[发明专利]使用定量相差显微镜分析组织样品

说明书

本文公开了使用定量相差显微镜分析组织样品的方法以及相应的微流体系统和相应的装置。所述方法包括在微流体系统的样品体积中提供所述组织样品，其中所述组织样品包括形成连续组织材料的多个生物细胞。将所述组织样品的至少一部分溶解成在所述样品体积中的载体流体中的单细胞和/或细胞聚集体。产生从微流体系统的样品体积到测量体积的载体流体流，并且利用定量相差显微镜获取所述测量体积中的单细胞和/或细胞聚集体的第一相移图像。

发明领域

本发明属于生物医学研究和临床诊断领域。特别地，本发明涉及使用定量相差显微镜分析组织样品的方法以及相应的微流体系统和相应的装置。

背景

数字全息显微术使用成像光束和参考光束之间的干涉来获得由样品透射的光的相位和振幅信息，并且例如允许重建样品的定量相移图像，例如参见EP1524491A1和EP2357539A1。近年来，数字全息显微镜已经成功地用于生物医学应用，例如活细胞成像。细胞的相移图像可用于基于形态参数的分析和/或使用机器学习分类器可靠地鉴定细胞类型。与微流体系统相结合，例如，这允许进行高通量无标记血样分析，例如血细胞计数，参见例如US2019/0195774A1，促进检测疾病，例如疟疾、白血病和骨髓增生性肿瘤，例如参见M.Ugele等人，Adv.Sci.1800761(2018)、WO2019/063548A1和M.Ugele等人，Proc.SPIE11060,Optical Methods for Inspection,Characterization,and Imaging ofBiomaterials IV,110600V(2019)。

尽管数字全息显微镜可用于研究液体样品或包括二维或三维肿瘤模型在内的细胞培养物中的细胞，但它不适于研究较大的样品例如活检样品。对于许多疾病，例如胰腺癌，后者构成重要的诊断工具，对于这些疾病，组织样品可以例如通过超声内镜引导下的细针穿刺抽吸(EUS-FNA)活检来提取。通常通过各种细胞病理学和组织病理学技术分析这些样品以获得诊断。然而，这些分析是缓慢且昂贵的，而且在一些情况下，例如在高达25％的胰腺癌病例情况下，可能不会产生明确的结果。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供使用数字全息显微镜分析组织样品的快速且可靠的方法。

该目的通过使用权利要求1所述的定量相差显微镜，权利要求12所述的微流体系统和权利要求18所述的装置分析组织样品的方法来实现。在从属权利要求中详述了本发明的实施方案。

根据本发明的使用定量相差显微镜分析组织样品的方法包括在微流体系统的样品体积中提供组织样品，其中组织样品包括形成连续组织材料的多个生物细胞。将组织样品的至少一部分溶解成在样品体积中的载体流体中的单细胞和/或细胞聚集体。产生从微流体系统的样品体积到测量体积的载体流体流，并且利用定量相差显微镜获取测量体积中的单细胞和/或细胞聚集体的第一相移图像。

例如，组织样品可以是已经从患者中提取的活检样品，例如如下详述的。组织样品可以例如在每个方向上具有0.2mm至2mm的尺寸和/或0.01mm³至10mm²的体积，并且可以例如包含大约10⁶至10⁹个细胞。细胞形成连续的组织材料，其可以例如包含细胞和将细胞彼此连接以形成紧密连接的结构的细胞外基质。

组织样品可以例如通过将组织样品放置在微流体系统的样品体积中，例如通过样品体积的插入开口来提供。在一些实施方案中，组织样品可以在提取组织样品之后立即放置在样品体积中，例如通过将包含组织样品的活检针插入样品体积中以及从活检针释放组织样品。在一些实例中，提供组织样品可以包括在提供样品体积中的组织样品之前或之后冲洗组织样品例如以去除非组织细胞，例如血细胞。在将组织样品提供到样品体积中之后，可以例如通过用盖构件密封插入开口来封闭样品体积。