[發(fā)明專利]用于細(xì)胞成像的光學(xué)系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580046364.2
• 申請(qǐng)日: 2005-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN101099104A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰·S·拉烏多;艾伯特·E·韋勒三世;史蒂芬·格萊姆斯;托馬斯·D·豪伯特;艾瑞克·R·納文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 巴特爾紀(jì)念研究所
• 主分類號(hào): G02B27/09
• 分類號(hào): G02B27/09;G02B21/08;B01L9/06;G01N33/50;B01L3/00;G01N15/04
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 霍育棟;鄭霞

本申請(qǐng)要求于2004年11月24日提交的在這里通過參考全部加入的美國臨時(shí)申請(qǐng)No.60/631.025的權(quán)益。本申請(qǐng)還要求于2004年11月24日提交的在這里通過參考全部加入的美國臨時(shí)申請(qǐng)No.60/631.026的權(quán)益。本申請(qǐng)還要求于2004年11月24日提交的在這里通過參考全部加入的美國臨時(shí)申請(qǐng)No.60/631.027的權(quán)益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明申請(qǐng)涉及成像技術(shù)，特別地涉及一種稀有細(xì)胞的成像。

背景技術(shù)

下列內(nèi)容涉及成像技術(shù)。參照示例性實(shí)施方式具體描述下列內(nèi)容，所述實(shí)施方式涉及離心血樣的血沉棕黃層中的稀有細(xì)胞例如上皮細(xì)胞的成像。然而，下列內(nèi)容更一般地涉及用于在大的視場產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上均勻的靜態(tài)照明的照明系統(tǒng)，以及涉及使用同樣原理的顯微鏡。

在定量血沉棕黃層分析技術(shù)中，使用抗凝血添加劑、離心法等將血液分離成包括血沉棕黃層成分的組分來提取和處理全血樣品，血沉棕黃層主要包含白血球。使用合適的熒光染料來標(biāo)記出現(xiàn)在血沉棕黃層中的感興趣的稀有細(xì)胞，如與一些癌有關(guān)的一些上皮細(xì)胞，然后使用熒光顯微成像來計(jì)數(shù)熒光染料所標(biāo)記的感興趣的細(xì)胞。定量血沉棕黃層分析是用于篩檢一些癌、用于監(jiān)控癌治療等的有希望的非侵害性技術(shù)。

血沉棕黃層中的熒光染料標(biāo)記的稀有細(xì)胞的濃度是低的。光學(xué)掃描熒光顯微術(shù)通過相對(duì)于血沉棕黃層樣品掃描顯微鏡的視場能夠?qū)崿F(xiàn)大面積的血沉棕黃層樣品的評(píng)估。通過相對(duì)于血沉棕黃層樣品移動(dòng)顯微鏡、通過相對(duì)于顯微鏡移動(dòng)血沉棕黃層或通過其中的一些組合可實(shí)現(xiàn)掃描。用高強(qiáng)度均勻光照明的大視場對(duì)于快速和準(zhǔn)確地分析血沉棕黃層樣品中熒光染料標(biāo)記的稀有細(xì)胞是有利的。所述照明還可方便地使用單色光或窄帶寬光以便促進(jìn)稀有細(xì)胞熒光和分散照明之間的光譜差異。

然而，在大的視場范圍內(nèi)提供均勻的高強(qiáng)度照明是困難的。

在白光源的情況下，一般需要濾波以提供單色或至少在光譜上被限制的照明。光譜濾波阻擋了在所選的光譜范圍外的大部分光輸出。因此，用白光源照明是光效率低的。高強(qiáng)度白熾白光源例如氙燈也產(chǎn)生大量的熱，這可不利地影響定量血沉棕黃層分析。

激光光源在產(chǎn)生光譜窄的光方面是更光學(xué)有效的。例如，氬激光器在488nm和514nm輸出高強(qiáng)度窄光譜線，以及在其它波長輸出較弱的線。這些波長適于在一些標(biāo)記染料中激發(fā)發(fā)光，這些染料在約550nm處發(fā)光。

然而，激光器一般輸出嚴(yán)格平行光束(collimated?beam)，其在窄光束截面區(qū)具有高度不均勻的高斯強(qiáng)度曲線或分布。此外，激光束是相干的，以及由于波前之間的干涉一般呈現(xiàn)出散斑圖。所述散斑圖可具有與稀有細(xì)胞的典型尺寸重疊的空間頻率。當(dāng)掃描所述視場時(shí)，所述散斑圖還可移動(dòng)或改變。激光的這些方面實(shí)質(zhì)上使確定所檢測的發(fā)光特征是熒光染料標(biāo)記的稀有細(xì)胞還是照明假象變得復(fù)雜化。

使用光束均勻器可改善空間均勻性。一種光束均勻器通過提供實(shí)質(zhì)上抵消高斯光束分布的逆高斯吸收分布來操作。另一種光束均勻器以將所述光重新分布成平的空間分布的方式使用兩個(gè)或更多透鏡(或復(fù)合透鏡)來折射高斯光束。然而，在顯微熒光成像中使用光束均勻器是存在問題的，因?yàn)橥ㄟ^顯微鏡物鏡聚焦均勻的光束可引入另外的光束不均勻性。此外，光束均勻器實(shí)質(zhì)上一般不降低散斑不均勻性。

在稱作共焦顯微術(shù)的另一方法中，激光束在大的視場快速掃描或掃掠。所述視場被采樣而不是作為整體成像。在此動(dòng)態(tài)方法中，在任何給定時(shí)刻及時(shí)照明的樣品的部分比所述視場小的多。通過在所述視場上快速掃描聚焦的激光束，從所獲得的樣品點(diǎn)可構(gòu)造圖像。通過快速采樣所述視場實(shí)際上動(dòng)態(tài)模擬了均勻照明。

共焦顯微術(shù)是已建立的技術(shù)。然而，所述光束掃描實(shí)質(zhì)上增加了顯微鏡系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。共焦顯微術(shù)對(duì)透鏡或其它光學(xué)部件中的小缺陷還可能是高度靈敏的。因此，應(yīng)使用很高質(zhì)量的光學(xué)器件，這又增加了系統(tǒng)成本。

參考引入

于2002年10月3日提交的no.10/263,974以及于2004年4月8日被公布為美國Publ.Appl.No.2004/0067162A1的美國申請(qǐng)，在這里通過參考被全部加入。

于2002年10月3日提交的no.10/263,975以及于2004年4月8日被公布為美國Publ.Appl.No.2004/0067536A1的美國申請(qǐng)，在這里通過參考被全部加入。