快速精确分配、可视化和分析单个细胞的方法技术

本公开提供了用于分配和可视化单个细胞的方法、装置、组件和系统。例如，本文提供了用于将分配体积分配到多孔装置的多个孔中，以及通过细胞标记物确定多个孔中的每个孔中存在的细胞数量的系统和方法，其中分配体积中平均存在预定数量的细胞(例如，1‑20个)。对于被识别为具有少于预定细胞数量的孔可以多次重复这样的分配和细胞检测，以便增加多孔装置中含有所需数量(例如，单个细胞)的孔的数量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】快速精确分配、可视化和分析单个细胞的方法本申请要求于2015年2月20日提交的美国临时申请第62/118,965号、2015年4月15日提交的美国临时申请第62/147,756号以及2015年10月5日提交的美国临时申请第62/237,307号的优先权，其全部内容通过引用的方式整体并入本文。
本公开提供了用于分配和可视化单个细胞的方法、装置、组件和系统。例如，本文提供了用于将分配体积分配到多孔装置的多个孔中，以及通过细胞标记物确定多个孔中的每个孔中存在的细胞数量的系统和方法，其中分配体积中平均存在预定数量的细胞(例如，1-20个)。对于被识别为具有少于预定数量的细胞的孔可以多次重复这样的分配和细胞检测，以便增加多孔装置中含有所需数量(例如，单个细胞)的细胞的孔的数量。
技术介绍
遗传学家正在努力表征复杂的疾病，如癌症、自身免疫疾病和神经障碍，但发现驱动这些疾病的潜在机制是难以捉摸的。体细胞突变，其是一生中积累在细胞中的自发变异，是驱动疾病发病和复发的主要因素。随着细胞积累新的突变，它们形成与正常细胞共存的多克隆细胞群。测序大部分细胞群会掩盖这些独特且稀有的细胞类型的潜在异质性，使得难以将其与正常的种系突变区分开来。揭示这些差异和可视化克隆构型的最好方法是对群中的单个细胞进行测序。虽然单细胞测序可以帮助发现复杂疾病的机制，但传统方法是昂贵的、劳动密集型的，并且需要大量的样品输入。需要的是分离单个细胞的方法，例如，适用于使用多孔装置的分离单个细胞的方法。
技术实现思路
本公开提供了用于分配和可视化单个细胞的方法、装置、组件和系统。例如，本文提供了用于将分配体积分配到多孔装置的多个孔中，以及通过细胞标记物确定多个孔中的每个孔中存在的细胞数量的系统和方法，其中分配体积中平均存在预定数量的细胞(例如，1至20个)。对于被识别为具有少于预定数量的细胞的孔可以多次重复这样的分配和细胞检测，以便增加多孔装置中含有所需数量的细胞(例如，单个细胞)的孔的数量。在某些实施方案中，在具有单个细胞的孔中进行单细胞分析(例如，测序)。本公开的实施方案提供快速选择、分配以及可视化和分析单个细胞的方法，包括：a)使用泊松分布稀释并以每孔单个细胞的浓度将细胞分配到微流体装置的多个孔中；和b)使用显微镜和快速显微镜图像分析软件使所述孔可视化，以检测、可视化和选择含有单个细胞的那些孔。在一些实施方案中，该方法还包括以下步骤：进行额外的分配循环(例如，重复一次或多次)将含有细胞的溶液分配到被明确识别为细胞计数为0或具有多于1个细胞的各个孔中。在其他实施方案中，图像分析和芯片映射位置(chipmappedpositions)(例如，通过分配图文件(dispensemapfile))指导选择用以添加试剂和材料的孔，以允许进行进一步的生物化学或生物物理学和/或基于细胞活力的研究。另外的实施方案提供一种系统，包括：a)微流体装置；以及b)显微镜组件，其包括显微镜和计算机软件以及配置为执行快速显微镜图像分析软件以检测、可视化和选择包含单个细胞的孔的计算机处理器。在某些实施方案中，该系统还包括分配图文件。在某些实施方案中，该方法还包括c)将第一试剂分配到所选定的包含定义数量的细胞的孔(例如，在特定的孔中有且仅有一个细胞的孔)中的至少一个孔(例如，1...5...10...500...5000...10,000；多孔芯片中的全部或大部分孔)中。在一些实施方案中，第一试剂选自：细胞培养组分、细胞健康测定试剂、细胞分化试剂、药物、WTA、WGA、核酸、邻位连接技术(proximityligationassay，PLA)试剂、细胞表面标志物、标记的抗体、未标记的抗体、与抗体检测相关的检测试剂、纳米材料、用于裂解细胞的试剂、用于检测和/或解析核酸或脂质或碳水化合物或蛋白质细胞组分的试剂。在具体实施方案中，每孔的定义细胞数量为1或2，或者大于1的任何数，或者0。在某些实施方案中，本文提供的方法包括：a)将分配体积的细胞悬液分配到多孔装置的多个孔的每个孔中，其中细胞悬液包含细胞，所述细胞以一定浓度存在于细胞悬液中，使得分配体积中平均存在X个细胞(例如，0.1至100个细胞)，并且其中使用液体分配系统进行分配；b)在分配之前和/或之后用第一可检测标记物标记至少一部分细胞；和c)确定多个孔的至少一些孔中每孔存在的细胞的数量(例如，通过可视化染色的细胞，或测序方法)。在一些实施方案中，X是1至100个细胞(例如，1...5...10...15...20...30...40...50...60...70...80...90...或100个细胞)。在某些实施方案中，X是1。在另外的实施方案中，多个孔的至少一个孔中的细胞数量确定为0(例如，至少20％的孔结果为分配有液体，但没有细胞)。在其他实施方案中，多个孔的至少一个孔中的细胞数量是0至40。在另外的实施方案中，该方法还包括：d)将分配体积的细胞悬液分配到确定为具有少于X个细胞的至少一些孔中。在其他实施方案中，该方法还包括：e)将近似等于分配体积但不含细胞的第一附加体积分配到确定为具有X个细胞或多于X个细胞的至少一些孔中(例如，使得分配到芯片上所有孔中的液体的体积保持不变)。在其他实施方案中，该方法还包括：e)确定先前确定为具有少于X个细胞的每个孔中存在的细胞数量。在另外的实施方案中，该方法还包括：f)将分配体积的细胞悬液分配到确定为具有少于X个细胞的孔中。在其他实施方案中，该方法还包括：g)将等于(或大约等于)分配体积但不含细胞的第二附加体积分配到确定为具有X个细胞或多于X个细胞的至少一些孔中。在一些实施方案中，该方法还包括：在分配和/或确定步骤之前和/或之后，用第二可检测标记物标记至少一部分细胞。在另外的实施方案中，该方法还包括：确定多个孔的哪些孔(如果有的话)含有具有第二标记物的细胞。在另外的实施方案中，确定包括使多个孔的至少一些孔的每个孔中的第一可检测标记物可视化。在一些实施方案中，确定包括使用图像捕获系统捕获多个孔的至少一些孔的第一图像，其中第一图像指示存在于第一图像中的每个孔中的细胞数量。在另外的实施方案中，图像捕获系统包括与放大镜连接的照相机。在其他实施方案中，图像捕获系统还包括计算机，其中计算机包括计算机处理器、计算机存储器和图像分析软件。在另外的实施方案中，图像分析软件被配置为分析第一图像并产生：i)哪些孔含有少于X个细胞的第一列表；ii)哪些孔含有X个细胞的第二列表；和iii)哪些孔含有多于X个细胞的第三列表。在另外的实施方案中，图像分析软件对液体分配系统产生指令，以将分配体积分配到第一列表的每个孔中。在另外的实施方案中，该方法还包括：d)基于第一图像，将分配体积分配到具有少于X个细胞的至少一些孔中。在其他实施方案中，该方法还包括：e)在分配之前捕获具有少于X个细胞的至少一些孔的第二图像，其中第二图像通过第一可检测标记物指示在分配之前存在于具有少于X个细胞的每个孔中的细胞数量。在其他实施方案中，液体分配系统包括：i)多个流体分配通道，ii)含有细胞悬液的源容器；以及iii)附接到流体分配通道的自动运动部件，其中自动运动部件在源容器和多孔装置之间是可移动的。在其他实施方案中，液体分配系统是自动化的并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：a)将分配体积的细胞悬液分配到多孔装置的多个孔中的每个孔中，其中所述细胞悬液包含细胞，所述细胞以一定浓度存在于所述细胞悬液中使得所述分配体积中平均存在X个细胞，和其中用液体分配系统进行所述分配；b)在所述分配之前和/或之后用第一可检测标记物标记至少一部分的所述细胞；以及c)确定所述多个孔的至少一些孔中每孔中存在的细胞数量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.20 US 62/118,965;2015.04.15 US 62/147,756;1.一种方法，包括：a)将分配体积的细胞悬液分配到多孔装置的多个孔中的每个孔中，其中所述细胞悬液包含细胞，所述细胞以一定浓度存在于所述细胞悬液中使得所述分配体积中平均存在X个细胞，和其中用液体分配系统进行所述分配；b)在所述分配之前和/或之后用第一可检测标记物标记至少一部分的所述细胞；以及c)确定所述多个孔的至少一些孔中每孔中存在的细胞数量。2.根据权利要求1所述的方法，其中X是1至20个细胞。3.根据权利要求1所述的方法，其中X是1。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个孔的至少一个孔中的细胞数量确定为0。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个孔的至少一个孔中的细胞数量是0至40。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：d)将分配体积的所述细胞悬液分配到确定为具有少于X个细胞的至少一些所述孔中。7.根据权利要求6所述的方法，还包括：e)将等于所述分配体积但不含细胞的第一附加体积分配到确定为具有X个细胞或多于X个细胞的至少一些所述孔中。8.根据权利要求6所述的方法，还包括：e)确定先前确定为具有少于X个细胞的每个孔中存在的细胞数量。9.根据权利要求8所述的方法，还包括：f)将分配体积的所述细胞悬液分配到确定为具有少于X个细胞的孔中。10.根据权利要求9所述的方法，还包括：g)将等于所述分配体积但不含细胞的第二附加体积分配到确定为具有X个细胞或多于X个细胞的至少一些所述孔中。11.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述分配和/或确定步骤之前和/或之后用第二可检测标记物标记至少一部分的所述细胞。12.根据权利要求11所述的方法，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰阿尔伯特·米尔，托马斯·D·沙尔，林俊华，莎娜瓦·洛哈拉斯普·D·那萨拉巴迪，裘德·唐恩，麦思莱娅·斯里尼瓦萨，帕特里西奥·埃斯皮诺萨，
申请(专利权)人：瓦菲尔根有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US