[发明专利]用于基于图像的细胞分类的装置、其方法及其用途

说明书

本发明涉及用于基于图像的细胞分类的装置、其方法及其用途。一种用于对细胞进行实时分类的分类装置，所述分类装置包括：对齐单元，其配置为沿待分类的细胞的主轴线对齐所述细胞；和分类单元，其配置为使用多层感知器MLP对经对齐细胞进行分类；其中，所述MLP基于所述经对齐细胞的一个或多个图像对所述经对齐细胞进行分类。通过实施分类装置，在可以避免待分类的细胞的标签化的情况下，可以提供改善的且有效的基于细胞图像的实时细胞分类。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年9月23日提交欧洲专利局的、申请号为EP 19 198 891.4的欧洲专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及基于图像的细胞分类。特别地，本发明涉及用于对细胞进行实时分类(classifying)的分类装置和分类方法，并且涉及用于对细胞进行实时分选(sorting)的分选装置和分选方法。本发明还涉及这些装置的用途。

背景技术

在生物、生物技术或医学程序领域中，在可能进行细胞的进一步分析之前，通常需要对来自异质群体的细胞进行分类和分选。例如，经分选细胞可以进行随后的精确分析以及对其蛋白质组学、转录组学或遗传学身份(identity)和功能的查询，或者可以用于培养并服务于特定药物的建立。这些经分选细胞也可以在再生医学应用中移植到患者体内。

传统的分类和分选方法依赖于赋予用于被动或主动分离的分子标记(marker)的荧光或磁特性。这种标签化(labelling)必须经由染料、抗体或基因修饰被施用到细胞表面或细胞中。然后，可以通过流式细胞仪(flow cytometry)检测该标签化，并且可以通过荧光激活细胞分选(fluorescent-activated cell sorting，FACS)装置对细胞进行分选。但是，这样的标签化是耗时且昂贵(time-and cost-intensive)的、可能改变细胞的特性和功能、并且可能与随后(例如，在移植中的)用途不相容。

当前，不存在替代方案来确保以高通量(例如，每秒超过50个细胞)但无需事先染色/标签化对细胞进行分类和分选。例如，细胞的明场像(bright-field image)通常显示出明显的差异，这些差异可以用于分类和分选。但是，迄今为止，不存在有效的技术来实时评估细胞的图像，以便能够对这些细胞进行分类并控制细胞仪上的分选单元。迄今为止，这种分类和分选技术的最快实现仅达到30毫秒的等待时间，且通常使用荧光图像。

因此，本发明的目的是解决与无需使用细胞标签化、基于细胞图像的有效细胞分类和分选有关的问题。特别地，本发明提出了一种用于对细胞进行实时分类的分类装置和分类方法，以及一种用于对细胞进行实时分选的分选装置和分选方法，其中保证了以高通量基于图像对无标签(即，无标记)细胞进行分类。

发明内容

期望提供用于以高通量基于细胞图像(例如，明场像)对无标签和无标记细胞进行改善、有效和准确分类的手段。

通过独立权利要求的主题解决了至少一些提到的目的和缺点。在从属权利要求中限定了进一步的优选实施方式。

根据本发明的一个方面，一种用于对细胞进行实时分类的分类装置包括：对齐单元，其配置为沿着待分类的细胞的主轴线对齐所述细胞；和分类单元，其配置为使用多层感知器(multilayer perceptron，MLP)对经对齐细胞进行分类，其中，所述MLP基于所述经对齐细胞的图像对所述经对齐细胞进行分类。因此，可以提供以高通量基于细胞的图像对细胞实时进行改善、有效和准确的分类。

根据本发明的另一方面，一种包括上述分类装置的分选装置还包括：分选单元，其配置为基于所述分类装置输出的分类结果，将经分类细胞分选到目标出口或默认出口。因此，可以提供以高通量基于细胞的图像对细胞实时进行改善、有效和准确的分选。