[发明专利]生物细胞振荡荧光分析

说明书

用于分析振荡荧光的方法和系统，所述振荡荧光表示与一个或多个生物细胞相关联的振荡离子流。一种说明性分析方法(50)可包括检测(54)来自一个或多个生物细胞(72)的荧光(91)以产生描述振荡模式(110)的一系列数据点(120)。可以计算(60)振荡模式(110)的一系列斜率。例如，滑动窗口(122)可以用来定义所述一系列数据点(120)的子集(126)，根据所述子集计算所述一系列斜率。可以使用所述一系列斜率来识别(62)振荡模式(110)的波峰(118、150a、150b)。如果有的话，可通过多次测量来识别和表征振荡模式(110)中的主峰(118)和次峰(150a，150b)。可以确定次峰(150a，150b)的一个方面。次峰(150a，150b)的出现可以指示心脏毒性或神经毒性的潜在风险。

相关申请

本申请要求在2019年6月25日提交的美国临时申请No.62/866524的优先权，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及用于分析来自生物细胞的振荡荧光的方法和系统。更具体地，所公开的示例涉及用于分析表示生物细胞中的振荡离子流(诸如钙振荡)的振荡荧光，以及用于测试细胞处理对振荡荧光的影响的方法和系统。

背景技术

由于心脏或神经毒性，大部分药物在临床研究中失败。

为了降低这些失败的发生率，需要灵敏的体外测定，以在临床研究开始之前可靠地评估化合物对心脏细胞和神经细胞的不利影响。这些体外测定可加速和简化药物开发。

已经开发了心肌细胞和神经元的培养系统，其中，这些细胞表现出自发的、同步的离子流，例如钙振荡。钙振荡可通过用荧光钙指示剂标记细胞来检测。

还开发了包括分析软件的成像系统以记录和分析代表细胞中钙振荡的振荡荧光。成像系统已经用于测量药理学化合物对培养中的心肌细胞和神经元的钙振荡的影响。值得注意的是，这些钙振荡在体外被具有已知的心脏毒性或神经毒性作用的药理学化合物干扰。因此，该方法显示了在临床研究之前对药物和其它化学品进行安全性测试以及预测药物候选物的功效和剂量的前景。

当钙振荡被药物和其它化合物干扰时产生的振荡模式可能非常复杂。需要更好的方法和系统来检测这些复杂振荡模式的生物相关特征，并提取用于最具信息性的读数的值。

发明内容

本公开提供了用于记录和分析振荡荧光的方法和系统，所述振荡荧光表示与一个或多个生物细胞相关联的振荡离子流。说明性分析方法可包括检测来自一个或多个生物细胞的荧光以产生描述振荡模式的一系列数据点。可以为振荡模式计算一系列斜率。滑动窗口可以用于定义所述一系列数据点的子集，根据所述子集计算所述一系列斜率。可以使用一系列斜率来识别振荡模式的波峰。另一种说明性分析方法可包括检测来自一个或多个生物细胞的荧光以产生描述振荡模式的一系列数据点。可以识别振荡模式中的主峰和次/副峰(如果有的话)。可以确定次峰的一个方面。

附图说明

图1是可以在分析来自生物细胞的振荡荧光模式的说明性方法中执行的步骤的流程图。

图2是用于检测和分析来自生物细胞的振荡荧光模式的说明性系统的示意图。

图3是由从经受振荡离子流的生物细胞检测到的荧光信号产生的相对简单的无扰振荡模式的曲线图。

图4是图3的荧光信号的包含单个振荡的区域的一系列数据点的图，其中该区域在图3中一般地以“4”指示，并且其中在三个不同的时间位置处示意性地示出了滑动窗口，以图示如何利用滑动窗口来选择数据点的子集以用于计算一系列斜率。

图5是如图3中检测到的更复杂的干扰振荡模式的单次振荡(“事件”)的曲线图，并且示出了如图4中计算的斜率如何可以用于检测生物相关的波峰和波谷，同时忽略荧光信号中被假定为噪声的较小的“假”波动。