Jak analyzovat Poissonova Zákona Výpočty

Poissonovo rozdělení, pojmenoval francouzský matematik Siméon Denis Poisson, je pravděpodobnost výskytu daného počtu událostí v dané (pevné) časové období, pokud události, které se vyskytují při konstantní rychlosti (známý) a jsou nezávislé na výskytu předchozí události. Je založen na diskrétním rozdělení pravděpodobnosti, kde sada výsledků je diskrétní nebo konečná, jako je Hod mincí nebo hod kostkou.

v kontextu digitálního PCR experimentu jsou diskrétními výsledky přítomnost nebo nepřítomnost cílového genu. Tisíce jednotlivé oddíly vyrobené pro digitální PCR reakce se očekává, že dodržovat Poissonovo rozdělení s ohledem na oddíly jsou monodispersed a obsahují ekvivalentní objem vzorku směsi.

Pokud tyto parametry nejsou splněny, a oddíly, které vykazují polydispersity, objem vzorku smíchejte ve oddíly budou do značné míry lišit, a větší oddíly mohou obsahovat více cílů, než ty menší, což snižuje přesnost digitální PCR reakce.

v této položce vás provedeme matematickým výpočtem Poissonova zákona pro digitální PCR experiment.

Pro digitální PCR experimentu, dobře obsahující rozdělen vzorek zájmu, a cílový gen kvantifikovat, musíme nejprve definovat následující proměnné:

  • \(N\): celkový počet analyzovatelný příčky v dobře
  • \(p\): počet pozitivních oddíly pro cílový gen,
  • \(v\): objem oddílu (v µL), předpokládá, že je konstantní,
  • \(d\): faktor ředění použité k ředění vzorku z populace, aby se dobře

(např. \(d=10\) znamená, že vzorek byl zředěn 10krát)

a pak ty další:

  • \(V = N \ v\) : celkem oddíl objem injekčně v no

  • \(C_{0}\) : koncentrace cílových genů (v kopiích/µL)

  • \(C = d \ C_{0}\) : koncentrace cílových genů v populaci (v kopiích/µL)

  • \(\lambda = C_{0} \ v\) : průměrný počet cílových genů za oddíl v no

Rozdělení cílové geny zapouzdřené v oddílech dobře následuje Poissonovo rozdělení pro parametr \(\lambda\) :

Proba ( oddíl shrnuje \(\text{$k$}\) cílové geny ) \ (v= \dfrac{\lambda^k}{k!} e^{- \lambda}\)

říká se oddíl:

  • „Pozitivní oddíl“, pokud to má zapouzdřené alespoň 1 cílový gen (v takovém případě budeme pozorovat fluorescenční oddíl na konci bodu zesílení procesu, takže většina z nejistoty spočívá v tomto „alespoň jeden“ stavu)

  • „Negativní oddíl“ pokud má zapouzdřené 0 cílový gen (v takovém případě budeme sledovat non-fluorescenční oddíl na konci bodu zesílení procesu)

distribuce pozitivní příčky v dobře sleduje binomické rozdělení pravděpodobnosti \(1 – e^{-\lambda}\):

  • Pravděpodobnost (no obsahuje \(\text{$p$}\) pozitivní oddíly \(= {\rm C}_{N}^{p} (1 – e^{-\lambda})^p (e^{-\lambda} )^{N-p} \)
  • Pravděpodobnost (oddíl je negativní) \( = e^{-\lambda} \)
  • Pravděpodobnost (oddíl je pozitivní) \( = 1 – e^{-\lambda} \)

Pokud \(N\) je dostatečně velký:

  • Proba (oddíl je pozitivní) \ (v= \dfrac{p}{N} \)

Takže vzorec pro odhad zásoby koncentrace je:

\( C = – \dfrac{d}{v} \ ln{\left(1 – \dfrac{p}{N} \right)} \)

Pokud potřebujete, aby se automaticky vypočítat odhadované koncentrace cílových genů, spolu s jejich intervalu spolehlivosti a relativní nejistotu, on-line nástroj je k dispozici: Poissonův Zákon: Jít Dále. Zkus to!

další informace o křivkách nejistoty a mezích detekce a kvantifikace naleznete v položce: dynamické rozsahy detekce & kvantifikace.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.

More: