評估流式細胞儀中樣品行為的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】評估流式細胞儀中樣品行為的方法和系統(tǒng)
[0001] 相關申請的引用
[0002] 本申請要求2013年2月1日提交的題為"評估流式細胞術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，在此通過引用的方式將其內容整體并入本 文。
[000引【背景技術】領域
[0004] 本內容設及通常設及流式細胞術領域，更具體設及樣品分析方法。
[000引背景
[0006] 顆粒分析儀，例如流式細胞儀和掃描細胞儀，是能夠基于光學參數(shù)（例如光散射 W及巧光）分析顆粒特性的分析工具。例如，在流式細胞儀中，在流體懸浮的顆粒（例如分 子、分析物結合珠或者單個細胞）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。通常用巧光染料標記顆?；蚱浣M分W幫 助檢測。通過使用不同光譜的巧光染料標記不同的顆?；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 子產品相連的計算機實施數(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 應于一個顆粒的數(shù)據(jù)，列對應于每項測量參數(shù)。使用標準文件格式，例如"FCS"文件格式， 存儲來自流式細胞儀的數(shù)據(jù)促進了使用單獨的程序和/或機器分析數(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))，顆粒沿主要為側向方向散射的激發(fā)光（被稱為側向散射（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?？蒞通過染料標記抗體標記的不同 細胞蛋白的散射參數(shù)W及巧光發(fā)射來鑒定不同的細胞類型。
[0009] 流式細胞儀W及掃描細胞儀都是可市購的，例如，從抓Biosciences(San Jose,化lif.)。流式細胞儀描述于，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] 巧光激活的細胞分選或者顆粒分選是流式細胞儀的具體類型。它提供將異質性顆 ?；旌衔锓诌x進兩個或者更多的容器的方法，所述方法基于每個細胞特殊的光散射W及巧 光特性，一次一個細胞。它記錄來自單個細胞的巧光信號，并且物理性地分離具體目標細 胞。首字母縮略詞FACS是商標，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。振動機制引起顆粒流變?yōu)閱蝹€液滴。調節(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?，流動流經一個或者 更多激光交點，在該里測量每一顆粒的目標巧光特性。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，使流動的細胞帶電。該些帶電的液滴然后經過靜電 偏轉系統(tǒng)落下，基于液滴所帶的電荷將其轉移至目標容器。
[0012] 樣品可W包含沒有百萬個細胞也有上千個細胞?？蒞分選細胞W將樣品純化至目 標細胞。分選方法通?？蒞識別=種不同的細胞：目標細胞、非目標細胞W及不能被識別的 細胞。為了高純度地分選細胞（例如，目標細胞濃度較高），產生液滴的細胞分選器通常放 棄與另一非目標細胞電子上太接近的細胞，W此減少分選的群體的污染。高度區(qū)別分選可 W導致用于分析的細胞數(shù)量減少。此外，實施詳細分選所需的時間可能高于較不嚴格的分 選。
[0013] 此外，貼壁細胞樣品或者抗原遞呈細胞（例如單核細胞W及樹突細胞）樣品或者 那些W增加細胞間相互作用的方式處理過的細胞樣品，經常導致低回收。在分布較好的樣 品中，細胞分布是隨機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 的期望屬性單獨負責。
[0016] 在一創(chuàng)新性方面，提供了用于產生流式細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流式細胞儀，其中每一顆粒與信號關聯(lián)。所述方法包括，在 第一時間間隔內利用檢測系統(tǒng)檢測來自從流式細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泊松分布，計算在第一時間間隔內事件的預期頻率。所述方法 也包括測量第二時間間隔內事件的觀察頻率，其中所述第二時間間隔在所述第一時間間隔 內。所述方法包括至少部分基于觀察頻率與預期頻率的比值產生夾帶因子。
[0017] 在另一創(chuàng)新性方面，提供了產生流式細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流式細胞儀，其中每一顆粒與事件關聯(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及每一事件的相應到達時間。所述方法包括測 定相對于系列中先前事件的一系列到達間時間，W及相對于指定時間間隔的長度，到達間 時間發(fā)生的關聯(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 的計算事件的預期頻率，所述計算基于預先確定的分布，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間時間事件的觀察頻率與預期頻率的比值，產生樣品行為信息。
[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 實施中，方法可W包括將夾帶因子與預先確定的值進行比較（例如，大于1)，并且基于比較 的結果，驅動與流式細胞儀操作上相連的控制系統(tǒng)中的校正動作。校正動作的實例包括停 止流式細胞儀中樣品的流動。
[0019] 方法中的一些實施可W包括分選流中的顆粒。在此種實施中，校正動作可W包括 基于夾帶因子調節(jié)分選。
[0020] 當樣品在流式細胞儀中流動時，創(chuàng)新性方法可W產生夾帶因子。
[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 滴分數(shù)。
[0022] 在一些實施中，所述夾帶因子為流式細胞儀樣品的連續(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包括多種標記的顆粒。例如，所述樣本可W包括外周血細胞，其中所 述外周血細胞包括用第一標簽W及第二標簽標記的第一組分W及第二組分。在有多種組分 的實施中，可W期望產生每一組分的夾帶因子。在此種實施中，所述方法可W包括產生第一 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。所述檢測系統(tǒng)包括與液流系統(tǒng)操作上相關聯(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)點的數(shù)量，產生第一時間間隔的至少 一部分的計算信號頻率。進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) 點的數(shù)量產生實驗信號頻率。進一步配置所述控制系統(tǒng)，W將實驗信號頻率與計算信號頻 率或者預先確定的信號頻率進行比較。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通過測定實驗信號頻率與計算信號頻率或者預先確定的信號 頻率的比值，將實驗信號頻率進行比較。
[0026] 在一些實施中，所述控制系統(tǒng)可W通過測定夾帶因子與預先確定值的偏差而驅動 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。可W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可 讀介質。所述指令，被處理器執(zhí)行時可引起電子裝置實施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描述，結合附圖，發(fā)明的一些優(yōu)勢將是顯而易見的，其中：
[0031] 圖1顯示了處理細胞儀數(shù)據(jù)行為信息的電子裝置的一個實例的功能塊框圖。
[0032] 圖2顯示了樣品行為分析器的一個實例的功能塊框圖。
[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