核酸扩增曲线分析方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及分子生物学技术领域，具体而言，涉及一种核酸扩增曲线分析方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

扩增曲线是描述PCR动态进程的曲线，以循环数为横坐标，以反应过程中实时荧光信号强度为纵坐标。PCR生长曲线不是标准的指数曲线，这是因为随着PCR进行的循环数增加，DNA聚合酶活性变低、反应物枯竭、反应副产物焦磷酸阻碍合成反应等等因素，使得PCR不是指数扩增，典型的PCR生长曲线呈“S形”，其包括基线期、指数期、线性期、平台期。例如在典型核酸样本PCR曲线中，依据循环阈值(Ct值)大小来判断阴阳性。

目前，在核酸扩增技术中，数据处理都需要进行两个核心步骤，数据噪声过滤和Ct值确认。其中，Ct值确认主流是选择通过阈值线与扩增曲线交点确认法，噪声过滤主流方法包括数据平滑、背景扣除和幅度归一化。而幅度归一化主要有两种方案：直接计算和使用参比通道，但是这些方案存在边缘效应、增加试验复杂性的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种核酸扩增曲线分析方法、装置、设备及存储介质，通过对原始核酸扩增数据拟合后求一阶，二阶，三阶导数的峰值点，再代入一阶导数求解对应的特征点，并对特征点线性拟合归一化，进而确定扩增曲线循环阈值，避免了边缘效应导致的荧光光强值不同的问题，并且无需参比染料，从而大大优化了实验流程，提高了实验效率。

第一方面，本申请实施例提供一种核酸扩增曲线分析方法，该方法包括：对核酸扩增数据进行拟合与导数求解，获得核酸扩增曲线的一阶导数曲线和高阶导数曲线；将所述一阶导数曲线和高阶导数曲线的峰值点代入所述一阶导数曲线进行计算，获得所述一阶导数曲线上的特征点；对所述特征点进行线性拟合与归一化，获得所述核酸扩增曲线的归一化一阶导数曲线；根据所述归一化一阶导数曲线，确定所述核酸扩增曲线的循环阈值。

在上述实现过程中，通过对原始核酸扩增数据拟合后求一阶，高阶导数的峰值点，再根据这些峰值点对一阶导数进行归一化，并根据归一化的一阶导数确定扩增曲线循环阈值，避免了边缘效应导致的荧光光强值不同的问题，并且无需参比染料，从而大大优化了实验流程，提高了实验效率。

可选地，所述对核酸扩增数据进行拟合与导数求解，获得核酸扩增曲线的一阶导数曲线和高阶导数曲线，包括：采用滑动窗口采集原始核酸扩增数据，获得固定循环数区间的核酸扩增数据；其中，所述核酸扩增数据包括：多个核酸数据点在所述循环数处的生长过程的荧光强度；对所述核酸扩增数据进行线性最小二乘法回归拟合，获得核酸扩增曲线；对所述核酸扩增曲线进行一阶导数求解和高阶导数求解，获得所述一阶导数曲线和所述高阶导数曲线。

在上述实现过程中，对于原始核酸扩增数据并不是直接进行S型曲线拟合，而是通过线性最小二乘法拟合出核酸扩增曲线，减小了算法复杂度，提高了拟合准确率。

可选地，所述高阶导数曲线包括：二阶导数曲线；所述对所述核酸扩增曲线进行一阶导数求解和高阶导数求解，获得所述一阶导数曲线和所述高阶导数曲线，包括：对所述核酸扩增曲线进行一阶导数求解，获得所述一阶导数曲线；判断所述一阶导数曲线是否存在峰值；若判定所述一阶导数曲线存在峰值，则对所述一阶导数曲线的峰值附近至少三个点进行多项式最小二乘法回归拟合求解，获得所述一阶导数曲线的峰值点；对所述核酸扩增曲线进行二阶导数求解，获得二阶导数曲线。

在上述实现过程中，对于核酸扩增曲线的一阶导数的峰值并不是直接进行S型曲线拟合，而是通过最小二乘法多项式曲线拟合进行峰值求解，且通过峰值判断求解一阶导数峰值点和二阶导数，减小了算法复杂度，提高了峰值计算的准确率的同时，有利于快速确定出循环阈值。

可选地，所述高阶导数曲线还包括：三阶导数曲线；所述对所述核酸扩增曲线进行二阶导数求解，获得二阶导数曲线之后，所述对所述核酸扩增曲线进行一阶导数求解和高阶导数求解，获得所述一阶导数曲线和所述高阶导数曲线，还包括：基于所述一阶导数曲线的峰值数值较小侧的数据，判断所述二阶导数曲线是否存在峰值；若判定所述二阶导数曲线存在峰值，则对所述二阶导数曲线的峰值附近至少三个点进行多项式最小二乘法回归拟合求解，获得所述二阶导数曲线的峰值点；并对所述核酸扩增曲线进行三阶导数求解，获得三阶导数曲线；若判定所述二阶导数曲线不存在峰值，则将所述核酸扩增曲线的循环阈值确定为不存在。

在上述实现过程中，对于核酸扩增曲线的二阶导数的峰值并不是直接进行S型曲线拟合，而是通过最小二乘法多项式曲线拟合进行峰值求解，且通过峰值判断求解二阶导数峰值点和三阶导数，减小了算法复杂度，提高了峰值计算的准确率的同时，有利于快速确定出循环阈值。

可选地，所述对所述核酸扩增曲线进行三阶导数求解，获得三阶导数曲线之后，所述对所述核酸扩增曲线进行一阶导数求解和高阶导数求解，获得所述一阶导数曲线和所述高阶导数曲线，还包括：基于所述二阶导数曲线的峰值的数值较小侧的数据，判断所述三阶导数曲线是否存在峰值；若判定所述三阶导数曲线存在峰值，则对所述三阶导数曲线的峰值附近至少三个点进行多项式最小二乘法回归拟合求解，获得所述三阶导数曲线的峰值点；若判定所述三阶导数曲线不存在峰值，则将所述核酸扩增曲线的循环阈值确定为小于零。

在上述实现过程中，通过采用最小二乘法多项式曲线拟合峰值求解三阶导数峰值点，减小了算法复杂度，提高了峰值计算的准确率，并通过三阶导数峰值的判断有利于快速确定出循环阈值的范围。

可选地，所述对所述特征点进行线性拟合与归一化，获得所述核酸扩增曲线的归一化一阶导数曲线，包括：对所述核酸扩增曲线的一阶导数曲线的常数参数进行处理，获得所述一阶导数曲线的归一化参数；其中，所述常数参数包括：所述核酸扩增曲线的最终产物荧光量、最初产物荧光量、扩增效率；对所述特征点和归一化参数进行线性最小二乘法回归拟合，获得所述归一化一阶导数曲线。

在上述实现过程中，通过直接对核酸扩增曲线的一阶导数进行归一化处理，避免了边缘效应导致的荧光光强值不同的问题，减小了算法复杂度，提高了循环阈值计算的效率。

可选地，所述根据所述归一化一阶导数曲线，确定所述核酸扩增曲线的循环阈值，包括：对所述归一化一阶导数曲线取阈值线；将所述阈值线与所述归一化一阶导数曲线的较小交点的横坐标值确定为所述核酸扩增曲线的循环阈值。

在上述实现过程中，通过直接对核酸扩增曲线的一阶导数进行归一化处理，并根据归一化的一阶导数曲线取阈值线确定循环阈值，避免了边缘效应导致的荧光光强值不同的问题，减小了算法复杂度，提高了循环阈值计算的效率。

第二方面，本申请实施例提供了一种核酸扩增曲线分析装置，所述装置包括：拟合求导模块，用于对核酸扩增数据进行拟合与导数求解，获得核酸扩增曲线的一阶导数曲线和高阶导数曲线；计算特征点模块，用于将所述一阶导数曲线和高阶导数曲线的峰值点代入所述一阶导数曲线进行计算，获得所述一阶导数曲线上的特征点；归一化模块，用于对所述特征点进行线性拟合与归一化，获得所述核酸扩增曲线的归一化一阶导数曲线；分析循环阈值模块，用于根据所述归一化一阶导数曲线，确定所述核酸扩增曲线的循环阈值。

第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述的方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述的方法的步骤。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种核酸扩增曲线分析方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一阶导数曲线的特征点示意图；

图3为本申请实施例提供的一种核酸扩增曲线和导数曲线的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种特征点线性拟合函数曲线图；

图5为本申请实施例提供的一种归一化一阶导数曲线图；

图6为本申请实施例提供的核酸扩增曲线分析装置的功能模块示意图；

图7为本申请实施例提供核酸扩增曲线分析装置的电子设备的方框示意图。

图标：210-拟合求导模块；220-计算特征点模块；230-归一化模块；240-分析循环阈值模块；300-电子设备；311-存储器；312-存储控制器；313-处理器；314-外设接口；315-输入输出单元；316-显示单元。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在介绍本申请前，首先对涉及到的几个背景概念作简要说明。

Real-time PCR：通过连续监测PCR指数扩增期间的荧光信号强弱的变化来测定特异性产物的量。通过在PCR反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号积累实现实时监测整个PCR过程，利用合适的数据分析方法，对起始模板进行定量分析。样本制备过程许多因素会造成样本之间的差异，数据归一化处理即是消除这些差异的过程。

循环阈值(Ct值)：一般落在PCR生长曲线的指数阶段，在阈值交点法中表示为PCR反应使得探测到的荧光信号强度达到设定阈值时所对应的循环数，而在二次求导法中表示为PCR反应的扩增速度的变化率最大值点。待测样品中模板的起始拷贝数越大，Ct值越小，所以Ct值可以用来关联模板起始拷贝数。在临床中依据样本的Ct值大小来判断阴阳性。

扩增曲线四个阶段：1.基线期：扩增曲线的水平部分，扩增的荧光信号被荧光背景信号所掩盖，无法判断产物生成量的变化。2.指数期：PCR指数扩增期，扩增曲线起峰，每个循环的产物量与初始模板量符合指数关系，PCR产物量的对数值与起始模板量之间存在线性关系。3.线性期：PCR反应后期，由于PCR反应体系各成分的消耗、产物抑制等因素的影响，反应效率降低，产物量与初始模板量不再符合指数关系。4.平台期：PCR反应停止，PCR产物不再随循环数增加而增加。由于影响PCR扩增的因素错综复杂，每个反应进入平台期的时间和平台期的高低都各不相同。

本申请发明人注意到，现有的PCR扩增曲线分析循环阈值时的归一化处理一般有两种：一，对原始的荧光数据进行换算处理，去除本底后得到归一化的信号；二，使用参比通道，将两个通道的信号相除，再去除本底后，得到归一化的信号。但在上述的两种方法中，第一种方法存在边缘效应，若不同孔的荧光信号强度不同，归一化后的数据会存在比例上的偏差；第二种方法虽然克服了这一点，但是需要使用参比染料，加大了试验的复杂性，并多使用了一个通道，同样也增加了仪器的复杂性。有鉴于此，本申请提出了如下介绍的一种核酸扩增曲线分析方法：

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种核酸扩增曲线分析方法的流程图，该方法包括：步骤100、步骤120、步骤140和步骤160。

步骤100：对核酸扩增数据进行拟合与导数求解，获得核酸扩增曲线的一阶导数曲线和高阶导数曲线；

步骤120：将一阶导数曲线和高阶导数曲线的峰值点代入一阶导数曲线进行计算，获得一阶导数曲线上的特征点；

步骤140：对特征点进行线性拟合与归一化，获得核酸扩增曲线的归一化一阶导数曲线；

步骤160：根据归一化一阶导数曲线，确定核酸扩增曲线的循环阈值。

示例性地，核酸扩增(生长)曲线显示出核酸数据量何时随时间增加，该曲线由聚合酌链反应(PCR)产生，可以二维曲线图表示，循环数定义为x轴，累积生长指标定义为y轴。其中，累积生长指标可以是由荧光标记物产生的荧光强度值，根据所使用的特定标记和/或检测方案，可使用其它物理量指标，例如：发光强度、生物发光强度、磷光强度、电荷转移、电压、电流、功率、能量、温度、黏度、光散射、辐射强度、反射率、透射率以及吸收率。循环数的定义可以是：时间、处理循环、单位操作循环和生殖循环。

在生物学中，当种群在有限资源里生长，其生长符合sigmoid函数(S型函数)，其随时间变化的生长曲线呈S型形状。在PCR扩增中，试管内的情况是类似的，核酸在有限的资源里进行扩增，所以其S型曲线也可以用sigmoid函数进行表达，可以用数学表达式表示如下：

其中，N为最终产物的荧光量，N

f

其中，a、b为对应的常数参数，与实际所使用的特定标记和/或检测方案有关，因此，本申请的核酸扩增曲线可以最终用数学表达式表示为：f(x)＝f

首先对核酸扩增数据进行拟合，然后求解拟合后的核酸扩增曲线的一阶，高阶导数，这里的高阶导数可以是二阶、三阶或者是四阶、五阶等更高阶；其次，根据求得的导数求一阶和高阶导数的峰值点，再将峰值点的横坐标代入一阶导数曲线进行计算，获得对应一阶导数曲线上的特征点，将此时一阶导数曲线上的横纵坐标确立为特征点的坐标值；再次对这些特征点进行线性拟合和一阶导数的归一化，这与目前现有的对原始荧光数据归一化有很大的不同。最后，根据归一化的一阶导数曲线，可采用取阈值线常规方法来计算和确定循环阈值Ct，以此达到最终分析测定的目的。

通过对原始核酸扩增数据拟合后求一阶，高阶导数的峰值点，再根据这些峰值点对一阶导数进行归一化，并根据归一化的一阶导数确定扩增曲线循环阈值，避免了边缘效应导致的荧光光强值不同的问题，并且无需参比染料，从而大大优化了实验流程，提高了实验效率。

在一个实施例中，步骤100可以包括：步骤101、步骤102和步骤103。

步骤101：采用滑动窗口采集原始核酸扩增数据，获得固定循环数区间的核酸扩增数据；其中，核酸扩增数据包括：多个核酸数据点在循环数处的生长过程的荧光强度；

步骤102：对核酸扩增数据进行线性最小二乘法回归拟合，获得核酸扩增曲线；

步骤103：对核酸扩增曲线进行一阶导数求解和高阶导数求解，获得一阶导数曲线和高阶导数曲线。

示例性地，对于四个梯度的模板扩增反应，每个反应取每个循环(cycle)的延伸时荧光信号强度，最大值作为原始数据，共40个值。以滑动窗口固定设置为5个数据点，从第一个cycle开始至40个cycle的原始核酸扩增数据进行线性最小二乘法回归拟合，获得核酸扩增曲线f(x)＝f

在一个实施例中，该高阶导数曲线可以包括：二阶导数曲线；步骤100还可以包括：步骤104、步骤105、步骤106和步骤107。

步骤104：对核酸扩增曲线进行一阶导数求解，获得一阶导数曲线；

步骤105：判断一阶导数曲线是否存在峰值；

步骤106：若判定一阶导数曲线存在峰值，则对一阶导数曲线的峰值附近至少三个点进行多项式最小二乘法回归拟合求解，获得一阶导数曲线的峰值点；

步骤107：对核酸扩增曲线进行二阶导数求解，获得二阶导数曲线。

示例性地，最小二乘法多项式曲线拟合可以是根据给定的m个点，并不要求这条曲线精确地经过这些点，而是曲线y＝f(x)的近似曲线y＝φ(x)，从而求出近似解。m至少等于3，当m取3时，可以进行最小二乘法二次多项式曲线拟合，当m取4、5…9数值时，可以进行最小二乘法三次多项式曲线拟合。

对步骤100拟合出的核酸扩增曲线，计算拟合所有线段的斜率(slope)作为f′(x)的值，从而确定出一阶导数曲线f′(x)；通过峰值判断f′(x)是否存在最高峰(峰值)；若一阶导数曲线存在最高峰，则对一阶导数曲线f′(x)的峰值附近至少三个点进行多项式最小二乘法回归拟合求解，获得一阶导数曲线的峰值点，可选地：原始扩增数据中1-40循环数对应的一系列荧光强度：19899、20383、21056、21530、22024、22300、22560、22695、22860、22949、23151等数据点拟合出的核酸扩增曲线，对其一阶导数最高峰左右附近的9个点进行三次多项式最小二乘法回归拟合，求得其峰值点的横纵坐标：x

以滑动窗口固定设置为5个数据点，从第一个cycle开始至40个cycle对f′(x)线性最小二乘法回归拟合，计算拟合所有线段的斜率(slope)作为f″(x)的值，从而确定出二阶导数曲线f″(x)。对于核酸扩增曲线的一阶导数的峰值并不是直接进行S型曲线拟合，而是通过最小二乘法多项式曲线拟合进行峰值求解，且通过峰值判断求解一阶导数峰值点和二阶导数，减小了算法复杂度，提高了峰值计算的准确率的同时，有利于快速确定出循环阈值。

在一个实施例中，该高阶导数曲线还可以包括：三阶导数曲线；在步骤107之后，步骤100还可以包括：步骤108、步骤109和步骤110。

步骤108：基于一阶导数曲线的峰值数值较小侧的数据，判断二阶导数曲线是否存在峰值；

步骤109：若判定二阶导数曲线存在峰值，则对二阶导数曲线的峰值附近至少三个点进行多项式最小二乘法回归拟合求解，获得二阶导数曲线的峰值点；并对核酸扩增曲线进行三阶导数求解，获得三阶导数曲线；

步骤110：若判定二阶导数曲线不存在峰值，则将核酸扩增曲线的循环阈值确定为不存在。

示例性地，对步骤107求出的二阶导数曲线，通过对x

若二阶导数曲线不存在最高峰，同时一阶导数曲线也不存在最高峰时，则可以认为核酸扩增曲线没有进行扩增，不存在循环阈值Ct值；若二阶导数曲线不存在最高峰，一阶导数曲线存在最高峰时，则可以认为核酸扩增曲线进行了快速扩增，但由于原起始浓度很高，因此也不存在循环阈值Ct值。对于核酸扩增曲线的二阶导数的峰值并不是直接进行S型曲线拟合，而是通过最小二乘法多项式曲线拟合进行峰值求解，且通过峰值判断求解二阶导数峰值点和三阶导数，减小了算法复杂度，提高了峰值计算的准确率的同时，有利于快速确定出循环阈值。

在一个实施例中，在步骤110之后，步骤100还可以包括：步骤111、步骤112和步骤113。

步骤111：基于二阶导数曲线的峰值的数值较小侧的数据，判断三阶导数曲线是否存在峰值；

步骤112：若判定三阶导数曲线存在峰值，则对三阶导数曲线的峰值附近至少三个点进行多项式最小二乘法回归拟合求解，获得三阶导数曲线的峰值点；

步骤113：若判定三阶导数曲线不存在峰值，则将核酸扩增曲线的循环阈值确定为小于零。

示例性地，对步骤109求出的三阶导数曲线，通过对x

如图3所示，图3示出了核酸扩增曲线、一阶导数曲线、二阶导数曲线和三阶导数曲线的大体形状，还分别示出了一阶导数峰值点(一阶导数特征点)A、二阶导数峰值点B、二阶导数峰值点对应的一阶导数值，即二阶导数特征点C、三阶导数峰值点D、三阶导数峰值点对应的一阶导数值，即三阶导数特征点E。若三阶导数曲线不存在最高峰，但存在一阶导数和二阶导数，即图3中D点前(D点左侧(数据值较小的一侧))的核酸扩增数据段不存在，容易看出核酸扩增曲线起始浓度较高，循环阈值可以确定为小于零。

通过采用最小二乘法多项式曲线拟合峰值求解三阶导数峰值点，减小了算法复杂度，提高了峰值计算的准确率，并通过三阶导数峰值的判断有利于快速确定出循环阈值的范围。

在一个实施例中，在步骤140可以包括：步骤141和步骤142。

步骤141：对核酸扩增曲线的一阶导数曲线的常数参数进行处理，获得一阶导数曲线的归一化参数；其中，常数参数包括：核酸扩增曲线的最终产物荧光量、最初产物荧光量、扩增效率；

步骤142：对特征点和归一化参数进行线性最小二乘法回归拟合，获得归一化一阶导数曲线。

示例性地，归一化参数可以是通过对核酸扩增曲线的一阶导数曲线分别在高阶导数取最大值时进行归一处理得到的一系列特定常数。可选地，对于sigmoid函数，可以针对其中一种特殊情况进行讨论，当核酸扩增曲线的最终产物荧光量N取1，最初产物的荧光量N

对f

分别可以求得一阶，二阶，三阶导数取最大值时e

对于扩增曲线f(x)＝f

故对于不同的扩增曲线，其一阶导数的特定常数值只与N和a相关，可对所有曲线的一阶导数进行归一化处理，因此对于高阶导数取到三阶时，归一化参数可以分别是1/4、1/6、1/12。

如图4所示的线性拟合函数曲线图，横坐标是各阶导数峰值点对应的f'(x)上的特征值，纵坐标是归一化参数，图中示出了根据特征点拟合的函数曲线以及决定系数R

在一个实施例中，在步骤160可以包括：步骤161和步骤162。

步骤161：对归一化一阶导数曲线取阈值线；

步骤162：将阈值线与归一化一阶导数曲线的较小交点的横坐标值确定为核酸扩增曲线的循环阈值。

示例性地，如图5所示，横坐标为循环数，纵坐标可为多个核酸数据点在循环数处的生长过程的荧光强度，对所有归一化的一阶导数取阈值线g′(x)＝n，其中n的取值范围可为

请参阅图6，图6为本申请实施例提供的一种核酸扩增曲线分析装置的模块示意图，该装置包括：拟合求导模块210、计算特征点模块220、归一化模块230和分析循环阈值模块240。

拟合求导模块210，用于对核酸扩增数据进行拟合与导数求解，获得核酸扩增曲线的一阶导数曲线和高阶导数曲线；

计算特征点模块220，用于将一阶导数曲线和高阶导数曲线的峰值点代入一阶导数曲线进行计算，获得一阶导数曲线上的特征点；

归一化模块230，用于对特征点进行线性拟合与归一化，获得核酸扩增曲线的归一化一阶导数曲线；

分析循环阈值模块240，用于根据归一化一阶导数曲线，确定核酸扩增曲线的循环阈值。

可选地，拟合求导模块210可以用于：

采用滑动窗口采集原始核酸扩增数据，获得固定循环数区间的核酸扩增数据；其中，核酸扩增数据包括：多个核酸数据点在循环数处的生长过程的荧光强度；

对核酸扩增数据进行线性最小二乘法回归拟合，获得核酸扩增曲线；

对核酸扩增曲线进行一阶导数求解和高阶导数求解，获得一阶导数曲线和高阶导数曲线。

可选地，拟合求导模块210可以用于：

对核酸扩增曲线进行一阶导数求解，获得一阶导数曲线；

判断一阶导数曲线是否存在峰值；

若判定一阶导数曲线存在峰值，则对一阶导数曲线的峰值附近至少三个点进行多项式最小二乘法回归拟合求解，获得一阶导数曲线的峰值点；

对核酸扩增曲线进行二阶导数求解，获得二阶导数曲线。

可选地，拟合求导模块210可以用于：

基于一阶导数曲线的峰值数值较小侧的数据，判断二阶导数曲线是否存在峰值；

若判定二阶导数曲线存在峰值，则对二阶导数曲线的峰值附近至少三个点进行多项式最小二乘法回归拟合求解，获得二阶导数曲线的峰值点；并对核酸扩增曲线进行三阶导数求解，获得三阶导数曲线；

若判定二阶导数曲线不存在峰值，则将核酸扩增曲线的循环阈值确定为不存在。

可选地，拟合求导模块210可以用于：

基于二阶导数曲线的峰值的数值较小侧的数据，判断三阶导数曲线是否存在峰值；

若判定三阶导数曲线存在峰值，则对三阶导数曲线的峰值附近至少三个点进行多项式最小二乘法回归拟合求解，获得三阶导数曲线的峰值点；

若判定三阶导数曲线不存在峰值，则将核酸扩增曲线的循环阈值确定为小于零。

可选地，归一化模块230可以用于：

对核酸扩增曲线的一阶导数曲线的常数参数进行处理，获得一阶导数曲线的归一化参数；其中，常数参数包括：核酸扩增曲线的最终产物荧光量、最初产物荧光量、扩增效率；

对特征点和归一化参数进行线性最小二乘法回归拟合，获得归一化一阶导数曲线。

可选地，分析循环阈值模块240可以用于：

对归一化一阶导数曲线取阈值线；

将阈值线与归一化一阶导数曲线的较小交点的横坐标值确定为核酸扩增曲线的循环阈值。

请参阅图7，图7是电子设备的方框示意图。电子设备300可以包括存储器311、存储控制器312、处理器313、外设接口314、输入输出单元315、显示单元316。本领域普通技术人员可以理解，图7所示的结构仅为示意，其并不对电子设备300的结构造成限定。例如，电子设备300还可包括比图7中所示更多或者更少的组件，或者具有与图7所示不同的配置。

上述的存储器311、存储控制器312、处理器313、外设接口314、输入输出单元315、显示单元316各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。上述的处理器313用于执行存储器中存储的可执行模块。

其中，存储器311可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，简称PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EEPROM)等。其中，存储器311用于存储程序，所述处理器313在接收到执行指令后，执行所述程序，本申请实施例任一实施例揭示的过程定义的电子设备300所执行的方法可以应用于处理器313中，或者由处理器313实现。

上述的处理器313可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器313可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(digital signalprocessor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

上述的外设接口314将各种输入/输出装置耦合至处理器313以及存储器311。在一些实施例中，外设接口314，处理器313以及存储控制器312可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

上述的输入输出单元315用于提供给用户输入数据。所述输入输出单元315可以是，但不限于，鼠标和键盘等。

上述的显示单元316在电子设备300与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)给用户参考。在本实施例中，所述显示单元316可以是液晶显示器或触控显示器。液晶显示器或触控显示器可以对处理器执行所述程序的过程进行显示。

本实施例中的电子设备300可以用于执行本申请实施例提供的各个方法中的各个步骤。

此外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例中的步骤。

本申请实施例所提供的上述方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行上述方法实施例中的步骤，具体可参见上述方法实施例，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。在本申请实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

需要说明的是，功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。