[发明专利]用于检测和识别液体分散样品中的细胞外囊泡的装置和方法

说明书

用于检测液体分散样品中分散的细胞外囊泡的装置和方法，所述方法使用电子数据处理器将样品分类为存在或不存在细胞外囊泡，该方法包括使用电子数据处理器用多个细胞外囊泡液体分散样本预训练机器学习分类器，包括以下步骤：将通过调制频率调制的激光发射到每个样本上；在每个样本的预定持续时间的多个时间周期内，从由每个样本反向散射的激光捕获时间信号；对于时间周期中的每一个时间周期，从所捕获的信号计算样本DCT或小波变换系数；使用所计算的系数预训练机器学习分类器；其中，该方法进一步包括以下步骤：使用具有耦接到发射器的聚焦光学系统的激光发射器将通过调制频率调制的激光发射到样品上；在预定持续时间的多个时间周期内，使用光接收器从由样品反向散射的激光中捕获信号；对于时间周期中的每一个时间周期，从所捕获的信号计算样品DCT或小波变换系数；使用预训练的机器学习分类器将所计算的样品系数分类为存在或不存在细胞外囊泡。

技术领域

本公开涉及一种用于检测细胞外囊泡(EV)的方法和装置。

背景技术

细胞外囊泡(EV)由于其在细胞间通信中的高潜在作用以及用作诊断和健康评估的转化生物标记物，已经引起了学术界和工业界两者的越来越多的关注。术语EV描述了源自细胞的膜状囊泡，直径在30nm至1000nm之间，大多数被认为在100nm至150nm范围内。

由于它们的小尺寸和复杂性，常规技术已经努力检测和识别由不同细胞群体产生的EV。实际上，尺寸范围从100nm至150nm，使用光学装置(optical means)来检测EV是具有挑战性的，因为它远低于光衍射极限[1，2]。

目前，缺少与检测这种尺寸范围内的粒子兼容的仪器，其中，电子显微镜^1，2、常规和高分辨率流式细胞仪^1，2、纳米粒子跟踪分析^1，2是检测和量化存在于样品中的EV的金标准方法。

使用高分辨率流式细胞仪的细胞外囊泡检测(主要是外泌体)被估计用于90％的生物来源的纳米粒子研究中[1，2]。尽管与常规方法相比，包括在这些新方法中的分辨率有改进，但是它仍然基于体积庞大且甚至更昂贵的设备(例如，需要高功率激光器，与常规方法相比，具有较小的聚焦光束的光斑尺寸)²。此外，它仍然依赖于两种信号的分析：散射信号和荧光信号，需要昂贵的计算和控制系统并且与耗时的分析技术相关联。

考虑到粒子与关键的散射特性(诸如粒子尺寸、折射率、形状/几何形状、成分、含量类型(合成的、生物的)以及与周围介质的相互作用的类型)的依赖性，被粒子散射的光量被认为是用于简单粒子表征的金标准技术[3-5]。由于表达的蛋白质的类型和它们之间的细胞内负荷物差异，不同的细胞或细胞器的折光率值通常是不同的[5]。

这些文献均未教导适合于检测液体样品中的细胞外囊泡的方法或装置。公开这些事实是为了说明由本公开解决的技术问题。

参考文献

[1]Steinbichler,T.，Dudás，J.，Riechelmann，H.Skvortsova，I.The role ofexosomes in cancer metastasis.Seminars in cancer biology 44，170-181(2017).

[2]Welsh，J.，Holloway，J.，Wilkinson，J.Enlyst，N.Extracellular vesicleflow cytometry analysis and standardization.Frontiers in Cell andDevelopmental Biology 5，78(2017).