CN107862178B - 序列比对的状态监控装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种序列比对的状态监控装置及方法，其中，在该序列比对的状态监控装置中包括：序列比对模块，用于逐个将比对序列中的碱基与参考序列比对；与序列比对模块连接的比对结果输出模块，用于根据序列比对模块的比对，针对比对序列中的每个碱基输出一个比对结果；与比对结果输出模块连接的响应模块，用于根据比对结果输出模块输出的比对结果播放预设声音，实现对序列比对状态的监控。其将视觉的比对结果转换为听觉，以此相关人员能够直接利用听觉的功能，根据判断听到的不同预设声音的情况来直接获得序列比对结果的好坏，不仅可以免去解读繁琐的序列结果文件，而且可以随时监测序列比对的比对状态，简单易懂，方便快捷。

Description

序列比对的状态监控装置及方法

技术领域

本发明涉及生物信息技术领域，尤其涉及一种序列比对的状态监控装置及方法。

背景技术

序列比对是生物信息学的基本组成和重要基础，其基本思想是，基于生物学中序列决定结构、结构决定功能的普遍规律，将核酸序列和蛋白质一级结构上的序列都看成由基本字符组成的字符串，检测序列之间的相似性，找出序列之间共同的区域，同时辨别序列之间的差异。目前实现序列比对的软件虽然很多，但是对于结果的处理都有些许欠缺，缺乏易读性，相关人员往往都需要研究很久才能看懂结果文件，大大浪费了时间。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种序列比对的状态监控装置及方法，有效解决现有技术中序列比对结果缺乏易读性等技术问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种序列比对的状态监控装置，包括：

序列比对模块，用于逐个将比对序列中的碱基与参考序列比对；

与所述序列比对模块连接的比对结果输出模块，用于根据所述序列比对模块的比对，针对比对序列中的每个碱基输出一个比对结果；

与所述比对结果输出模块连接的响应模块，用于根据所述比对结果输出模块输出的比对结果播放预设声音，实现对序列比对状态的监控。

进一步优选地，在所述状态监控装置中还包括分别与序列比对模块和比对结果输出模块连接的打分模块，所述打分模块根据所述序列比对模块的比对进行打分；所述比对结果输出模块根据所述打分模块的打分输出不同的比对结果。

进一步优选地，在所述打分模块中，当序列比对模块比对出比对序列中的一碱基与参考序列相应位置的碱基相同，打出第一预设分数；当序列比对模块比对出比对序列中的一碱基与参考序列相应位置的碱基不同，打出第二预设分数。

进一步优选地，在所述比对结果输出模块中，当打分模块打出第一预设分数，输出第一预设二进制数；当打分模块打出第二预设分数，输出第二预设二进制数；

在所述响应模块中，当比对结果输出模块输出第一预设分数，响应第一预设声音；当比对结果输出模块输出第二预设分数，响应第二预设声音。

进一步优选地，所述状态监控模块中还包括与所述响应模块连接的比对结果判断模块，所述比对结果判断模块在比对序列比对结束后根据不同预设声音的播放时间判断整个比对序列的比对状态。

本发明还提供了一种序列比对的状态监控方法，包括：

逐个将比对序列中的碱基与参考序列比对；

输出比对序列中的每个碱基的比对结果；

根据比对结果播放预设声音，实现对序列比对状态的监控。

进一步优选地，在步骤逐个将比对序列中的碱基与参考序列比对之后，还包括：根据比对序列中各碱基的比对进行打分；

在步骤输出比对序列中的每个碱基的比对结果中，具体为：根据打分输出不同的比对结果。

进一步优选地，在步骤根据比对序列中各碱基的比对进行打分中，包括：

当比对出比对序列中的一碱基与参考序列相应位置的碱基相同，打出第一预设分数；

当比对出比对序列中的一碱基与参考序列相应位置的碱基不同，打出第二预设分数。

进一步优选地，在步骤根据打分输出不同的比对结果中，包括：

当打出第一预设分数，输出第一预设二进制数；

当打出第二预设分数，输出第二预设二进制数；

在步骤根据比对结果播放预设声音中，包括：

当输出第一预设分数，响应第一预设声音；

当输出第二预设分数，响应第二预设声音。

进一步优选地，在步骤根据比对结果播放预设声音之后，还包括：

在比对序列比对结束后根据不同预设声音的播放时间判断整个比对序列的比对状态。

在本发明提供的序列比对的状态监控装置及方法中，针对现有技术中序列比对结果文件的难以解读及人眼无法实时观察到比对状态的技术问题，将视觉的比对结果转换为听觉，以此相关人员能够直接利用听觉的功能，根据判断听到的不同预设声音的情况来直接获得序列比对结果的好坏，不仅可以免去解读繁琐的序列结果文件，而且可以随时监测序列比对的比对状态，简单易懂，方便快捷。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明中序列比对的状态监控装置一种实施方式示意图；

图2为本发明中序列比对的状态监控装置另一种实施方式示意图；

图3为本发明中序列比对的状态监控装置另一种实施方式示意图；

图4为本发明中序列比对的状态监控装置一种实施方式流程示意图。

附图标记：

100-序列比对的状态监控装置，110-序列比对模块，120-比对结果输出模块，130-响应模块，140-打分模块，150-比对结果判断模块。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图，并获得其他的实施方式。

如图1所示为本发明提供的序列比对的状态监控装置一种实施方式示意图，从图中可以看出，在该状态监控装置100中包括：序列比对模块110、比对结果输出模块120及响应模块130，其中，比对结果输出模块120分别与序列比对模块和响应模块130连接。在工作过程中，首先，序列比对模块110逐个将比对序列中的碱基与参考序列比对；之后，比对结果输出模块120根据序列比对模块110的比对，针对比对序列中的每个碱基输出一个比对结果；最后，响应模块130根据比对结果输出模块120输出的比对结果播放预设声音，实现对序列比对状态的监控。

在本实施方式中，由比对序列由多个碱基组成，以此在比对的过程中，序列比对模块110逐一将比对序列中的碱基与参考序列中的碱基进行比对，且每比对一个，通过比对结果输出模块120输出比对结果，并通过响应模块130根据比对结果响应预设声音，以此循环，直到比对序列中所有的碱基比对结束。要说明的是，我们对上述预设声音不做具体限定，如在一实例中，当比对序列中某一个碱基与参考序列相应位置的碱基比对成功，播放柔和的音乐；当比对序列中某一个碱基与参考序列相应位置的碱基比对不成功，播放刺耳的音乐，这样相关人员就能够根据听到的音乐判断比对序列中每个碱基的比对结果，通俗易懂。在其他实例中，还可以将预设声音设定为其他类型的声音，如不同的铃声等，只要相关人员能够根据该预设声音辨别出不同的比对结果即可。

对上述实施方式进行改进得到本实施方式，如图2所示，在本实施方式中，状态监控装置100中除了包括序列比对模块110、比对结果输出模块120及响应模块130之外，还包括分别与序列比对模块110和比对结果输出模块120连接的打分模块140。在工作过程中，首先，序列比对模块110逐个将比对序列中的碱基与参考序列比对；之后，打分模块140根据序列比对模块110的比对进行打分；接着，比对结果输出模块120根据打分模块140的打分输出不同的比对结果；最后，响应模块130根据比对结果输出模块120输出的比对结果播放预设声音，实现对序列比对状态的监控。

在本实施方式中，当序列比对模块110比对出比对序列中的一碱基与参考序列相应位置的碱基相同，打分模块140打出第一预设分数，相对应的，比对结果输出模块120输出第一预设二进制数，响应模块130响应第一预设声音；当序列比对模块110比对出比对序列中的一碱基与参考序列相应位置的碱基不同，打分模块140打出第二预设分数，相对应的，比对结果输出模块120输出第二预设二进制数，响应模块130响应第二预设声音。

在一实例中，选择等价矩阵作为序列比对打分机制，等价矩阵表现形式具体为：

其中R_i,j代表打分矩阵元素，i和j分别代表比对序列和参考序列相应位置的碱基，且根据比对结果反馈二进制数控制音乐播放器中音乐的播放。

在比对过程中，当R_ij＝1，即比对序列中某一碱基与参考序列中相应位置的碱基相同，返回二进制数10并将其传给响应模块，对应开启端口1的音乐播放器(存有柔和的音乐)，关闭端口2的音乐播放器(存有刺耳的音乐)。相对应的，当R_ij＝0，即比对序列中某一碱基与参考序列中相应位置的碱基不同，返回二进制数01并将其传给响应模块，对应开启端口2的音乐播放器，关闭端口1的音乐播放器。

另外，在本实例中，响应模块控制相应音乐播放器的过程中，采用单片机作为响应模块实现目的，且为了提高数据传输的便捷性，比对结果输出模块通过内置的蓝牙模块将二进制输出结果发送至响应模块，即通过主从蓝牙进行配对实现二进制输出结果的传输。同时，将两个音乐播放器分别连接在单片机(响应模块)的P1.0端口(上述端口1)和P1.1端口(上述端口2)上，并设置成高电平有效(如，当需要端口1对应的音乐播放器播放，则控制端口1输出高电平，端口2输出低电平)，通过控制两个端口的电平控制相应音乐播放器的播放，分别代表序列比对状态良好(端口1对应的音乐播放器，播放柔和音乐)和较差(端口2对应的音乐播放器，播放刺耳音乐)两种情况。以此，只要将接收到的二进制数传给单片机，单片机就能根据该二进制数开启或关闭相应的音乐播放器，以此，相关人员通过听到的音乐的旋律，就可以实时获得序列比对的状态情况，方便易行，让人更加能够接受。

再有，在本实例中，比对结果输出模块通过内置的蓝牙模块将二进制输出结果发送至响应模块之前，包括配置蓝牙模块的步骤，具体，首先查看蓝牙手册，获取蓝牙从机配对密码，波特率等条件。之后，通过计算机蓝牙串口调试软件，发送AT指令，更改另一个蓝牙的主从模式，将其改为主机模式；之后，通过AT指令更改蓝牙主机的配对密码，使其与从机密码相同；最后，更改蓝牙主机波特率，并将蓝牙从机的波特率设置为与蓝牙主机一致，打开电源，查看主从蓝牙是否能自动匹配成功，若能，则进入后续步骤。

对上述实施方式进行改进得到本实施方式，如图3所示，在本实施方式中，状态监控装置100中除了包括序列比对模块110、比对结果输出模块120、响应模块130及打分模块140之外，还包括与响应模块130连接的比对结果判断模块150。在工作过程中，当比对序列中所有碱基比对结束，则比对结果判断模块150统计出不同预设声音的播放时间，并根据统计出的播放时间判断整个比对序列的比对状态。此外，相关人员在通过耳朵听取每个碱基比对结果的过程中，也可以根据不同预设声音播放的次数对结果进行一个预估。在实例中，当柔和的音乐(比对正确)播放的时间较长，则判断比对结果较好；当刺耳的音乐(比对出错)播放的时间较长，则判断比对结果较差。

本发明还提供了一种序列比对的状态监控方法，如图4所示，在该状态监控方法中包括：

S10逐个将比对序列中的碱基与参考序列比对；

S20输出比对序列中的每个碱基的比对结果；

S30根据比对结果播放预设声音，实现对序列比对状态的监控。

在本实施方式中，由比对序列由多个碱基组成，以此在比对的过程中，逐一将比对序列中的碱基与参考序列中的碱基进行比对，且每比对一个，输出比对结果，并根据比对结果响应预设声音，以此循环，直到比对序列中所有的碱基比对结束。要说明的是，我们对上述预设声音不做具体限定，如在一实例中，当比对序列中某一个碱基与参考序列相应位置的碱基比对成功，播放柔和的音乐；当比对序列中某一个碱基与参考序列相应位置的碱基比对不成功，播放刺耳的音乐，这样相关人员就能够根据听到的音乐判断比对序列中每个碱基的比对结果，通俗易懂。在其他实例中，还可以将预设声音设定为其他类型的声音，如不同的铃声等，只要相关人员能够根据该预设声音辨别出不同的比对结果即可。

对上述实施方式进行改进得到本实施方式，在本实施方式中，该状态监控方法中包括：

S10逐个将比对序列中的碱基与参考序列比对；

S12根据比对序列中各碱基的比对进行打分

S20根据打分输出不同的比对结果；

S30根据比对结果播放预设声音，实现对序列比对状态的监控。

在本实施方式中，当序列比对模块比对出比对序列中的一碱基与参考序列相应位置的碱基相同，打分模块打出第一预设分数，相对应的，比对结果输出模块输出第一预设二进制数，响应模块响应第一预设声音；当序列比对模块比对出比对序列中的一碱基与参考序列相应位置的碱基不同，打分模块打出第二预设分数，相对应的，比对结果输出模块输出第二预设二进制数，响应模块响应第二预设声音。

对上述实施方式进行改进得到本实施方式，在本实施方式中，该状态监控方法中包括：

S10逐个将比对序列中的碱基与参考序列比对；

S12根据比对序列中各碱基的比对进行打分

S20根据打分输出不同的比对结果；

S30根据比对结果播放预设声音，实现对序列比对状态的监控。

S40在比对序列比对结束后根据不同预设声音的播放时间判断整个比对序列的比对状态。

在本实施方式中，当比对序列中所有碱基比对结束，则统计出不同预设声音的播放时间，并根据统计出的播放时间判断整个比对序列的比对状态。此外，相关人员在通过耳朵听取每个碱基比对结果的过程中，也可以根据不同预设声音播放的次数对结果进行一个预估。在实例中，当柔和的音乐(比对正确)播放的时间较长，则判断比对结果较好；当刺耳的音乐(比对出错)播放的时间较长，则判断比对结果较差。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通相关人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种序列比对的状态监控装置，其特征在于，所述状态监控装置中包括：

序列比对模块，用于逐个将比对序列中的碱基与参考序列比对；

与所述序列比对模块连接的比对结果输出模块，用于根据所述序列比对模块的比对，针对比对序列中的每个碱基输出一个比对结果；

与所述比对结果输出模块连接的响应模块，用于根据所述比对结果输出模块输出的比对结果播放预设声音，实现对序列比对状态的监控；

在所述状态监控装置中还包括分别与序列比对模块和比对结果输出模块连接的打分模块，所述打分模块根据所述序列比对模块的比对进行打分；所述比对结果输出模块根据所述打分模块的打分输出不同的比对结果；

在所述打分模块中，当序列比对模块比对出比对序列中的一碱基与参考序列相应位置的碱基相同，打出第一预设分数；当序列比对模块比对出比对序列中的一碱基与参考序列相应位置的碱基不同，打出第二预设分数；

选择等价矩阵作为序列比对打分机制，等价矩阵表现形式具体为：

其中R_i,j代表打分矩阵元素，i和j分别代表比对序列和参考序列相应位置的碱基；

在比对过程中，当R_ij＝1，即比对序列中某一碱基与参考序列中相应位置的碱基相同，返回二进制数10并将其传给响应模块；当R_ij＝0，即比对序列中某一碱基与参考序列中相应位置的碱基不同，返回二进制数01并将其传给响应模块；

在所述响应模块中，当比对结果输出模块输出第一预设分数，响应第一预设声音；当比对结果输出模块输出第二预设分数，响应第二预设声音。

2.如权利要求1所述的状态监控装置，其特征在于，所述状态监控模块中还包括与所述响应模块连接的比对结果判断模块，所述比对结果判断模块在比对序列比对结束后根据不同预设声音的播放时间判断整个比对序列的比对状态。

3.一种序列比对的状态监控方法，其特征在于，所述状态监控方法中包括：

逐个将比对序列中的碱基与参考序列比对；

输出比对序列中的每个碱基的比对结果；

根据比对结果播放预设声音，实现对序列比对状态的监控；

在步骤逐个将比对序列中的碱基与参考序列比对之后，还包括：根据比对序列中各碱基的比对进行打分；

在步骤输出比对序列中的每个碱基的比对结果中，具体为：根据打分输出不同的比对结果；

在步骤根据比对序列中各碱基的比对进行打分中，包括：

当比对出比对序列中的一碱基与参考序列相应位置的碱基相同，打出第一预设分数；

当比对出比对序列中的一碱基与参考序列相应位置的碱基不同，打出第二预设分数；

选择等价矩阵作为序列比对打分机制，等价矩阵表现形式具体为：

其中R_i,j代表打分矩阵元素，i和j分别代表比对序列和参考序列相应位置的碱基；

在比对过程中，当R_ij＝1，即比对序列中某一碱基与参考序列中相应位置的碱基相同，返回二进制数10；当R_ij＝0，即比对序列中某一碱基与参考序列中相应位置的碱基不同，返回二进制数01；

在步骤根据比对结果播放预设声音中，包括：

当输出第一预设分数，响应第一预设声音；

当输出第二预设分数，响应第二预设声音。

4.如权利要求3所述的状态监控方法，其特征在于，在步骤根据比对结果播放预设声音之后，还包括：

在比对序列比对结束后根据不同预设声音的播放时间判断整个比对序列的比对状态。

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