用于生物样品的自动分析工具制造技术

描述了用于利用多个荧光试剂以自动方式来分析多个生物样本的系统和方法。该系统可以包括两个光学系统——荧光成像系统和光学猝灭系统。这两个系统可以横向彼此邻近放置，并且通常在包含样本的微量滴定板的井之一下面放置。可以利用一系列荧光试剂来对其中包含的生物样本染色，其中在染色之间使荧光猝灭。通过样本相对于成像系统的精确定位，可以利用多个连续施加的试剂来对样本成像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生物样品的自动分析工具
本专利技术涉及用于分析生物样品的工具和方法。
技术介绍
与一个或多个抗体缀合的荧光染料通常用于免疫荧光分析。在过去的二十年里，已经开发了在抗体、荧光染料、流式细胞仪、流式分选仪和荧光显微镜方面的大量变体以实现对靶细胞的特异性检测和隔离。针对感兴趣抗原的荧光染料缀合物被用来检测组织的细胞结构并且对其成像。在这些技术中，连续消除荧光信号和重染色允许具有与同时使用标记和检测的标准程序相比的更高的复用电位。例如，US7741045B2、EP0810428B1或DE10143757公开了通过对缀合的荧光部分的光或化学破坏来消除荧光信号。在前面提到的技术中，结果得到的荧光信号被收集为图像。通过连续地消除荧光信号和用不同荧光染料缀合物重染色，检测到不同的抗原，结果得到同一样品的多个图像，其示出样品的不同部分（抗原）。利用这些技术收集的信号的质量高度依赖于图像的分辨率、处置步骤的精度和步骤之间需要的时间（在其期间操作样本）。由于费力的处置步骤，已知的技术允许经过一系列染色的特定生物样本的非常有限数量的图像。因此，需要一种针对生物样品的染色、成像和对染色的消除的循环的自动程序以用于分析建议。
技术实现思路
这里描述的是一种允许在计算机控制下原位对生物样本进行顺序分析的系统。该设备允许大量荧光试剂到同一生物样本的顺序施加，以及由成像机构经过透明支撑件对样本的观察。该成像机构可以是荧光成像系统，其与数据收集计算机相组合可以形成利用一系列各种试剂染色的生物样本的视觉图像。在试剂中的每一个之间，可以通过横向邻近于荧光成像系统设置的第二光学系统来使荧光猝灭，该荧光成像系统利用足够的光辐照样本以禁用或破坏发荧光部分。因此，该系统可以包括多个样本和多个试剂，每一个都包含在微量滴定板的分离井中。可以包括自动流体处置系统，其中机器人控制的移液管从多个试剂器皿之一取出一定量的特定试剂，并且将所述量沉积到包含特定生物样本的特定样本井中。该多个微量滴定井可以由塑料的一次性微量滴定板来提供，在该塑料的一次性微量滴定板中形成有小的射流井。该井中的每一个都可以包含不同的化合物，诸如试剂、具有检测部分的抗原识别部分（诸如具有荧光染料的抗体、抗生素）、生物营养素、毒素、着色剂、氧化剂。备选地，该一次性物可以包括多个功能化的、分段的区域，其中附贴生物活性结构。因此，本专利技术的目的是一种用于分析利用至少一个荧光染料染色的生物样本的自动系统，包括：-荧光系统，其包括用于从荧光染料获得的荧光信号的激发单元和检测单元；-用于保持包含具有荧光染料的至少一个生物样本的至少一个容器的孔径；-使荧光信号猝灭的猝灭单元；-将流体供应到容器中和/或从容器移除流体的流体处置物；-在限定工作平面的至少两个正交维度上移动孔径、荧光系统、猝灭单元和流体处置系统中的至少一个的机构；以及-以及控制单元，其以自动方式执行包括荧光染料的激发、荧光信号的检测和收集以及荧光信号的猝灭的例程。本专利技术的另一目的是一种用于分析生物样本的自动方法，包括：-将具有荧光染料的至少一个生物样本保持在台架上的孔径中的容器中；-利用荧光系统激发荧光染料并且检测从荧光染料获得的荧光信号；-在限定工作平面的至少两个正交维度上移动孔径、台架、荧光系统和猝灭单元中的至少一个直到生物样本邻近于猝灭单元为止；以及利用猝灭单元来使荧光信号猝灭。优选地在如本文中公开的用于分析生物样本的自动系统中执行根据本专利技术的自动方法。附图说明参考下面的图来描述各种示例性细节，其中：图1是自动分析工具的简化平面视图；图2是具有设置在其中的一次性样本保持器的自动分析工具的简化侧视图；图3是示出自动移液系统的自动分析工具的简化侧视图；图4是荧光成像系统的简化侧视图；图5是具有反馈控制的光学猝灭系统的简化侧视图；图6是具有激光源和谐振腔反射镜的光学猝灭系统的简化侧视图；图7是具有经过生物样本的多次传递的光学猝灭系统的一个实施例的简化侧视图；图8是具有经过生物样本的多次传递的光学猝灭系统的另一实施例的简化侧视图；图9是具有经过生物样本的多次传递的光学猝灭系统的另一实施例的简化侧视图；以及图10是示出用于使用用于生物样品的自动工具的方法的简化流程图。应该理解的是，该绘图不一定按照比例，并且相似的数字可以指代相似的特征。具体实施方式本专利技术的系统和方法被设计用于利用多个荧光试剂以自动方式来分析多个生物样本。在该系统中，机器人控制的移液管系统可以从多个流体器皿之一取出一定量的荧光试剂，该多个流体器皿中的每一个都保持不同的试剂。然后该机器人控制的移液管系统可以将所述量的试剂递送至多个样本保持射流井中的具体一个。该流体样本井还可以包含缓冲流体，以及生物样本。可以将该多个试剂存储在微量滴定板90的试剂器皿中，而可以将多个样本存储在微量滴定板92的样本井中。因此，如在本文中使用的，参考数字90指代将试剂存储在器皿中的一次性微量滴定板，并且参考数字92指定将分离的生物样本存储在井中的一次性微量滴定板。荧光试剂。在本专利技术中使用的荧光试剂包括可选地通过间隔区分子连接的荧光部分和抗原识别部分。适当的荧光部分是免疫荧光技术（例如流式细胞术或荧光显微术）的领域中已知的那些。有用的荧光部分可能是基于蛋白质的（诸如藻胆蛋白质）、聚合的（诸如聚芴材料）、小有机分子染料（诸如氧杂蒽，比如荧光素或罗丹明、花青、恶嗪、香豆素、丫啶类、恶二唑、芘类、吡咯甲川）或金属有机络合物（诸如Ru、Eu、Pt络合物）。除了单分子实体之外，还可以将荧光蛋白质或小有机分子染料的簇团、以及纳米颗粒（诸如量子点、上变换纳米颗粒、金纳米颗粒、染色的聚合物纳米颗粒）用作荧光部分。在本专利技术的另一变体中，该荧光试剂包括使荧光部分和抗原识别部分分离的酶催化可降解间隔区。为了消除荧光发射，该猝灭单元可以提供使间隔区降解的适当的酶，由此从抗原识别部分（即从生物样本）释放荧光部分。可以通过清洗来从样本移除释放的颜料。适当的荧光试剂和酶被公开在欧洲专利申请EP15200338.0中，并且包括例如作为酶催化间隔区的多糖、蛋白质、肽、缩肽、聚酯、核酸、葡聚糖、普鲁兰、菊粉、直链淀粉、纤维素、半纤维素、木聚糖、葡甘露聚糖、果胶、壳聚糖、或甲壳素以及作为酶的水解酶、裂解酶或还原酶。该荧光部分可以经由可选间隔区共价或非共价地偶联至抗原识别部分。本领域技术人员已知用于共价或非共价缀合的方法。在荧光部分、抗原识别部分或可选间隔区之间的共价键的情况下，可以使用荧光部分、抗原识别部分或间隔区之一上的活化基团与相应其他单元上的功能团的直接反应。抗原识别部分。术语“抗原识别部分”指代针对在细胞样本的细胞上表达的标记的任何种类的抗体或片段抗体或片段抗体衍生物。该术语涉及完全地全抗体、片段抗体或片段抗体衍生物（例如Fab、、、sdAb、scFv、di-scFv、纳米抗体）。这样的片段抗体衍生物可以通过重组程序来合成，其包括包含这些种类的分子的共价和非共价缀合物。抗原识别部分的另外的示例是靶向TCR分子的肽/MHC络合物、细胞粘附受体分子、针对共刺激分子的受体、人工工程结合分子（例如，靶向例如细胞表面分子的肽或适体）。在本专利技术的方法中使用的荧光试剂可以包括高达100种（优选地1-20种）抗原识别部分和/或检测部分。优选地，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分析利用至少一个荧光染料染色的生物样本的自动系统，包括：‑ 荧光系统，其包括用于从荧光染料获得的荧光信号的激发单元和检测单元；‑ 用于保持包含具有荧光染料的至少一个生物样本的至少一个容器的孔径；‑ 使荧光信号猝灭的猝灭单元；‑ 将流体供应到容器中和/或从容器移除流体的流体处置物；‑ 在限定工作平面的至少两个正交维度上移动孔径、荧光系统、猝灭单元和流体处置系统中的至少一个的机构；以及控制单元，其以自动方式执行包括荧光染料的激发、荧光信号的检测和收集以及荧光信号的猝灭的例程。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.22 US 15/0493681.一种用于分析利用至少一个荧光染料染色的生物样本的自动系统，包括：-荧光系统，其包括用于从荧光染料获得的荧光信号的激发单元和检测单元；-用于保持包含具有荧光染料的至少一个生物样本的至少一个容器的孔径；-使荧光信号猝灭的猝灭单元；-将流体供应到容器中和/或从容器移除流体的流体处置物；-在限定工作平面的至少两个正交维度上移动孔径、荧光系统、猝灭单元和流体处置系统中的至少一个的机构；以及控制单元，其以自动方式执行包括荧光染料的激发、荧光信号的检测和收集以及荧光信号的猝灭的例程。2.根据权利要求1所述的自动系统，其中该流体处置系统向生物样本提供荧光染料、使荧光信号猝灭的化合物、清洗流体和缓冲物中的至少一个。3.根据权利要求1或2所述的自动系统，其中该流体处置系统包括设置在台架上的机器人控制的移液管系统，其中移液系统可沿着与工作平面正交的z轴移动。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的自动系统，其中该流体处置系统包括用于清洁移液管系统的外部以防粘附流体的装置。5.根据权利要求1至3中的任一项所述的自动系统，其中该控制单元将荧光信号收集为利用荧光染料染色的生物样本的图像。6.根据权利要求1至4中的任一项所述的自动系统，进一步包括包含以下各项中的至少一个的至少一个附加流体器皿：试剂、具有检测部分的抗原识别部分、具有荧光染料的抗体、抗生素、生物营养素、毒素、着色剂和氧化剂。7.根据权利要求1至5中的任一项所述的自动系统，其中该容器包括多个流体井，每一个都包含独立的生物样本。8.根据权利要求6所述的自动系统，其中该容器是滴定板。9.根据权利要求1至7中的任一项所述的自动系统，其中该容器包括透明和非透明部分，其中该生物样本被定位在反射或吸收荧光信号的透明部分和非透明部分上。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的自动系统，其中该...

【专利技术属性】
技术研发人员：J克里格，S美天施，T罗克尔，L伊格内修斯，
申请(专利权)人：美天施生物科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE