自动化分子病理学系统的闭环监测技术方案

提供了一种用于使生物学样品染色的闭环自动化方法。所述方法包括提供生物学样品，通过在试剂中流动使至少一部分生物学样品染色，监测生物学样品的一个或多个光学特性，和基于至少一个光学特性计算品质因数。还提供了用于使生物学样品重复染色的自动化装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动化分子病理学系统的闭环监测背景本专利技术总体上涉及用于使生物学样品重复染色的自动化方法和装置，用于成像应用。生物学样品用于分析和诊断目的，例如在分子水平诊断病变组织。生物学样品(例如在其上固定组织样品的组织微阵列(TMA))通常用形态学染色剂或生物标记物染色。随后用显微镜手动分析染色的TMA，或者可获取TMA的图像用于随后的分析或比较。在施用第一染色剂并成像后，可施用一种或多种连续或相继的染色剂或生物标记物，并且可再次分析TMA。可随后比较两个或更多个连续图像。单一染色循环可包括以下步骤：使染色剂(抗体)流动经过组织，使染色剂孵育适当的时间，漂洗去掉染色剂，以降低背景荧光，使载玻片成像，和漂白去掉染色剂。作为开发用于荧光成像的多重技术(multiplexingtechnique)的一部分，需要序贯染色、漂洗和脱色循环。对于多种染色剂，可随后重复染色循环。对于多重应用，TMA需要用多种分子探针染色，以定量或定性研究蛋白质表达或空间分布。染色过程通常使用易受误差影响的耗时手动技术来实施。因此，总的操作时间为这些步骤的每一个乘以施用的染色剂的总数的总和。目前，基于每一个步骤所需的流体的量确定每一个步骤的时间。每一个步骤的时间固定，不依赖于施用哪一种抗体(染色剂)。因此，非常弱的染色剂将经历与强得多的染色剂相同的漂白时间，尽管较短的漂白时间可能足够。用于染色过程的试剂通常昂贵并且具有有限的保存期限，从而需要专门的处理技术。因此，期望提供一种用于在染色循环中优化一个或多个步骤的方法。还期望使过程自动化并且减少手动介入，以使得过程时间有效和可靠。专利技术概述在一种实施方案中，提供了用于使生物学样品重复染色的自动化装置。所述自动化装置包括与染色剂单元和漂白剂单元流体连通的流动池，其中所述流动池包含表面，所述表面设置为与样品操作地接合，用于照明至少一部分生物学样品的照明来源，与流动池操作地偶联并且设置为用于在施用至少一种染色剂和脱色剂之前、期间和/或之后监测生物学样品的一个或多个光学特性的监测单元。所述装置还包括用于基于生物学样品的至少一个光学特性确定品质因数的处理单元，和与处理单元和流动池连通的控制器单元，其中所述控制器单元设置为至少部分基于品质因数来控制至少一种染色剂和脱色剂的施用。在另一种实施方案中，提供了一种用于使生物学样品染色的闭环(closedloop)自动化方法。所述方法包括提供生物学样品，通过在试剂中流动使至少一部分生物学样品染色，监测生物学样品的一个或多个光学特性，和基于至少一个光学特性计算品质因数。附图简述当参考附图，阅读以下详细说明时，将更好地理解本专利技术的这些和其它特征、方面和优点，其中在整个附图中，相同的符号标记代表相同的部分，其中：图1为本专利技术的闭环自动化系统的一个实例的示意图；和图2为用于分子病理学系统的闭环监测的方法的实例步骤的流程图。专利技术详述实施方案涉及自动化分子病理学系统的闭环监测的方法和系统，用于分子成像。所述方法和系统能够在分子成像中优化操作。在某些实施方案中，可操作自动化分子病理学系统，通过降低或消除转移样品(例如，在流动池内在载玻片上的组织样品)的需要，具有最少的操作者介入。所述系统和方法可降低或消除样品在染色组件和成像组件之间移位的需要。闭环监测使得在系统内试剂体积和试剂停留时间二者最小化，从而节省昂贵的试剂，例如荧光标记的抗体，和使得试剂分解或副反应最小化。在某些实施方案中，用于使生物学样品染色的闭环自动化方法包括提供生物学样品，使至少一部分生物学样品染色，在染色期间监测生物学样品的一个或多个光学特性，和基于至少一个光学特性确定品质因数。所述方法还可包括漂洗至少一部分生物学样品，在漂洗期间从一部分生物学样品监测一个或多个光学特性，和基于至少一个光学特性确定品质因数。所述方法还可包括使至少一部分生物学样品脱色，在脱色期间从一部分生物学样品监测一个或多个光学特性，和基于至少一个光学特性确定品质因数。在染色后，可将生物学样品孵育确定的时间段，以提供足够的时间使抗体与生物学样品中的分子结合。可在孵育期期间实施用于染色步骤的成像。在一个实例中，在染色、脱色和漂洗中的一个或多个期间，监测包括获取生物学样品的图像，确定品质因数包括使用获取的图像确定一部分生物学样品的光强度。在漂洗期间监测可包括从远离生物学样品的区域获取图像。例如，可从生物学样品之外的区域获取图像。为了更清楚和简明地描述要求保护的本专利技术的主题，对于具体的术语，提供以下定义，其用于以下描述和所附权利要求书。在整个说明书中，具体术语的举例应看作是非限制性实例。本文使用的术语“生物学样品”是指由生物学对象得到的样品，包括体内或体外得到的生物学组织或流体来源的样品。这样的样品可为但不限于从哺乳动物(包括人)分离的组织、级分和细胞。在一些实施方案中，生物学样品包括结肠、正常的乳腺组织、前列腺癌、结肠腺癌、乳腺组织微阵列、乳腺TMA或正常前列腺(prostate)的组织切片。组织切片可包括组织样品的单一部分或块，例如，从组织样品切割的组织或细胞的薄片。在一些实施方案中，可取多个组织切片样品并对其进行分析，条件是本文公开的方法可用于关于至少两个不同的靶标(在形态学或分子水平)分析组织样品的相同切片。在一些实施方案中，可关于至少四个不同的靶标(在形态学或分子水平)分析组织样品的相同切片。在一些实施方案中，可关于多于四个不同的靶标(在形态学或分子水平)分析组织样品的相同切片。在一些实施方案中，可在形态学和分子水平二者分析组织样品的相同切片。如果用作生物学样品，组织切片的厚度可在小于约100微米范围，在小于约50微米范围，在小于约25微米范围，或者在小于约10微米范围。本文使用的术语“探针”是指包括结合剂和信号发生剂(signalgenerator)的剂。在一些实施方案中，探针的结合剂和信号发生剂包括在单一实体(例如，能结合靶标的放射性或荧光分子)中。在备选的实施方案中，结合剂和信号发生剂包括在离散的实体(例如，能结合靶标的第一抗体和能结合第一抗体的标记的第二抗体)中。本文使用的术语“结合剂”是指可与生物学样品中的一个或多个靶标非共价结合的生物学分子。结合剂可与靶标特异性结合。合适的结合剂可包括以下的一种或多种：天然或修饰的肽、蛋白质(例如，抗体、亲和体(affibodies)或适体)、核酸(例如，多核苷酸、DNA、RNA或适体)；多糖(例如，凝集素、糖)、脂质、酶、酶底物或抑制剂、配体、受体、抗原、半抗原等。可根据待分析的样品和可用于检测的靶标来选择合适的结合剂。本文使用的术语“信号发生剂”是指使用一种或多种检测技术(例如，光谱测定法、量热法、光谱学或视觉检查)能提供可检测信号的分子。可检测信号的合适实例可包括光学信号和电信号或放射性信号。在一个实例中，信号发生剂可包括发光团或荧光团。本文使用的术语“发光团”是指显示发光(包括化学发光、生物发光、磷光和光致发光)的化合物。代表性实例包括但不限于鲁米诺、光泽精(lucigenin)、9,10-二氢化吖啶、吖啶酯和二氧杂环丁烷和荧光团。本文使用的术语“荧光团”是指化合物，当通过暴露于特定波长的光来激发时，所述化合物发射不同波长的光。荧光团可根据其发射特性或“颜色”描述。绿色荧光团(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.30 US 12/957,2031.一种用于使生物学样品重复染色的闭环自动化装置，所述装置包含：与染色剂单元和脱色剂单元流体连通的流动池，其中所述流动池包含表面，所述表面设置为与样品操作地接合；用于照明至少一部分生物学样品的照明来源；监测单元，其与流动池操作地偶联并且设置为用于在施用至少一种染色剂和脱色剂之前、期间和/或之后监测生物学样品的一个或多个光学特性直至一个或多个光学特性中的至少一个饱和；和处理单元，其用于基于生物学样品的一个或多个光学特性中的至少一个确定品质因数；与处理单元和流动池连通的控制器单元，其中所述控制器单元设置为至少部分基于品质因数来控制至少一种染色剂和脱色剂的施用，并在一个或多个光学特性中的至少一个饱和之后停止至少一种染色剂和脱色剂的流动；所述闭环自动化装置设置为能够对生物学样品进行重复染色，以及分析同一生物学样品中的多个靶标。2.权利要求1的闭环自动化装置，其中所述监测单元包含照相机、电荷耦合器件、光电倍增管或光电二极管。3.权利要求1的闭环自动化装置，其中所述监测单元与照相机操作地偶联。4.权利要求1的闭环自动化装置，其中所述监测单元设置为经由存在于流动池中的图像获取窗口来获取图像。5.权利要求1的闭环自动化装置，所述装置还包含用于显示一个或多个光学特性的显示装置。6.权利要求1的闭环自动化装置，所述装置还包含预混器，以恰在将一种或多种溶液引入流动池之前，混合一种或多种溶液。7.权利要求1的闭环自动化装置，其中所述染色剂单元设置为施用多种染色剂。8.一种用于使生物学样品重复染色的闭环自动化方法，所述方法包括：提供生物学样品；通过在试剂中流动使至少一部分生物学样品染色；监测生物学样品的一个或多个光学特性；和基于一个或多个光学特性中的至少一个计算品质因数，其中所述方法还包括监测一个或多个光学特性直至一个或多个光学特性中的至少一个饱和，和在一个或多个光学特性中的至少一个饱和之后停止...

【专利技术属性】
技术研发人员：AD科温，RJ费尔金斯，CJ塞文斯基，KA谢赫，J谢，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：
国别省市：