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王强, 马小红, 翁秀妹. 采用Origin软件计算DXI 800发光仪的四参数logistic定标数据. 检验医学2014, 29(6):656-659
WANG Qiang, MA Xiaohong, WENG Xiumei. The fit of four parameter logistic calibration of DXI 800 chemiluminescence analyzer by Origin software. Labratory Medicine, 2014, 29(6):656-659  
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采用Origin软件计算DXI 800发光仪的四参数logistic定标数据
王强, 马小红, 翁秀妹
浙江医院检验科, 浙江 杭州 310013

作者简介:王 强,男,1974年生,硕士,副主任技师,主要从事临床免疫学检验工作。

摘要
目的

采用Origin软件拟合DXI 800发光仪的四参数logistic定标数据,比较其与DXI 800计算的数据差异,探讨采用Origin软件计算DXI 800未知数据的可能性。

方法

选择睾酮、总甲状腺素、雌二醇、肌钙蛋白I、促甲状腺激素、癌胚抗原和孕酮的定标数据,采用Origin软件拟合四参数logistic计算结果,与DXI 800发光仪计算的结果比较。

结果

采用Origin软件计算的结果与DXI 800计算的结果基本一致,平均偏倚介于-0.85%~1.68%之间。

结论

可以采用Origin软件计算DXI 800发光仪的未知结果。

关键词: 四参数logistic定标; Origin软件; 拟合
中图分类号:R446.61 文献标志码:A 文章编号:1673-8640(2014)06-0656-04
The fit of four parameter logistic calibration of DXI 800 chemiluminescence analyzer by Origin software
WANG Qiang, MA Xiaohong, WENG Xiumei
Department of Clinical Laboratory, Zhejiang Hospital, Zhejiang Hangzhou 310013, China
Abstract
Objective

To fit 4 parameter logistic calibration of DXI 800 chemiluminescence analyzer by Origin software and compare the datum difference between Origin and DXI 800, and to investigate the calculation possibility of unknown results of DXI 800 by Origin software.

Methods

The calibration results of testosterone, total thyroxine, estradiol, troponin I, thyrotropic hormone, carcino-embryonic antigen and progesterone were collected and fit by Origin software, and the calculation results with the original results of DXI 800 system were analyzed comparatively.

Results

The calculation results of Origin software were very close to the original results of DXI 800, and mean bias was from -0.85% to 1.68%.

Conclusions

Origin software is suitable for the calculation of unknown results of DXI 800 chemiluminescence analyzer.

Keyword: Four parameter logistic calibration; Origin software; Fit

DXI化学发光仪在使用时会遇到试剂未定标而标本已经检测的情况,仪器只显示光量值(relative light unit, RLU)而无浓度数据。如能将定标前的检测标本 RLU采用软件根据定标曲线计算结果,可以节省试剂和时间。我们将DXI的定标数据用Origin软件进行四参数logistic定标拟合后,重新计算样本的结果,并与DXI报告的原始结果做对比。

材料和方法
一、记录定标数据

在DXI 800发光仪定标菜单里,点击检测项目的定标曲线,记录每个点的浓度及其对应RLU的平均值和标准偏差。在结果搜索里查找要计算样本的RLU,没有定标前检测的数据只有RLU,无浓度显示,提示“NCR”,为无定标曲线,定标后检测的数据同时显示RLU和具体浓度,该浓度是DXI 800发光仪根据定标曲线自动确定的数据。将RLU和浓度值抄录下来,用Origin软件计算结果后比较其与DXI 800发光仪计算结果的差异。

二、 用Origin拟合定标曲线计算结果

1. 以Origin7.5为例,打开软件,点击“Column”, 增加新的列(C列),将C列设为“Y Error”。以雌二醇为例,将浓度、RLU和标准偏差分别输入A、B、C栏,见图1。

图1 工作表

2. 选中工作表中的B栏和C栏,点击“Plot”→“Special Line”→“symbol”→“Y Error”,绘制散点图,见图2。

图2 散点图

3. 双击 X轴打开 X轴对话框,选择“Scale”栏,并将“Type”下列式菜单中的类型改为“log10”,单击“OK”键,应用此种改变,关闭此对话框。

4. 选择“Analysis”→“Fit Sigmodial”菜单命令,得到拟合曲线,见图3。方框中有 A1、 A2、 x0、和 p 4个参数, A1为最大渐近线, A2为最小渐近线, x0是拐点, p为斜率。

图3 Logistical方程的拟合曲线

5. 计算结果。软件根据方程 y=A1-A21+(x/x0)p +A2计算拟合数据。点击“Analysis”→“Non-linear curve fit” →“Advanced Fitting Tool”,出现对话框1,见图4,将图4中显示的 A1、 A2、 x0、和 p数值改为图3中显示的数值,见图5。再点击“Action:Result”→“Find Y”,输入光量值,点击“Find X”,见图6,“642939”为标本的RLU,“170.524 17”是Origin 计算的样本结果,与DXI 800计算得出的结果168基本相符。

图4 对话框1

图5 对话框2

图6 对话框3

三、比较Origin拟合的结果与DXI计算结果的差异

选取不同浓度范围的数据,以DXI 800发光仪计算的结果为标准,比较采用Origin 7.5软件计算结果与之的偏倚,计算公式为(Origin计算值-DXI 800计算值)/ DXI 800计算值,我们选择比较了睾酮、总甲状腺素、雌二醇、肌钙蛋白I、促甲状腺激素、癌胚抗原和孕酮的结果,这些指标包含了常见的不同类型的反应曲线。

结果

采用Origin软件计算的结果与DXI 800报告的原始结果基本一致,平均偏倚介于-0.85% ~1.68%之间,平均偏倚最大为1.68%。结果中偏倚最大的是孕酮的一个结果,DXI 800的结果是0.23 ng/mL,用Origin软件计算的结果是0.249 ng/mL,偏倚8.39%。根据贝克曼厂家提供的孕酮测定试剂盒的数据,当质控品浓度为1.26 ng/mL时,其批间变异系数为11.19%,批内变异系数为9.57%,均大于8.39%。理论上,质控品浓度越小,其变异越大,也就是说当样本浓度为0.23 ng/mL时,其变异系数应大于浓度为1.26 ng/mL时的变异系数,8.39%的偏倚是可以接受的,说明采用Origin软件计算是比较可行的办法。当然,应用的前提是定标曲线拟合良好,标准品RLU的变异不能太大,应先将标准品的RLU采用Origin软件拟合计算浓度,并与DXI 800发光仪拟合计算得出的浓度(非标示值)比较验证可靠性,其偏差小于试剂盒提供的变异系数,方可采用Origin软件计算的结果。见表1。

表1 Origin 计算结果与原始结果比较
讨论

贝克曼公司推出的UniCel DXI 800全自动微粒子化学发光免疫分析系统是临床上常用的大型免疫检测仪器,检测速度快,自动化程度高,可在仪器运行时加载试剂。我们在实际使用中,常会遇到某一试剂批号更换后,还未来得及给新批号定标,仪器即开始检测该项目,但报告时没有浓度数值,只有RLU,提示“NCR”,如想得到具体结果,只有等定标通过后重新检测该样本,仪器才会计算出该样本检测项目的数值。如此,不但费时,也浪费检测试剂,某些珍贵样本如科研样本、婴儿样本还存在样本量少、重新采集困难的问题。如能利用第三方软件,将定标前检测的RLU采用新的定标曲线,使用同样的计算公式计算浓度,是比较可行的办法,目前尚无这方面的文献报道。

根据厂方试剂盒说明书显示,DXI 800系统软件是通过一条加权的四参数logistic定标的数学方式自动确定患者的测试结果,通过所保存的校准数据,所测得的RLU来确定样本内分析物的量。Microcal Origin是美国Microcal公司推出的Windows平台下用于数据分析、科学绘图的软件。Origin 提供了强大的线性回归和函数拟合功能,内置了200多个数学函数用于曲线拟合,这些函数表达式能满足绝大多数科技工程中的曲线拟合要求。

四参数logistic定标是较为理想的定标方式,在免疫分析中,常采用四参数logistic定标的方法来拟合定标曲线[ 1, 2, 3],DXI 800 发光仪和雅培I2000发光仪部分项目均采用四参数logistic定标的方式计算结果。

四参数logistic定标包括图7所示有4个参数。A是最小渐近线,可理解为当标准为0时的RLU(免疫抑制法时为最大浓度的RLU);B为斜率,既曲线的倾斜度,可正可负;C为拐点,是曲线上凸与下凹的分界点;D为最大渐近线,既标准最大浓度时的RLU(免疫抑制法时为最小浓度的RLU)。

图7 四参数logistic定标免疫分析时,不同浓度对应信号的标准偏差是不同的,一般浓度越高其信号的标准偏差越大(免疫抑制法时相反),采用加权算法可以补偿这种异方差性,使计算结果更加可靠[ 3]。

四参数logistic定标的计算较复杂,一般常用的曲线拟合软件如Curve Expert不支持四参数logistic定标。采用Origin软件,操作简便,界面友好,完美支持四参数logistic定标,计算的结果与DXI800给出的原始结果基本一致,平均偏倚介于-0.85%~1.68%之间,说明可以采用Origin软件来计算DXI800发光仪的未知结果。四参数logistic定标在酶联免疫吸附试验分析、放免分析、发光分析等领域应用广泛,但能应用的第三方软件却很少,采用Origin软件计算四参数logistic定标是个不错的选择。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] Ferraro S, Marano G, Ciardi L, et al. Impact of calibration fitting models on the clinical value of chromogranin A[J]. Clin Chem Lab Med, 2009, 47(10): 1297-1303. [本文引用:1] [JCR: 3.009]
[2] 李淑杰, 陈子瑜, 沈 激. 免疫数据处理LOGISTIC拟合[J]. 核电子学与探测技术, 2009, 29(6): 1324-1326. [本文引用:1]
[3] Findlay JW, Dillard RF. Appropriate calibration curve fitting in ligand binding assays[J]. AAPS J, 2007, 9(2): E260-E267. [本文引用:1] [JCR: 4.386]