定量温控系统， 其特征在于： 所 述修正模块配置有修正关联数据库， 所述修正关联数据库存储有若干关联信息， 每一关联 信息包括有主动修正项和被动关联项， 且所述关联信息配置有主动修正项和被动关联项的 修正关联值， 所述主动修正项和被动关联项均与所述的控制项对应， 所述修正关联值反映 主动修正项每变化一个单位， 对对应的被动关联项的影响量； 所述修正模块根据关联信息 配置对应的偏差修 正策略。 6.如权利要求5所述的一种基于自学习的核酸扩增荧光定量温控系统， 其特征在于： 所 述修正模块还配置所述优化索引策略， 所述优化索引策略包括 步骤C1、 配置有优化触发条件， 当连续生成的正馈标记满足所述优化触发条件时， 获取 目前的控制指令生成对应的控制信息； 步骤C2、 配置有优化偏差公式计算控制信息每一控制项的 优化参考值 ， ， 其中 为第m个控制项对应的优化参考值， 为第j个 控制子簇对应 的荧光均值波形， 为第m个控制项下的实际控制值,   为第j个控制子 簇对应的偏差权重， 其中第 j个控制子簇为在 优化方向上与控制基准的第m个控制项最接近 的控制子 簇； 步骤C3、 根据优化参考值确定目标控制项， 并通过优化计算公式计算优化值， ， 其中 为目标控制项的优化值， 为预设的优化调节参数， 为目标控制项的优化参考值， 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115197835 A 3