用于研究生物细胞或细胞培养物的方法和酶标仪技术

一种用于研究酶标仪(1)中生物细胞或细胞培养物的方法包括：通过接收装置(4)接收孔(3)内含有生物细胞或细胞培养物的至少一个微孔板(2)；使所述孔(3)相对于所述酶标仪(1)的测量装置(5”，6，7，8)定位，并通过至少一个所述测量装置(5”，6，7，8)来检测积分测量信号。利用所述酶标仪(1)的照明光源(9)透照所述微孔板(2)的特定孔(3)内的生物细胞或细胞培养物，并利用成像相机(10)来成像。利用处理器(11’，11”)将检测到的每个积分信号与所述微孔板(2)的对应孔(3)内的生物细胞或细胞培养物的图像进行比较，并与这些生物细胞或细胞培养物的成像数目、附着、融合或形态进行关联。

【技术实现步骤摘要】
用于研究生物细胞或细胞培养物的方法和酶标仪相关专利申请本专利申请要求2012年3月14日提交的美国临时申请号为61/610,647和同样在2012年3月14日提交的瑞士专利申请号为00365/12的优先权。这两个建立优先权的申请的全部内容通过明确的参考全文纳入本申请。
本专利技术涉及一种用于在酶标仪中研究生物细胞或细胞培养物的方法。这种方法典型地包括：通过酶标仪的接收装置来接收孔内含有生物细胞的至少一个微孔板；使所述接收装置和含有生物细胞的所述微孔板的孔相对于所述酶标仪的测量装置定位；通过至少一个所述测量装置来检测至少一个积分信号(例如微孔板的一个孔中所有样品的发光)。另外，所述方法还包括：使所述接收装置和含有生物细胞的所述微孔板的孔相对于所述酶标仪的动作源定位；利用至少一个所述动作源在至少一个所述动作源和微孔板的特定孔内的生物细胞之间引起相互作用从而引起或产生可测信号；检测在所述微孔板的特定孔内的生物细胞内或其上由所述动作源引起或产生的至少一个积分信号(例如微孔板的一个孔中所有样品的荧光或吸光度)。
技术介绍
细胞或它们的代谢产物的荧光的测量可以从现有技术中知道。因此，EP2253983A2公开了一种用于样品的激发荧光的光谱检测的扫描显微镜，所述样品被激光激发，然后被供给到被分成不同波长范围的散射光栅和多阳极光电倍增管。文件ITMI912510A1公开了一种所谓的酶标仪，其中微孔板的孔内的样品被偏振光照射，由此引发的同样的偏振荧光由光电倍增管来检测。利用非偏振激发光来操作的酶标仪也长时间已知。一些文件也是已知的(例如，JP58062542A或JP11037923A)，其公开了通过数码相机来获取微孔板的孔的底部上的颗粒或生物细胞的结合图案的图像，所述数码相机包括成像CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器。微孔板孔内细胞发光的测量可以从，例如，DE10236029A1中了解。公开了一种分配器和CCD相机，其中利用所述分配器通过在微孔板孔内的样品上添加液体来引发发光，利用所述CCD相机通过光学系统来给穿过微孔板孔的透明底部的发光拍照。从WO2006/031537A2可以知道一种用于研究微孔板内的生物细胞的方法和装置。所述微孔板在目标区域内被照射，来自所述目标区域的光被引导至阵列检测器，所述阵列检测器将所述目标区域内微孔板孔内的分散目标检测为部分图像，并将所述部分图像合并形成微孔板孔的整个图像。在这种情况下，可以检测细胞微阵列或无序的生物细胞。设置为计数室的特殊载玻片内的生物细胞的计数已经从利用光学显微镜计数血细胞的领域知道很长时间了。不同制造商的自动细胞计数系统或“细胞计数器”也是已知的。这些细胞计数器的特点尤其在于具有生物细胞的计数室可以被插入到计数系统，所述计数系统自动聚焦计数光学器件，计数所述生物细胞并显示计数结果。典型地，在研究微孔板内的生物细胞或细胞培养物的实验室中，产生了由光或电引起的发光，所述发光利用光电倍增管或半导体光电倍增管来测量或利用成像相机来成像。为了解释测量结果或图像，通过光学显微镜来研究所述微孔板，并确定所述生物细胞是否还在正常生理状态，或者它们是否具有异常形态或者甚至已经死亡。在市场上还可以得到一种细胞测量装置(IsoCyte激光扫描细胞仪，分子装置(MolecularDevices)公司，森尼韦尔，加利福尼亚州，美国)，其利用激光束扫描微孔板孔内的生物细胞，同时利用一个或多个光电倍增管来检测由所述激光束产生的荧光或散射信号，确认并计数孔内出现的生物细胞并产生扫描的孔的图像。通过图像处理，每个图像内的单个细胞得以确认，并列出它们的活性。孔内所有细胞的结果可以合并在一起。专利技术目的和概述本专利技术的目的是提出一种用于研究微孔板内生物细胞或细胞培养物的替代方法和一种用于进行所述方法的合适装置。根据这里公开的特征的第一方面，该目的通过一种用于研究酶标仪内的生物细胞或细胞培养物的方法来解决。所述方法包括以下步骤：a)通过酶标仪的接收装置来接收孔内含有生物细胞或细胞培养物的至少一个微孔板；b)使所述接收装置和含有生物细胞或细胞培养物的所述微孔板的孔相对于所述酶标仪的测量装置定位；和c)通过至少一个所述测量装置来检测所述微孔板的特定孔内的生物细胞或细胞培养物内或其上的至少一个积分信号。根据本专利技术，所述方法的特征在于：利用所述酶标仪的照明光源来透照微孔板的特定孔内的生物细胞或细胞培养物，利用所述酶标仪的成像相机来生成微孔板的这些特定孔内的生物细胞或细胞培养物的透射图像，利用处理器来将检测到的每个积分信号与微孔板的对应孔内的生物细胞或细胞培养物的图像比较，并与这些生物细胞的成像数目、附着、融合或形态进行关联。根据本文公开的特征的第二方面，该目的通过一种用于根据本专利技术用来研究生物细胞或细胞培养物的方法的酶标仪来解决。在这里，所述酶标仪包括：a)接收装置，用于接收孔内含有生物细胞或细胞培养物的至少一个微孔板，并使孔内含有生物细胞或细胞培养物的所述微孔板相对于所述酶标仪的测量装置定位；和b)至少一个检测装置，用于检测，在微孔板的特定孔内的生物细胞或细胞培养物内或其上存在或者引起或者产生的至少一个积分信号。根据本专利技术，所述酶标仪的特征在于：还包括用于照明的照明光源，用于获取微孔板的这些特定孔内的细胞或细胞培养物的图像的成像相机，和处理器，所述处理器被设置用于将检测到的每个积分信号与微孔板的对应孔内的生物细胞或细胞培养物的图像进行比较并把这些积分信号与这些生物细胞或细胞培养物的成像数目、附着、融合或形态相关联。根据本专利技术的所述方法或者根据本专利技术的所述酶标仪的进一步发展和根据本专利技术的进一步特征也在这里公开了。根据本专利技术的方法或者根据本专利技术的装置的优点包括：-迄今为止，需要两个不同装置，酶标仪和成像显微镜，来将在酶标仪中细胞参数的定量测量和用于这些细胞培养物的状态的定性检查的显微图像相结合。现在本专利技术使得在相同的装置内能够完成这两个互补研究。-迄今为止，具有细胞培养物的微孔板必须从酶标仪中取出并转移到显微镜上。这个麻烦的步骤必需由操作者来完成，并且在这些研究方法之间额外地需要一定的时间延迟。现在本专利技术的研究能够在单个装置内自动结合这两个互补研究，并且是在特定微孔板孔内的积分信号的检测和微孔板孔的成像之间最短的可能时间差内。-迄今为止，为了将微孔板从酶标仪转移到显微镜，敏感的细胞培养物频繁地暴露于当时的环境条件，或必须麻烦地与这些条件隔离。本专利技术可以更好地在含有细胞培养物的微孔板孔内维持受控气氛，而同时进行这些生物细胞的所有定量和定性研究。-根据本专利技术，在适合进行根据本专利技术的所述方法的所述酶标仪中，集成了具有成像性能的模块，从而位于例如微孔板孔的底部上的生物细胞或细胞培养物可以利用显微分辨率来可视化。-在一个优选的实施例中，根据本专利技术的所述酶标仪被设置为多模式读数计，允许将所选择的微孔板孔内的例如荧光、发光、吸光度、阻抗或阻抗变化等积分信号的检测与这些微孔板孔的显微成像几乎任意的和优选地自动的结合。-通过测定微孔板孔内的细胞数目，可以测定平均细胞活性，从而测定所述微孔板孔内变化的细胞活性和变化的细胞数目的差别。-通过测定微孔板孔的底部上的细胞或细胞培养物的附着或者固定以及形态，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于研究酶标仪(1)中生物细胞或细胞培养物的方法，其中，所述方法包括：a)通过所述酶标仪(1)的接收装置(4)接收孔(3)内含有生物细胞或细胞培养物的至少一个微孔板(2)；b)使所述接收装置(4)和含有生物细胞或细胞培养物的所述微孔板(2)的孔(3)相对于所述酶标仪(1)的测量装置(5”，6，7，8)定位；和c)通过至少一个所述测量装置(5”，6，7，8)检测所述微孔板(2)的特定孔(3)内的生物细胞或细胞培养物中或其上的至少一个积分信号；其中：d)利用所述酶标仪(1)的照明光源(9)透照所述微孔板(2)的特定孔(3)内的生物细胞或细胞培养物；e)利用所述酶标仪(1)的成像相机(10)生成由照明光源(9)透照的所述微孔板(2)的这些特定孔(3)内的生物细胞或细胞培养物的透射图像；和f)利用处理器(11’，11”)将检测到的每个积分信号与所述微孔板(2)的对应孔(3)内的生物细胞或细胞培养物的图像进行比较，并与这些生物细胞的成像数目、附、融合或形态进行关联。

【技术特征摘要】
2012.03.14 CH 00365/12;2012.03.14 US 61/610,6471.一种用于研究酶标仪(1)中生物细胞或细胞培养物的方法，其中，所述方法包括：a)通过所述酶标仪(1)的接收装置(4)接收孔(3)内含有粘附生物细胞或细胞培养物的至少一个微孔板(2)；b)使所述接收装置(4)和含有生物细胞或细胞培养物的所述微孔板(2)的所述孔(3)中的特定孔相对于所述酶标仪(1)的测量装置(5”,6,7,8)的轴(21,21’,21”,21”’)定位；和c)通过至少一个所述测量装置(5”,6,7,8)检测所述微孔板(2)的所述特定孔内的生物细胞或细胞培养物中或其上的至少一个积分信号；其中：d)使用所述接收装置(4)将所述微孔板(2)的所述特定孔相对于所述酶标仪(1)的照明光源(9)的轴(20)定位；e)利用所述酶标仪(1)的照明光源(9)透照所述微孔板(2)的所述特定孔内的所述粘附生物细胞或细胞培养物；f)利用所述酶标仪(1)的成像相机(10)生成由所述照明光源(9)透照的所述微孔板(2)的所述特定孔内的所述生物细胞或细胞培养物的亮场、暗场、或相差图像；和g)利用处理器(11’,11”)将所检测到的每个积分信号与所述微孔板(2)的对应特定孔内的所述生物细胞或细胞培养物的图像进行比较，并与所述粘附生物细胞的成像融合进行关联。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收装置(4)和含有所述生物细胞或细胞培养物的所述微孔板(2)的所述特定孔相对于所述酶标仪(1)的动作源(5’,5”,5”’)的轴(21)定位，并在至少一个所述动作源(5’,5”,5”’)和所述微孔板(2)的所述特定孔内的生物细胞或细胞培养物之间引起相互作用从而引起或生成所述积分信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个动作源(5’,5”,5”’)选自下组：-用于在所述微孔板(2)的所述特定孔内的生物细胞或细胞培养物内或其上激发荧光的光源(5’)；-用于透照所述微孔板(2)的所述特定孔内的生物细胞或细胞培养物的光源(5’)；-用于测量阻抗或阻抗变化的电源(5”)，所述阻抗或阻抗变化是所述微孔板(2)的所述特定孔内的生物细胞或细胞培养物的附着或重排的函数；和-用于在所述微孔板(2)的所述特定孔内的生物细胞或细胞培养物内或其上引起发光的液体源(5”’)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述积分信号选自下组：-插进所述酶标仪(1)的所述微孔板(2)的所述特定孔内的生物细胞或细胞培养物内或其上激发的荧光；-插进所述酶标仪(1)的所述微孔板(2)的所述特定孔内的生物细胞或细胞培养物内或其上引发或存在的发光；-由插进所述酶标仪(1)的所述微孔板(2)的所述特定孔内的生物细胞或细胞培养物引起的吸光度；和-由插进所述酶标仪(1)的所述微孔板(2)的所述特定孔内的生物细胞或细胞培养物的附着或重排引起的阻抗或阻抗变化。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述光源(5’)选自包含弧光灯、闪光灯、白炽灯、激光器、激光二极管和发光二极管(LED)的组。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电源(5”)为电通量按照正弦函数在20到100,000Hz范围内变化的交流电源，其中所述交流电源包括输出电阻。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述液体源(5”’)选自包含单注射器和多注射器的组。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于检测所述积分信号的所述测量装置(6,7,8)选自下组：光电倍增管、光电二极管、光电二极管阵列、雪崩二极管和相敏锁相放大器。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在定位时所述接收装置(4)在至少一个移动方向上移动，所述接收装置带有包含生物细胞或细胞培养物的所述微孔板(2)，其中所述移动方向选自包括三维坐标系统中的X、Y和Z方向的组。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述处理器(11’,11”)中运行图像处理软件，从而检测单个生物细胞；和其中，在所述处理器(11’,11”)中运行信号处理软件，从而用所述特定孔中检测到的所述积分信号的强度除以检测到的所述生物细胞的数目。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，含有生物细胞或细胞培养物并且被所述接收装置(4)接收的所述微孔板(2)的所述特定孔在所述酶标仪(1)的避光样品室(12)中研究。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，含有生物细胞或细胞培养物并且被所述接收装置(4)接收的所述微孔板(2)的所述特定...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·杰波斯特洛瑟，A·杰夫洛尔，J·库塔，
申请(专利权)人：泰肯贸易股份公司，
类型：发明
国别省市：