雙向凝膠電泳的圖像分析課件

第四章雙向凝膠電泳的圖像分析第一節(jié)概述

一、圖像分析工具1.硬件設(shè)備：一定的電腦配置,Pentirm166處理器，64M內(nèi)存，3G硬盤，1024*768分辨率，256色，SCI接口，windows操作系統(tǒng)2.軟件技術(shù)：PDQuest雙向凝膠圖像分析軟件，Bio-RadLaboratory,Hercules,CA二、圖像分析流程雙向電泳圖譜經(jīng)掃描或攝影等轉(zhuǎn)換為像素為基礎(chǔ)、具有不同灰度強弱和一定邊界方向的斑點的電腦信號。典型流程：凝膠圖像的掃描：圖像加工：斑點檢測和定量：凝膠配比：數(shù)據(jù)分析：數(shù)據(jù)呈遞（report）2-DE數(shù)據(jù)庫的建立：第三節(jié)雙向電泳凝膠圖像分析原理一、蛋白質(zhì)斑點檢測包括：膠內(nèi)點的定位、點的形狀確定及點的體積（豐度）和面積的計算。點的檢測是各步分析的基礎(chǔ)。為了縮短處理時間，檢測前預(yù)先要用鼠標(biāo)圈定要處理點所在的區(qū)域，處理區(qū)域越小，后續(xù)分析所耗費的時間就越短。斑點檢測產(chǎn)生x/y位置的n數(shù)組、形狀參數(shù)和整合的斑點強度。二、算法是對凝膠中的蛋白質(zhì)的斑點經(jīng)掃描后獲得的數(shù)據(jù)，進(jìn)行檢測、評判和定量分析的過程。原理：是以每一個像素點為中心構(gòu)建算子，然后比較算子中心與邊緣的吸光度，如果中心與邊緣的強度相比足夠大，則此像素點被認(rèn)為是某蛋白質(zhì)點的一部分，如此重復(fù)對每一個像素點進(jìn)行搜索，最終構(gòu)建該凝膠的圖譜。高斯擬合和高斯拉普拉斯變換斑點檢測法。三、數(shù)字化圖像加工圖像增強：平滑操作、增強對比度、邊緣檢測和背景消減是圖像加工最熟悉的工具。例如：在雙向電泳凝膠的數(shù)字化圖像上分析蛋白質(zhì)斑點。平滑操作、增強對比度、邊緣檢測和背景消減是以一種精確的方式來決定蛋白質(zhì)斑點的形狀和大小。在某些領(lǐng)域，這些操作主要用于圖像增強，以提高圖像的光學(xué)質(zhì)量，分析科學(xué)可依靠這些操作提供明確的數(shù)據(jù)。第四節(jié)蛋白質(zhì)點的檢測一、檢測方法自動執(zhí)行：軟件將在設(shè)定的算子大小下根據(jù)凝膠背景等因素確定最佳靈敏度來識別凝膠中的蛋白質(zhì)點。手動執(zhí)行：首先在整個分析范圍內(nèi)選定一個代表區(qū)域，進(jìn)入一個有9個格子的小窗口，在每一個格子中都反映所選代表區(qū)域點檢測的執(zhí)行情況三、背景消減點檢測完成后，所得到的蛋白質(zhì)點的體積是一個絕對值，由構(gòu)成該蛋白質(zhì)點的各個像素吸光強度的值累加得到，在凝膠背景較深時，這些背景值將會被疊加到點體積中去，因而使蛋白質(zhì)點體積與實際值相比要略微偏高。一些圖像分析軟件可在分析前對圖像做平滑、對比度調(diào)節(jié)和背景消減等處理。第五節(jié)凝膠配比分析一、原因通過多次凝膠電泳的結(jié)果提高實驗的可靠性，就需要進(jìn)行不同凝膠間斑點的配比分析。包括：凝膠的匹配和斑點的比較匹配的目的是為了對已經(jīng)進(jìn)行了點檢測的凝膠之間找出代表同一蛋白質(zhì)的點。匹配過程能把位于不同凝膠上的同一蛋白質(zhì)點聯(lián)系起來，比較則是在不同凝膠上對同一蛋白質(zhì)點的蛋白質(zhì)進(jìn)行不同凝膠上的蛋白質(zhì)表達(dá)情況的分析。第六節(jié)數(shù)據(jù)分析涉及到質(zhì)的準(zhǔn)確性評估，量的確定，表達(dá)中的定量變化第七節(jié)數(shù)據(jù)呈遞每個蛋白質(zhì)斑點應(yīng)該有一個相對分子質(zhì)量（Mr)和等電點（pI）。因此利用某些特