[發明專利]利用激光力細胞學的改進生物物理和生物化學細胞監測和定量

在審

• 申請號: 201980033794.2
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN112384790A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 肖恩·哈特;科林·赫伯特;瑪格麗特·麥科伊
• 申請（專利權）人: 路瑪賽特有限責任公司
• 主分類號: G01N21/85
• 分類號: G01N21/85;G01N15/14;G01N11/08
• 代理公司: 北京市安倫律師事務所 11339
• 代理人: 韓景漫;郭揚

本發明針對進行生物物理和生物化學細胞監測和定量的智能算法、方法、計算機實施方法，本發明通過使用基于流體力和光學力的測量，實現改進感染力試驗的增強性能和客觀分析，改進感染力試驗包括中和試驗和外源因子檢測。

技術領域

本發明的實施例整體涉及利用光學力和/或流體力來測量細胞對不同刺激（differential stimuli）的響應，以及實現了對生物物理和生物化學細胞監測和定量的方法的智能算法（IA）；在某些實施例中，本發明中的方法由計算機實現。本發明描述的實施例包括實現改進感染力試驗的增強性能和客觀分析，改進感染力試驗包括中和試驗和外源因子檢測（AAT）。所述方法使用基于光學力的測量值，例如激光力細胞學（LFC）。具體而言，本發明描述了自動掃描和分析多孔板的自動算法和感染度量計算，所述多孔板用于中和以及其他功能性試驗。此外，使用懸浮細胞或嵌入基質的細胞來擴展可用于此類試驗的感染模型以及監測、評估和定量外源因子（AA）樣本和培養物的能力。

背景技術

目前，血清病毒中和試驗是用于分析體內衍生免疫力抑制病毒感染和/或復制的能力的最高標準。中和試驗用于確定血清衍生抗體在減少或阻斷在培養物中的細胞中的病毒感染和/或后續復制的功效。基本上，用感染性病毒劑和體內衍生的血清抗體的組合對人類或動物細胞進行體外處理，以檢查血清衍生抗體是否對體外細胞內的病毒劑的感染和/或復制具有特異性和有效性。這些類型的分析實驗需要附加分析。蝕斑試驗和蝕斑減少中和試驗（PRNT）都測量每單位體積樣本中感染性病毒顆粒的數量，后者還測量因中和血清或其他藥劑引起的感染力單位的減少。該試驗涉及將含有病毒的溶液置于平板中生長的附著細胞上，涂抹涂層（通常為瓊脂糖）以防止病毒自由傳播，然后等待3至15天，以使死亡或清除的細胞（蝕斑）的區域由于單一感染性病毒顆粒而形成。類似地，組織培養物感染量50（TCID50）是通過執行終點稀釋試驗而得到的特定體積中的感染性病毒濃度的量度。TCID50被定義為感染培養物中細胞的給定批次接種孔的50％所需的病毒稀釋度。盡管這些方法已經使用了數十年，但在實驗和操作員之間以可靠和可再現的結果執行上述方法方面仍面臨著固有挑戰。在分析懸浮液中的細胞、對大量樣本的要求（用于稀釋度計算）、分析的耗時和主觀技術以及細胞操作導致的細胞死亡和/或感染參數更改等不良后果方面，這些試驗也存在局限性。需要大量稀釋度的一個原因是當前方法的有限動態范圍和高可變性。

現有技術描述了使用光學密度和各種約束來確定中和效價，例如分析和繪制每個樣本的最大光學密度，的方法和裝置，（公開號為第2013/0084560的美國專利，該專利借引用并入本發明）。但公開號為第2013/0084560的美國專利僅使用了光學密度，沒有使用微流體和/或光學力，也不包括使用通過自動實時網格搜索算法實現的附加智能，該算法計算哪些樣本需要被讀取/分析以確定實驗的結果。美國專利第4,329,424號描述了另一個半自動系統，但這種方法使用光源，而不是光學力，而且不是全自動的。

此外，盡管美國專利第8,778,347號描述了使用由流式細胞術監測的滅活熒光標記病毒，以減少實驗操作所需的安全預防措施，而歐洲專利第1140974號描述了使用假病毒報告基因，但是這兩個參考文獻都具有局限性，這是因為由于試驗中使用的樣本細胞或感染原的標記或修飾繁瑣，必須要分析大量樣本。由于細胞和感染物的修飾已被證明能夠活化、分化或更改感染力和/或功能，因此需要的是無標記分析，以充當需要這種修飾來分析的傳統方法的理想替代。

另外，盡管WO1989006705描述了使用蝕斑轉移試驗來檢測逆轉錄酶病毒和測量中和抗體，但其中的啟示將實驗者局限于使用單層細胞類型。實際上，正如本領域技術人員所熟知，并非所有病毒都會感染形成單層的細胞。需要的是能夠使用懸浮細胞或嵌入基質的細胞進行感染研究和分析的方法和設備，從而在病毒感染的實驗中能夠用更多種細胞類型。