評估流式細(xì)胞儀中樣品行為的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】評估流式細(xì)胞儀中樣品行為的方法和系統(tǒng)
[0001] 相關(guān)申請的引用
[0002] 本申請要求2013年2月1日提交的題為"評估流式細(xì)胞術(shù)中樣品行為的方法和系 統(tǒng)"的美國臨時申請第61/759, 878號的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用的方式將其內(nèi)容整體并入本 文。
[000引【背景技術(shù)】領(lǐng)域
[0004] 本內(nèi)容設(shè)及通常設(shè)及流式細(xì)胞術(shù)領(lǐng)域，更具體設(shè)及樣品分析方法。
[000引背景
[0006] 顆粒分析儀，例如流式細(xì)胞儀和掃描細(xì)胞儀，是能夠基于光學(xué)參數(shù)（例如光散射 W及巧光）分析顆粒特性的分析工具。例如，在流式細(xì)胞儀中，在流體懸浮的顆粒（例如分 子、分析物結(jié)合珠或者單個細(xì)胞）通過檢測區(qū)域時被暴露于通常來自一種或者多種激光器 的激發(fā)光，并且測量顆粒的光散射W及巧光特性。通常用巧光染料標(biāo)記顆粒或其組分W幫 助檢測。通過使用不同光譜的巧光染料標(biāo)記不同的顆?；蛘呓M分，可W同時檢測多種不同 的顆?；蛘呓M分。在一些實(shí)施中，分析器包括多種光電探測器，每種用于每一待測量的散射 參數(shù)，每種用于每一待檢測的不同染料。獲得的數(shù)據(jù)包括每一光散射參數(shù)W及巧光發(fā)射的 測量信號。
[0007] 細(xì)胞儀可W還包括記錄測量數(shù)據(jù)W及分析數(shù)據(jù)的手段。例如可W通過與檢測用電 子產(chǎn)品相連的計算機(jī)實(shí)施數(shù)據(jù)的存儲W及分析。例如，數(shù)據(jù)可表格的形式存儲，每行對 應(yīng)于一個顆粒的數(shù)據(jù)，列對應(yīng)于每項測量參數(shù)。使用標(biāo)準(zhǔn)文件格式，例如"FCS"文件格式， 存儲來自流式細(xì)胞儀的數(shù)據(jù)促進(jìn)了使用單獨(dú)的程序和/或機(jī)器分析數(shù)據(jù)。使用現(xiàn)有分析方 法，通常將數(shù)據(jù)W2維（2D)平面圖的形式展示W(wǎng)方便顯示，但是可W使用其它方法來顯示 多維數(shù)據(jù)。
[000引使用流式細(xì)胞儀測量的參數(shù)通常包括顆粒沿主要為向前方向散射的激發(fā)光（被 稱為前向散射（FSC))，顆粒沿主要為側(cè)向方向散射的激發(fā)光（被稱為側(cè)向散射（SSC))，W 及由在光譜的一個或者多個通道（頻率范圍）中的巧光分子發(fā)出的光（被稱為化1、化2 等），或者在該通道中初始檢測到的巧光染料發(fā)出的光?？蒞通過染料標(biāo)記抗體標(biāo)記的不同 細(xì)胞蛋白的散射參數(shù)W及巧光發(fā)射來鑒定不同的細(xì)胞類型。
[0009] 流式細(xì)胞儀W及掃描細(xì)胞儀都是可市購的，例如，從抓Biosciences(San Jose,化lif.)。流式細(xì)胞儀描述于，例如，Landyetal. (eds.),ClinicalFlow Cytometry,AnnalsoftheNewYorkAcademyofSciencesVolume677(1993)； Baueretal. (eds. ),ClinicalFlowCytometry:PrinciplesandApplications,Will iams&Wilkins(1993)他merod(ed. ),FlowCytometry:APracticalApproach,Oxford Univ.Press(1997)；Jaroszeskietal. (eds. ),FlowCytometryProtocols,Methods inMolecularBiologyNo. 91,HumanaPress(1997) ；W及PracticalShapiro,Flow 切tometry,4thed.,Wil巧-Liss(2003);通過引用的方式全部并入本文。巧光成像顯 微鏡描述于，例如，Pawley(ed.),HanclbookofBiologicalConfocalMicroscopy,化d Edition,PlenumPress(1989)，通過引用的方式并入本文。
[0010] 巧光激活的細(xì)胞分選或者顆粒分選是流式細(xì)胞儀的具體類型。它提供將異質(zhì)性顆 粒混合物分選進(jìn)兩個或者更多的容器的方法，所述方法基于每個細(xì)胞特殊的光散射W及巧 光特性，一次一個細(xì)胞。它記錄來自單個細(xì)胞的巧光信號，并且物理性地分離具體目標(biāo)細(xì) 胞。首字母縮略詞FACS是商標(biāo)，并且屬于BectonDickinson。
[0011] 將顆粒懸液置于狹窄、快速流動的液體流的中屯、。安排流動W使一般而言（泊松 分布）顆粒之間相對于它們的直徑有大的間隔。振動機(jī)制引起顆粒流變?yōu)閱蝹€液滴。調(diào)節(jié) 系統(tǒng)W使在液滴中有多于一個顆粒的可能性較低。在流變?yōu)橐旱沃?，流動流?jīng)一個或者 更多激光交點(diǎn)，在該里測量每一顆粒的目標(biāo)巧光特性。如果顆粒將要被收集，在一個或者多 個液滴形成并從流中中斷的時間階段，使流動的細(xì)胞帶電。該些帶電的液滴然后經(jīng)過靜電 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)落下，基于液滴所帶的電荷將其轉(zhuǎn)移至目標(biāo)容器。
[0012] 樣品可W包含沒有百萬個細(xì)胞也有上千個細(xì)胞?？蒞分選細(xì)胞W將樣品純化至目 標(biāo)細(xì)胞。分選方法通常可W識別=種不同的細(xì)胞：目標(biāo)細(xì)胞、非目標(biāo)細(xì)胞W及不能被識別的 細(xì)胞。為了高純度地分選細(xì)胞（例如，目標(biāo)細(xì)胞濃度較高），產(chǎn)生液滴的細(xì)胞分選器通常放 棄與另一非目標(biāo)細(xì)胞電子上太接近的細(xì)胞，W此減少分選的群體的污染。高度區(qū)別分選可 W導(dǎo)致用于分析的細(xì)胞數(shù)量減少。此外，實(shí)施詳細(xì)分選所需的時間可能高于較不嚴(yán)格的分 選。
[0013] 此外，貼壁細(xì)胞樣品或者抗原遞呈細(xì)胞（例如單核細(xì)胞W及樹突細(xì)胞）樣品或者 那些W增加細(xì)胞間相互作用的方式處理過的細(xì)胞樣品，經(jīng)常導(dǎo)致低回收。在分布較好的樣 品中，細(xì)胞分布是隨機(jī)的并符合泊松分布的統(tǒng)計。Lindmo指出（1981)通過測量事件之間的 時間間隔，評估與理想分布的誤差是可能的。因而，有需要評價"實(shí)時"樣品行為W測定樣 品分布是否較好。
[0014] 概述
[0015] 本公開的每一系統(tǒng)、方法W及裝置中都有一些創(chuàng)新的方面，沒有一項為本文公開 的期望屬性單獨(dú)負(fù)責(zé)。
[0016] 在一創(chuàng)新性方面，提供了用于產(chǎn)生流式細(xì)胞儀樣品夾帶因子的方法。所述方法包 括使含有一系列顆粒的樣品流經(jīng)流式細(xì)胞儀，其中每一顆粒與信號關(guān)聯(lián)。所述方法包括，在 第一時間間隔內(nèi)利用檢測系統(tǒng)檢測來自從流式細(xì)胞儀形成的流的一系列事件。所述方法還 包括，基于特征分布例如同質(zhì)泊松分布，計算在第一時間間隔內(nèi)事件的預(yù)期頻率。所述方法 也包括測量第二時間間隔內(nèi)事件的觀察頻率，其中所述第二時間間隔在所述第一時間間隔 內(nèi)。所述方法包括至少部分基于觀察頻率與預(yù)期頻率的比值產(chǎn)生夾帶因子。
[0017] 在另一創(chuàng)新性方面，提供了產(chǎn)生流式細(xì)胞儀樣品的行為信息的方法。所述方法包 括使含有一系列顆粒的樣品流經(jīng)流式細(xì)胞儀，其中每一顆粒與事件關(guān)聯(lián)，并且顆粒分布于 液體流中。所述方法包括檢測一系列事件W及每一事件的相應(yīng)到達(dá)時間。所述方法包括測 定相對于系列中先前事件的一系列到達(dá)間時間，W及相對于指定時間間隔的長度，到達(dá)間 時間發(fā)生的關(guān)聯(lián)可能性。所述方法也包括在一部分液體流的具有與指定時間間隔等同長度 的計算事件的預(yù)期頻率，所述計算基于預(yù)先確定的分布，例如泊松分布。所述方法包括測量 所述一部分液流的一系列到達(dá)間時間事件的觀察頻率。所述方法也包括至少一部分基于液 流部分的一系列到達(dá)間時間事件的觀察頻率與預(yù)期頻率的比值，產(chǎn)生樣品行為信息。
[001引在所述創(chuàng)新性方法的任一種中，所述流可W包括規(guī)律間隔的液滴。在一些方法的 實(shí)施中，方法可W包括將夾帶因子與預(yù)先確定的值進(jìn)行比較（例如，大于1)，并且基于比較 的結(jié)果，驅(qū)動與流式細(xì)胞儀操作上相連的控制系統(tǒng)中的校正動作。校正動作的實(shí)例包括停 止流式細(xì)胞儀中樣品的流動。
[0019] 方法中的一些實(shí)施可W包括分選流中的顆粒。在此種實(shí)施中，校正動作可W包括 基于夾帶因子調(diào)節(jié)分選。
[0020] 當(dāng)樣品在流式細(xì)胞儀中流動時，創(chuàng)新性方法可W產(chǎn)生夾帶因子。
[0021] 根據(jù)創(chuàng)新性方法，可W用多種方法測量時間間隔。一個示例性時間間隔單位為液 滴分?jǐn)?shù)。
[0022] 在一些實(shí)施中，所述夾帶因子為流式細(xì)胞儀樣品的連續(xù)時間間隔過程中計算的多 個夾帶因子中的一種。
[0023] 所述樣本可W包括多種標(biāo)記的顆粒。例如，所述樣本可W包括外周血細(xì)胞，其中所 述外周血細(xì)胞包括用第一標(biāo)簽W及第二標(biāo)簽標(biāo)記的第一組分W及第二組分。在有多種組分 的實(shí)施中，可W期望產(chǎn)生每一組分的夾帶因子。在此種實(shí)施中，所述方法可W包括產(chǎn)生第一 組分的夾帶因子W及第二組分的另外的夾帶因子。
[0024] 在進(jìn)一步創(chuàng)新性方面，提供了用于提供樣品夾帶因子的流動系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括 液流系統(tǒng)，所述液流系統(tǒng)可W包括樣品管W及樣品管中的移動流體柱，樣品顆粒在移動流 體柱中沿通常的樣品路徑移動。所述系統(tǒng)包括檢測系統(tǒng)，用于收集來自每一顆粒沿通常樣 品路徑經(jīng)過一種或者多種檢測站時的信號。向每一信號賦予信號值W形成每一顆粒的數(shù)據(jù) 點(diǎn)。所述檢測系統(tǒng)包括與液流系統(tǒng)操作上相關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)。配置所述控制系統(tǒng)，W基于 泊松分布W及在第一時間間隔中檢測系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量，產(chǎn)生第一時間間隔的至少 一部分的計算信號頻率。進(jìn)一步配置所述控制系統(tǒng)，W基于第一時間間隔的一部分的數(shù)據(jù) 點(diǎn)的數(shù)量產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)信號頻率。進(jìn)一步配置所述控制系統(tǒng)，W將實(shí)驗(yàn)信號頻率與計算信號頻 率或者預(yù)先確定的信號頻率進(jìn)行比較。配置所述控制系統(tǒng)也為提供樣品的夾帶因子，所述 夾帶因子基于所述比較。
[0025] 所述流動系統(tǒng)可W通過測定實(shí)驗(yàn)信號頻率與計算信號頻率或者預(yù)先確定的信號 頻率的比值，將實(shí)驗(yàn)信號頻率進(jìn)行比較。
[0026] 在一些實(shí)施中，所述控制系統(tǒng)可W通過測定夾帶因子與預(yù)先確定值的偏差而驅(qū)動 校正動作。校正動作可W包括中斷檢測系統(tǒng)的信號收集，通過所述液流系統(tǒng)清理樣品管，基 于夾帶因子通過聲聚焦改變信號收集，W及重新開始檢測系統(tǒng)的信號收集。重新開始信號 收集可W發(fā)生在啟動樣品分散之后。
[0027] 在一些實(shí)施中，所述控制系統(tǒng)包括提供高收集收率的第一分選配置W及提供高收 集純度的第二分選配置?？蒞配置所述控制系統(tǒng)W基于夾帶因子選擇第一分選配置或者第 二分選配置中的一種。
[002引在進(jìn)一步創(chuàng)新性方面，可W提供包括電子裝置處理器可執(zhí)行指令的永久計算機(jī)可 讀介質(zhì)。所述指令，被處理器執(zhí)行時可引起電子裝置實(shí)施W上所述創(chuàng)新性方法中的一種或 者多種。
[0029] 附圖簡要說明
[0030] 考慮到接下來的詳細(xì)描述，結(jié)合附圖，發(fā)明的一些優(yōu)勢將是顯而易見的，其中：
[0031] 圖1顯示了處理細(xì)胞儀數(shù)據(jù)行為信息的電子裝置的一個實(shí)例的功能塊框圖。
[0032] 圖2顯示了樣品行為分析器的一個實(shí)例的功能塊框圖。
[0033] 圖3顯示了樣品行為分析示例性方法的過程流程圖。
[0034] 圖4顯示了不顯示凝集的示例性事件數(shù)據(jù)組的點(diǎn)列圖。
[0035] 圖5顯示了顯示凝集的示例性事件數(shù)據(jù)組的點(diǎn)列圖。
[0036] 圖6顯示了含有夾帶因子反饋流動控制器的分選裝置的一個實(shí)例的功能塊框圖。
[0037] 圖7顯示了流中一部分事件分布的重建，其闡明顆粒如何在流的部分分布。
[003引圖8顯示了提供樣品夾帶因子的流動系統(tǒng)的功能塊框圖。
[0039] 發(fā)明詳細(xì)描述
[0040] 描述的特征允許使用簡化的分散指數(shù)自動或者手動地評估樣品行為。包括的輔助 評估的一個方面為夾帶因子。當(dāng)分析不同樣品時，公開特征的效用提供一項非限制性的區(qū) 分檢測樣品性能特性的優(yōu)勢，所述性能