【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、从单个细胞到整个组织，各种长度尺度的生物样本包含复杂、异质遗传信息。细胞内核酸的空间形态可揭示细胞功能特性和异常；rna表达的累积分布可定义细胞类型或功能；并且组织内细胞类型位置的系统性变化可定义组织功能。将核酸中编码的解剖联系信息与整个组织的细胞类型分布相结合，即可覆盖众多组织区域和部分。因此，小到单个分子，大到整个大脑，原位核酸测序技术必须能够融合各种分辨率。为了在数量级长度差异范围内有效收集并记录上述信息，新专利技术需要增强原位测序技术的稳健性、快速性、自动化和高通量性质。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种对体积组织样本进行自动原位测序的测序设备。具体地，本专利技术提供了一种能够以高分辨率并行处理多个样本的自动体积原位测序设备。所述测序设备将自动浸没与自动原位测序功能相结合。所述测序设备对受益于其高分辨率能力的组合测序特别有用。本专利技术还提供了所述测序仪的制作和使用方法。
2、在一个方面，本专利技术提供了一种测序设备，包括：(a)一个照明和检测模块，包括：一个转盘共聚焦部件，包括通过平面照明校正进行照明的多条激光线，其中，所述多条激光线用于以一个或多个波长的激发光照亮样本；一个带通发射滤光片；一个长通图像分割器；一个第一摄像机，在第一波长范围内检测荧光发射；以及一个第二摄像机，在第二波长范围内检测荧光发射，其中，所述第一摄像机和第二摄像机可同时检测发射；(b)一个显微镜模块，包括：一个电动载物台，能够沿x、y和z轴进行多轴定位；一个物镜z驱
3、在某些实施例中，所述多条激光线包括至少4条激光线。在某些实施例中，所述多条激光线包括至少5条激光线。在一些实施例中，所述带通发射滤光片是五带通发射滤光片。
4、在某些实施例中，所述电动载物台具有压电z轴。
5、在某些实施例中，所述浸没介质是水。
6、在某些实施例中，所述浸没介质经过过滤且不含气泡。
7、在某些实施例中，所述测序设备进一步包括每个物镜上的o形环以及收缩包装涂层。
8、在某些实施例中，所述测序设备进一步包括一个监测流体管线中压力的压力监测器，其中，可利用流体管线中压力的增加，检测流体管线的潜在堵塞。
9、在某些实施例中，所述测序设备进一步包括多个发光二极管(led)，其中，每个led可通过发光提供系统的状态指示。
10、在某些实施例中，所述测序设备进一步包括一个用于显示信息并提供用户界面的显示部件。
11、在某些实施例中，所述处理器进一步经过编程可执行以下各个步骤：(a)将选定样本定位到多孔板中；(b)通过摄像机像素合并进行宽场成像模式采集，从而以低放大率检测xy平面中来自选定样本的信号；(c)使用该信号分割样本周围的xy边界框；(d)对xy边界框内的样本进行成像，产生图像，其中，通过摄像机像素合并以比步骤(b)所用放大率更高的放大率沿z方向在共聚焦成像模式下进行成像，从而确定样本的近似z范围，其中，通过先前确定的z范围的中点在xy范围内收集单个z平面；(e)显示步骤(d)中产生的图像；(f)向用户提供界面，以便用户细化对选定样本进行测序时需进一步成像的样本中的预期目标xy区域；(g)在先前经采样的z范围内对选定目标xy区域中的样本进行成像；(h)计算样本中目标区域的体积，并向用户显示目标区域的样本体积计算值；(i)沿z范围分割目标区域中样本的图像；(j)向用户提供界面，以便用户在开始测序前调整样本体积的z范围，其中，源自用户界定目标区域的成像范围自动转换成给定成像物镜的适当剪辑视场，并调整显微镜载物台位置、物镜z定位和压电边界，从而在测序期间沿xyz轴对目标区域进行成像；以及(k)重复步骤(a)-(j)，界定用户想要测序的多孔板中每个样本的目标区域。
12、在某些实施例中，所述处理器进一步经过编程可执行以下各个步骤：向用户提供界面，以便用户选择一个或多个用于测序的样本以及测序方案，其中，根据可用缓冲液和试剂用量以及选定测序方案限制用户选择的样本量；限制所有待测序和成像样本的总测序时间、总数据采集量、采集速率以及目标区域的最大总体积；以及推荐在限制范围内最大限度地对样本中预期目标区域进行测序的方案。
13、在某些实施例中，所述处理器进一步经过编程可根据待测序样本的数量和测序时采用的成像类型，优化样本测序并行化。
14、在某些实施例中，所述处理器进一步经过编程可执行以下各个步骤：在给定样本剪辑的起始xy位置沿z方向进行快速共聚焦扫描，以确定样本在起始xy位置的z轮廓；采用分割方法确定样本顶部和底部分界面；以及在样本剪辑开始时将物镜z位置设置为与该分界面保持固定距离，其中，将各轮次间样本相对于载物台和物镜在z方向上的偏移减小到选定容差以下，从而促进采集后处理期间各个轮次的下游亚像素配准。
15、在某些实施例中，所述测序是组织样本中靶核酸的原位测序。在一些实施例中，所述组织样本是厚度为50-200μm的厚组织切片。在其他实施例中，所述组织样本是厚度为5-20μm的薄组织切片。在一些实施例中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种测序设备，包括：
2.根据权利要求1所述的测序设备，其中，所述多条激光线包括至少5条激光线。
3.根据权利要求2所述的测序设备，其中，所述带通发射滤光片是五带通发射滤光片。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的测序设备，其中，所述电动载物台具有压电z轴。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的测序设备，其中，所述浸没介质是水。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的测序设备，其中，所述浸没介质经过过滤且不含气泡。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的测序设备，进一步包括每个物镜上的O形环以及收缩包装涂层。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的测序设备，进一步包括一个监测流体管线中压力的压力监测器，其中，可利用流体管线中压力的增加，检测流体管线的潜在堵塞。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的测序设备，进一步包括多个发光二极管(LED)，其中，每个LED可通过发光提供系统的状态指示。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的测序设备，进一步包括一个用于显示信息并提供用户界面
11.根据权利要求1-10中任一项所述的测序设备，其中，所述处理器进一步经过编程可执行以下各个步骤：
12.根据权利要求1-11中任一项所述的测序设备，其中，所述处理器进一步经过编程可执行以下各个步骤：
13.根据权利要求1-12中任一项所述的测序设备，其中，所述处理器进一步经过编程可根据待测序样本的数量和测序时采用的成像类型，优化样本测序并行化。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的测序设备，其中，所述处理器进一步经过编程可执行以下各个步骤：
15.根据权利要求1-14中任一项所述的测序设备，其中，所述测序是组织样本中靶核酸的原位测序。
16.根据权利要求15所述的测序设备，其中，所述组织样本是厚度为20μm-200μm的组织切片。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的测序设备，其中，所述原位测序是顺序或组合原位测序。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的测序设备，其中，所述显微镜模块包括一个落射荧光显微镜、一个共聚焦显微镜、一个结构照明显微镜或一个光片或斜面光片显微镜。
19.根据权利要求18所述的测序设备，其中，所述共聚焦显微镜是转盘或点扫描共聚焦显微镜。
20.一种使用根据权利要求1-19中任一项所述的测序设备的方法，包括：
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述测序是组织样本的原位体积测序。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其中，所述组织样本是厚度为20-200μm的组织切片。
23.根据权利要求20-22中任一项所述的方法，其中，所述原位测序是顺序或组合原位测序。
24.一种计算机实现方法，其中，所述计算机执行以下各个步骤：
25.一种非暂态计算机可读介质，包括程序指令，其中，所述程序指令由计算机中的处理器执行时，使处理器执行根据权利要求24所述的方法。
26.一种计算机实现方法，其中，所述计算机执行以下各个步骤：
27.根据权利要求26所述的计算机实现方法，其中，所述计算机进一步经过编程可根据待测序样本的数量和测序时采用的成像类型，优化样本测序并行化。
28.一种非暂态计算机可读介质，包括程序指令，其中，所述程序指令由计算机中的处理器执行时，使处理器执行根据权利要求26或27所述的方法。
29.一种计算机实现方法，其中，所述计算机执行以下各个步骤：
30.一种非暂态计算机可读介质，包括程序指令，其中，所述程序指令由计算机中的处理器执行时，使处理器执行根据权利要求29所述的方法。
31.一种自动浸没介质模块，包括：
32.一种使用根据权利要求31所述的自动浸没介质模块的方法，包括：使用根据权利要求31所述的自动浸没介质模块将浸没介质输送到与显微镜浸没物镜附接的物镜浸没环。
33.一种流体管理模块，包括：一个对称旋转阀，包括一个旋转阀机构；一个泵，其中，所述泵与流体管线连接；以及多个气泡检测器，其中，所述气泡检测器位于通向泵的流体管线的任一侧，其中，所述流体管理模块允许试剂、缓冲液和废液通过流体管线双向或单向流动。
34.一种试剂、缓冲液和废液模块，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种测序设备，包括：
2.根据权利要求1所述的测序设备，其中，所述多条激光线包括至少5条激光线。
3.根据权利要求2所述的测序设备，其中，所述带通发射滤光片是五带通发射滤光片。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的测序设备，其中，所述电动载物台具有压电z轴。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的测序设备，其中，所述浸没介质是水。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的测序设备，其中，所述浸没介质经过过滤且不含气泡。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的测序设备，进一步包括每个物镜上的o形环以及收缩包装涂层。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的测序设备，进一步包括一个监测流体管线中压力的压力监测器，其中，可利用流体管线中压力的增加，检测流体管线的潜在堵塞。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的测序设备，进一步包括多个发光二极管(led)，其中，每个led可通过发光提供系统的状态指示。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的测序设备，进一步包括一个用于显示信息并提供用户界面的显示部件。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的测序设备，其中，所述处理器进一步经过编程可执行以下各个步骤：
12.根据权利要求1-11中任一项所述的测序设备，其中，所述处理器进一步经过编程可执行以下各个步骤：
13.根据权利要求1-12中任一项所述的测序设备，其中，所述处理器进一步经过编程可根据待测序样本的数量和测序时采用的成像类型，优化样本测序并行化。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的测序设备，其中，所述处理器进一步经过编程可执行以下各个步骤：
15.根据权利要求1-14中任一项所述的测序设备，其中，所述测序是组织样本中靶核酸的原位测序。
16.根据权利要求15所述的测序设备，其中，所述组织样本是厚度为20μm-200μm的组织切片。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的测序设备，其中，所述原位测序是顺序或组合原位测序。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的测序设备，其中，所述显微镜模块包...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·A·迪赛罗斯，E·B·里奇曼，
申请(专利权)人：小利兰·斯坦福大学董事会，
类型：发明
国别省市：
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