專利名稱：用于分揀顆粒和提供性別分揀的動物精子的設(shè)備、方法和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動物精子收集的設(shè)備和方法，更具體地說，涉及利用包括流式細(xì)胞術(shù)的各種技術(shù)產(chǎn)生富含具有一個或者多個所需特征的精細(xì)胞的精子群(例如根據(jù)動物養(yǎng)殖業(yè)所使用的DNA特征分揀的活精細(xì)胞群)以預(yù)先選擇動物后代性別的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
利用人工受精(Al)使得動物受精和在體外受精后進(jìn)行胚胎移植是一種常規(guī)實施方法。在畜牧業(yè)中，朝向具有一個或者多個所需特征的后代而影響生殖結(jié)果的能力具有顯而易見的優(yōu)點。例如，在乳品加工業(yè)中趨向于雌性預(yù)先選擇后代以確保乳牛的養(yǎng)殖是具有經(jīng)濟效益的。如在美國專利US6, 357，307 (Buchanan等)、US 5，985，216 (Rens等)和US5，135，759 (Johnson)中公開的，人們已經(jīng)對利用分揀X和Y精細(xì)胞的流式細(xì)胞術(shù)來實現(xiàn)這個目標(biāo)進(jìn)行了嘗試。但是，這些嘗試都沒有導(dǎo)致能夠產(chǎn)生大量具有足以有效受精的游動性的性別相對純的精細(xì)胞的商業(yè)上成功的高生產(chǎn)能力的系統(tǒng)的形成。因此，在動物養(yǎng)殖業(yè)中目前需要一種在商業(yè)上使用的基于DNA特征(或者其它特征)有效隔離精細(xì)胞以產(chǎn)生大量的這樣的細(xì)胞的可行的高速系統(tǒng)。還需要一種當(dāng)這樣的被隔離的精子被隔離系統(tǒng)處理時能夠保持其生存力以及在準(zhǔn)備使用能夠保存這樣的被隔離的精子的精子管理系統(tǒng)。本發(fā)明滿足這些需要。更概括地，本發(fā)明涉及流式細(xì)胞術(shù)的改進(jìn)。一般地，流式細(xì)胞術(shù)被定義為通過一種測量裝置當(dāng)顆?；締瘟性诹黧w流中通過時測量各個顆粒的特征，流式細(xì)胞術(shù)通常提供根據(jù)所選擇的特征對顆粒分類的信息?；蛘撸又衫靡恍┘夹g(shù)(包括液滴分揀、液滴干涉分揀和流體交換)對顆粒進(jìn)行分類。另一種選擇是選擇性地分裂不想要的顆粒，例如利用光切除。在基于光學(xué)的流式細(xì)胞術(shù)系統(tǒng)中，利用光學(xué)器件將光束(例如可見光或者UV光)引導(dǎo)和聚焦在含有顆粒的流體流中并且收集來自于顆粒的輻射(包括散射光和/或來自于顆粒熒光輻射)。例如在一種常用的光學(xué)系統(tǒng)中，光束(例如激光束)被聚焦在流體流上并且輻射被一對收集單元收集，一個位于激光器前面以收集散射光輻射，另一個垂直于流體流和激光器設(shè)置以收集熒光輻射。每一個收集單元包括分離的光檢測器，這增加了系統(tǒng)的費用。另外，在常規(guī)光學(xué)系統(tǒng)中，光檢測器將所收集的輻射轉(zhuǎn)化為電信號，利用模擬系統(tǒng)分析電信號以根據(jù)所選擇的顆粒特征對顆粒分類。模擬系統(tǒng)是較低廉的，但僅有限的信息可從信號中得出。
人們還試圖開發(fā)可用于處理精細(xì)胞以得到富含具有所需性別染色體的精子的精細(xì)胞群的技術(shù)。但是，現(xiàn)有的技術(shù)達(dá)不到這里所述的本發(fā)明技術(shù)。例如，Johnson等(美國專利US 5，135，759)描述了利用流式細(xì)胞計/細(xì)胞分揀器根據(jù)DNA內(nèi)容將完整的帶X和Y染色體的精子群分離成帶X和Y染色體的精子富集群。如該文獻(xiàn)所述的，精子在30至39°C的溫度下在I小時(39°C )至I. 5小時(30°C )與DNA選擇性染料結(jié)合。接著利用流式細(xì)胞計測量當(dāng)精子通過刺激染料的激光束時發(fā)出的熒光量。由于帶X染色體的精子含有比帶Y染色體的精子更多的DNA，并且大多數(shù)動物具有3至5%的差異，因此帶X染色體的精子發(fā)出比帶Y染色體的精子多的熒光。為了說明熒光測量可根據(jù)精細(xì)胞的轉(zhuǎn)動取向而改變的情況，使用兩個光檢測器。首先確定精細(xì)胞取向是否適當(dāng)，然后進(jìn)行測量以根據(jù)具有X或者Y染色體對精子分類。利用振蕩器使得包含精子的流體流 在精子通過激光束的位置的下游分裂成液滴。具有預(yù)定熒光強度的包含單個精子的液滴被提供電荷并且被靜電偏轉(zhuǎn)到收集容器中。被收集的性別強化精子群接著用于顯微注射、體外受精或者人工受精。Seidel等(W0 02/43574)還描述了利用流式細(xì)胞術(shù)將精子分成帶X和Y染色體的細(xì)胞的性別強化群。Seidel等描述了在30°C和40°C之間的溫度下對細(xì)胞著色。美國專利申請公開號為2003/0157475Al(Schenk，2003年8月21日)描述了一種低溫冷藏已經(jīng)根據(jù)X或者Y染色體含量進(jìn)行分揀的精細(xì)胞的方法。如這里所述的，需要在精細(xì)胞被低溫冷藏之前為精細(xì)胞添加一種防凍劑以在低溫冷藏過程中保護(hù)精細(xì)胞。例如，甘油是一種通常在低溫冷藏之前添加到牛的精細(xì)胞的防凍劑。但是，為了從防凍劑獲得更好的保護(hù)，需要在使得精細(xì)胞處于低于(TC的溫度下之前等待防凍劑與精細(xì)胞平衡。在平衡時間內(nèi)，防凍劑滲透細(xì)胞膜以除了由防凍劑提供的細(xì)胞外保護(hù)以外還提供細(xì)胞內(nèi)保護(hù)。這樣，在美國專利申請公開號為2003/0157475A1中描述的低溫冷藏方法描述了在精細(xì)胞被冷至5°C之后添加一種包含甘油的添加劑。接著在精細(xì)胞遭遇較低的溫度之前使得精細(xì)胞和甘油在I和18小時之間的時間內(nèi)在5 °C下平衡。所披露的內(nèi)容建議3和6小時之間的平衡時段以獲得最佳結(jié)果。遺憾的是，3至6小時的平衡時間所涉及的時間和費用對于商業(yè)精子分揀方法的收益帶來負(fù)面影響。另外，對于商業(yè)精子分揀方法，相信通常通過減小精子收集和低溫冷藏之間的時間(其它因素是等同的)來改善精子的健康。也從該觀點出發(fā)，希望可以使用不需要長平衡時間來達(dá)到防凍劑最佳效果的低溫冷藏技術(shù)。另外，據(jù)說已知的低溫冷藏技術(shù)對精子的游動性產(chǎn)生有害的影響，這表明精子生育力降低。這樣，需要與常規(guī)技術(shù)相比保存精子生育力的低溫冷藏技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種基于一個或者多個所需的特征分析、分類和分揀顆粒的改進(jìn)系統(tǒng)(方法和設(shè)備)；在一個實施例中，提供這樣一種系統(tǒng)，即使用流式細(xì)胞術(shù)根據(jù)DNA含量精確地隔離和分揀細(xì)胞的系統(tǒng)；在某些實施例中，提供這樣一種系統(tǒng)，即包括能夠使得系統(tǒng)的產(chǎn)量作為一個或者多個因素的函數(shù)被控制的分揀協(xié)議的系統(tǒng)，這些因素包括需要分揀的顆粒群的純度、所需顆粒群被收集的速度、沒有被分揀到所需群中的所需顆粒的損失以及其它因素；在一個實施例中，提供這樣一種系統(tǒng)，即高速操作以提供適合動物養(yǎng)殖業(yè)商業(yè)使用的性別分揀精子的系統(tǒng)；提供這樣一種系統(tǒng)，即可在不對細(xì)胞(包括精細(xì)胞的游動性)產(chǎn)生很大的不良影響的情況下用于分揀細(xì)胞的系統(tǒng)；提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于在對細(xì)胞(包括精細(xì)胞的游動性)產(chǎn)生的最小不良影響的情況下保存分揀的精細(xì)胞直至需要它們時；提供這樣一種系統(tǒng)，當(dāng)該系統(tǒng)涉及有性別精子的產(chǎn)生時，該系統(tǒng)包含提高速度和分類準(zhǔn)確度和精細(xì)胞的分揀的技術(shù)；提供一種流式細(xì)胞術(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用外照射(epi-illumination)光學(xué)器件檢測待分析以及(可選擇的)待分揀的顆粒的各種特征；提供這樣一種制造經(jīng)濟的外照射流式細(xì)胞術(shù)系統(tǒng)；在一個實施例中，提供這樣一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個流式細(xì)胞術(shù)單元，所述多個流式細(xì)胞術(shù)單元共享一個集成平臺以便以高生產(chǎn)率分類和(可選擇地)分揀顆粒(諸如一般意義上的細(xì)胞，特別是精細(xì)胞)；提供這樣一種多通道系統(tǒng)，該系統(tǒng)共享公共部件和系統(tǒng)以減小通道之間的差異以更有效的操作；以及在一個實施例中，提供這樣一種分揀系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括能夠使得一個樣本被迅速測試以確定樣本的質(zhì)量以可評價進(jìn)一步分揀的收益性的協(xié)議。另外，本發(fā)明涉及用于數(shù)字處理表示熒光的信號的改進(jìn)系統(tǒng)(方法和設(shè)備)；在一個實施例中，提供這樣一種數(shù)字系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于檢測作為背景特征的函數(shù)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換脈沖；在一個實施例中，提供這樣一種數(shù)字系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于鑒別參數(shù)初始化；在一個實施例中，提供這樣一種數(shù)字系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于檢測對應(yīng)于波形脈沖的數(shù)字信息；在一個實施例中，提供這樣一種數(shù)字系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于包括特征抽取的數(shù)字信息分析；在一個實施例中，提供這樣一種數(shù)字系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于分類脈沖和限定判定邊界；在一個實施例中，提供這樣一種數(shù)字系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用液滴分裂傳感器控制換能器振幅；以及在一個實施例中，提供這樣一種數(shù)字系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)分配和收集用于商業(yè)流通的細(xì)胞。另外，本發(fā)明涉及在從雄性動物收集的精子樣本時通過包含比存在于所收集的精子中的更多的具有所需染色體特征的精子的精子樣本的低溫冷藏對動物精子進(jìn)行商業(yè)處理的改進(jìn)的綜合系統(tǒng)(方法和設(shè)備)；在一個實施例中，提供這樣一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)ι虡I(yè)量的活的性別強化精子進(jìn)行有效處理；在一個實施例中，提供這樣一種系統(tǒng)，通過對該系統(tǒng)調(diào)節(jié)能夠計算日常的和動物之間的精子特征的變化；在一個實施例中，提供這樣一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠利用一個流式細(xì)胞術(shù)單元每小時以85%的純度生產(chǎn)約18，000，000個性別強化精子；在一個實施例中，提供這樣一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)σ慌?例如，從一個雄性動物收集的精子量)進(jìn)行完全處理以85%的純度生產(chǎn)具有所需性別特征的活精子樣本并且在I小時的處理時間內(nèi)具有所需性別特征的收集的精子的損失小于10%?？傮w上，本發(fā)明涉及在本申請權(quán)利要求中所述的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的其它目的和特征部分是明顯的并且部分在下文中提及。


圖I是本發(fā)明的一個示例性精子分揀程序的作業(yè)流程圖；圖2是本發(fā)明的流式細(xì)胞術(shù)液滴分揀系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；圖3是本發(fā)明的用于液滴分揀的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的一個實施例的一部分的側(cè)視圖，其中示出將刺激射束聚焦在由噴嘴系統(tǒng)產(chǎn)生的向上移動流體流上的外照射光學(xué)組件；圖4是本發(fā)明的噴嘴和噴嘴支座的一個實施例的一個端視圖；圖5是沿圖4的切割平面5-5得到的圖4的噴嘴和噴嘴支座的截面圖6是本發(fā)明的一個實施例所涉及的在由橢圓形射束斑點詢問的流體流中輸送的精細(xì)胞的不意圖；圖7是表示精細(xì)胞的所需取向的角包絡(luò)線的示意圖，其中來自于光學(xué)系統(tǒng)的光束將照射細(xì)胞的基本寬大的寬面；圖8是本發(fā)明的噴嘴主體的一個實施例的橫截面圖；圖9是表示通過噴嘴主體的一系列切割平面(A-A至H-H和J-J至K_K)的圖8中所示的噴嘴主體的側(cè)視圖；圖9Α-9Η和9J-9K是沿著圖9的相應(yīng)平面(Α-Α至Η-Η和J-J至Κ-Κ)的在圖8和圖9中所示的噴嘴主體的截面圖； 圖10是噴嘴中具有定向擋板的噴嘴系統(tǒng)的一個實施例的橫截面的透視圖；圖11是圖10中所示的噴嘴系統(tǒng)的橫截面圖；圖12是圖10和11中所不的噴嘴系統(tǒng)的一部分的局部放大橫截面圖；圖13是與圖12中所示的圖類似的局部放大橫截面圖，但是從垂直于圖12中的觀察方向的方向取得的；圖14是固定擋板的擋板支架的一個實施例的側(cè)視圖；圖15是圖14中所示的擋板支架和擋板的頂視圖；圖16是以使得擋板支腿與平行于噴嘴中的橢圓D的長軸的線相交的方式在噴嘴中轉(zhuǎn)動定向的擋板支架的一個實施例的頂視圖；圖17是以使得擋板支腿與垂直于噴嘴中的橢圓D的長軸的線相交的方式在噴嘴中轉(zhuǎn)動取向的擋板支架的一個實施例的頂視圖；圖18是包括擋板的噴嘴系統(tǒng)的一個實施例的側(cè)橫截面圖,其中不出通過噴嘴和擋板的一系列切割平面(A-A至E-E)；圖18Α-18Ε示出在圖18中所示的噴嘴系統(tǒng)中在各個點處的橫截流動區(qū)域；圖19是通過具有垂直于噴嘴的縱向軸線的擋板的噴嘴得到的與圖12類似的橫截面圖；圖20是通過圖19上所示的切割平面20-20得到的圖19中所示的噴嘴的橫截面圖；圖21是與圖18的橫截面圖類似的橫截面圖，其中示出在偏置位置處具有樣本引入導(dǎo)管的噴嘴系統(tǒng)；圖22是安裝在本發(fā)明的噴嘴座的噴嘴系統(tǒng)的一個實施例的透視圖；圖23是多個排成一列的精細(xì)胞當(dāng)通過本發(fā)明的一個開孔元件朝向詢問位置時轉(zhuǎn)動取向的示意圖；圖24是表示在本發(fā)明的一個實施例所涉及的噴嘴下游的液滴分裂(脫落，break-off)位置的示意圖；圖25是本發(fā)明的分裂傳感器系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；圖26是本發(fā)明的一種流式細(xì)胞術(shù)系統(tǒng)的正試圖；圖27是圖26中所示的系統(tǒng)的一部分的放大透視圖，并且為了清楚起見去除該系統(tǒng)的一些部分；圖28是本發(fā)明的一種外照射光學(xué)系統(tǒng)的一個實施例的不意圖29是本發(fā)明的一種外照射光學(xué)系統(tǒng)的一個實施例的透視圖；圖30是圖29中所示的外照射光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖31是圖29和30中所示的外照射光學(xué)系統(tǒng)的頂視圖；圖32是沿著圖30的平面32-32的外照射光學(xué)系統(tǒng)的截面圖；圖33是沿著圖31的平面33-33的外照射光學(xué)系統(tǒng)的一部分的截面圖；圖34是僅示出在圖29中所示的外照射光學(xué)系統(tǒng)的二向性濾光器后面的濾光系統(tǒng) 的元件的透視圖；圖35是包括柱面透鏡的平移調(diào)節(jié)的本發(fā)明的另一種外照射光學(xué)系統(tǒng)的透視圖；圖36是本發(fā)明的一個實施例的詢問位置的示意圖，其中示出以偏斜入射角聚焦在噴嘴的下游的流體流上的激光束；圖37是本發(fā)明的分揀校準(zhǔn)系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；圖38是與圖37中所示的分揀校準(zhǔn)結(jié)合使用的外照射傳感器的一個實施例的示意圖；圖39是本發(fā)明所涉及的數(shù)字細(xì)胞分析器(DCA)和處理器的一個實施例的框圖；圖40是本發(fā)明的多通道分揀器的一個實施例的示意圖，其中示出兩個通道；圖41是本發(fā)明的多通道分揀器的一個實施例的作業(yè)流程圖，其中示出四個通道；圖42是本發(fā)明所涉及的模擬細(xì)胞分析器(ACA)的一個實施例的框圖；圖43是表示來自于從以每秒10，000個細(xì)胞的平均速度流動的細(xì)胞檢測熒光脈沖的光檢測器輸出的波形脈沖流的圖表；圖44是圖43的分解圖，其中示出來自于從以每秒10，000個細(xì)胞的平均速度流動的三個細(xì)胞檢測三個熒光脈沖的光檢測器輸出的流；在該圖中IOOMHz液滴時鐘的正方形波已經(jīng)被疊加以表示在三個脈沖和液滴時鐘的正方形波脈沖之間的同步；圖45-48示出精細(xì)胞相對于具有窄寬度的激光束斑點的移動；圖49是對應(yīng)于來自于以105MHz的連續(xù)采樣率基于122個樣本檢測一個熒光脈沖的光檢測器的時間改變模擬輸出的數(shù)字信息的示例性圖示；圖50是表示在本發(fā)明的一個實施例中的在激光脈沖、由激光脈沖導(dǎo)致的來自于細(xì)胞的熒光發(fā)射以及光檢測器輸出的數(shù)字樣本之間的時間關(guān)系的示意圖；圖51是表示圖50中所示的數(shù)字樣本如何形成脈沖波形的示意圖；圖52是表示X精細(xì)胞在脈沖波形中的較高峰值強度的與Y精細(xì)胞的脈沖波形同步的X精細(xì)胞的脈沖波形的不意圖；圖53是表不可用于脈沖分析的一個閾值和積分窗的脈沖波形的不意圖；圖54是表示利用縫隙掃描技術(shù)達(dá)到的高分辨率的包含X和Y精細(xì)胞的樣本的直方圖；圖55是表示利用標(biāo)準(zhǔn)照射達(dá)到的較差分辨率的包含X和Y精細(xì)胞的樣本的直方圖；圖56-59示出熒光直方圖和峰值相對于精子核和活精細(xì)胞的區(qū)域的散布圖；圖60-61示出精細(xì)胞的熒光強度直方圖的四元模型-圖60示出原始數(shù)據(jù)，以及圖61示出基于圖60中所示的數(shù)據(jù)利用本發(fā)明的一種迭代算法的一個實施例產(chǎn)生的模型曲線.
-^4 ，
圖62-63示出精細(xì)胞的熒光強度直方圖的三元模型-圖62示出原始數(shù)據(jù)，以及圖63示出基于圖62中所示的數(shù)據(jù)利用本發(fā)明的一種迭代算法的一個實施例產(chǎn)生的模型曲線.圖64示出CSD特征的非線性；頂部板條表示用于帶X或者帶Y的精細(xì)胞的平均M圖表；中間板條示出小于平均的帶Y的熒光發(fā)射脈沖的峰值高度的用于信號振幅值的這些平均M圖表(即M')的第一導(dǎo)數(shù)的圖表；以及底部板條示出作為信號振幅的函數(shù)的第一導(dǎo)數(shù)(M' x-M, y)之間的差異；圖65示出其中CSD特征是穿過熒光發(fā)射脈沖上的兩個點的直線的計算斜度的一個實施例；圖66-69示出利用CSD特征抽取達(dá)到的改進(jìn)區(qū)別； 圖70不出設(shè)置在CSD相對于脈沖區(qū)域(area)散射的散射圖表上的二兀變量分揀區(qū)域；圖71示出用于其中左板條對應(yīng)于高回收/重合接受分揀策略(無重合中止策略)以及右邊板條對應(yīng)于高純度/重合拒絕接受分揀策略(重合中止策略)的測試的流式細(xì)胞術(shù)再次分析的一個實施例；圖72是本發(fā)明的數(shù)字信號處理的一個實施例的作業(yè)流程圖；圖73是可根據(jù)本發(fā)明的一個實施例使用的k平均(k-menas)聚合策略的一個示例；圖74是可根據(jù)本發(fā)明的一個實施例使用的對于脈沖特征數(shù)據(jù)應(yīng)用Bayes MinimumError(貝葉斯最小誤差)判定規(guī)則的概念圖和圖表表示；圖75是可根據(jù)本發(fā)明的一個實施例使用的利用Bayes Minimum Error判定規(guī)則獲得的結(jié)果和Mahalonobis (馬氏)距離脫粒支持獲得的結(jié)果的圖表表示；圖76可是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例使用的移動窗統(tǒng)計表以提供“遺忘”的概念圖；圖77是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例使用的漂移補償?shù)膱D表表示；圖78示出包含示例性顆粒分布的流體流；圖79是表示作為使用重合接受分揀策略的流體輸送率的一個函數(shù)的純度的圖表;圖80是表示作為使用重合拒絕分揀策略的流體輸送率的一個函數(shù)的被成功地分揀成可用群組的所需顆粒的百分比的圖表；圖81是表示接受分揀到所需顆粒的群組中的重合液滴的百分比和拒絕分揀到該群組中的重合液滴的百分比之間的反向關(guān)系的圖表；圖82是表示本發(fā)明的分揀設(shè)備的一個實施例的總體操作的判定流程圖；圖83是取向適于產(chǎn)生具有水平速度分量的液滴流的細(xì)胞計和收集液滴的收集系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖84是關(guān)于噴嘴系統(tǒng)和偏轉(zhuǎn)器板所示的圖83中所示的收集系統(tǒng)的放大透視圖；圖85是本發(fā)明的收集系統(tǒng)的一個實施例的不意性圖表；圖86是圖83中所示的收集系統(tǒng)的截斷裝置的正試圖；圖87是圖83中所示的收集系統(tǒng)的截斷裝置的側(cè)視圖88-95示出幾個精子離心分離試驗的圖表結(jié)果；圖96-98是表示本發(fā)明的過濾方法的一個實施例中的步驟的示意圖；圖99是用于過濾精細(xì)胞的過濾系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；圖100是用于過濾精細(xì)胞的另一種過濾系統(tǒng)的示意圖；圖101和102示出精細(xì)胞過濾試驗的圖表結(jié)果；圖103是本發(fā)明的低溫保藏方法的一個實施例的工作流程圖 圖104示出精細(xì)胞低溫保藏試驗的圖表結(jié)果；圖105是用于本發(fā)明所涉及的處理精細(xì)胞的方法的一個實施例的作業(yè)流程圖；圖106是本發(fā)明的多通道顆粒分揀器的一個實施例的透視圖，其中部分被拆下以不出分揀器的內(nèi)部特征；圖107是可用于圖106的多通道顆粒分揀器中流體輸送的歧管系統(tǒng)的透視圖；圖108是圖107的歧管系統(tǒng)的透視圖，其中示出歧管系統(tǒng)的內(nèi)部流體連通；圖109是圖106中所示的顆粒分揀器的透視圖，其中附加的元件被去除或者部分去除以更好地示出分揀器的內(nèi)部特征；圖110是圖106中所示的顆粒分揀器的正試圖；圖111是圖106中所示的顆粒分揀器的側(cè)視圖，其中殼體的側(cè)壁被去除以示出分揀器的內(nèi)部特征；圖112是圖106中所示的顆粒分揀器的側(cè)視圖(從與得到圖107的側(cè)面相對的側(cè)面取得的)，并且側(cè)壁被去除以示出分揀器的內(nèi)部特征；圖113是從分揀器后面的一個角度得到的圖106中所示的顆粒分揀器的側(cè)視圖并且背蓋被去除以不出分揀器的內(nèi)部特征；圖114是圖106中所示的顆粒分揀器的一部分的透視圖，其中示出多噴嘴系統(tǒng)在橫梁上的安裝；圖115是圖106中所示的顆粒分揀器的一部分的透視圖，其中示出收集系統(tǒng)和顆粒分揀器的其它部分的相對位置；圖116是用于本發(fā)明的多通道分揀器的流體輸送系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；圖117和118是兩種不同激光束分裂系統(tǒng)的不意圖；圖119和圖120是本發(fā)明的另一種多通道分揀器的透視圖；圖121-134示出各種實施例的圖示結(jié)果；圖135是本發(fā)明的噴嘴系統(tǒng)的一個可選擇的實施例的示意圖，其中噴嘴通過毛細(xì)管引導(dǎo)流體流；圖136是本發(fā)明的一種光損害分揀系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；圖137是基于可用于使用本發(fā)明的技術(shù)的設(shè)備中的流體轉(zhuǎn)換的一種可選擇的分棟系統(tǒng)的不意圖；以及圖138是基于使得帶有分析的顆粒的流體流的所選擇的不連續(xù)區(qū)段的一種高速液滴干涉流的一種可選擇的分揀系統(tǒng)的示意圖。在附圖中相應(yīng)的部件由相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示。具有對應(yīng)于每一個部件的相關(guān)附圖標(biāo)記的部件列表如下。部件列表設(shè)有基本對應(yīng)于說明書中的段落標(biāo)題的段落標(biāo)題以便于部件列表的使用。一般地，部件列表的每一個段自身為在詳細(xì)描述的相應(yīng)段落中第一次引入的部件提供附圖標(biāo)記。具有對應(yīng)于每一個部件的相關(guān)附圖標(biāo)記的部件列表總體概沭39精子收集
41為精子貼標(biāo)識41A增加緩沖劑43質(zhì)量控制47清洗48著色流體49著色51培育53裝入流式細(xì)胞計的樣本引導(dǎo)裝置54通過流式細(xì)胞術(shù)增加鞘流體55分揀57收集分揀的精子58A增加收集流體58B濃縮精細(xì)胞58C增加低溫充填劑(膨脹劑)59將分揀的精子裝在試管中61低溫保藏63包裝在液氮中65分配67銷售69儲藏71人工受精流式細(xì)胞術(shù)I系統(tǒng)(總體)3載流體的供給7鞘流體的供給9具有分揀能力的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備15流體輸送系統(tǒng)17載流體19鞘流體21流體流23顆粒流25電磁輻射束31來自于顆粒的電磁輻射發(fā)射33液滴35包含在液滴中的顆粒
流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備(單通道)101噴嘴系統(tǒng)103噴嘴孔105換能器107液滴分裂109光學(xué)系統(tǒng)115詢問位置117光檢測器 119分揀系統(tǒng)123第一不同組或者群組的液滴125第二不同組或者群組的液滴2201收集系統(tǒng)131處理器啼嘴系統(tǒng)133圓柱形流動主體135中心縱向孔137噴嘴139漏斗形噴嘴主體141通過噴嘴主體的通道145帶有內(nèi)螺紋的沉孔149帶有螺紋的凸出部或者螺柱155O形密封件157導(dǎo)管(管形針)167環(huán)形空間(間隙)173流動主體中的徑向孔(鞘流體)183第二徑向孔(附加鞘流體)189載流體的中心孔191流體的外同軸鞘細(xì)胞取向201牛精細(xì)胞205槳形頭部207平寬的相對的表面209窄邊211精子赤道213核215尾217核長度219頭部長度221頭部寬度
223總長225在核內(nèi)的定位區(qū)域227流體流的方向229其中光束照射在寬面的具有一定角度的包絡(luò)線上Rl角度范圍P平面啼嘴設(shè)計231噴嘴主體的內(nèi)部 233噴嘴主體的內(nèi)表面235第一軸向錐形區(qū)域237第二軸向錐形區(qū)域239第三軸向錐形區(qū)域247噴嘴的縱向軸線249噴嘴內(nèi)部的第四區(qū)域251第四區(qū)域的軸向長度255孔元件257在噴嘴前端的沉孔259第一扭轉(zhuǎn)區(qū)域261第二扭轉(zhuǎn)區(qū)域263第一扭轉(zhuǎn)區(qū)域的表面267第二扭轉(zhuǎn)區(qū)域的表面271扭力273第一扭轉(zhuǎn)區(qū)域的軸向長度275第一錐形區(qū)域的軸向長度277第二錐形區(qū)域的軸向長度279第二扭轉(zhuǎn)區(qū)域的軸向長度309孔元件的圓錐形上游表面315孔元件的圓錐形下游表面317圓錐形上游表面的軸向長度327下游表面的軸向長度定向擋板2001定向擋板2003擋板2005擋板支座2007上游支腿2009下游支腿2015交線2017噴嘴主體的中心軸線2019上游支腿的彎曲邊緣
2025下支腿向下游延伸的距離2027擋板支座的總長2029擋板支座的外徑2031擋板支座的內(nèi)徑2033交線和噴嘴中心線之間的距離2035擋板的上游端2037擋板支座的傾斜表面2039下游支腿的側(cè)邊 2041下游支腿的下游邊2049擋板和擋板支座之間的間隙2051擋板支座的內(nèi)表面2053擋板后的體積2055噴嘴的內(nèi)部體積2057圓柱形擋板支座的縱向軸線2059通過橢圓D的長軸的線2061注射針和擋板之間的距離2067擋板支座的下游端2069擋板支座和噴嘴之間的接觸點2071O 形圈2077噴嘴座(凸臺)的下游端2079凸臺的內(nèi)徑2081芯流和噴嘴表面之間的鞘流體部分2087上游橫截面(A)2089在擋板⑶處的橫截面2091在擋板(C)處的橫截面2093在擋板⑶處的橫截面2094在擋板下游(E)處的橫截面2097垂直擋板系統(tǒng)2095空氣泡2099垂直擋板2101垂直擋板的彎曲邊緣2103垂直擋板的直邊緣2105O 形圈2107噴嘴中的環(huán)形臺肩(架)2109樣本注射針(導(dǎo)管)的外徑2151具有偏置樣本引入導(dǎo)管的噴嘴系統(tǒng)噴嘴安裝和調(diào)節(jié)331噴嘴座333第一線性級
337第二線性級339X 軸 線341Y 軸線343第三轉(zhuǎn)動級345Z 軸線347固定的第一級元件(未示出)349固定的第一級元件的框架355活動的第一級元件357用于第一級的致動器(測微器)359固定的第二級元件361活動的第二級元件363用于第二級的致動器(測微器)365固定的第三級元件371活動的第三級元件373用于第三級的致動器(測微器)375包含細(xì)胞的流的一般向上的方向377向上方向的角度換能器和液滴形成379套環(huán)381壓電元件(未示出)383端子D流的直徑分裂傳感器389分裂傳感器391微處理器393光源395線性光敏元件陣列(光二極管)401用于液滴分裂傳感器的透鏡405電流電壓運算放大器電路407跟蹤/保持放大器409正弦波發(fā)生器(跟蹤/保持信號)411A/D 轉(zhuǎn)換器412攝影系統(tǒng)413選通414A遮光板414B遮光板中的縫隙形開口外照射光學(xué)系統(tǒng)415外照射光學(xué)系統(tǒng)417外照射器具
419縱向光學(xué)軸線425束斑427聚焦照射束的軸線429矩形底座 431反射濾光器435激光器或者弧光燈437調(diào)節(jié)透鏡組件439二向色腔室的側(cè)壁中開口441二向色腔室的側(cè)壁443二向色腔室445扣環(huán)447中性密度濾光片449圓柱形透鏡455透鏡支座457防松螺母459束斑的橢圓形橫截面461用于反射濾光器的夾子463濾光器支座465濾光器支座的有角度的表面467濾光器支座中的開口469用于濾光器支座的線性級471X 軸線473懸臂梁475用于線性級的致動器477二向色濾光器479用于二向色濾光器的夾子485用于二向色濾光器的框架487向前的方向489光學(xué)儀器的縱向光學(xué)軸線491聚焦透鏡組件497細(xì)胞發(fā)出的熒光脈沖波形或者信號498刺激空間功能501物鏡適配器503二向色腔室的前壁中的開口505二向色腔室的前壁507聚焦鏡筒509透鏡支座筒511聚焦透鏡513向后方向
515套管式焦點調(diào)節(jié)517準(zhǔn)直發(fā)射光519濾光系統(tǒng)521發(fā)射濾光器523發(fā)射濾光器支座525在二向色腔室的后壁中的開口527二向色腔室的后壁529校準(zhǔn)薄膜組件 531校準(zhǔn)薄膜的滑塊533用于濾光器組件部件的導(dǎo)軌535用于校準(zhǔn)薄膜的濾光器支座539薄膜濾光器元件541用于將濾光器元件固定到濾光器支座的夾子543校準(zhǔn)薄膜相對于光學(xué)軸線的角度545用于將滑塊固定在底座上的緊固件547底座中的平行狹槽549非球面透鏡551用于非球面透鏡的支座553用于非球面透鏡的框架557用于非球面透鏡的緊固件559空間濾光器561孔板563用于空間濾光器板的框架567垂直縫隙571水平縫隙573孔575垂直尺寸577水平尺寸579收集體積583板支座587用于板支座的緊固件589用于孔板的襯背元件449A可調(diào)節(jié)的安裝組件449B狹槽449C狹槽450反射突光發(fā)射的外照射451二向色濾光器光檢測器591用于光檢測器的安裝板
595用于光檢測器的緊固件束入射角605詢問位置和噴嘴之間的距離609束軸線A入射角_0]聚焦的束斑LI沿著長軸的長度Wl沿著短軸的寬度 分揀系統(tǒng)627充電裝置629充電的檢測器板631充電元件633充電元件中的開口635用于檢測器板的電源5001可調(diào)節(jié)的安裝組件5003安裝組件調(diào)節(jié)板5005安裝組件背襯5007緊固件5009狹槽5011平移軸線5013平移軸線5015安裝組件調(diào)節(jié)板5017緊固件5019狹槽5021固定支承件5023緊固件5025彈簧自動裝置分揀校準(zhǔn)4201校準(zhǔn)系統(tǒng)4203外照射傳感器4205光纖纜線4207二向色濾光器4209透鏡系統(tǒng)4211來自于液滴中的顆粒的熒光發(fā)射4213光檢測器4215束擋分棟系統(tǒng)錯誤校ιΗ5047用于充電元件的碎屑去除系統(tǒng)5048用于檢測器板的碎屑去除系統(tǒng)
5051用于充電元件的支承5053真空通道5055真空線5057靠近充電元件的開口5058配件5059壓縮氣體線 5061歧管5063空氣通道5064開口5065配件5066檢測器板的側(cè)面分揀的樣本的保護(hù)4033收集容器4041污染防止機構(gòu)4043氣動致動器4045擺臂4047擺臂端流體輸送系統(tǒng)645注射泵647從泵到載體供給的流線649用于包含載流體供給的容器651從泵到注射針的線657從注射泵到針的供給線659變速馬達(dá)661用于鞘流體供給的第二容器667用于使得鞘流體與噴嘴中的徑向孔相連的供給線669在供給線中的控制閥671用于鞘流體的氣體壓力系統(tǒng)675加壓氣體源679加壓氣體氣線681用于控制被供給到鞘流體罐的壓力的調(diào)節(jié)器683空氣線中的雙向閥控制(裝置)689A/D 轉(zhuǎn)換器693移動通過束斑的斑點經(jīng)歷的相對束強度695來自于穿過束斑的精子的相對束強度d噴嘴和液滴分裂位置之間的距離信號處理701來自于光檢測器的輸出信號
703液滴產(chǎn)生時鐘信號705數(shù)字信號處理(數(shù)字細(xì)胞分析器)707來自于A/D的數(shù)字信號735PC/計算機端子737主時鐘(128 X時鐘信號)739數(shù)據(jù)獲得(HHl')741初始化檢測參數(shù)(HHl)745初始化識別(辨別)參數(shù)(HH2)
747數(shù)字脈沖檢測(HH3)749數(shù)字脈沖分析-特征抽取(HH4)753脈沖區(qū)域(HH5)755脈沖峰值(冊6)757脈沖識別(HH7)759分揀(HH8)761漂移分析(HH9)763用于Bayes規(guī)則的判定邊界769初始化771系統(tǒng)檢查773使用者相互作用775重試(最多三次)777閃光779珠質(zhì)量控制781吸氣采樣783采樣質(zhì)量控制785開始采樣787分揀進(jìn)行789采樣完成791連續(xù)采樣793分揀停止795X/Y識別最佳797設(shè)置X/Y識別799識別 OK801速度最佳803設(shè)定注射速度805速度 OK807系統(tǒng)檢查809系統(tǒng)復(fù)位811系統(tǒng) OK813示例性總操作流
825積分器827寬度/區(qū)域比較器829動態(tài)閾值計算器831脈沖識別833JTAG 端口 I/O837窗比較器(區(qū)域)839脈沖寬度和觸發(fā)器邏輯841分揀判定 843I/O 控制器845從屬控制器847分揀控制器板849USB851DSP 板 SDRAM853分揀信號854低通濾波器855I/O 板 SDRAM857處理器 I/O859外圍I/O總線861分揀脈沖發(fā)生器863數(shù)據(jù)管理處理器865脈沖檢測處理器867特征抽取處理器873分揀處理器875DSP 板 RAMOL可用群組中的重合液滴和不可用群組中的重合液滴之間的逆關(guān)系Pl對應(yīng)于85%純度的線OL上的點LL對應(yīng)于60%的所需顆粒的收集的線OL上的點OR操作范圍(Pl和LL之間的OL段)6000原始數(shù)據(jù)6001第一未排列的細(xì)胞群組6003第二未排列的細(xì)胞群組6005排列的Y群組6007排列的X群組6010原始數(shù)據(jù)6011未排列的細(xì)胞群組6015排列的Y群組6017排列的X群組多通道系統(tǒng)1001多通道系統(tǒng)
1003流式細(xì)胞術(shù)單元1005公共顆粒供給1007共電磁輻射源1009公共殼體
1011公共控制輸入1019公共輸出1021公共流體輸送系統(tǒng)1023公共溫度控制系統(tǒng)1025公共電源1027公共廢物回收系統(tǒng)1029公共偏轉(zhuǎn)板系統(tǒng)1031公共清潔系統(tǒng)公共殼體1069底座1071兩側(cè)壁1073下肩對1075下蓋板1077殼體前部1081上肩對1083上蓋板1085殼體后部1087用于安裝多個細(xì)胞計數(shù)單元的框架1089附著在殼體側(cè)壁的橫梁(用于連接噴嘴座)1093在側(cè)壁之間延伸的有角度的安裝板公共流體供給(源)1105用于載流體的泵1107載流體的公共供給(源)1115用于鞘流體的氣體壓力系統(tǒng)1117鞘流體的公共供給(源)1121歧管系統(tǒng)1123包含載流體的公共供給的容器1125容器支座1133支承塊1135用于接收容器的腔1137用于緩沖材料的第二腔1139用于緩沖材料的容器1141注射泵1147從注射泵到歧管的供給線1149控制載流體和緩沖流體的三向閥
1155用于鞘流體的公共供給的容器1157從鞘流體容器到歧管的供給線1161加壓氣體源1163氣體線

1165在氣體線中的調(diào)節(jié)器1167在氣源和鞘流體罐之間的氣線所用的兩向閥1169對清潔溶液的供給加壓的氣體線1173用于清潔溶液的罐1175用于清潔溶液的氣線的兩向閥1177歧管1179分層塊1181通道1185流體流路1189與注射泵相連的入口1191與鞘流體的供給連接的入口1193用于載流體和鞘流體的出口V1-V6用于控制通過歧管通道的流體流的閥1203框架元件(用于連接歧管塊)1205擰在塊中的配件1207樣本存儲室VlA-VlD雙向閥(用于控制樣本流體到噴嘴的流動)1217樣本存儲室的針1221廢物系統(tǒng)1223廢物罐(容器)1225諸如真空泵的機構(gòu)(用于產(chǎn)生真空)1227廢物線(將閥VlA-VlD連接到廢物罐)1233憎水過濾器(在連接廢物罐和真空泵的線中)1235用于鞘流體的流路V2A-V2D雙向閥(用于控制鞘流體到噴嘴的流動)1241鞘供給線1247連接鞘流體流路與廢物罐的廢物線公共電源和控制1249公共電源1251公共動力輸送系統(tǒng)1253公共輸入(裝置)(⑶I)1255公共輸出(裝置)(連接到微處理器)公共溫度控制1257溫度控制系統(tǒng)1259流體流路(到溫度控制)
1263流體通道(用于固定塊中的溫度控制)1265控制單元1269流體通道(用于歧管中的溫度控制)V6關(guān)閉閥公共光束和射束分裂系統(tǒng)1270射束分裂器1270A來自于射束分裂器的第一光束1270B來自于射束分裂器的第二光束 1271第二射束分裂器1271A來自于第二射束分裂器的第一光束1271B來自于第二射束分裂器的第二光束1272第三射束分裂器1272A來自于第三射束分裂器的第一光束1272B來自于第三射束分裂器的第二光束1273射束引導(dǎo)系統(tǒng)1279下濾光組件1281上反射鏡組件1285底座(用于下濾光組件)1289級(用于下濾光組件)1291用于移動級的機構(gòu)(測微器)1293在級上的可傾斜的平臺1295反射鏡(在平臺上)1297底座(用于上鏡組件)1299級(用于上鏡組件)1301可傾斜的平臺(用于上鏡組件)1303鏡(用于上鏡組件)1305用于移動上級的機構(gòu)1309目標(biāo)板(附著在殼體的側(cè)壁上)1311垂直排列的孔(在目標(biāo)板中)1315第一反射濾光器1317第二反射濾光器1319第三反射濾光器1321第四反射濾光器公共檢測器板1331兩個公共檢測器板1333框架(用于將公共檢測器板安裝在殼體上)樽塊式多通道系統(tǒng)4001多通道系統(tǒng)4009模塊式細(xì)胞計數(shù)單元
4011用于模塊單元的殼體4013公共殼體4015激光器4017射束分裂和引導(dǎo)系統(tǒng)4021用于使得激光進(jìn)入模塊式殼體的孔4023覆蓋出口孔的板4025用于系統(tǒng)的收集系統(tǒng)毛細(xì)管啼嘴系統(tǒng) 1335毛細(xì)管噴嘴系統(tǒng)1337毛細(xì)管1341充填有透光介質(zhì)的腔可詵擇的分揀系統(tǒng)1351光分裂分揀系統(tǒng)1353第二激光器1355收集容器1357流體轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1359流體轉(zhuǎn)換裝置1361分支到第一收集容器的毛細(xì)管1365分支到第二收集容器的毛細(xì)管1367換能器(用于產(chǎn)生壓力波以選擇性地控制流體流的方向)1369在噴嘴的端部上的毛細(xì)管1371液滴干擾流分揀系統(tǒng)1373高速液滴干擾流1375用于高速液滴流的液滴產(chǎn)生系統(tǒng)1377高速噴嘴系統(tǒng)1379高速流體流1381用于液滴干擾流產(chǎn)生的換能器1383高速液滴1387用于高速液滴偏轉(zhuǎn)的電子偏轉(zhuǎn)板1389未充電的液滴1391充電的液滴1397流體流的轉(zhuǎn)向段1399高速液滴流與同軸流體流的相交部分1403收集毛細(xì)管收集系統(tǒng)2201收集系統(tǒng)2203截取裝置2205沖擊表面2207收集容器
2211液滴入口通道2213吸液管的球管2215吸液管2217吸液管的內(nèi)壁2225導(dǎo)管2227收集系統(tǒng)框架2229圓形支架 2231用于截取裝置高度的調(diào)整螺釘2233安裝板2235用于橫向調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)螺釘2241橫向狹槽2243用于放置收集容器的托架2245出射窗2247第一截取裝置2249第二截取裝置2265離散液滴收集流體2301收集流體過濾2401過濾器2403用于過濾的收集容器2405包含精細(xì)胞的濃縮漿2409注射器機構(gòu)2411套管過濾器2413再懸浮流體2419第二容器2421用于過濾試驗的注射器2423用于過濾試驗的樣本2425用于過濾試驗的過濾器2427用于過濾試驗的真空泵2431用于過濾試驗II的注射器2433用于過濾試驗II的樣本2435用于過濾試驗II的過濾器2437用于過濾試驗II的真空泵低溫保藏2501調(diào)節(jié)濃縮2503增加低溫保護(hù)劑2505增加蛋白質(zhì)源2507裝在試管中
2509冷卻到保溫溫度2511保持在保溫溫度下2513冷卻到達(dá)到臨界區(qū)域的溫度2515通過冰晶形成的范圍的冷卻
2517浸沒在液氮中公共收集系統(tǒng)2801公共收集系統(tǒng)2803用于截取裝置的公共框架2805廢物槽2807用于收集容器的托架脈沖激光系統(tǒng)3001脈沖激光3003激光脈沖傳感器3005激光脈沖3007熒光脈沖壽命衰減3009數(shù)字樣本
具體實施例方式下面所述的實施例涉及動物精子的收集和處理，特別涉及處理來自于家畜的精子以根據(jù)特定DNA特征分揀精細(xì)胞(例如，預(yù)先選擇后代性別的X/Y染色體含量)。多種本發(fā)明的技術(shù)被組合以達(dá)到下面描述的結(jié)果。但是，應(yīng)該理解的是，在不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下這里所述的本發(fā)明技術(shù)可用于其它應(yīng)用。圖I是提供在本發(fā)明的一個示例性程序中的步驟概況的作業(yè)流程圖。該程序始于從一個或者多個雄性動物(例如公牛)收集純精子樣本(步驟39)。精子樣本被貼上標(biāo)識以便于識別(步驟41)，與緩沖劑接觸(步驟41A)并且被輸送到處理設(shè)備。除了緩沖劑以夕卜，還加入添加物(步驟41A)，例如包括能量源、蛋白質(zhì)源、抗生素和/或在細(xì)胞內(nèi)和/或細(xì)胞外調(diào)節(jié)氧化/還原反應(yīng)的組分?？蛇x擇的質(zhì)量控制測試可被執(zhí)行(步驟43)以確保每一個樣本的質(zhì)量(例如，精子的游動性)足以指示最終的產(chǎn)物可能符合最低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?？蛇x擇的洗滌步驟可執(zhí)行(步驟47)。在步驟47A，通過利用各種為部分樣本著色的著色協(xié)議接著分析每一部分的分揀性以識別用于特定樣本的所需著色協(xié)議來選擇用于處理的著色協(xié)議。通過將包含化學(xué)染料(例如一種DNA選擇性熒光染料)的著色流體48加入到每一個樣本中來執(zhí)行根據(jù)所選擇的著色協(xié)議的著色(步驟49)。除了著色流體以外，添加物也可在步驟48被增加，例如包括能量源、蛋白質(zhì)源、抗生素和/或在細(xì)胞內(nèi)和/或細(xì)胞外調(diào)節(jié)氧化/還原反應(yīng)的組分。在步驟51培育樣本以使得精子攝取染料。接著在步驟53將樣本裝在流式細(xì)胞計的樣本引入裝置中。在步驟54，樣本流體與鞘流體一起被引入到流式細(xì)胞計中。除了鞘流體以外，還可在步驟54增加添加物，例如包括能量源、蛋白質(zhì)源、抗生素和/或在細(xì)胞內(nèi)和/或細(xì)胞外調(diào)節(jié)氧化/還原反應(yīng)的組分。在步驟55，流式細(xì)胞計根據(jù)特定的DNA特征分揀精細(xì)胞，如下面描述的。當(dāng)在步驟57利用流式細(xì)胞計的收集系統(tǒng)收集分揀的細(xì)胞時，它們被加入到包含收集流體或者低溫填充劑的收集容器(步驟58A)。除了收集流體以外，還可在步驟58A增加添加物，例如包括能量源、蛋白質(zhì)源、抗生素和/或在細(xì)胞內(nèi)和/或細(xì)胞外調(diào)節(jié)氧化/還原反應(yīng)的組分。此時，精細(xì)胞在已經(jīng)被在該過程中被增加的各種流體稀釋的溶液中。因此，具有所需DNA特征的精細(xì)胞群組在步驟58B被濃縮以用于商業(yè)上的人工受精。在步驟58C，低溫填充劑被加入到濃縮的分揀的精細(xì)胞。除了低溫填充劑以外，還可在步驟58C增加添加物，例如包括能量源、蛋白質(zhì)源、抗生素和/或在細(xì)胞內(nèi)和/或細(xì)胞外調(diào)節(jié)氧化/還原反應(yīng)的組分。精細(xì)胞接著被包裝在管式容器中(在飼養(yǎng)業(yè)中被稱為“試管”)(步驟59)和低溫保藏(步驟61)。被低溫保藏的精子被包裝以在液氮中儲藏(步驟63)。被低溫保藏的精子接著通過商業(yè)分配系統(tǒng)被分配(步驟65)并且被銷售到動物飼養(yǎng)者(步驟67)。動物飼養(yǎng)者可儲存低溫保藏的精子(步驟69)直至它們準(zhǔn)備使用精子對雌性動物(例如奶牛)人工受精(步驟71)。如下面描述的，本發(fā)明的一個實施例包括基本在整個過程中進(jìn)行溫度控制。同樣，在有限的期限內(nèi)完成各個步驟是本發(fā)明的另一個實施例的一個方面。整個過程僅是本發(fā)明可如何使用的一個示例，并且應(yīng)該理解的是，上述 一些步驟可被取消和/或增加其它步驟。被分揀的精細(xì)胞還可用于顯微注射或者其它體外受精，接著胚胎被移植到接受的雌性動物體中。包含本發(fā)明的進(jìn)步的整個過程的步驟在下面將被詳細(xì)描述。盡管所述的一種特定的程序涉及分揀動物精子(例如公牛精子)，但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的各個方面可用于任何類型的精子(馬、豬以及其它)，可用于任何類型的細(xì)胞，可用于任何類型的顆粒，有機的或者無機的，包括乳膠顆粒、磁性顆粒、染色體、亞細(xì)胞成分、原生質(zhì)體和淀粉顆粒。這些顆粒的尺寸在O. 5至200微米的范圍內(nèi)，但本發(fā)明的技術(shù)不限于該范圍。樣本收集和稀釋樣本收集待分揀的精子樣本可是來自于源動物的剛收集的樣本，包括公牛、馬、豬或者其它哺乳動物源，或者解凍的以前低溫保藏的樣本。另外，樣本可是來自于同一個哺乳動物的一次射出的精液、多次匯集的精液或者來自于兩個或者多個動物的多次匯集的精液。各種收集方法是已知的并且包括帶手套的-手方法、利用人工陰道和電刺激射精。精子優(yōu)選被收集或者快速輸送到隔熱容器中以避免生理溫度(通常35°C至39°C)的快速溫度變化。一次射出的精液通常包含每毫升5億至150億個精子，這取決于種類和特定的動物。不管收集方法，可從精子樣本中抽取一部分并且對各個特征進(jìn)行評估，諸如精子濃度、精子游動性、精子前進(jìn)機動性、樣本pH、精子膜完整性以及精子形態(tài)。例如可利用Hamilton-Thorn游動性分析器(IVOS)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的和公知的程序H^UnMFarrel等的Theriogenology (1998) 49 (4) :871-9 ;以及美國專利 US 4，896，966 和 US 4, 896, 967)通過對精子的檢驗來獲得數(shù)據(jù)。稀釋精子樣本可與緩沖劑(采用固體或者溶液的形式)結(jié)合以形成精子懸浮液。特別是，緩沖劑可通過抵抗PH或者滲透壓力的重大變化緩沖懸浮液來增強精子的生存力。一般地，緩沖劑對于細(xì)胞是無毒的并且與用于使得細(xì)胞著色的染料相容。示例性的緩沖劑包括磷酸鹽、二磷酸鹽、檸檬酸鹽、醋酸鹽、乳酸鹽及其組合。目前優(yōu)選的緩沖劑包括TCA、TEST、檸檬酸鈉、HEPES, TL、TES、檸檬酸一水合物、HEPEST (Gradipore，St. Louis, MO)、PBS (Johnson等Gamete Research, 17 :203-212 (1987))以及Dulbecco' s PBS (InvitrogenCorp. , Carlsbad, CA)。一種或者多種緩沖劑可結(jié)合在一起或者與下面所述的添加劑結(jié)合在一起以形成緩沖的溶液，并且緩沖的溶液與精子樣本結(jié)合形成精子懸浮液。緩沖的溶液還可包含一種或者多種添加劑，如下面詳細(xì)描述的。示例性緩沖的溶液被示出在表I中。優(yōu)選的緩沖溶液包括一種在pH為7. O的水中包含3%的TRIS基、2%檸檬酸一水合物和I %的果糖(w/v)的溶液，在表I中被標(biāo)示為TCA#1的溶液和在表I中被標(biāo)示為TCA#2的溶液。表I緩沖溶液 ·
權(quán)利要求
1.ー種用于分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆?；旌衔锏牧魇郊?xì)胞術(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于輸送包含所述顆粒的流體的流體輸送系統(tǒng)；用于接收所述流體、使其形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)對顆粒分類的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備；以及根據(jù)所述分類并根據(jù)分揀策略分揀顆粒、以提供包含所需顆粒的至少ー個群組的分揀系統(tǒng)，其特征在于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對來自于所述流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的隨時間變化的模擬輸出進(jìn)行同步采樣，并且提供包括與所述隨時間變化的模擬輸出相應(yīng)的數(shù)字信息的輸出，其中所述隨時間變化的模擬輸出和相應(yīng)的數(shù)字信息表示特征A或者特征B ；數(shù)字信號處理器，該數(shù)字信號處理器分析和分類數(shù)字信息，并且根據(jù)被分析和分類的數(shù)字信息為所述分揀系統(tǒng)提供分揀信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述隨時間變化的模擬輸出包括一系列波形脈沖，每ー個波形脈沖表示顆粒的特征，所述數(shù)字信號處理器檢測數(shù)字信息中對應(yīng)于波形脈沖的部分并且對所檢測的部分分類，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)所述被檢測和分類的部分提供所述分揀信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制裝置，該控制裝置根據(jù)下列因素中的至少ー個響應(yīng)于從流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備接收的信息而控制分揀系統(tǒng)以改變其分揀策略或者控制流體輸送系統(tǒng)以改變輸送流體的速度，這些因素包括(I)所述至少ー個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的量相對于在所述流體流中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的總量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顆粒是精細(xì)胞，特征A表示活X精細(xì)胞。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測對應(yīng)于所述數(shù)字信息的脈沖的指令、用于在所檢測的脈沖中抽取特征的指令以及用于根據(jù)它們被抽取的特征來識別被檢測的脈沖的指令。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于限定在表示特征A的被抽取的特征和表示特征B的被抽取的特征之間識別的判定邊界的指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)下列因素中的至少ー個調(diào)節(jié)判定邊界相對于表示特征A的被抽取的特征和相對于表示特征B的被抽取的特征的相對位置，這些因素包括(I)所述至少ー個群組關(guān)于具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的量相對于在所述流體流中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的總量。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于將數(shù)字信息匯集成連續(xù)流的數(shù)據(jù)管理處理器。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器分類數(shù)字信息，以使具有特征A的顆粒群組和具有特征B的顆粒群組對應(yīng)于三個群組的計算機模型，所述三個群組的計算機模型包括具有特征A的顆粒的第一模型群組、具有特征B的顆粒的第二模型群組和未排列的顆粒的第三模型群組，所述模型評估第一、第二和第三模型群組中的每ー個的群組統(tǒng)計。
10.ー種利用流式細(xì)胞術(shù)系統(tǒng)分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆粒混合物的方法，所述方法包括輸送包含所述顆粒的流體；使流體形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)對流體流中的顆粒進(jìn)行檢測；根據(jù)分揀策略在流體流中分揀顆粒，以提供包含所需顆粒的至少ー個群組；將來自于所述流式細(xì)胞術(shù)系統(tǒng)的模擬輸出轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信息，其中模擬輸出表示特征A或者特征B ；以及分析和分類數(shù)字信息并且根據(jù)被分析和分類的數(shù)字信息分揀顆粒。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)下列因素至少ー個改變所述分揀策略或者改變輸送流體的速度，這些因素包括(I)所述至少ー個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的量相對于在所述流體流中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的總量。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述顆粒是精細(xì)胞，特征A表示活X精細(xì)胞。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括檢測由數(shù)字信息表示的波形脈沖、從數(shù)字信息中抽取波形脈沖的特征以及根據(jù)它們被抽取的特征來識別被檢測的波形脈沖。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括限定一在表示特征A的被抽取的特征和表示特征B的被抽取的特征之間識別的判定邊界。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)下列因素中的至少ー個調(diào)節(jié)判定邊界相對于表示特征A的被抽取的特征和相對于表示特征B的被抽取的特征的相對位置，這些因素包括(I)所述至少ー個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的量相對于在所述流體流中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的總量。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，分類數(shù)字信息包括分類數(shù)字信息以使具有特征A的顆粒群組和具有特征B的顆粒群組對應(yīng)于三個群組的計算機模型，所述三個群組的計算機模型包括具有特征A的顆粒的第一模型群組、具有特征B的顆粒的第二模型群組和未排列的顆粒的第三模型群組，所述模型評估第一、第二和第三模型群組中的每ー個的群組統(tǒng)計。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，分類數(shù)字信息包括根據(jù)具有特征A的顆粒的群組的變異系數(shù)或者根據(jù)具有特征B的顆粒的群組的變異系數(shù)分類數(shù)字信息。
18.ー種用于分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆?；旌衔锏牧魇郊?xì)胞術(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于輸送包含所述顆粒的流體的流體輸送系統(tǒng)；用于接收所述流體、使其形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)對顆粒分類的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備；以及根據(jù)所述分類并根據(jù)分揀策略分揀顆粒、以提供包含所需顆粒的至少ー個群組的分揀系統(tǒng)，其特征在于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對來自于所述流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的隨時間變化的模擬輸出進(jìn)行同步采樣，并且提供包括與所述隨時間變化的模擬輸出相應(yīng)的數(shù)字信息的輸出，其中所述隨時間變化的模擬輸出和相應(yīng)的數(shù)字信息表示特征A或者特征B ； 數(shù)字信號處理器，該數(shù)字信號處理器從所述數(shù)字信息確定所述隨時間變化的模擬輸出的背景特征； 根據(jù)所確定的背景特征檢測由所述數(shù)字信息表示的波形脈沖；以及 根據(jù)所檢測的波形脈沖為所述分揀系統(tǒng)提供分揀信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器使用用于確定限定背景特征的脈沖檢測閾值的迭代法，所述迭代法包括 根據(jù)數(shù)字信息計算背景統(tǒng)計評估； 利用計算的評估為所述數(shù)字信息施加脈沖檢測邏輯以確定表示特征A或者特征B的脈沖； 在不利用對應(yīng)于確定的脈沖的數(shù)字信息情況下再次計算評估；以及 重復(fù)上述步驟直至背景統(tǒng)計評估收斂或者固定的最大迭代數(shù)出現(xiàn)。
20.一種用于分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆粒混合物的流式細(xì)胞術(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于輸送包含所述顆粒的流體的流體輸送系統(tǒng)；用于接收所述流體、使其形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)對顆粒分類的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備；以及根據(jù)所述分類并根據(jù)分揀策略分揀顆粒、以提供包含所需顆粒的至少一個群組的分揀系統(tǒng)，其特征在于 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對來自于所述流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的隨時間變化的模擬輸出進(jìn)行同步采樣，并且提供包括與所述隨時間變化的模擬輸出相應(yīng)的數(shù)字信息的輸出，其中所述隨時間變化的模擬輸出和相應(yīng)的數(shù)字信息表示特征A或者特征B ;以及 數(shù)字信號處理器，該數(shù)字信號處理器從數(shù)字信息產(chǎn)生初始識別參數(shù)，根據(jù)初始識別參數(shù)識別數(shù)字信息，以及根據(jù)識別到的數(shù)字信息為所述分揀系統(tǒng)提供分揀信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器使用下列算法中的至少一種以產(chǎn)生初始識別參數(shù)，這些算法包括k-平均、模糊k-平均和凝聚分級。
22.一種用于分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆粒混合物的流式細(xì)胞術(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 用于輸送包含所述顆粒的流體的流體輸送系統(tǒng)；和用于接收所述流體、使其形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)對顆粒分類的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備； 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對來自于所述流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的包括一系列波形脈沖的隨時間變化的模擬輸出進(jìn)行同步采樣，并且提供包括與所述波形脈沖相應(yīng)的數(shù)字信息的輸出，其中所述波形脈沖和相應(yīng)的數(shù)字信息表示特征A或者特征B ;以及 分析數(shù)字信息并且根據(jù)被分析的相應(yīng)數(shù)字信息分揀信號的數(shù)字信號處理器。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字處理器使用用于限定波形脈沖的檢測閾值，所述檢測閾值是在結(jié)束于當(dāng)前樣本的樣本移動窗內(nèi)計算的數(shù)字信息的標(biāo)準(zhǔn)偏差和背景平均評估的函數(shù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)字控制裝置使用統(tǒng)計異常檢測分析，并且與數(shù)字信息的背景特征統(tǒng)計異常的數(shù)字信息是數(shù)字脈沖被考慮的部分。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與同步采樣同步用于照射顆粒以產(chǎn)生相應(yīng)的波形脈沖的脈沖照射裝置。
26.一種用于分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆?；旌衔锏牧魇郊?xì)胞術(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于輸送包含所述顆粒的流體的流體輸送系統(tǒng)；用于接收所述流體、使其形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)對顆粒分類的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備；以及根據(jù)所述分類并根據(jù)分揀策略分揀顆粒、以提供包含所需顆粒的至少一個群組的分揀系統(tǒng)，其特征在于 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對來自于所述流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的隨時間變化的模擬輸出進(jìn)行同步采樣，并且提供包括與所述隨時間變化的模擬輸出相應(yīng)的數(shù)字信息的輸出，其中所述隨時間變化的模擬輸出和相應(yīng)的數(shù)字信息表示特征A或者特征B ； 從數(shù)字信息抽取特征并且根據(jù)被抽取的特征為所述分揀系統(tǒng)提供分揀信號的數(shù)字信號處理器。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其特征在于，被抽取的特征對應(yīng)于下列特征的一個或者多個，這些特征包括脈沖區(qū)域、脈沖峰值、脈沖內(nèi)區(qū)域、脈沖寬度、脈沖高斯分布、脈沖滯后峰值或者脈沖斜度。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其特征在于，被抽取的特征包括在脈沖的相對于脈沖的平均峰值高度的一點處的脈沖的導(dǎo)數(shù)或者脈沖的斜度的近似值。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于，沿著脈沖的所述點對應(yīng)于在由具有特征A的顆粒產(chǎn)生的脈沖的第一導(dǎo)數(shù)和由具有特征B的顆粒產(chǎn)生的脈沖的第一導(dǎo)數(shù)之間存在差值的點。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于，隨時間變化的模擬輸出對應(yīng)于來自于顆粒的熒光發(fā)射脈沖，并且沿著脈沖的所述點對應(yīng)于在由具有特征A的顆粒產(chǎn)生的脈沖的第一導(dǎo)數(shù)和由具有特征B的顆粒產(chǎn)生的脈沖的第一導(dǎo)數(shù)之間的差值為最大值或者接近最大值的點。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于，隨時間變化的模擬輸出對應(yīng)于來自于顆粒的熒光發(fā)射脈沖，并且沿著脈沖的所述點隨著熒光發(fā)射脈沖的峰值高度而變化。
32.一種用于分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆?；旌衔锏牧魇郊?xì)胞術(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于輸送包含所述顆粒的流體的流體輸送系統(tǒng)；用于接收所述流體、使其形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)對顆粒分類的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備；以及根據(jù)所述分類并根據(jù)分揀策略分揀顆粒、以提供包含所需顆粒的至少一個群組的分揀系統(tǒng)，其特征在于 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對來自于所述流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的包括波形脈沖的隨時間變化的模擬輸出進(jìn)行同步采樣，并且提供包括與所述波形脈沖相應(yīng)的數(shù)字信息的輸出，其中所述波形脈沖和相應(yīng)的數(shù)字信息表示特征A或者特征B ； 數(shù)字信號處理器，該數(shù)字信號處理器以表示特征A或者特征B的形式識別數(shù)字信息，并且根據(jù)識別到的數(shù)字信息為所述分揀系統(tǒng)提供分揀信號。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測由所述數(shù)字信息表示的波形脈沖的指令、用于在檢測的波形脈沖中抽取特征的指令以及用于根據(jù)它們被抽取的特征來識別被檢測的波形脈沖的指令。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于限定一在表示特征A的被抽取的特征和表示特征B的被抽取的特征之間識別的判定邊界的指令。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)下列因素中的至少一個調(diào)節(jié)判定邊界相對于表示特征A的被抽取的特征和相對于表示特征B的被抽取的特征的相對位置，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的量相對于在所述流體流中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的總量。
36.一種用于分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆?；旌衔锏牧魇郊?xì)胞術(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于輸送包含所述顆粒的流體的流體輸送系統(tǒng)；用于接收所述流體、使其形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)對顆粒分類的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備；以及用于根據(jù)所述分類并根據(jù)分揀策略分揀顆粒、以提供包含所需顆粒的至少一個群組的分揀系統(tǒng)，其特征在于 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對來自于所述流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的隨時間變化的模擬輸出進(jìn)行同步采樣，并且提供包括與所述隨時間變化的模擬輸出相應(yīng)的數(shù)字信息的輸 出，其中所述隨時間變化的模擬輸出和相應(yīng)的數(shù)字信息表示特征A或者特征B ； 數(shù)字信號處理器，該數(shù)字信號處理器分析和分類數(shù)字信息，并且根據(jù)被分析和分類的數(shù)字信息為所述分揀系統(tǒng)提供分揀信號。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng),其特征在于,所述隨時間變化的模擬輸出包括一系列波形脈沖，每一個波形脈沖表示顆粒的特征，數(shù)字信號處理器檢測數(shù)字信息中對應(yīng)于波形脈沖的部分并且對所檢測的部分分類，并且所述數(shù)字信號處理器根據(jù)所述被檢測和分類的部分提供所述分揀信號。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制裝置，該控制裝置根據(jù)下列因素中的至少一個響應(yīng)于從流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備接收的信息來控制分揀系統(tǒng)以改變其分揀策略或者控制流體輸送系統(tǒng)以改變輸送流體的速度，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的總量。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顆粒是細(xì)胞，特征A和B與所述細(xì)胞的物理特征有關(guān)。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述細(xì)胞是精細(xì)胞，特征A表示活X精細(xì)胞。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，特征B表示活X細(xì)胞以外的細(xì)胞( X)。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括將所述至少一個群組的純度保持得大于85%但是小于95%。
43.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置在所述純度大于所需純度時增大流體輸送的速度，并且在所述純度小于所述所需純度時減小流體輸送的速度。
44.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置根據(jù)來自于流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的輸出信號確定所述至少一個群組的純度，所述系統(tǒng)還包括用于顯示所需純度的控制 裝置的操作者輸入，并且所述控制裝置改變流體輸送的速度以使得所述純度與所需純度基本一致。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述至少一個群組中特征A顆粒的量大于所述至少一個群組中特征A顆粒的可接受的量時所述控制裝置增大流體輸送的速度，并且當(dāng)所述至少一個群組中特征A顆粒的量小于所述可接受的量時所述控制裝置減小流體輸送的速度。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置根據(jù)來自于流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的輸出信號確定所述至少一個群組中特征A顆粒的量，所述系統(tǒng)還包括用于顯示所述至少一個群組中特征A顆粒的可接受的量的控制裝置的操作者輸入，并且所述控制裝置改變流體輸送速度從而獲得所述至少一個群組中的所述可接受的量。
47.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流形成為包含通常在一個系列中一個跟著另一個的顆粒的流，所述系列包括連續(xù)的顆粒組，所述組包括每一個都包含具有特征A的一個或者多個顆粒的第一顆粒組、每一個都包含具有特征B的一個或者多個顆粒的第二顆粒組、以及每一個都包含其中至少一個具有特征A和其中至少一個具有特征B的兩個或者多個近間隔的顆粒的第三顆粒組。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分揀系統(tǒng)可使用分揀策略進(jìn)行操作，其中所述第一顆粒組被選擇得用于收集在所述至少一個群組中，所述第二和第三顆粒組未被選擇得用于收集在所述至少一個群組中。
49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分揀系統(tǒng)可使用分揀策略進(jìn)行操作，其中所述第一和第三顆粒組被選擇得用于收集在所述至少一個群組中，所述第二顆粒組未被選擇得用于收集在所述至少一個群組中。
50.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分揀系統(tǒng)包括液滴分揀系統(tǒng)。
51.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分揀系統(tǒng)包括光破壞分揀系統(tǒng)。
52.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分揀系統(tǒng)包括流體切換分揀系統(tǒng)。
53.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測對應(yīng)于所述數(shù)字信息的脈沖的指令、用于在檢測的脈沖中抽取特征的指令、以及用于根據(jù)它們被抽取的特征識別被檢測的脈沖的指令。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于限定在表示特征A的被抽取的特征和表示特征B的被抽取的特征之間識別的判定邊界的指令。
55.根據(jù)權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)下列因素中的至少一個調(diào)節(jié)判定邊界相對于表示特征A的被抽取的特征和相對于表示特征B的被抽取的特征的相對位置，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的總量。
56.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于將數(shù)字信息匯集成連續(xù)流的數(shù)據(jù)管理處理器。
57.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測由數(shù)字信息表示的波形脈沖的脈沖檢測處理器，并且所述數(shù)字信號處理器根據(jù)所檢測的波形脈沖來分類所述數(shù)字信息。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于在等于或小于所述轉(zhuǎn)換器連續(xù)采樣速度的一半的頻率下過濾模擬輸出的濾波器，其中所述轉(zhuǎn)換器將已過濾的模擬輸出轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信息，并且所述數(shù)字信號處理器根據(jù)判定邊界分類所述數(shù)字信息。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連續(xù)采樣速度約為105MHZ或更高。
60.根據(jù)權(quán)利要求58所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括特征抽取和識別處理器，該特征抽取和識別處理器用于限定在表示特征A的已抽取特征和表示特征B的已抽取特征之間識別的判定邊界，并且特征抽取和識別處理器抽取由所述數(shù)字信息表示的特征并根據(jù)判定邊界分類所述特征。
61.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括對所述分類起反應(yīng)以便于向所述分揀系統(tǒng)提供分揀信號的分揀處理器。
62.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器計算具有特征A或具有特征B的已分類顆粒的量。
63.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)將具有特征A的顆粒群組的改變系數(shù)減小得基本等于或小于預(yù)設(shè)量、或根據(jù)將具有特征B的顆粒群組的改變系數(shù)最小化得基本等于或小于預(yù)設(shè)量而分類數(shù)字信息。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)量約為I.5%或更小。
65.根據(jù)權(quán)利要求63所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)量約為I.3%或更小。
66.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器分類數(shù)字信息，以使具有特征A的顆粒群組和具有特征B的顆粒群組對應(yīng)于三個群組的計算機模型，所述三個群組的計算機模型包括具有特征A的顆粒的第一模型群組、具有特征B的顆粒的第二模型群組和未排列的顆粒的第三模型群組，所述模型評估第一、第二和第三模型群組中的每一個的群組統(tǒng)計。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的系統(tǒng)，其特征在于，第三模型群組包括未排列的顆粒的兩個群組，并且所述模型評估這兩個群組的群組統(tǒng)計。
68.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測由數(shù)字信息表示的波形脈沖的脈沖檢測處理器，并且所述數(shù)字信號處理器根據(jù)具有特征A的顆粒群組的改變系數(shù)或根據(jù)具有特征B的顆粒群組的改變系數(shù)分類所述數(shù)字信息。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于在等于或小于所述轉(zhuǎn)換器連續(xù)采樣速度的一半的頻率下過濾模擬輸出的濾波器，其中所述轉(zhuǎn)換器將已過濾的模擬輸出轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信息，并且所述數(shù)字信號處理器根據(jù)具有特征A的顆粒群組的改變系數(shù)或根據(jù)具有特征B的顆粒群組的改變系數(shù)分類所述數(shù)字信息。
70.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括特征抽取和識別處理器，該特征抽取和識別處理器用于限定在表示特征A的已抽取特征和表示特征B的已抽取特征之間識別的判定邊界，并且特征抽取和識別處理器抽取由所述數(shù)字信息表示的特征并根據(jù)具有特征A的顆粒群組的改變系數(shù)或根據(jù)具有特征B的顆粒群組的改變系數(shù)分類所述特征。
71.一種利用流式細(xì)胞術(shù)系統(tǒng)分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆?；旌衔锏姆椒?，所述方法包括 輸送包含所述顆粒的流體；使流體形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)檢測流體流中的顆粒；根據(jù)分揀策略在流體流中分揀顆粒以提供至少一個包含所需顆粒的群組；將來自于所述流式細(xì)胞術(shù)的模擬輸出轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信息，其中模擬輸出表示特征A或者特征B ；以及 分析和分類數(shù)字信息并且根據(jù)被分析和分類的數(shù)字信息分揀顆粒。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)下列因素中的至少一個改變所述分揀策略或者改變輸送流體的速度，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的總量。
73.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，所述顆粒是細(xì)胞，特征A和B與所述細(xì)胞的物理特征有關(guān)。
74.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，所述細(xì)胞是精細(xì)胞，特征A表示活X精細(xì)胞。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的方法，其特征在于，特征B表示活X細(xì)胞以外的細(xì)胞( X)。
76.根據(jù)權(quán)利要求74所述的方法，其特征在于，還包括將所述純度保持得大于85%但是小于95%。
77.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，還包括在所述純度大于所需純度時增大流體輸送的速度，并且在所述純度小于所述所需純度時減小流體輸送的速度。
78.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述至少一個群組中特征A顆粒的量大于所述至少一個群組中特征A顆粒的可接受的量時增大流體輸送的速度，并且當(dāng)所述至少一個群組中特征A顆粒的量小于所述可接受的量時減小流體輸送的速度。
79.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，還包括將所述流形成為包含通常在一個系列中一個跟著另一個的顆粒的流，所述系列包括連續(xù)的顆粒組，所述組包括每一個都包含具有特征A的一個或者多個顆粒的第一顆粒組、每一個都包含具有特征B的一個或者多個顆粒的第二顆粒組、以及每一個都包含其中至少一個具有特征A和其中至少一個具有特征B的兩個或者多個近間隔的顆粒的第三顆粒組。
80.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)分揀策略分揀所述顆粒，其中只有第一顆粒組被選擇得用于收集在所述至少一個群組中。
81.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)分揀策略分揀所述顆粒，其中第一和第三顆粒組被選擇得用于收集在所述至少一個群組中。
82.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，所述分揀包括使用液滴分揀處理。
83.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，所述分揀包括使用光破壞分揀處理。
84.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，所述分揀包括使用流體切換分揀處理。
85.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，還包括檢測由所述數(shù)字信息表示的波形脈沖、從數(shù)字信息中抽取波形脈沖的特征、以及根據(jù)它們被抽取的特征來識別被檢測的波形脈沖。
86.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，其特征在于，還包括限定在表示特征A的被抽取的特征和表示特征B的被抽取的特征之間識別的判定邊界。
87.根據(jù)權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)下列因素中的至少一個調(diào)節(jié)判定邊界相對于表示特征A的被抽取的特征和相對于表示特征B的被抽取的特征的相對位置，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的總量。
88.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換包括同步采樣所述模擬輸出。
89.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，分類數(shù)字信息包括根據(jù)將具有特征A的顆粒群組的改變系數(shù)最小化得基本等于或小于預(yù)設(shè)量、或根據(jù)將具有特征B的顆粒群組的改變系數(shù)最小化得基本等于或小于預(yù)設(shè)量而分類數(shù)字信息。
90.根據(jù)權(quán)利要求89所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)量約為I.5%或更小。
91.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，分類數(shù)字信息包括類數(shù)字信息以使具有特征A的顆粒群組和具有特征B的顆粒群組對應(yīng)于三個群組的計算機模型，所述三個群組的計算機模型包括具有特征A的顆粒的第一模型群組、具有特征B的顆粒的第二模型群組和未排列的顆粒的第三模型群組，所述模型評估第一、第二和第三模型群組中的每一個的群組統(tǒng)計。
92.根據(jù)權(quán)利要求71所述的系統(tǒng)，其特征在于，分類所述數(shù)字信息包括根據(jù)具有特征A的顆粒群組的改變系數(shù)或根據(jù)具有特征B的顆粒群組的改變系數(shù)分類所述數(shù)字信息。
93.一種用于分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆粒混合物的流式細(xì)胞術(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于輸送包含所述顆粒的流體的流體輸送系統(tǒng)；用于接收所述流體、使其形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)對顆粒分類的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備；以及用于根據(jù)所述分類并根據(jù)分揀策略分揀顆粒、以提供包含所需顆粒的至少一個群組的分揀系統(tǒng)，其特征在于 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對來自于所述流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的隨時間變化的模擬輸出進(jìn)行同步采樣，并且提供包括與所述隨時間變化的模擬輸出相應(yīng)的數(shù)字信息的輸出，其中所述隨時間變化的模擬輸出和相應(yīng)的數(shù)字信息表示特征A或者特征B ; 數(shù)字信號處理器，該數(shù)字信號處理器從所述數(shù)字信息確定所述隨時間變化的模擬輸出的背景特征； 根據(jù)所確定的背景特征檢測由所述數(shù)字信息表示的波形脈沖；以及 根據(jù)檢測到的波形脈沖為所述分揀系統(tǒng)提供分揀信號。
94.根據(jù)權(quán)利要求93所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器使用用于確定限定背景特征的脈沖檢測閾值的迭代法，所述迭代法包括 從數(shù)字信息計算背景統(tǒng)計評估； 利用計算的評估為所述數(shù)字信息提供脈沖檢測邏輯，以確定表示特征A或者特征B的脈沖； 不利用對應(yīng)于確定的脈沖的數(shù)字信息的情況下再次計算評估；以及 重復(fù)上述步驟直至背景統(tǒng)計評估收斂或者固定的最大迭代數(shù)出現(xiàn)。
95.根據(jù)權(quán)利要求93所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測由所述數(shù)字信息表示的波形脈沖的指令、用于在檢測的脈沖中抽取特征的指令、以及根據(jù)它們被抽取的特征識別被檢測的脈沖的指令。
96.根據(jù)權(quán)利要求95所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于限定在表示特征A的被抽取的特征和表示特征B的被抽取的特征之間識別的判定邊界的指令。
97.根據(jù)權(quán)利要求96所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)下列因素中的至少一個調(diào)節(jié)判定邊界相對于表示特征A的被抽取的特征和相對于表示特征B的被抽取的特征的相對位置，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的總量。
98.根據(jù)權(quán)利要求93所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括根據(jù)下列因素中的至少一個響應(yīng)于從流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備接收的信息而控制分揀系統(tǒng)以改變其分揀策略或者控制流體輸送系統(tǒng)以改變輸送流體的速度的控制裝置，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的總量。
99.根據(jù)權(quán)利要求93所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測由數(shù)字信息表示的波形脈沖的脈沖檢測處理器，并且所述數(shù)字信號處理器根據(jù)所檢測的波形脈沖分類所述數(shù)字信息。
100.根據(jù)權(quán)利要求99所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于在等于或小于所述轉(zhuǎn)換器采樣速度的一半的頻率下過濾模擬輸出的濾波器，其中所述轉(zhuǎn)換器將已過濾的模擬輸出轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信息。
101.一種用于分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆粒混合物的流式細(xì)胞術(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于輸送包含所述顆粒的流體的流體輸送系統(tǒng)；用于接收所述流體、使其形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)對顆粒分類的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備；以及根據(jù)所述分類并根據(jù)分揀策略分揀顆粒、以提供至少一個包含所需顆粒的群組的分揀系統(tǒng)，其特征在于 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對來自于所述流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的隨時間變化的模擬輸出進(jìn)行同步采樣，并且提供包括與所述隨時間變化的模擬輸出相應(yīng)的數(shù)字信息的輸出，其中所述隨時間變化的模擬輸出和相應(yīng)的數(shù)字信息表示特征A或者特征B ;以及 數(shù)字信號處理器，該數(shù)字信息處理器從數(shù)字信息產(chǎn)生初始識別參數(shù)，根據(jù)初始識別參數(shù)識別數(shù)字信息，以及根據(jù)識別到的數(shù)字信息為所述分揀系統(tǒng)提供分揀信號。
102.根據(jù)權(quán)利要求101所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器使用下列算法中的至少一種以產(chǎn)生初始識別參數(shù)，這些算法包括k-平均、模糊k-平均和凝聚分級。
103.根據(jù)權(quán)利要求101所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測由所述數(shù)字信息表示的波形脈沖的指令、用于在檢測的脈沖中抽取特征的指令、以及根據(jù)它們被抽取的特征識別被檢測的脈沖的指令。
104.根據(jù)權(quán)利要求103所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于限定在表示特征A的被抽取的特征和表示特征B的被抽取的特征之間識別的判定邊界的指令。
105.根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)下列因素中的至少一個調(diào)節(jié)判定邊界相對于表示特征A的被抽取的特征和相對于表示特征B的被抽取的特征的相對位置，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的總量。
106.根據(jù)權(quán)利要求101所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括根據(jù)下列因素中的至少一個響應(yīng)于從流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備接收的信息而控制分揀系統(tǒng)以改變其分揀策略或者控制流體輸送系統(tǒng)以改變輸送流體的速度的控制裝置，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的總量。
107.一種用于分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆粒混合物的流式細(xì)胞術(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 用于輸送包含所述顆粒的流體的流體輸送系統(tǒng)；和用于接收所述流體、使其形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)對顆粒分類的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備； 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對來自于所述流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的包括一系列波形脈沖的隨時間變化的模擬輸出進(jìn)行同步采樣，并且提供包括與所述波形脈沖相應(yīng)的數(shù)字信息的輸出，其中所述波形脈沖和相應(yīng)的數(shù)字信息表示特征A或者特征B ;以及 數(shù)字信號處理器，該數(shù)字信號處理器分析數(shù)字信息并且根據(jù)被分析的相應(yīng)的數(shù)字信息分揀信號。
108.根據(jù)權(quán)利要求107所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字處理器使用用于限定波形脈沖的檢測閾值，所述檢測閾值是在結(jié)束于當(dāng)前樣本的樣本移動窗內(nèi)計算的數(shù)字信息的標(biāo)準(zhǔn)偏差和背景平均評估的函數(shù)。
109.根據(jù)權(quán)利要求107所述的系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)字控制裝置使用統(tǒng)計異常檢測分析，與數(shù)字信息的背景特征統(tǒng)計異常的數(shù)字信息是數(shù)字脈沖被考慮的部分。
110.根據(jù)權(quán)利要求107所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測與數(shù)字信息相對應(yīng)的脈沖的指令、用于在檢測的脈沖中抽取特征的指令、以及根據(jù)它們被抽取的特征識別被檢測的脈沖的指令。
111.根據(jù)權(quán)利要求110所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于限定在表示特征A的被抽取的特征和表示特征B的被抽取的特征之間識別的判定邊界的指令。
112.根據(jù)權(quán)利要求111所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)下列因素中的至少一個調(diào)節(jié)判定邊界相對于表示特征A的被抽取的特征和相對于表示特征B的被抽取的特征的相對位置，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的總量。
113.根據(jù)權(quán)利要求107所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于在等于或小于所述轉(zhuǎn)換器采樣速度的一半的頻率下過濾模擬輸出的濾波器，其中所述轉(zhuǎn)換器將已過濾的模擬輸出轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信息。
114.根據(jù)權(quán)利要求107所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括根據(jù)下列因素中的至少一個響應(yīng)于從流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備接收的信息而控制分揀系統(tǒng)以改變其分揀策略或者控制流體輸送系統(tǒng)以改變輸送流體的速度的控制裝置，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的總量。
115.根據(jù)權(quán)利要求107所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器計算具有特征A或具有特征B的已分類顆粒的量。
116.根據(jù)權(quán)利要求107所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于照射顆粒以產(chǎn)生相應(yīng)的波形脈沖的、與同步采樣同步的脈沖照射裝置。
117.根據(jù)權(quán)利要求116所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測由數(shù)字信息表示的波形脈沖的脈沖檢測處理器，并且所述數(shù)字信號處理器根據(jù)具有特征A的顆粒群組的改變系數(shù)或根據(jù)具有特征B的顆粒群組的改變系數(shù)分類所述數(shù)字信息。
118.一種用于分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆?；旌衔锏牧魇郊?xì)胞術(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于輸送包含所述顆粒的流體的流體輸送系統(tǒng)；用于接收所述流體、使其形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)對顆粒分類的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備；以及根據(jù)所述分類并根據(jù)分揀策略分揀顆粒以提供至少一個包含所需顆粒的群組的分揀系統(tǒng)，其特征在于 一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對來自于所述流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的隨時間變化的模擬輸出進(jìn)行同步采樣，并提供包括對應(yīng)于所述隨時間變化的模擬輸出的數(shù)字信息的輸出，其中所述隨時間變化的模擬輸出和相應(yīng)的數(shù)字信息表示特征A或者特征B ; 一數(shù)字信號處理器，該數(shù)字信號處理器從數(shù)字信息抽取特征，并為所述分揀系統(tǒng)提供根據(jù)被抽取的特征的分揀信號。
119.根據(jù)權(quán)利要求118所述的設(shè)備，其特征在于，被抽取的特征對應(yīng)于下列特征的一個或者多個，這些特征包括脈沖區(qū)域、脈沖峰值、脈沖內(nèi)區(qū)域、脈沖寬度、脈沖高斯分布、脈沖滯后峰值或者脈沖斜度。
120.根據(jù)權(quán)利要求119所述的設(shè)備，其特征在于，被抽取的特征包括在脈沖的一點處相對于脈沖的平均峰值高度的、脈沖的導(dǎo)數(shù)或者脈沖的斜度的近似值。
121.根據(jù)權(quán)利要求120所述的設(shè)備，其特征在于，沿著脈沖的所述點對應(yīng)于在由具有特征A的顆粒產(chǎn)生的脈沖的第一導(dǎo)數(shù)和由具有特征B的顆粒產(chǎn)生的脈沖的第一導(dǎo)數(shù)之間存在差值的點。
122.根據(jù)權(quán)利要求120所述的設(shè)備，其特征在于，隨時間變化的模擬輸出對應(yīng)于來自于顆粒的熒光發(fā)射脈沖，沿著脈沖的所述點對應(yīng)于在由具有特征A的顆粒產(chǎn)生的脈沖的第一導(dǎo)數(shù)和由具有特征B的顆粒產(chǎn)生的脈沖的第一導(dǎo)數(shù)之間的差值為最大值或者接近最大值的點。
123.根據(jù)權(quán)利要求120所述的設(shè)備，其特征在于，隨時間變化的模擬輸出對應(yīng)于來自于顆粒的熒光發(fā)射脈沖，沿著脈沖的所述點隨著熒光發(fā)射脈沖的峰值高度而變化。
124.根據(jù)權(quán)利要求120所述的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測由數(shù)字信息表示的波形脈沖的指令、用于在檢測的波形脈沖中抽取特征的指令、以及用于根據(jù)它們被抽取的特征識別被檢測的波形脈沖的指令。
125.根據(jù)權(quán)利要求124所述的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于限定在表示特征A的被抽取的特征和表示特征B的被抽取的特征之間識別的判定邊界的指令。
126.根據(jù)權(quán)利要求125所述的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)下列因素中的至少一個調(diào)節(jié)判定邊界相對于表示特征A的被抽取的特征和相對于表示特征B的被抽取的特征的相對位置，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的總量。
127.根據(jù)權(quán)利要求118所述的設(shè)備，其特征在于，還包括根據(jù)下列因素中的至少一個響應(yīng)于從流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備接收的信息而控制分揀系統(tǒng)以改變其分揀策略或者控制流體輸送系統(tǒng)以改變輸送流體的速度的控制裝置，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的總量。
128.根據(jù)權(quán)利要求118所述的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測由數(shù)字信息表示的波形脈沖并且用于分類所檢測的波形脈沖的脈沖檢測處理器。
129.根據(jù)權(quán)利要求118所述的設(shè)備，其特征在于，還包括用于在等于或小于所述轉(zhuǎn)換器采樣速度的一半的頻率下過濾模擬輸出的濾波器，其中所述轉(zhuǎn)換器將已過濾的模擬輸出轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信息。
130.一種用于分揀包括具有特征A的顆粒和具有特征B的顆粒的顆?；旌衔锏牧魇郊?xì)胞術(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于輸送包含所述顆粒的流體的流體輸送系統(tǒng)；用于接收所述流體、使其形成流體流以及根據(jù)所述特征利用流式細(xì)胞術(shù)對顆粒分類的流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備；以及根據(jù)所述分類并根據(jù)分揀策略分揀顆粒以提供至少一個包含所需顆粒的群組的分揀系統(tǒng)，其特征在于 一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對來自于所述流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備的包括波形脈沖的隨時間變化的模擬輸出進(jìn)行同步采樣，并提供包括對應(yīng)于所述波形脈沖的數(shù)字信息的輸出，其中所述波形脈沖和相應(yīng)的數(shù)字信息表示特征A或者特征B ； 一數(shù)字信號處理器，該數(shù)字信號處理器以表示特征A或者特征B的形式識別數(shù)字信息，并為所述分揀系統(tǒng)提供根據(jù)被識別的數(shù)字信息的分揀信號。
131.根據(jù)權(quán)利要求130所述的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測由所述數(shù)字信息表示的波形脈沖的指令、用于在檢測的波形脈沖中抽取特征的指令、以及用于根據(jù)它們被抽取的特征識別被檢測的波形脈沖的指令。
132.根據(jù)權(quán)利要求131所述的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于限定在表示特征A的被抽取的特征和表示特征B的被抽取的特征之間識別的判定邊界的指令。
133.根據(jù)權(quán)利要求132所述的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)下列因素中的至少一個調(diào)節(jié)判定邊界相對于表示特征A的被抽取的特征和相對于表示特征B的被抽取的特征的相對位置，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的總量。
134.根據(jù)權(quán)利要求130所述的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測與數(shù)字信息相對應(yīng)的波形脈沖的脈沖檢測處理器，并且所述數(shù)字信號處理器根據(jù)所檢測的波形脈沖分類所述數(shù)字信息。
135.根據(jù)權(quán)利要求134所述的設(shè)備，其特征在于，還包括用于在等于或小于所述轉(zhuǎn)換器采樣速度的一半的頻率下過濾模擬輸出的濾波器，其中所述轉(zhuǎn)換器將已過濾的模擬輸出轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信息。
136.根據(jù)權(quán)利要求130所述的設(shè)備，其特征在于，還包括根據(jù)下列因素中的至少一個響應(yīng)于從流式細(xì)胞術(shù)設(shè)備接收的信息而控制分揀系統(tǒng)以改變其分揀策略或者控制流體輸送系統(tǒng)以改變輸送流體的速度的控制裝置，這些因素包括(I)所述至少一個群組關(guān)于具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的純度；以及(2)在所述至少一個群組中的具有特征A的顆粒或者具有特征B的顆粒的量相對于在所述流中的具有特征A的顆?；蛘呔哂刑卣鰾的顆粒的總量。
137.根據(jù)權(quán)利要求130所述的設(shè)備，其特征在于，還包括用于照射顆粒以產(chǎn)生相應(yīng)的波形脈沖的、與同步采樣同步的脈沖照射裝置。
138.根據(jù)權(quán)利要求137所述的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器包括用于檢測由數(shù)字信息表示的波形脈沖的脈沖檢測處理器，并且所述數(shù)字信號處理器根據(jù)具有特征A的顆粒群組的改變系數(shù)或根據(jù)具有特征B的顆粒群組的改變系數(shù)分類所述數(shù)字信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于分揀顆粒和提供性別分揀的動物精子的設(shè)備、方法和程序，包括收集精子；選擇著色條件；利用DNA選擇性熒光染料對精子著色；根據(jù)性別染色體含量分揀精細(xì)胞；和低溫儲藏分揀的精子群組直至人工受精。一實施例包括利用共享一整體平臺的多個流式細(xì)胞術(shù)單元分揀精細(xì)胞的設(shè)備和方法。在一實施例中，流式細(xì)胞術(shù)分揀包括使用下列設(shè)備和方法具有擋板的定向噴嘴；外照射光學(xué)系統(tǒng)；在細(xì)胞核內(nèi)的局部DNA區(qū)域的狹縫掃描；數(shù)字信號處理，包括模擬輸出信號的同步采樣、在脈沖的一個點處的脈沖波形的第一級導(dǎo)數(shù)的近似值的脈沖波形的特征抽??；多種分揀策略中的任何一種；以及自動分揀校準(zhǔn)系統(tǒng)。在一實施例中，數(shù)字信號處理包括在相對于從照射激光發(fā)出的脈沖的時間處對模擬輸出信號采樣。其它實施例與上述的大不相同，包括涉及可用于任何各種應(yīng)用(包括顆粒分析)的各個步驟或者系統(tǒng)的實施例。
文檔編號G01N33/50GK102830053SQ20121029362
公開日2012年12月19日 申請日期2004年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者G·杜拉克, J·T·哈徹, L·A·韋斯特福爾, D·R·黑爾布林, J·D·華萊士, G·P·萬德雷, B·迪迪翁, N·V·納亞克, M·安扎爾, C·L·路德維格, J·A·格雷厄姆, K·S·克勞利 申請人:英格朗公司