[发明专利]使用高通量荧光流式细胞仪进行细胞分选

说明书

在一个方面，公开了一种在流式细胞术系统中分选细胞的方法，所述方法包括用具有彼此偏移一个射频的至少两个光学频率的辐射照射细胞以从所述细胞引出荧光辐射，检测所述荧光辐射以生成时间荧光数据，并且在并未基于所述荧光数据生成所述细胞的图像(即，逐像素图像)的情况下处理所述时间荧光数据以得出关于所述细胞的分选决定。换句话说，虽然荧光数据可以含有将允许生成逐像素荧光强度图的图像数据，但是所述方法在不生成这种图的情况下得出分选决定。在一些情况下，可以用小于约100微秒的延迟时间作出分选决定。在一些实施方案中，上述分选细胞的方法可以具有亚细胞分辨率，例如，分选决定可以是基于细胞组分的特征。在采用超过两个频移光学频率的一些实施方案中，采用单个射频偏移来分离光学频率，而在其他此类实施方案中采用多个不同的射频偏移。

相关申请

本申请要求于2016年3月17日提交的标题为“Cell Sorting Using A HighThroughput Fluorescence Flow Cytometer”的临时申请号62/309,806的优先权，并且将该临时申请通过引用以其全文并入本文。

政府权利

本发明由美国国家科学基金会(National Science Foundation)(批准号NSF1447381)资助。政府对本发明享有某些权利。

背景技术

本发明总体上涉及用于例如经由样品的荧光分析确定流过流式细胞仪的颗粒的特征的设备和方法，并且更具体地涉及用于在流式细胞仪中基于例如它们的特征分选颗粒(例如分选细胞)的设备和方法。

从异质群体中分离亚群体或甚至单个细胞在现代生物学和生物医学中具有多种应用。用于分离细胞亚群的一些常规技术包括荧光激活细胞分选(FACS)、磁激活细胞分选(MACS)、激光捕获显微切割和DEP阵列分选。虽然在细胞分选应用中常规使用，但这些技术存在许多缺点。例如，广泛用于细胞生物学的所有领域的FACS缺乏亚细胞分辨率，并因此仅基于细胞参数的平均值作出分选决定。此外，基于成像细胞的常规分选方法由于它们在作出分选决定中的高延迟时间通常不能用于高通量细胞分离应用。

因此，对用于例如在流式细胞术系统中分选细胞的改进方法和系统存在需求。

发明内容

在一个方面，公开了一种确定颗粒特征的方法，该方法包括在颗粒流过流式细胞术系统时用射频调制的光束照射该颗粒以便从该颗粒引出至少一个辐射响应，检测从该颗粒发出的辐射响应以生成与该辐射响应相关的时间波形数据，并且处理该波形数据以获得该颗粒的至少一个特征的估计。在一些实施方案中，在并未基于波形数据生成颗粒的图像的情况下执行该处理步骤。在一些实施方案中，辐射响应可以是荧光辐射或散射辐射中的任何一种。在一些实施方案中，该处理步骤足够快使得与获得颗粒的至少一个特征的估计相关的延迟时间等于或小于约100微秒，例如等于或小于约20微秒。

在一些实施方案中，射频调制的光束包括彼此分离至少一个射频的至少两个光学频率。在此类实施方案中，该处理步骤可以包括分析与在所述辐射响应中检测到的至少一个射频相关的至少一个拍频，以确定颗粒的至少一个特征的估计。

上述方法可以用于确定颗粒的各种不同特征的估计。通过举例的方式，颗粒的特征可以是以下中的至少一个：颗粒的维度尺寸、颗粒沿两个不同维度的尺寸比率、由与颗粒相关的两种或更多种标记发射的荧光辐射的共定位、辐射响应的点状度、从颗粒发出的荧光辐射的空间分布的量度、颗粒的位置或取向的量度、颗粒的偏心率的量度、颗粒与参考颗粒相似性的量度、颗粒的一个或多个空间傅里叶(Fourier)分量的组合、颗粒位于照射辐射焦点的程度的量度。

在相关方面，颗粒的至少一个特征的估计可以用于得出关于该颗粒的分选决定。