[發(fā)明專利]用于對(duì)細(xì)胞和生物分子進(jìn)行計(jì)數(shù)的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980121707.5
• 申請(qǐng)日: 2009-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN102089418B
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·林;P·李;J·邱;T·史密斯;T·索博萊維斯基;A·皮拉尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 耐克思樂生物科學(xué)
• 主分類號(hào): C12M1/34
• 分類號(hào): C12M1/34;C12Q1/00;G02B21/34
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 吳立明

相關(guān)申請(qǐng)

本專利申請(qǐng)與2009年3月16日向美國專利和商標(biāo)局提交的第 12/404,803號(hào)美國非臨時(shí)專利申請(qǐng)有關(guān)，并且要求對(duì)該申請(qǐng)的優(yōu)先 權(quán)，而且也與各自分別于2008年4月9日向美國專利和商標(biāo)局提交 的第61/123,407、61/123,425、61/123,424、61/123,426、61/123,409、 61/123,421號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)有關(guān)，并且要求對(duì)這些申請(qǐng)的優(yōu)先 權(quán)，所有這些申請(qǐng)出于所有目的通過引用整體結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要地涉及用于對(duì)細(xì)胞和生物分子進(jìn)行計(jì)數(shù)的系統(tǒng)和 方法。

背景技術(shù)

通過測試生物樣本來檢測、鑒定、量化和表征感興趣的生物分 子或者細(xì)胞如干細(xì)胞或者癌細(xì)胞是醫(yī)學(xué)診斷和醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中的重 要方面。例行地分析生物溶液如血液、脊髓液、細(xì)胞培養(yǎng)液和尿液 確定它們的微觀粒子濃度。

作為例子，為了確定生物溶液中的細(xì)胞濃度，一種常用方法是 將包含細(xì)胞的溶液擴(kuò)展到薄層中而在豎直方向上無細(xì)胞重疊。通過 將溶液的高度保持于已知恒定水平來確定精確體積。在光學(xué)顯微鏡 之下查看并且在限定區(qū)域中清點(diǎn)細(xì)胞。為了消除顯微鏡所引起的變 化，在計(jì)數(shù)室中優(yōu)選限定區(qū)域的網(wǎng)格。常用細(xì)胞計(jì)數(shù)設(shè)備稱為如在 Risch(第1,693,961號(hào)美國專利)和Hausser等人(第2,039,219號(hào) 美國專利)中公開的血球計(jì)。

近來已經(jīng)使用流式血細(xì)胞計(jì)數(shù)(一種用于對(duì)流體流中懸浮的微 觀粒子進(jìn)行計(jì)數(shù)、檢查和分類的技術(shù))來實(shí)現(xiàn)細(xì)胞計(jì)數(shù)。將單個(gè)波 長的光束如激光引到流體動(dòng)力聚焦的流體流上。將多個(gè)檢測器瞄準(zhǔn) 流穿過光束時(shí)所在的點(diǎn)；一個(gè)檢測器與光束成直線而若干檢測器與 它垂直。穿過光束的各懸浮粒子以某一方式散射光，并且可以將粒 子中發(fā)現(xiàn)的或者附著到粒子的熒光化學(xué)劑激發(fā)成發(fā)射波長比光源更 高的光。散射光和熒光的該組合由檢測器獲得，并且通過分析在各 檢測器的亮度波動(dòng)，然后有可能導(dǎo)出與各個(gè)別粒子的物理和化學(xué)結(jié) 構(gòu)有關(guān)的各種類型的信息。市面上的一些流式血細(xì)胞計(jì)數(shù)器已經(jīng)無 需熒光并且僅將光散射用于測量。其他流式血細(xì)胞計(jì)數(shù)器形成用于 各細(xì)胞的熒光、散射光和透射光圖像。

除了用于流式血細(xì)胞計(jì)數(shù)系統(tǒng)的高得無人問津的成本 ($150,000至$500,000)之外，還存在與流式血細(xì)胞計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)的諸多 技術(shù)問題。例如，許多技術(shù)問題歸因于流式血細(xì)胞計(jì)數(shù)器的噴嘴中 的細(xì)胞聚集和堵塞或者粘著，從而使流體流偏轉(zhuǎn)并且變?yōu)榕c光學(xué)器 件未對(duì)準(zhǔn)。此外，除非進(jìn)行嚴(yán)格預(yù)防，引起的樣本成煙霧狀散開妨 礙對(duì)生物危害樣本(例如可能受HIV或者肝炎病毒感染的人類血細(xì) 胞)進(jìn)行分類。

另外，流式血細(xì)胞計(jì)數(shù)僅能提供對(duì)細(xì)胞濃度和細(xì)胞尺寸的間接 測量。流式血細(xì)胞計(jì)數(shù)依賴于混合樣本與已知濃度的顆粒、確定通 過流式血細(xì)胞計(jì)數(shù)器中的檢測器的顆粒數(shù)目以及將顆粒計(jì)數(shù)與通過 檢測器的細(xì)胞數(shù)目相關(guān)以確定樣本中的細(xì)胞濃度。

尚未滿足對(duì)用于對(duì)生物分子和細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)的高效和成本有 效系統(tǒng)和方法的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過提供一種細(xì)胞計(jì)數(shù)系統(tǒng)來克服與流式血細(xì)胞計(jì)數(shù) 關(guān)聯(lián)的問題，該系統(tǒng)拍攝已經(jīng)加載到具有固定高度的室中的樣本中 的靜態(tài)細(xì)胞群落的圖像。由于系統(tǒng)利用具有固定高度的有蓋的室， 所以可以根據(jù)細(xì)胞計(jì)數(shù)來確定細(xì)胞濃度。另外，本發(fā)明的系統(tǒng)可以 提供對(duì)細(xì)胞濃度和細(xì)胞尺寸的直接測量而無需如在流式血細(xì)胞計(jì)數(shù) 中需要的顆粒。本發(fā)明提供用于檢測、鑒定、量化和表征感興趣的 細(xì)胞而無與流式血細(xì)胞計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)的諸多技術(shù)問題并且成本明顯更少 的能力。

本發(fā)明的一種示例細(xì)胞計(jì)數(shù)系統(tǒng)包括：有蓋的室，具有已知高 度并且配置成保持樣本中的生物分子或者細(xì)胞懸浮液；至少一個(gè)熒 光光源，連接到至少一個(gè)熒光光束收窄設(shè)備；亮場光源，連接到亮 場光束收窄設(shè)備；顯微鏡物鏡；檢測設(shè)備；熒光濾光器組件，用于 允許激發(fā)光照射樣本并且僅允許來自樣本的發(fā)射光由檢測設(shè)備成 像；以及可移動(dòng)光快門，用于在熒光檢測期間阻止亮場光。