基于照明光与细胞成分之间的不同相互作用分析生物细胞材料制造技术

技术编号:4517386 阅读:231 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
描述了用于分析生物细胞材料(115)的设备(100)。该设备(100)包括光源装置(120),其适于将第一(131)和第二照明光(132)导向细胞材料(115),其中第一(131)和第二(132)照明光分别包含第一和第二光谱辐射成分。该设备(100)还包括检测器装置(170),其适于接收基于第一照明光(131)与细胞材料(115)的第一相互作用的第一测量光(151)以及基于第二照明光(152)与细胞材料(115)的第二相互作用的第二测量光(152)。此外,该设备(100)包括评估单元(180),其耦合到检测器装置(170)并且其适于评估分别指示第一(151)和第二测量光(151)的第一信号(171a)和第二信号(171b)。该设备(100)可以用于实现与NAD(P)H的自发荧光测量相结合的紫外DNA图像细胞计量术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于例如为了区分癌性肺瘤细胞和良性肿瘤细胞而分 析生物细胞材料的设备和方法。
技术介绍
肿瘤的早期检测是有效地战胜肿瘤的最重要的前提条件。这也将决 定性地提高治愈胂瘤患者的希望。为了避免多次手术,希望的是在一次 手术期间识别肺瘤组织。为了进一步从患者中移除组织,外科医生因而 可以考虑有关肿瘤细胞类型的可靠信息。目前,肿瘤划界(border demarcation )是由病理学家通过分析所谓 的"冷冻切片,,来实现的。这种技术花费大约一个小时;通常,由于等 待时间长,因而不进行术中研究,在所述等待时间期间,患者敞开着躺 在手术台上。 一种可替换方案是执行DNA细胞计量术以实现肿瘤划界, 条件是结果可快速地获得。然而,病理学家对可疑细胞和正常细胞的选 择是费时并且因而昂贵的过程。病理学家典型地花费半小时来选择足够 的细胞以便得到统计上可靠的结果。此外,用于DNA细胞计量术的标准 福尔根(Feulgen)染色过程花费五个小时。US2002/0128557A1公开了一种用于检测肿瘤组织的器械,其包括至 少 一 个激发光源,所述第 一 激发光源发射波长介于3OOnm与314nm之间 的第 一激发光并且包括至少 一根用于将第 一激发光导向待检查组织的 目标场的光纤。该器械还包括至少 一个用于将由第 一激发光产生的组织 的自发荧光信号和/或重发射信号投射到相机的CCD或ICCD芯片上的透 镜。此外,该器械包括用于处理由相机传送的信号的数据处理系统。所 述透镜能够处理UV光并且被设计成使得来自荧光目标场的不同光谱区 域的至少两幅图像被产生并且投影到CCD或ICCD芯片上。至少 一 幅图 像代表所述目标场的自发荧光信号和/或重发射信号的UV范围并且另一 幅代表不同的波长范围。US5131398公开了 一种用于使用本体荧光(native fluorescence )将癌 性肺瘤和组织与良性胂瘤和组织或正常组织区分开来的方法和器械。待检查的组织利用300nm的单色光束来激发。从组织发射的本体荧光的强 度在340nm和440nm处进行测量。然后,计算这两个强度之比并且将其 用作确定组织是否为与良性或正常相对的癌性的基础。该方法和器械依 赖于以下发现当以300nm的单色光激发组织时,从大约320nm到600nm 的区域上的本体焚光光谱是癌性的组织,并且与在组织为良性或正常的 情况下得到的本体荧光光谱截然不同。这个技术对于人类以及动物组织 的活体内和活体外测试都是有用的。可能存在提供允许快速而可靠地分析生物细胞材料的设备和方法 的需要。
技术实现思路
这个需要可以通过依照独立权利要求的主题来满足。从属权利要求 描述了本专利技术的有利实施例。依照本专利技术的第一方面,提供了用于分析生物细胞材料的设备。所 描述的设备包括(a)光源装置,其适于将第一照明光和第二照明光导 向细胞材料,其中第 一照明光包含第 一光谱辐射成分并且第二照明光包 含第二光谱辐射成分;以及(b)检测器装置,其适于接收第一测量光 和第二测量光,所述第一测量光基于第一照明光与细胞材料的第一相互 作用,所述第二测量光基于第二照明光与细胞材料的第二相互作用。所 描述的生物细胞材料分析设备还包括(c)评估单元,其耦合到检测器装置并且其适于评估指示第一测量光的第一信号以及指示第二测量光 的第二信号。本专利技术的这个方面基于以下思想在许多应用中,至少修改一些细 胞的结构和/或组成的疾病的不同指示器是彼此独立的。因此,通过组合 至少两个指示细胞材料的不同特性的独立测量结果,可以显著地增大诊 断的精度。这尤其对于癌细胞的识别是成立的。细胞材料的组合分析可以使得由病理学家选择可疑细胞和正常细 胞不再是必要的。因此,实际的细胞计量术测量之前的费时且昂贵的细 胞分类过程可能变得过时了。这可以提供以下优点可以快速得多地分 析已经从患者中取出的组织,并且也可以快速得多地获得诊断过程的结 果。因此,可以显著地降低其间患者敞开着躺在手术台上的时间跨度以 及因而受感染的风险。应当提及的是,在本申请中,术语光用于包括紫外、可见和红外光 语范围的电磁辐射。因此,第一照明光、第二照明光、第一测量光以及 第二测量光都可以具有该光谱范围内的任何波长。应当提及的是,所描述的细胞分析设备可以用于活体内和活体外应 用。在活体内应用的情况下,可以通过将第一和第二照明光直接定向到 所研究的患者组织上来直接地分析该组织。依照本专利技术的 一个实施例,所述设备还包括用于支撑细胞材料的承 载元件。该承载元件可以是适合用于将生物细胞材料保持在第 一或第二 测量光的光路上的任何元件。该承载元件可以是例如显微术中公知的物 体支持器。然而,该承载元件也可以是管状物,所述管状物用于在生物 细胞材料通过第 一或第二测量光的光路时引导该生物细胞材料。这种管状物在流量细胞计量术器械(例如荧光激励细胞分类(FACS )仪器)中 是公知的。依照本专利技术的另一个实施例,所述第一相互作用是吸收和/或所述第 二相互作用是发射荧光。这可以提供以下优点可以借助于相对简单的 光学设置实现所述设备。在这个方面,应当提及的是,在本申请中,术语吸收不仅用于所研 究的生物细胞材料内物理地吸收的电磁辐射或光子。相反地,术语吸收 被假定涵盖了降低穿过细胞材料的光束强度的所有的物理作用。这种强 度降低作用例如光散射,其使得散射的辐射从主光束中去除。当然,代 替测量透射光束的强度降低的是,也可以通过测量旁边的散射光的强度 来获取第 一相互作用的强度。在这点上,应当提及的是,当然由所描述的发射荧光相互作用产生 的第二测量光被发射到4rc的立体角内。这意味着可以在相对于第二照明 光的方向的任何方向上检测第二测量光。依照本专利技术的另一个实施例,(a)第一照明光适于借助于第一相互 作用与生物细胞材料的第一细胞成分相互作用,和/或(b)第二照明光 适于借助于第二相互作用与生物细胞材料的第二细胞成分相互作用。这 意味着可以优化所描述的生物细胞分析设备,以便独立地分析不同的测 量值,所述测量值指示不同的细胞成分的特性。由于诸如癌症之类的许 多疾病引起对于病原细胞的不同修改,因而所描迷的设备允许以高的精 度分析生物细胞。因此,可以显著地增大识别和/或评估病原细胞数量的可靠性。依照本专利技术的另 一个实施例,所述第 一细胞成分为DNA和/或所述 第二细胞成分为用于细胞新陈代谢的酶。特别地,第二细胞成分为 NAD(P)H。这基于以下观察用于癌症的为细胞核中DNA的增量的第一 指示器以及用于癌症的为NAD(P)H的增加的水平的第二指示器基本上 是独立的。这意味着可以同时研究两种不同的细胞成分,这两者据发现 在很大程度上指示恶性癌细胞的识别。特别地,吸收的程度可以高度地指示细胞材料内存在的DNA材料的 数量。由于恶性细胞典型地包含较高数量的DNA,因而由生物细胞材料欲知DNA吸收测量的综述,请参见"G //amy/b, f Q'raw《A Ae,Y/z 5och'wg, /997五5L^C尸,oW ow Wagwos"c/mage <qytome >7, J"a一/ca/Ce〃w/w尸"f/zo/ogy/7卩/卯S」/砂-2W。该出版物的公开通过引 用合并于此。为了增大检测所述笫 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于分析生物细胞材料(115,215,315,415)的设备,该设备包括: 光源装置(120,220,320,420),其适于将第一照明光(131,231,331,431)和第二照明光(132,232,332,432)导向生物细胞 材料(115,215,315,415),其中第一照明光(131,231,331,431)包含第一光谱辐射成分并且第二照明光(132,232,332,432)包含第二光谱辐射成分; 检测器装置(170,270,370,470),其适于接 收 -第一测量光(151,251,351,451),所述第一测量光基于第一照明光(131,231,331,431)与细胞材料(115,215,315,415)的第一相互作用,和 -第二测量光(132,232,332,432),所 述第二测量光基于第二照明光(132,232,332,432)与细胞材料(115,215,315,415)的第二相互作用;以及 评估单元(180,280,380,480),其耦合到检测器装置(170,270,370,470)并且其适于评 估 -指示第一测量光(151,251,351,451)的第一信号(171a,271a,371a,471a),和 -指示第二测量光(132,232,332,432)的第二信号(172a,272a,372a,472a)。...

【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:S凯珀BHW亨德里克斯RWI德博尔G胡夫特
申请(专利权)人:皇家飞利浦电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:NL[荷兰]

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