图像式细胞仪制造技术

本发明专利技术涉及通常在低光学放大倍率下用于图像式细胞仪分析的方法和系统，其中分析是基于使用UV明场和任选地激发光的一个或多个源来检测生物颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通常在低光学放大倍率下，用于图像式细胞术分析的方法和系统，其中分 析是基于生物颗粒的检测。
技术介绍
显微镜用于生物材料的分析已经很长时间。为了在显微镜下看到物体，必要的是该物 体显示出不同于背景的光学特性的光学特性并且该差异被称为对比度。生物颗粒通常主要 是由包含在细胞膜中的水组成，这使得它们固有地与其周围环境相似。细胞内部通常与周 围液体在某些化学组成如蛋白质、DNA和RNA上有差异，它们中的一些形成其尺寸可能被可 视化的"结构"，例如包装到细胞核中的DNA。生物颗粒，例如哺乳动物细胞、酵母和细菌都相 对较小，通常直径小于约20μπι，这会使得难以在显微镜下观看它们，除非应用一些高级技 术。这样的技术有高放大倍率、相差和UV显微镜并且随着引入数字技术，已引入了几种图像 增强技术。 高放大倍率显微镜通常使用50倍以上的放大倍率，这使得能够分离微小结构，而有助 于生物颗粒的可视化和鉴定。相差显微镜利用折射率的小差异，产生具有高对比度的图像。 UV显微镜利用蛋白质和DNA的吸收特性，它们分别在约260和280nm吸收光。光的吸光度在显 微镜中被看作对比度。进一步地，相比利用更长波长的光可能分离的结构，短波长的光使得 能够分离更小的结构，这是因为显微镜的最大分辨率是取决于光的波长。在生物颗粒中的 这种小结构典型地是细胞的内部结构，例如核。 在通过图像式细胞仪来评估生物颗粒中，最重要的是知晓生物颗粒在图像中的位置。 这在分析生物颗粒的任务是计算(enumeration)在样品中的颗粒时当然是显而易见的，而 这在关注样品和/或细胞的其它特性的几乎所有评估的情况下亦是如此。在图像中鉴定任 何物体的必要条件是能够建立使物体的图像与周围背景的图像有显著差异的条件。 典型的显微镜方法是基于不会改变光的波长的光学特性，例如折射率、反射率或衰减 的差异，而诸如荧光显微镜的方法是基于光的波长的偏移，典型地由物质的量子力学特性 所带来。 在显微镜中，这种差异一般被称为"对比度"。有几种方法在显微镜中产生对比度，两种 基本方法是暗场(DF)和明场(BF)显微镜，这里的"场"信号的强度指的是背景的强度，所述 背景也就是分离可能存在的任何物体的图像的区域。因此，在DF中，背景是暗的并且物体具 有较高的强度，这与背景是发光的且物体的图像表示光减少的BF相反。 当考虑生物颗粒如生物细胞的显微镜分析时，DF和BF显微镜方法两者都造成对比度相 当差的图像。因此存在着广泛用于生物颗粒分析的额外技术，因为它们通常提供图像的更 大对比度，例如相差和荧光显微镜。这两种方法当实施用于鉴定生物颗粒时各有优缺点。相 差显微镜需要专门的光学部件，而荧光显微镜受到因所用荧光团体系而限定的选择性的限 制，该荧光团或者必须存在于颗粒中或者结合到颗粒上。
技术实现思路
本专利技术提供一种简单、有效且可靠的方法，以相当大的对比度记录生物颗粒的图像，这 使得根据本专利技术的方法和系统特别适合于在图像式细胞仪（Image Cytometry)中鉴定颗 粒。 本专利技术提供一种图像式细胞仪，包括： -第一光源，配置为向样品区发射光； -聚焦装置，用于形成准直光并引导来自第一光源的、沿所述细胞仪的光轴的准直光； -第二光源，包括用于向样品区发射激发光的第一激发光源;和 -图像形成装置，用于在检测元件阵列上形成至少一部分的样品区的图像，其中 样品区位于聚焦装置和检测元件阵列之间，并且其中 细胞仪能够配置成在明场模式、暗场模式和荧光模式之间进行交换，和/或其中 第一光源配置为发射波长小于400nm的光，和/或其中 激发光相对于光轴具有一入射角以提供荧光模式。 本专利技术进一步提供一种用于图像式细胞仪的照明系统，包括： -配置为发射光的第一光源； -聚焦装置，用于引导来自第一光源的、沿着图像式细胞仪的光轴并进入样品区的光； 和 -第二光源，包括配置为发射激发光并进入样品区的第一激发光源，其中 来自第一光源的光配置为发射波长小于400nm的光。 更进一步地，本专利技术提供一种用于评估生物样品的至少一个数量参数和/或一个质量 参数的方法，包括： -将一定体积的生物样品施加到具有限定曝光区域的平行壁部的样品室中，所述壁部 允许来自根据权利要求1-51的图像式细胞仪的光穿过样品室的壁部， -用来自第一光源的光照明样品室，并将穿过样品室的光曝光到有源检测元件的2维阵 列上，从而记录空间光强度信息的图像， -用来自第二光源的激发光照明样品室，并将穿过样品室的荧光曝光到有源检测元件 的2维阵列上，从而记录荧光空间光强度信息的图像， -以使得来自个体生物颗粒的光强度信息被鉴定为与来自背景的光强度信息不同的方 式来处理两个图像， -以及将处理结果与生物样品中的生物颗粒的至少一个数量参数和/或质量参数相关 联。【附图说明】 图1绘示出根据本专利技术的图像式细胞仪的实施方式。 图2A示出图表，绘示出观察到的对比度。 图2B-G绘示出使用不同波长的光所记录的明场图像。 图3绘示出倾斜光源的布置以及掩蔽光的效果。 图4示出曲线图，绘示出荧光聚合物珠的强度。 图5绘示出在明场图像中无源光调制的构造。【具体实施方式】 根据一个实施方式的图像式细胞仪的一个第一作用是，该图像式细胞仪能够被构造成 在明场模式、暗场模式和荧光模式之间进行交换。在本专利技术的优选实施方式中，第一光源可 提供明场光源和暗场光源，使得对于明场模式和暗场模式只需要单一光源。因此，可以通过 交换装置来获得两种模式之间的交换而不用改变光源或光学装置。优选地，第一光源被配 置用于发射波长小于400nm的光。在这方面，第一光源可被视为紫外(UV)明场光源。业已发 现，使用UV明场光源的作用是，相比于用来自发射波长大于400nm的光的光源的光所记录的 图像，这样的照明提供了有关颗粒的更多细节，和/或更高的图像对比度。 根据本专利技术，第二光源可提供荧光模式，并且本专利技术的作用是，可以无需移动第二光源 或可引导来自第二光源的荧光的部件来提供荧光模式。换言之，可以快速提供荧光模式，因 为荧光光源可能不移动或可引导荧光光源的部件可能不移动。优选地，激发光相对于光轴 具有一入射角，图像式细胞仪的光轴由样品区和检测元件阵列之间的轴所限定，从而提供 荧光模式。业已发现，这样的设置的一个作用是可以显著降低在检测元件上暴露的激发光 的强度。 衰减装置和调制装置 在本专利技术的优选实施方式中，图像式细胞仪进一步包括衰减装置，例如光学滤光器以 衰减一个或多个预定波带的光强度，优选其中衰减装置放置在沿着光轴的预定平面。甚至 进一步地，图像式细胞仪可进一步包括调制装置，例如空间调制装置，优选其中调制装置放 置在沿着光轴的预定平面。在本专利技术的一些实施方式中，衰减装置和/或调制装置是放置在 第一光源和样品区之间的光路中。优选地，衰减装置和/或调制装置是放置在样品区和检测 元件阵列之间的光路中。更优选地，调制装置放置在准直光沿着光轴朝检测元件透射通过 样品区的焦平面中或接近该焦平面。 业已发现，将调制装置放置在准直光透射通过样品区的焦平面中或接近该焦平面有很 多作用。首先，对比度，例如在高空间频率时的对比度，相对于在这个位置没有调制装置的 布置得以改进。其次，由于准直光的焦平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像式细胞仪，包括：‑第一光源，配置为向样品区发射光；‑聚焦装置，用于形成准直光并沿所述细胞仪的光轴引导来自第一光源的所述准直光；‑第二光源，包括用于向样品区发射激发光的第一激发光源；和‑图像形成装置，用于在检测元件阵列上形成至少一部分的样品区的图像，其中样品区位于聚焦装置和检测元件阵列之间，并且其中所述细胞仪能够配置成在明场模式、暗场模式和荧光模式之间进行交换，和/或其中第一光源配置为发射波长小于400nm的光，和/或其中激发光相对于光轴具有一入射角以提供荧光模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·格伦斯伯格，J·霍尔姆，S·丘鲁夫，F·E·拉夫恩·汉森，
申请(专利权)人：克莫麦特公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK