生物实体的分析制造技术

一种利用成像设备分析多个生物实体的方法。所述方法包括：为所述多个生物实体提供标记，当利用成像设备检测时，所述标记能够识别多个生物实体内的目标，这样设置所述方法，使得在第一时限过程中所述标记能够识别所述目标，而在第二时限过程中所述标记不太能够识别所述目标；在第一时限过程中记录具有标记的图像，其中可以从所述标记识别所述目标的空间定界；在第二时限过程中记录所述多个生物实体的第一图像；以及利用从所述具有标记的图像推算的数据产生所述第一图像中目标的空间定界。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及分析生物实体的方法，具体地说(但不限于)，涉及分析生物细胞的方法。本专利技术还涉及适合于执行这种方法的计算机软件和设备。
技术介绍
目前在药物发现和开发以及在一般生物学研究上，都采用用于准确地进行基于细胞的测定的方法和设备。基于细胞的测定有利地用来评定化合物的生物活性。在化合物的生物活性评定中，需要迅速而成本低廉地筛选大量的化合物。这种需要在制药工业中出现，在所述工业中必须测试化合物对各种各样生化靶，例如，受体、酶和核酸的活性。这些化合物被收集在庞大的文库中，有时超过一百万种截然不同的化合物。在这里化合物这一术语的使用要作广义的解释，以便包括，但不限于简单的有机和无机分子、蛋白质、肽、核酸和低核苷酸、碳水化合物、脂类或在生物学上感兴趣的任何化学结构。在化合物筛选领域中，基于细胞的测定是对细胞的群体进行的。国际专利申请WO99/47963描述了一种易位测定，其中两个或两个以上细胞物质，例如生物细胞核和生物细胞转录因子蛋白质是用荧光标记的。在所述测定中，采集图像，既包括核又包括转录因子物种。为了分析细胞内转录因子的迁移，这样处理这些图像，以便可以确定所述两种物质的共存(co-localisation)。在所述易位测定的时间过程中，利用核染料，用荧光标志所述细胞核。国际专利申请WO 03/031612描述了用于通过分析细胞的细胞核的核酸(例如DNA)随着时间的变化来确定生物细胞周期阶段的过程。在所述测定过程中记录细胞的图像，并且为了利用这些图像分析细胞核，利用核染料将所述核着色。利用诸如Hoechst(普匹碘铵)或DRAQ5等核染料将细胞的核酸(例如DNA)着色，用来标识细胞核的空间定界(spatial definition)，由此形成核掩模。所述细胞的特性可以通过测量所述核掩模区域内外所述细胞的特性来确定。但是，核染料对核酸的结构是破坏性的，因此需要多个细胞样品来研究所述生物活性随着时间的进展。在要分析好几百个样品的情况下，所述核酸的退化作用会成为一种速率限制。这样的核染料的组成分子通过核酸碱基对之间的嵌入而与核酸分子的分子结合。但是，在时限长的试验过程中这种嵌入证实是对核酸呈毒性的。毒性造成核酸结构的损伤，导致遗传密码的突变。这些突变干扰细胞的正确功能，并在针对化合物对生物细胞系统的作用来对化合物进行筛选的情况下，在所收集的结果数据中引入了不希望有的误差。本专利技术的目的是应付先有技术中与诸如核染料等标记的使用有关的问题。专利技术概要按照本专利技术的第一方面，提供一种利用成像设备分析多个生物实体的方法，所述方法包括a)为所述多个生物实体提供一种标记，当利用成像设备进行检测时，所述标记能够识别所述多个生物实体内的目标，这样安排所述方法，使得所述标记在第一时限过程中能够识别所述目标，而在第二时限过程中所述标记不太能够识别所述目标；b)在第一时限过程中，记录具有标记的图像，其中可以从所述标记识别所述目标的空间定界；c)在第二时限过程中，记录多个生物实体的第一图像；和d)利用从所述具有标记的图像推算的数据，产生所述第一图像中目标的空间定界。第一时限最好在所述第二时限以前，或所述第一时限最好在所述第二时限之后。所述生物实体最好是生物细胞。所述目标最好包括生物细胞核。所述方法最好还包括通过利用所述生成空间定界分析所述第一图像来分析所述多个生物实体的特性。利用为多个生物细胞提供的能够识别所述具有标记的图像中细胞核的空间定界的标记，可以在其中所述标记不太能够识别所述细胞核的第一图像中产生细胞核的空间定界。因此，利用在记录所述具有标记的图像的第一时限以前或以后的第二时限过程中记录的第一图像，在所述第一时限以外的任何时限过程中就没有必要让所述标记出现在生物细胞中。因而，便有可能分析所述多个细胞的特性，并获得更准确的和属性可靠的结果数据，用于在较长的时限内对例如化合物进行筛选分析。在本专利技术的第二方面，提供一种图像分析方法，用于从利用成像设备产生的图像分析多个生物实体，所述方法包括a)获得多个生物实体的具有标记的图像，所述具有标记的图像已经在第一时限过程中记录，其中为所述多个生物实体提供的标记能够识别实体内的目标；b)获得多个生物实体的第一图像，所述第一图像已经在第二时限过程中记录，其中所述标记不太能够识别所述目标；c)利用从所述具有标记的图像推算的数据，产生第一图像的目标的空间定界。具体地说，本专利技术的这个方面涉及图像分析方法，它可以在不同于记录所述图像的时间和/或位置进行。从参照附图进行的对仅仅作为例子给出的本专利技术的优选实施例的以下描述中，可以明白本专利技术的其他特征和优点。附图的简短描述附图说明图1是用于将多个生物实体成像的线扫描共焦显微镜的示意图；图2a和2b分别示意地显示按照本专利技术实施例的用来将多个生物实体成像的多波长线扫描共焦显微镜的顶视图和侧视图；图2c示意地表示按照本专利技术实施例的单一光束自动聚焦系统的射线路径的顶视图；图3a和3b分别表示按照本专利技术实施例的具有扫描反射镜的多波长线扫描共焦显微镜的射线路径的顶视图和侧视图；图3c是按照本专利技术实施例的单一光束自动聚焦系统的射线路径的示意的顶视图；图4示意地表示按照本专利技术实施例的双光束自动聚焦系统的侧视图；图5a、5b和5c示意地举例说明按照本专利技术实施例的矩形CCD摄像机和读出寄存器；图6示意地举例说明按照本专利技术实施例的成像数据处理系统的数据处理部件；图7是按照本专利技术实施例的多个生物实体内各目标的图像和关联的空间定界的示意图；图8是按照本专利技术实施例的多个生物实体的各目标的周围空间的示意图；图9是说明按照本专利技术实施例的分析多个生物实体的方法的流程图；图10-13示意地表示按照本专利技术不同的实施例的生物实体图像分析的时间方向。本专利技术的详细说明本专利技术对识别用于治疗疾病的药剂是有用的。它提供一种用于进行各种各样生物测定的高产方法，其中使用一个或多个发光标记来测量生物响应。可以对在生物学上感兴趣的化合物或任何分子(包括但是不限于候选药物，诸如在组合文库找到的候选药物)进行这样的测定，因而，允许对这样的化合物进行高产筛选。本专利技术的技术可以应用在测定中，其中，采集关于多个生物实体，例如各个生物细胞的数据，其方法是在细胞或亚细胞级别上足够快速地采集这种数据以便允许采集关于足以构成有统计意义的细胞群体样品的足够数量的细胞的这种数据。这些测定可以利用各种不同的标记，包括已知的荧光团或荧光标签，包括(但是不限于)荧光黄；碱性蕊香红；Texas红；Amersham公司着色剂Cy3、Cy5、Cy5.5和Cy7；Hoechst的核着色剂和香豆素着色剂(见Haugland R.P.Handbook of Fluorescent Probes andResearch Chemicals 6thEd.，1996，Molecular Probes，Inc.，Eugene，Oregon.)。光学配置图1表示成像设备，包括本专利技术实施例的线扫描共焦显微镜。所述显微镜包括电磁辐射源100或110(例如在350-750nm的光学范围内)、柱面透镜120、第一狭缝掩蔽130、第一中继透镜140、分光镜150、物镜170、包含样品孔的二维阵列182的微量滴定板180、管式透镜190、滤光镜200、第二狭缝掩模2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用成像设备分析多个生物实体的方法，所述方法包括：　　　　ａ）提供用于所述多个生物实体的标记，当利用所述成像设备进行检测时，所述标记能够识别多个生物实体内的目标，这样安排所述方法，使得所述标记在第一时限过程中能够识别所述目标，而在第二时限过程中所述标记不太能够识别所述目标；　　　　ｂ）在所述第一时限过程中，记录具有标记的图像，其中所述目标的空间定界是可以从所述标记识别的；　　　　ｃ）在第二时限过程中，记录所述多个生物实体的第一图像；以及　　　　ｄ）利用从所述具有标记的图像推算的数据，产生所述第一图像中目标的空间定界。

【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：NS阿里尼，ID古德耶，DO吕尔曼，N托马斯，
申请(专利权)人：通用电气医疗集团英国有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]