[發明專利]用于檢測和識別液體分散樣品中的細胞外囊泡的裝置和方法

在審

• 申請號: 201980072277.6
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN112997062A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 喬安娜·伊莎貝爾·多斯·桑托斯·派瓦;若昂·波羅·特里蓋羅斯·達·西爾瓦·庫尼亞;佩德羅·愛爾博托·達·西爾瓦·喬治
• 申請（專利權）人: 伊耐斯克泰克-計算機科學與技術系統工程研究所
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N15/10;G01N15/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超

用于檢測液體分散樣品中分散的細胞外囊泡的裝置和方法，所述方法使用電子數據處理器將樣品分類為存在或不存在細胞外囊泡，該方法包括使用電子數據處理器用多個細胞外囊泡液體分散樣本預訓練機器學習分類器，包括以下步驟：將通過調制頻率調制的激光發射到每個樣本上；在每個樣本的預定持續時間的多個時間周期內，從由每個樣本反向散射的激光捕獲時間信號；對于時間周期中的每一個時間周期，從所捕獲的信號計算樣本DCT或小波變換系數；使用所計算的系數預訓練機器學習分類器；其中，該方法進一步包括以下步驟：使用具有耦接到發射器的聚焦光學系統的激光發射器將通過調制頻率調制的激光發射到樣品上；在預定持續時間的多個時間周期內，使用光接收器從由樣品反向散射的激光中捕獲信號；對于時間周期中的每一個時間周期，從所捕獲的信號計算樣品DCT或小波變換系數；使用預訓練的機器學習分類器將所計算的樣品系數分類為存在或不存在細胞外囊泡。

技術領域

本公開涉及一種用于檢測細胞外囊泡(EV)的方法和裝置。

背景技術

細胞外囊泡(EV)由于其在細胞間通信中的高潛在作用以及用作診斷和健康評估的轉化生物標記物，已經引起了學術界和工業界兩者的越來越多的關注。術語EV描述了源自細胞的膜狀囊泡，直徑在30nm至1000nm之間，大多數被認為在100nm至150nm范圍內。

由于它們的小尺寸和復雜性，常規技術已經努力檢測和識別由不同細胞群體產生的EV。實際上，尺寸范圍從100nm至150nm，使用光學裝置(optical means)來檢測EV是具有挑戰性的，因為它遠低于光衍射極限[1，2]。

目前，缺少與檢測這種尺寸范圍內的粒子兼容的儀器，其中，電子顯微鏡^1，2、常規和高分辨率流式細胞儀^1，2、納米粒子跟蹤分析^1，2是檢測和量化存在于樣品中的EV的金標準方法。

使用高分辨率流式細胞儀的細胞外囊泡檢測(主要是外泌體)被估計用于90％的生物來源的納米粒子研究中[1，2]。盡管與常規方法相比，包括在這些新方法中的分辨率有改進，但是它仍然基于體積龐大且甚至更昂貴的設備(例如，需要高功率激光器，與常規方法相比，具有較小的聚焦光束的光斑尺寸)²。此外，它仍然依賴于兩種信號的分析：散射信號和熒光信號，需要昂貴的計算和控制系統并且與耗時的分析技術相關聯。

考慮到粒子與關鍵的散射特性(諸如粒子尺寸、折射率、形狀/幾何形狀、成分、含量類型(合成的、生物的)以及與周圍介質的相互作用的類型)的依賴性，被粒子散射的光量被認為是用于簡單粒子表征的金標準技術[3-5]。由于表達的蛋白質的類型和它們之間的細胞內負荷物差異，不同的細胞或細胞器的折光率值通常是不同的[5]。

這些文獻均未教導適合于檢測液體樣品中的細胞外囊泡的方法或裝置。公開這些事實是為了說明由本公開解決的技術問題。

參考文獻

[1]Steinbichler,T.，Dudás，J.，Riechelmann，H.Skvortsova，I.The role ofexosomes in cancer metastasis.Seminars in cancer biology 44，170-181(2017).

[2]Welsh，J.，Holloway，J.，Wilkinson，J.Enlyst，N.Extracellular vesicleflow cytometry analysis and standardization.Frontiers in Cell andDevelopmental Biology 5，78(2017).