對免疫測定測試條梳狀元件進行分析的系統和方法
2023-09-19 00:58:45 3
專利名稱：對免疫測定測試條梳狀元件進行分析的系統和方法
技術領域：
本發明涉及對多個測試條進行分析的方法和設備且具體涉及對多個測試條進行分析以鑑別在植物材料中是否存在所關注的各種蛋白質。
背景技術：
側向流動免疫測定(〃IA〃)測試條已被證實快速和選擇性地檢測在植物材料如玉米葉樣品中的關注的分析物如蛋白質。示例性IA側向流動條可得自Agdia(位於30380County Road6，在 Elkhart，IN46514)。在過去使用手工方法讀取IA側向流動條。所述方法以收到在12 X 8矩陣試驗架中的樣品管開始。樣品管包含植物材料。將樣品管置於機器人系統中以從樣品管讀取並儲存各自的條形碼信息。然後處理樣品(珠粒添加，緩衝劑添加，將管加蓋，研磨並將管開蓋)，以提取植物蛋白。隨後，將12條帶IA側向流動條梳狀件的一個指狀件或條帶插入在給定的行中的每個樣品中。對於12X8矩陣，需要八個12條帶梳。將IA測試條的指狀件設計成若在植物樣品中存在蛋白質，則在指狀件上的給定位置提供彩帶。每個指狀件可在隔開的位置包含多個潛在的帶，其中的每個帶與不同的蛋白質相關。同樣，指狀件可用於測試植物樣品中的多種蛋白質的存在。例如，指狀件具有第一位置，在該位置，若在暴露於指狀件的植物樣品中存在第一蛋白質，則彩帶將出現及所述指狀件具有第二位置，在該位置，若在暴露於指狀件的植物樣品中存在第二蛋白質，則彩帶將出現。假設將指狀件暴露於含有第一蛋白質和第二蛋白質的植物樣品，則在第一位置和第二位置提供彩帶。假設將指狀件暴露於不含第一蛋白質和第二蛋白質的植物樣品，則在第一位置和第二位置不提供彩帶。假設將指狀件暴露於含有第一蛋白質但是不含第二蛋白質的植物樣品，則在第一位置提供彩帶，在第二位置不提供彩帶。假設將指狀件暴露於含有第二蛋白質但是不含第一蛋白質的植物樣品，則在第二位置提供彩帶，在第一位置不提供彩帶。在孵育5分鐘後，將梳從樣品取出並手工讀取以確定在各自的樣品中一種或多種蛋白質的存在。對於上面的實例，操作員檢查所述指狀件，以觀察是否在第一位置或第二位置存在所述帶。將所述帶的存在或不存在手工輸入電腦程式中，電腦程式將該信息與先前儲存的條形碼信息結合。然後可將所述梳丟棄。
發明內容
本發明示例性實施方案提供對測試條進行分析的方法。本發明另一個示例性實施方案提供對測試條進行分析的系統。另一個示例性實施方案提供計算機可讀介質，所述計算機可讀介質包含指令，所述指令當被電子控制器所執行時對測試條進行分析。本發明示例性實施方案提供對具有多個隔開的指狀件的測試條梳狀元件進行分析的方法。每個指狀件暴露於相應的植物材料。將每個指狀件構造成指示在相應的植物材料中一種或多種植物分析物的存在。所述方法包括捕捉測試條梳狀元件的多個指狀件的電子圖像；並用電子控制器對電子圖像進行分析以確定測試條梳狀元件的第一指狀件是否存在第一植物分析物及確定測試條梳狀元件的第二指狀件是否存在第二植物分析物。在其一個實施例中，第一植物分析物與第二植物分析物相同。在其另一個實施例中，對測試條梳狀元件的多個指狀件的電子圖像進行捕捉的步驟包括以下步驟:監測照相機的視野；在照相機的視野中檢測測試條梳狀元件的存在；且當在照相機的視野中檢測到測試條梳狀元件時，將測試條梳狀元件的多個指狀件的電子圖像儲存在計算機可讀介質上。在其一個變型中，在照相機的視野中對測試條梳狀元件的存在進行檢測的步驟包括以下步驟:捕捉照相機的幀；並對所捕捉的幀的一部分進行分析以確定測試條梳狀元件的存在。在其另一個變型中，對所捕捉的幀的一部分進行分析以確定測試條梳狀元件的存在的步驟包括以下步驟:確定所捕捉的幀的所述部分的平均像素亮度值；將所述平均像素亮度值與第一閾值進行比較；確定所捕捉的幀的所述部分的亮度值超過所述平均亮度值的像素的數目；將所捕捉的幀的所述部分的像素的所述數目與第二閾值進行比較；當所述平均像素亮度值超過第一閾值且所捕捉的幀的所述部分的像素的所述數目超過第二閾值時，確定測試條梳狀元件的存在；並將所捕捉的幀以電子圖像的形式儲存在計算機可讀介質上。在另一個實施例中，所述電子圖像為彩色圖像，所述彩色圖像的每個像素具有多個色值且用電子控制器對電子圖像進行分析以確定測試條梳狀元件的第一指狀件是否存在第一植物分析物及測試條梳狀元件的第二指狀件是否存在第二植物分析物的步驟包括以下步驟:對與第一指狀件相應的電子圖像的第一部分進行分析；基於第一部分的至少一個色值確定第一植物分析物是否與第一指狀件結合；對與第二指狀件相應的電子圖像的第二部分進行分析；並基於第二部分的至少一個色值確定第二植物分析物是否與第二指狀件結合。在其一個變型中，基於第一部分的至少一個色值確定第一植物分析物是否與第一指狀件結合的步驟包括以下步驟:對於第一部分的每個像素將第一色值與第一閾值進行比較；將第二色值與第二閾值進行比較；基於第一色值與第一閾值的比較和第二色值與第二閾值的比較，將像素分類為表示第一分析物存在的像素和表示第一分析物不存在的像素；基於被分類為表示第一分析物存在的像素的數目確定第一分析物是否與第一指狀件結合；及基於第二部分的至少一個色值確定第二植物分析物是否與第二指狀件結合的步驟包括以下步驟:對於第二部分的每個像素將第一色值與第一閾值進行比較；將第二色值與第二閾值進行比較；基於第一色值與第一閾值的比較和第二色值與第二閾值的比較，將像素分類為表示第二分析物存在的像素和表示第二分析物不存在的像素；基於被分類為表示第二分析物存在的像素的數目確定第二分析物是否與第二指狀件結合。在其另一個實施例中，所述方法還包括以下步驟:從電子圖像中除去由於電子圖像中過多的植物材料而導致的綠色偏差。在其另一個實施例中，所述方法還包括以下步驟:從電子圖像中除去由於電子圖像中的灰塵而導致的紅色偏差。在其另一個實施例中，所述電子圖像為彩色圖像，所述彩色圖像的每個像素具有多個色值且所述方法還包括以下步驟:對電子圖像進行色彩均衡。在其一個變型中，對電子圖像進行色彩均衡的步驟包括以下步驟:鑑別每個指狀件的相應關注區域；對第一指狀件的相應關注區域進行色彩均衡；並獨立於第一指狀件對第二指狀件的相應關注區域進行色彩均衡。在其另一個變型中，對第一指狀件的相應關注區域進行色彩均衡的步驟包括以下步驟:按比例調整(scaling)第一指狀件的相應關注區域的每個像素的第一色值，從而使第一指狀件的相應關注區域的所有像素的平均第一色值等於第一值；並按比例調整第一指狀件的相應關注區域的每個像素的第二色值，從而使第一指狀件的相應關注區域的所有像素的平均第二色值等於第二值。在其另一個變型中，所述第一值等於所述第二值。在其另一個實施例中，多個指狀件各自包括相應的關注區域，所述相應的關注區域包括多個隔開的帶位置且用電子控制器對電子圖像進行分析以確定測試條梳狀元件的第一指狀件是否存在第一植物分析物及確定測試條梳狀元件的第二指狀件是否存在第二植物分析物的步驟包括以下步驟:在電子圖像中針對第一指狀件和第二指狀件對相應的關注區域進行定位；基於電子圖像的至少一個平均背景強度為圖像設置閾值；並分割電子圖像以除去小的模糊點(blob)。在其一個變型中，在電子圖像中針對第一指狀件和第二指狀件對相應的關注區域進行定位的步驟包括以下步驟:確定測試條梳狀元件在電子圖像中的取向；對圖像進行偏斜消除，從而使測試條梳狀元件的第一指狀件和第二指狀件垂直取向；在電子圖像中針對第一指狀件定位第一參照物，第一指狀件的第一關注區域位於相對於第一參照物的第一已知位置；且在電子圖像中針對第二指狀件定位第二參照物，第二指狀件的第二關注區域位於相對於第二參照物的第二已知位置。在其另一個變型中，在電子圖像中針對第一指狀件和第二指狀件對相應的關注區域進行定位的步驟還包括以下步驟:針對透視變形對電子圖像進行校正。在其另一個變型中，在電子圖像中針對第一指狀件和第二指狀件對相應的關注區域進行定位的步驟還包括以下步驟:確定用於電子圖像的按比例調整因子。在另一個變型中，基於至少一個平均背景強度為圖像設置閾值的步驟包括以下步驟:確定針對第一色值的平均背景強度；確定針對第二色值的平均背景強度；對於每個像素，若就第一色值而言的像素值超過就第一色值而言的平均背景強度和就第二色值而言的像素值超過就第二色值而言的平均背景強度中的一個，則將所述像素指定為第三顏色，否則將所述像素指定為第四顏色。在其另一個實施例中，所述方法包括以下步驟:儲存確定第一分析物存在的定性指示和確定第二分析物存在的定性指示。在其另一個實施例中，所述方法包括以下步驟:儲存確定第一分析物表達水平的定性指示和確定第二分析物表達水平的定性指示。在其另一個實施例中，所述方法包括以下步驟:提供封閉結構，所述封閉結構在頂部具有適於允許測試條梳狀元件進入封閉結構內部的開口且在底部具有適於允許測試條梳狀元件離開封閉結構內部的開口，其中當測試條梳狀元件位於封閉結構內部時，實施對測試條梳狀元件的多個指狀件的電子圖像進行捕捉的步驟。本發明另一個示例性實施方案提供用於對具有多個隔開的指狀件的測試條梳狀元件進行分析的系統。每個指狀件已經被暴露於相應的植物材料。將每個指狀件構造成指示在相應的植物材料中一種或多種植物分析物的存在。所述系統包括照相機；背景元件，測試條梳狀元件在照相機的視野中且在背景元件前；光源，所述光源為照相機的視野提供大體均勻的照明；和電子控制器，所述電子控制器與照相機可操作地連接並被構造成對測試條梳狀元件的多個指狀件的電子圖像進行分析以確定測試條梳狀元件的第一指狀件是否存在第一植物分析物和確定測試條梳狀元件的第二指狀件是否存在第二植物分析物。在其一個實施例中，所述系統還包括封閉結構,所述封閉結構在頂部具有適於允許測試條梳狀元件進入封閉結構內部的開口且在底部具有適於允許測試條梳狀元件離開封閉結構內部的開口，當測試條梳狀元件位於封閉結構內部時，對測試條梳狀元件的多個指狀件的電子圖像進行捕捉。在其一個變型中，背景元件是可移開的板，其提供相對於測試條梳狀元件的對比背景。在其另一個實施例中，所述系統還包括具有運輸元件的輸送系統，測試條梳狀元件支撐在所述運輸元件上，其中電子控制器與輸送系統的驅動系統可操作地連接。在其一個變型中，背景元件為輸送系統的運輸元件。在其另一個變型中，所述系統還包括清潔系統以由運輸元件除去過多的植物碎屑。在其另一個變型中，所述系統還包括供料系統，所述供料系統將測試條梳狀元件置於輸送系統上。在其另一個變型中，供料系統以相對於前面的測試條梳狀元件和後面的測試條梳狀元件大體均勻的間隔將測試條梳狀元件置於運輸元件上。在另一個實施例中，所述系統還包括顯示用戶界面的顯示設備，所述用戶界面包括顯示測試條梳狀元件的電子圖像的第一區域；顯示指示器的第二區域，當電子控制器準備對第二測試條梳狀元件進行分析時，所述指示器為操作者提供指示。在其一個變型中，將對一系列多個測試條梳狀元件進行分析且用戶界面用顯示設備提供關於已經被分析的多個測試條元件的指示。基於以下描述和附圖，本發明以上特徵和其它特徵(其單獨地或任意組合地可為具有專利性的主題)將變得明顯。
具體地，詳細描述參考以下附圖，其中圖1示出在多個行中容納多個試管的示例性試管架的透視圖，每個試管具有插入至試管的開口端的測試條；圖2示出第一行試管與圖1的試驗架的組裝和第一測試條梳狀元件與第一行試管的組裝；圖3示出第一測試條梳狀元件的正視圖；圖3A是第一測試條梳狀元件的圖像；圖4示出分析圖3的第一測試條梳狀元件的系統；圖5示出在圖4的系統的示例性資料庫中的信息；圖6示出圖4的系統的示例性處理順序；圖7示出用圖4的系統捕捉的示例性測試條梳狀元件的示例性原始圖像；圖8示出圖7的示例性測試條的對進行偏斜消除圖像；圖9示出在圖8的對進行偏斜消除圖像中關注區域的鑑別；圖10示出在圖9的關注區域中的帶的鑑別；圖11示出在圖10中鑑別的帶與示例性測試條梳狀元件所插入的物質的含量的相關性；
圖12示出用於分析圖3的第一測試條梳狀元件的示例性系統；圖13示出用於分析多個梳狀元件的系統；圖14示出包含另外的照相機系統的圖13的系統；圖15示出包含輸入供料系統的圖13的系統，所述輸入供料系統控制梳狀元件在輸送系統上的放置；圖16示出包含另外的輸送系統的圖13的系統，所述另外的輸送系統控制梳狀元件的變形水平；圖17示出分析梳狀元件的示例性方法；圖18示出示例性圖像捕捉處理順序；圖19A和19B示出示例性圖像幀處理順序；圖20示出示例性圖像分析處理順序；圖21示出圖20的示例性定位梳處理順序；圖22示出圖20的示例性對進行偏斜消除圖像處理順序；圖23示出圖20的示例性透視校正處理順序；圖24A和24B不出圖20的不例性關注區域鑑別處理順序；圖25示出圖17的示例性校正處理順序；圖26示出示例性校正目標；及圖27示出示例性用戶界面。相應的參考字符在數個視圖中指示相應的部分。
具體實施例方式以下公開的實施方案不是意在窮舉，也不是意在將本發明限於以下詳細描述中公開的具體形式。相反地，對實施方案進行選擇和描述，從而使本領域技術人員可利用這些教導。儘管本發明主要涉及對含有在多個試管中的植物材料進行分析，但是應該理解的是，本申請公開的特徵可用於對含有在多個試管或其它容器中的其它材料進行分析。參見圖1和2，顯示了示例性試管架100。試管架100包括提供在試管架100的上表面104中的多個凹處102。可將試管106插入到這些凹處102中的每個中並以大體垂直的方式容納。試管106大體排列在行108A-H中。在所顯示的實施方案中，試管架100包括凹處以容納試管106的八個行108 ;每個行108包括十二個試管106。可測試示例性分析物用於多個應用。示例性應用包括藥物測試、製藥測試、DNA測試和其它類型的測試。每個試管106包含待分析的物質110。在一個實施方案中，物質110通常為其中含有材料的液體。示例性材料包括蛋白質和其它類型的分析物。在一個實施方案中，物質110通常為其中含有植物材料的液體。示例性植物材料包括蛋白質和其它類型的分析物。測試條梳狀元件120用於檢測試管106中的物質110中的材料例如蛋白質是否存在。測試條梳狀元件120包括多個具有下部124的指狀件122，所述下部124插入到試管106的開口端中並插入到試管106中的物質110中。每個指狀件122還包括第二區域126，其中彩帶(參見圖3A)表明材料在相應的指狀件所插入到其中的物質110中的存在。在一個實施方案中，給定的帶的顏色強度提供對材料在物質110中的濃度的測量。在一個實施例中，其中彩帶為紅色，較深的紅色表明材料在物質110中的濃度較高。如圖2所示，測試條梳狀元件120包括十二個指狀件122，給定的行108中的每個試管106與一個指狀件相應。在一個實施方案中，測試條梳狀元件120包括比行中的試管數少的指狀件。在該情況下，多個測試條梳狀元件120用於覆蓋給定的行108。示例性測試條梳狀元件120為IA側向流動條，其可得自Agdia (30380County Road6, Elkhart, IN46514)。IA側向流動條已經被證實可快速和選擇性地檢測植物材料例如玉米葉子樣品中所關注的蛋白質。在一個實施方案中，將植物材料置於試管中。試管包含關於試管中的植物材料的鑑別信息。在一個實施方案中，將該鑑別信息綁定至試管所支撐的條形碼。將各個試管組裝到試管架100中，所述試管架100還可包含關於所支撐的試管及其位置的鑑別信息。在一個實施方案中，將上述關於試管的鑑別信息綁定至提供在試管架100上的條形碼130。然後處理試管中的植物材料以提取植物蛋白質。示例性處理包括以下一個或多個操作:珠粒添加、緩衝劑添加、將管蓋好、研磨和將管開蓋。然後將測試條梳狀元件120的指狀件122置於相應的管106中。在孵育時間後,將測試條梳狀元件120從管106中單獨取出並通過在指狀件122的第二區域126中的預定位置尋找帶的存在來進行分析以確定一種或多種蛋白質的存在。在一個實施方案中，也檢測蛋白質的表達水平。示例性孵育時間為約5分鐘。儘管所顯示的實施方案討論了對梳狀元件的分析，但是本申請公開的方法和處理順序可用於單一測試條。參見圖4，顯示了用於對測試條梳狀元件120的指狀件122的第二區域126進行分析的示例性系統200。在一個實施方案中，系統200還對第二區域126進行分析以確定蛋白質的表達水平。系統200包括照相機202，所述照相機202捕捉測試條梳狀元件120的圖像124。在一個實施方案中，照相機202為彩色照相機，所述彩色照相機捕捉測試條梳狀元件120的電子圖像。電子圖像含有多行像素，每個所述像素具有它們自己的值。每個像素包含與在該圖像位置看見的紅色的量相應的第一值、與在該圖像位置看見的綠色的量相應的第二值和與在該圖像位置看見的藍色的量相應的第三值。在可選擇的實施方案中，不同的色值可通過照相機202來確定。將所捕捉的圖像124提供至控制器210，所述控制器210對圖像進行分析以確定一種或多種蛋白質在各個試管106的各個物質110中的存在。在一個實施方案中，系統200還對第二區域126進行分析以確定蛋白質的表達水平。在一個實施方案中，控制器210為臺式計算機、膝上型計算機、手持型計算設備或可運行程序的其它設備。控制器210可存取的存儲器212包括圖像處理軟體214，所述圖像處理軟體214可通過控制器210來執行以對圖像124進行分析。存儲器212還包括測試條資料庫216，所述測試條資料庫216記錄控制器210由下部124確定的信息。參見圖5，顯示了測試條資料庫216的示例性說明。測試條資料庫216包括鑑別信息218、蛋白質標記信息220、圖像信息222例如所分析的圖像124的拷貝或圖像124的文件名的標識和植物信息224。植物信息224可包括關於植物的信息，給定的試管中的物質來自所述植物。鑑別信息218可為試管的條形碼信息、試管架的條形碼信息、試管在試管架中的位置和鑑別試管或試管架的其它信息。在一個實施方案中，鑑別信息為梳狀元件122上的條形碼或其它鑑別標誌。如本申請所述，在一個實施方案中，蛋白質標記信息僅為一種或多種蛋白質存在或不存在的指示。在另一個實施方案中，蛋白質標記信息為一種或多種蛋白質存在或不存在的指示和至少一種蛋白質的表達水平。
存儲器212與控制器210的一個或多個處理器相關且可包括但不限於與軟體的執行相關的存儲器和與數據的儲存相關的存儲器。存儲器212可為任何可得到的計算機可讀介質，其可通過控制器210的一個或多個處理器來存取並包括揮發性和非揮發性介質。另夕卜，計算機可讀介質可為可移動介質和不可移動介質中的一種或兩種。例如，計算機可讀介質可包括但不限於RAM、ROM、EEPR0M、快閃記憶體或其它存儲技術、CD-ROM、數字式多功能盤(DVD)或其它光碟存儲、磁盒、磁帶、磁碟存儲或其它磁存儲設備或可用於存儲所需信息並可通過控制器210來存取的任何其它介質。存儲器212可為可通過控制器210的一個或多個處理器來存取的多個存儲器。回到圖4，測試條梳狀元件120在方向240上在第一板242和第二板244之間經過。在板242和244之間的空間限定狹縫。在一個實施方案中，選擇第一板242以具有光學性質，以向測試條梳狀元件120提供對比背景。在一個實施方案中，第一板242通常為黑色。在一個實施方案中，選擇第二板244以允許測試條梳狀元件120可為照相機202所見。在一個實施方案中，第二板244通常為透明的。照相機202的光學系統將照相機202的圖像平面聚焦在設在第一板242和第二板244之間的狹縫處。在一個實施方案中，不包含第二板244。在該情況下，將照相機202聚焦在第一板242前面的區域上，在該處提供測試條梳狀元件120。第一板242和第二板244的緊密度通常防止測試條梳狀元件120在方向246和248上摺疊。提供傳感器250，其監測第一板242前面的區域及當包含第二板244時監測在第二板244後面的區域。當測試條梳狀元件120位於照相機202的視野中或將要位於照相機202的視野中時，傳感器向控制器210提供指示。控制器210基於來自傳感器250的指示控制照相機202拍攝測試條梳狀元件120的圖像124。在一個實施方案中，傳感器250為光學傳感器，其在測試條梳狀元件120中斷從源252傳至檢測器254的光學能量束時檢測。在示出的實施方案中，傳感器250與照相機202直接連接，照相機202決定何時捕捉圖像124。在一個實施方案中，傳感器250設置在軟體中。在軟體中的示例性傳感器是處理順序，其監測圖像區域如行並分析該區域的測量結果以決定梳狀元件122存在或不存在。在一個實施方案中，測試條元件120從在第一板242和第二板244之間的狹縫的下邊緣掉落至丟棄容器中。參見圖12，示出示例性閱讀設備300。閱讀設備300包含框架302，其支撐多個壁，示出了壁304、306和308。壁304和306及剩餘的壁通常為不透明的。照相機202位於閱讀設備300中，其對準狹縫310。狹縫310設在第一板242和照相機202之間。在一個實施方案中，包含第二板244及狹縫310位於第一板242和第二板244之間。在示出的實施方案中，第一板242包含把手312並與閱讀設備300的剩餘部分可移動地連接。在示出的實施方案中，第一板242由設在框架302中的導軌314接收並通常形成閱讀設備300的端壁。在操作中，使測試條梳狀元件120通過第一板242前面的狹縫310落下。傳感器250確定測試條梳狀元件120的存在且照相機202捕捉測試條梳狀元件120的圖像。然後測試條梳狀元件120從閱讀設備300的開口底部掉落至容器中。通過使第一板242可取出，一旦第一第一板242被植物材料汙染，可將第一第一板242取出並用第二第一板242替代。在一個實施方案中，第一板242和第二板244 (當提供時)可從閱讀設備300的剩餘部分取出。在一個實施方案中，當第一板242應更換或清潔時，控制器210向操作員提供指示。示例性指示包括監控器上的提示、燈、其它視覺暗示、音頻暗示、觸覺暗示或其組合。響應於第一板242上的植物材料量的分析，通過控制器210執行的軟體，控制器210決定何時提供指示。在一個實施方案中，提供光源320以照明第一板242前面的區域。在一個實施方案中，選擇光源類型及其位置以在測試條梳狀元件120上提供均勻的柔光。在示出的實施方案中，光源320為照明環，其圍繞照相機202的鏡頭放置。光源320背向第一板242，從而使光源320產生的光必須首先從閱讀設備300的一個或多個壁反射以到達第一板242。與光源320面向第二板244相比，這種設置在第一板242和第二板244之間的區域提供更均勻的光照。在一個實施方案中，使光源320的取向與第一板242成約90度並沿著閱讀設備300的側壁安置。如本申請更詳細地解釋，使用圖像處理技術〃閱讀〃測試條梳狀元件120。對於每個指狀件122，確定給出的分析物如蛋白質是否存在。示例性分析物包括蛋白質、DNA的部分和其它合適的分析物。將該信息與試管的鑑別信息核對。參見圖6，示出控制器210的示例性處理順序270。從圖像124確定測試條梳狀元件120的略圖，如模塊272所示。在圖7中示出示例性圖像124。該略圖被圖像處理軟體214使用以確定測試條梳狀元件120的取向。在一個實施方案中，圖像處理軟體214改變圖像以確定測試條梳狀元件120取向，從而使指狀件122大體垂直延伸。在一個實施方案中，提取的略圖不需要是完整的略圖，而僅為指狀件122的垂直邊緣部分或梳狀元件122的其它特徵。在指狀件122之間的垂直邊緣可基於邊緣之間的間隔鑑別，所述間隔應相應於指狀件的厚度的間隔或相鄰指狀件之間的間隔。在一個實施方案中，鑑別第一指狀件的左側垂直邊緣和第二指狀件的右側垂直邊緣。若未將測試條梳狀元件120的圖像124確定取向以使指狀件122大體垂直，則可將圖像通過圖像處理軟體214對進行偏斜消除，如模塊274所示。示例性對進行偏斜消除圖像在圖8中示出。一旦使圖像124正確取向，再次確定測試條梳狀元件120的略圖，如模塊276所示。再次，略圖不需要是測試條梳狀元件120的完整略圖。該略圖用於確定每個指狀件122的參照物，如模塊278所示。在一個實施方案中，每個指狀件的參照物是每個指狀件122的下邊緣。在一個實施方案中，每個條帶的下邊緣通過以下方法確定:比較水平略圖特徵的長度與指狀件122的已知長度。以此方式，可將圖像124中的碎屑丟棄並不注意地選為下邊緣。示例性碎屑包括粘附於第二板244的植物材料、灰塵或其它碎屑。一旦每個指狀件122的底部已知，將每個指狀件122的關注區域290從圖像124分離，如模塊280所示。在一個實施方案中，每個指狀件的關注區域290相應於指狀件122的第二區域126。參見圖9，示出圖8的對進行偏斜消除圖像的分離的關注區域290的示例性表示。在一個實施方案中，每個指狀件122的關注區域290是與指狀件的確定下邊緣的指定距離且關注區域具有指定長度。在一個實施方案中，將關注區域的圖像歸一化，如模塊282所不。在一個實施方案中，所述歸一化是顏色均衡，其從圖像除去顏色偏差。示例性偏差可為在圖像中過多的植物材料導致的綠色。示例性偏差可為在圖像中灰塵導致的紅色。如圖9中所示，色帶存在於各個指狀件122的關注區域範圍中。該圖像用於鑑別在各個關注區域範圍中帶的存在，如模塊284所示。
在一個實施方案中，基於像素色值，將每個像素構造成第一色或第二色。在一個實施方案中，第一色是白色及第二色是黑色。一旦像素著色為第一色和第二色中的一個，確定在關注區域的限定區域中帶的存在。參見圖11，每個關注區域290包含三個區域292、294和296。基於測試條梳狀元件120的構造，可包含或多或少的區域。由於照相機202正在捕捉梳狀元件120的圖像，可減少帶的分離，以實現大於標準人類視覺的解析度。區域292-296中的每個相應於指示具體蛋白質存在或不存在的潛在的帶的位置。同樣，圖像處理軟體214檢查區域292中的像素，以確定第一蛋白質存在或不存在。圖像處理軟體214檢查區域294中的像素，以確定第二蛋白質存在或不存在。圖像處理軟體214檢查區域296中的像素，以確定第三蛋白質存在或不存在。在一個實施方案中，圖像處理軟體214檢查給定區域中的像素並將在區域中具有第一色的像素的數目與閾比較。若數目超過閾，則認為蛋白質存在。若數目不超過閾，則認為蛋白質不存在。以下實例針對在關注區域中具有兩個區域的十二指狀件梳說明這一點。同樣，設置所述梳以檢測兩種蛋白質存在或不存在。實施例權利要求
1.對具有多個隔開的指狀件的測試條梳狀元件進行分析的方法，所述指狀件中的每個已經被暴露於相應的植物材料及將所述指狀件中的每個構造成指示在所述相應的植物材料中一種或多種植物分析物的存在，所述方法包括: 捕捉所述測試條梳狀元件的多個指狀件的電子圖像；及 用電子控制器對所 述電子圖像進行分析以確定所述測試條梳狀元件的第一指狀件是否存在第一植物分析物及確定所述測試條梳狀元件的第二指狀件是否存在第二植物分析物。
2.權利要求1的方法，其中所述第一植物分析物與所述第二植物分析物相同。
3.權利要求1或2的方法，其中捕捉所述測試條梳狀元件的多個指狀件的電子圖像的步驟包括以下步驟: 監測照相機的視野； 在所述照相機的視野中檢測所述測試條梳狀元件的存在；和 當在所述照相機的視野中檢測到所述測試條梳狀元件時，將所述測試條梳狀元件的多個指狀件的電子圖像儲存在計算機可讀介質上。
4.權利要求3的方法，其中在所述照相機的視野中檢測所述測試條梳狀元件的存在的步驟包括以下步驟: 捕捉所述照相機的幀；和 對所捕捉的幀的一部分進行分析以確定所述測試條梳狀元件的存在。
5.權利要求3或4的方法，其中對所捕捉的幀的所述部分進行分析以確定所述測試條梳狀元件的存在的步驟包括以下步驟: 確定所捕捉的幀的所述部分的平均像素亮度值； 將所述平均像素亮度值與第一閾值進行比較； 確定所捕捉的幀的所述部分的亮度值超過所述平均亮度值的像素的數目； 將所捕捉的幀的所述部分的像素的所述數目與第二閾值進行比較； 當所述平均像素亮度超過所述第一閾值且所捕捉的幀的所述部分的像素的所述數目超過所述第二閾值時，確定所述測試條梳狀元件的存在；和 在計算機可讀介質上將所述所捕捉的幀儲存為所述電子圖像。
6.前述權利要求中任一項的方法，其中所述電子圖像為彩色圖像，所述彩色圖像的每個像素具有多個色值且用所述電子控制器對所述電子圖像進行分析以確定所述測試條梳狀元件的第一指狀件是否存在所述第一植物分析物及確定所述測試條梳狀元件的第二指狀件是否存在所述第二植物分析物的步驟包括以下步驟: 對所述電子圖像的與所述第一指狀件相應的第一部分進行分析； 基於所述第一部分的至少一個色值確定所述第一植物分析物是否與所述第一指狀件結合； 對所述電子圖像的與所述第二指狀件相應的第二部分進行分析；和 基於所述第二部分的至少一個色值確定所述第二植物分析物是否與所述第二指狀件彡口口。
7.權利要求6的方法，其中基於所述第一部分的至少一個色值確定所述第一植物分析物是否與所述第一指狀件結合的步驟包括以下步驟:對於所述第一部分的每個像素， 將第一色值與第一閾值進行比較； 將第二色值與第二閾值進行比較； 基於所述第一色值與所述第一閾值的比較和所述第二色值與所述第二閾值的比較，將所述像素分類為表示所述第一分析物存在的像素和表示所述第一分析物不存在的像素；基於被分類為表 示所述第一分析物存在的像素的數目確定所述第一分析物是否與所述第一指狀件結合；和 其中基於所述第二部分的至少一個色值確定所述第二植物分析物是否與所述第二指狀件結合的步驟包括以下步驟: 對於所述第二部分的每個像素， 將第一色值與第一閾值進行比較； 將第二色值與第二閾值進行比較； 基於所述第一色值與所述第一閾值的比較和所述第二色值與所述第二閾值的比較，將所述像素分類為表示所述第二分析物存在的像素和表示所述第二分析物不存在的像素；基於被分類為表示所述第二分析物存在的像素的數目確定所述第二分析物是否與所述第二指狀件結合。
8.前述權利要求中任一項的方法，所述方法還包括以下步驟:從所述電子圖像中除去由於所述電子圖像中過多的植物材料而導致的綠色偏差。
9.前述權利要求中任一項的方法，所述方法還包括以下步驟:從所述電子圖像中除去由於所述電子圖像中的灰塵而導致的紅色偏差。
10.權利要求1-6中任一項的方法，其中所述電子圖像為彩色圖像，所述彩色圖像的每個像素具有多個色值且所述方法還包括以下步驟:對所述電子圖像進行色彩均衡。
11.權利要求10的方法，其中對所述電子圖像進行色彩均衡的步驟包括以下步驟: 鑑別每個指狀件的相應關注區域； 對所述第一指狀件的相應關注區域進行色彩均衡；和 獨立於所述第一指狀件對所述第二指狀件的相應關注區域進行色彩均衡。
12.權利要求11的方法，對所述第一指狀件的相應關注區域進行色彩均衡的步驟包括以下步驟: 按比例調整所述第一指狀件的相應關注區域的每個像素的第一色值，從而使所述第一指狀件的相應關注區域的所有像素的平均第一色值等於第一值；和 按比例調整所述第一指狀件的相應關注區域的每個像素的第二色值，從而使所述第一指狀件的相應關注區域的所有像素的平均第二色值等於第二值。
13.權利要求12的方法，其中所述第一值等於所述第二值。
14.權利要求1-10中任一項的方法，其中所述多個指狀件各自包括相應的關注區域，所述相應的關注區域包括多個隔開的帶位置且用所述電子控制器對所述電子圖像進行分析以確定所述測試條梳狀元件的第一指狀件是否存在所述第一植物分析物及確定所述測試條梳狀元件的第二指狀件是否存在所述第二植物分析物的步驟包括以下步驟: 在所述電子圖像中針對所述第一指狀件和所述第二指狀件對相應的關注區域進行定位；基於所述電子圖像的至少一個平均背景強度為所述圖像設置閾值；和 分割所述電子圖像以除去小的模糊點。
15.權利要 求14的方法，其中在所述電子圖像中針對所述第一指狀件和所述第二指狀件對相應的關注區域進行定位的步驟包括以下步驟: 確定所述測試條梳狀元件在所述電子圖像中的取向； 對所述圖像進行偏斜消除，從而使所述測試條梳狀元件的第一指狀件和第二指狀件垂直取向； 在所述電子圖像中針對所述第一指狀件定位第一參照物，所述第一指狀件的第一關注區域位於相對於所述第一參照物的第一已知位置；和 在所述電子圖像中針對所述第二指狀件定位第二參照物，所述第二指狀件的第二關注區域位於相對於所述第二參照物的第二已知位置。
16.權利要求14或15中任一項的方法，其中在所述電子圖像中針對所述第一指狀件和所述第二指狀件對相應的關注區域進行定位的步驟還包括以下步驟:針對透視變形對所述電子圖像進行校正。
17.權利要求14-16中任一項的方法，其中在所述電子圖像中針對所述第一指狀件和所述第二指狀件對相應的關注區域進行定位的步驟還包括以下步驟:確定用於所述電子圖像的按比例調整因子。
18.權利要求14-17中任一項的方法，其中基於至少一個平均背景強度為所述圖像設置閾值的步驟包括以下步驟: 確定針對第一色值的平均背景強度； 確定針對第二色值的平均背景強度； 對於每個像素，若就所述第一色值而言的像素值超過就所述第一色值而言的平均背景強度和就所述第二色值而言的像素值超過就所述第二色值而言的平均背景強度中的一個，則將所述像素指定為第三顏色，否則將所述像素指定為第四顏色。
19.前述權利要求中任一項的方法，所述方法還包括以下步驟:儲存確定所述第一分析物存在的定性指示和確定所述第二分析物存在的定性指示。
20.前述權利要求中任一項的方法，所述方法還包括以下步驟:儲存確定所述第一分析物表達水平的定性指示和確定所述第二分析物表達水平的定性指示。
21.前述權利要求中任一項的方法，所述方法還包括以下步驟:提供封閉結構，所述封閉結構在頂部具有適於允許所述測試條梳狀元件進入所述封閉結構的內部的開口且在底部具有適於允許所述測試條梳狀元件離開所述封閉結構的內部的開口，其中當所述測試條梳狀元件位於所述封閉結構的內部時，實施對所述測試條梳狀元件的多個指狀件的電子圖像進行捕捉的步驟。
22.對具有多個隔開的指狀件的測試條梳狀元件進行分析的系統，每個所述指狀件已經被暴露於相應的植物材料且將每個所述指狀件構造成指示在所述相應的植物材料中一種或多種植物分析物的存在，所述系統包括 照相機； 背景元件，所述測試條梳狀元件在所述照相機的視野中且在所述背景元件前； 光源，所述光源為所述照相機的視野提供大體均勻的照明；和電子控制器，所述電子控制器與所述照相機可操作地連接並被構造成對所述測試條梳狀元件的多個指狀件的電子圖像進行分析以確定所述測試條梳狀元件的第一指狀件是否存在第一植物分析物和確定所述測試條梳狀元件的第二指狀件是否存在第二植物分析物。
23.權利要求22的系統，所述系統還包括: 封閉結構，所述封閉結構在頂部具有適於允許所述測試條梳狀元件進入所述封閉結構的內部的開口且在底部具有適於允許所述測試條梳狀元件離開所述封閉結構的內部的開口，當所述測試條梳狀元件 位於所述封閉結構的內部時，對所述測試條梳狀元件的多個指狀件的電子圖像進行捕捉。
24.權利要求23的系統，其中所述背景元件是可移開的板，其提供相對於所述測試條梳狀元件的對比背景。
25.權利要求22的系統，所述系統還包括具有運輸元件的輸送系統，所述測試條梳狀元件支撐在所述運輸元件上，其中所述電子控制器與所述輸送系統的驅動系統可操作地連接。
26.權利要求25的系統，其中所述背景元件為所述輸送系統的運輸元件。
27.權利要求25的系統，所述系統還包括清潔系統以由所述運輸元件除去過多的植物碎屑。
28.權利要求2 5的系統，所述系統還包括供料系統，所述供料系統將所述測試條梳狀元件置於所述輸送系統上。
29.權利要求28的系統，其中 所述供料系統將所述測試條梳狀元件以相對於前面的測試條梳狀元件和後面的測試條梳狀元件大體均勻的間隔置於所述運輸元件上。
30.權利要求22-29中任一項的系統，所述系統還包括: 顯示用戶界面的顯示設備，所述用戶界面包括: 顯示所述測試條梳狀元件的電子圖像的第一區域； 顯示指示器的第二區域，當所述電子控制器準備對第二測試條梳狀元件進行分析時，所述指示器為操作者提供指示。
31.權利要求30的系統，其中將對一系列多個測試條梳狀元件進行分析且用戶界面用顯示設備提供關於已經被分析的多個測試條元件的指示。
全文摘要
本申請公開了用於對具有多個指狀件的測試條梳狀元件進行分析的系統和方法。所述系統和方法可對測試條梳狀元件進行分析以確定一種或多種分析物在多個指狀件的每個上的存在。
文檔編號G01N35/00GK103119449SQ201180045226
公開日2013年5月22日 申請日期2011年7月19日 優先權日2010年7月20日
發明者P.塞特魯爾, K.姚, S.託勒多, J.理查森 申請人:陶氏益農公司