CN108351282B - 用于细胞计数和存活力测量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于准确、高效和高通量测量不同生物样品的细胞存活力的方法。
Description
优先权和相关专利申请
本申请要求2015年6月1日提交的美国临时申请序列号62/169,537的优先权的权益，其全部内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明一般地涉及生物样品的测量和分析。更具体地，本发明涉及用于准确、高效和高通量测量不同生物样品的细胞存活力的新颖方法。
背景技术
医学诊断和生物医学研究的领域中的一个重要方面涉及通过测试生物样品(如血液、脊髓液、细胞培养物和尿液)而检测、识别、定量和表征令人感兴趣的各种细胞和生物分子。医疗保健提供者和生物医学研究人员常规地分析这样的生物样品的微观存在以及细胞和生物分子的浓度。
近年来经历急剧增长的另一个领域是生物燃料开发和生产。目前，最主要的生物燃料工艺很大程度上依赖于乙醇生产，乙醇生产利用面包酵母(酿酒酵母)对甘蔗、玉米面、多糖和废水进行发酵。由于它们的高乙醇耐受性、最终乙醇浓度、葡萄糖转化率和工业发酵的历史稳健性，酵母是生物乙醇生产的理想组分。(Antoni等，2007Appl.Microbiol.Biotech.vol.77，pp.23-35；Vertès等，2008 J.Mol.Microbiol.&Biotech.vol.15，pp.16-30；Basso等，2008 FEMS Yeast Res.vol.8，pp.1155-1163；
等，2009 J.Chem.Technol.Biotech.vol.84，pp.497-503；Gibbons等，2009 InVitro Cell.& Develop.Biol.-Plant，vol.45，pp.218-228；Hu等，2007 Genetics，vol.175，pp.1479-1487；Argueso 等，2009 Genome Res.vol.19，pp.2258-2270；Eksteen等，2003 Biotech.& Bioengin.vol.84，pp.639-646.)
存在多种用于浓度和存活力测量的方法，如染料排斥法和流式细胞术。例如，台盼蓝(重氮染料和活体染色剂(vital stain))已被用于将死亡组织或细胞选择性地染成蓝色。具有完整细胞膜的活细胞或组织不被染色。台盼蓝不被吸收到有活力的细胞中，因为细胞对于通过膜的化合物是选择性的。然而，台盼蓝穿过死细胞中的膜，并在显微镜下用区别性的蓝色染色死细胞。
多样品细胞计数和存活力分析方法通常采用具有用于使细胞样品与台盼蓝混合的自动液体处理的基于图像的平台。该方法使用一个固定的焦平面以计数活细胞和台盼蓝染色的死细胞，并产生存活力测量结果。然而，基于一个焦平面的测量经常造成细胞的错误识别和表征，导致不准确的细胞存活力和计数器测量结果。
对于允许准确、高效和高通量的细胞存活力测量的新颖且改进的方法存在持续的需要。
发明内容
本发明部分地基于用于高效和高通量的细胞存活力测量的准确方法的预料不到的发现。
本发明的特征在于自动捕获不同焦平面处的细胞图像的改进的分析方法。重要地，本发明的方法使得能够进行并且可以容易适应高通量测量和分析。例如，可以利用现有分析系统执行本发明的方法。显著地，可以采用本发明的方法准确且高通量地进行细胞计数和存活力测量。
在一个方面，本发明一般地涉及用于测量生物样品的细胞存活力的方法。所述方法包括：用活体染色剂染色待测量细胞存活力的样品；获取活体染色的样品在第一焦平面处的第一静态明视野(bright field)图像，使得基本上所有的活细胞成像为呈现第一形态学特性，而基本上所有的死细胞成像为呈现第二形态学特性；获取活体染色的样品在第二焦平面处的第二静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞和基本上所有的死细胞成像为呈现第三形态学特性；和测量所述第一静态明视野图像，和其中的所述第一和第二形态学特性，和所述第二静态明视野图像，和其中的所述第三形态学特性，以测定所述生物样品的细胞存活力。
另一方面，本发明一般地涉及用于同时测量多个生物样品的细胞存活力的方法。所述方法包括：在多个可单独编址(individually addressable)的孔中提供待测量细胞存活力的多个样品；用一种或多种活体染色剂染色所述多个样品中的每一个；同时获取活体染色的样品在第一焦平面处的第一组静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞成像为呈现第一形态学特性，而基本上所有的死细胞成像为呈现第二形态学特性；同时获取活体染色的样品在第二焦平面处的第二组静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞和基本上所有的死细胞成像为呈现第三形态学特性；和测量所述第一组静态明视野图像，和其中的所述第一和第二形态学特性，和所述第二组静态明视野图像，和其中的所述第三形态学特性，以测定所述多个样品中的每一个的细胞存活力。
又一方面，本发明一般地涉及用于测量生物样品的细胞存活力的方法。所述方法包括：用活体染色剂染色待测量细胞存活力的样品；获取活体染色的样品在第一焦平面处的第一静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞成像为亮中心(light center)，而基本上所有的死细胞成像为暗点(dark spot)；获取活体染色的样品在第二焦平面处的第二静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞和基本上所有的死细胞成像为暗点；和测量所述第一静态明视野图像和所述第二静态明视野图像以测定所述生物样品的细胞存活力。
又一方面，本发明一般地涉及用于同时测量多个生物样品的细胞存活力的方法。所述方法包括：在多个可单独编址的孔中提供待测量细胞存活力的多个样品；用一种或多种活体染色剂染色所述多个样品中的每一个；同时获取活体染色的样品在第一焦平面处的第一组静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞成像为亮中心，而基本上所有的死细胞成像为暗点；同时获取活体染色的样品在第二焦平面处的第二组静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞和基本上所有的死细胞成像为暗点；和测量所述第一组静态明视野图像和所述第二组静态明视野图像以测定所述多个样品中的每一个的细胞存活力。
又一方面，本发明一般地涉及用于同时测量生物样品的细胞浓度和细胞存活力的方法。
附图说明
图1(A)：示例性成像系统(Vision 
Nexcelom Bioscience LLC，Lawrence，MA)。(现有技术)。[
图1(B)：示例性成像系统(
Nexcelom Bioscience LLC，Lawrence，MA)。(现有技术)。
图2(A)：从焦平面1获取的示例性图像，其中活细胞显示为亮中心，而死细胞显示为暗点(用台盼蓝染色)。
图2(B)：从焦平面2获取的示例性图像，其中所有的细胞(活的和死的)被聚焦以显示暗色。
图3(A)：台盼兰染色的Jurkat细胞在焦平面1处的示例性捕获明视野图像。
图3(B)：作为亮中心的活Jurkat细胞的示例性计数明视野图像。
图4(A)：台盼蓝染色的Jurkat细胞在焦平面2处的示例性捕获明视野图像。
图4(B)：作为暗色的总的(活的和死的)Jurkat细胞的示例性计数明视野图像。
图5：示例性多样品室的示意图。
图6(A)-(F)：示意图、示例性图像和96孔板中的计数细胞。
具体实施方式
本发明提供了用于高效和高通量的细胞存活力测量的准确方法。
本发明的特征在于改进的分析方法，例如使用
和
成像细胞仪(Nexcelom Bioscience LLC，Lawrence，MA)以在不同焦平面处自动捕获细胞图像。例如，在第一焦平面(平面1)处自动捕获台盼蓝染色的细胞图像，确定性的活细胞具有亮中心，而死细胞是暗点。在第二焦平面(平面2)处再次自动捕获细胞图像，其中所有的细胞是暗点，允许测量总细胞计数。因此，活细胞和总细胞的数量可用于计算生物样品的存活力。
重要地，本发明的方法使得能够进行并且可以容易适应高通量测量和分析。例如，可以使用现有分析系统执行本发明的方法(例如，
成像细胞仪)。例如，可以使用各种容器和尺寸，范围包括标准微板(6、12、24、48、96、384、1536孔)，细胞培养瓶(T25、T75)和玻璃室。当本发明的方法与具有受控(固定且已知)高度的单和多样品计数室一起使用时，由于可以准确评估在成像下的样品的体积，可以实现细胞浓度的准确测量。(参见，美国专利号8,883,491；9,342,734；9,329,130；8,928,876；9,186,843；和9,075,790，均通过引用整体并入本文)。
根据本发明的示例性实施方式，可以通过分析台盼蓝染色的细胞样品的明视野图像而测量细胞计数、浓度和存活力。
一方面，本发明一般地涉及用于测量生物样品的细胞存活力的方法。所述方法包括：用活体染色剂染色待测量细胞存活力的样品；获取活体染色的样品在第一焦平面处的第一静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞成像为呈现第一形态学特性，而基本上所有的死细胞成像为呈现第二形态学特性；获取活体染色的样品在第二焦平面处的第二静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞和基本上所有的死细胞成像为呈现第三形态学特性；和测量所述第一静态明视野图像，和其中的所述第一和第二形态学特性，和所述第二静态明视野图像，和其中的所述第三形态学特性，以测定所述生物样品的细胞存活力。
在某些实施方式中，第一、第二和第三形态学特性独立地选自亮中心、暗点、选择大小和选择形状。在某些实施方式中，暗点选自扩散暗点和紧密暗点。在某些实施方式中，选择形状选自扩散圆形、皱缩形和细长形。
在某些优选实施方式中，第一形态学特性是明视野图像中的亮中心点，第二形态学特性是明视野图像中的暗点，并且第三形态学特性是明视野图像中的暗点。
可以使用任何合适的活体染料，例如，台盼蓝、亚甲基蓝(methylthioniniumchloride)或结晶紫(六甲基-对-蔷薇苯胺氯化物)等。
在某些优选实施方式中，活体染色剂是亚甲基蓝。在某些优选实施方式中，活体染色剂是结晶紫。
在某些优选实施方式中，活体染色剂是台盼蓝。在某些实施方式中，台盼蓝染色的细胞具有约1个细胞/mL至约5百万个细胞/mL(例如，约1个细胞/mL至约1百万个细胞/mL，约1个细胞/mL至约500,000个细胞/mL，约1个细胞/mL至约100,000个细胞/mL，约1个细胞/mL至约5百万个细胞/mL，约1个细胞/mL至约10,000个细胞/mL，约1,000个细胞/mL至约5百万个细胞/mL，约10,000个细胞/mL至约5百万个细胞/mL，约100,000个细胞/mL至约5百万个细胞/mL，约1百万个细胞/mL至约5百万个细胞/mL)的浓度。在某些实施方式中，台盼蓝染色的细胞具有约1个细胞/mL至约10,000个细胞/mL的浓度。
在某些实施方式中，从第一焦平面获得的第一静态明视野图像捕获呈现第一形态学特性的所有活细胞中的超过约95％和呈现第二形态学特性的死细胞中的超过约95％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第一静态明视野图像捕获呈现第一形态学特性的所有活细胞中的超过约99％和呈现第二形态学特性的死细胞中的超过约99％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第一静态明视野图像捕获呈现第一形态学特性的所有活细胞中的超过约99.9％和呈现第二形态学特性的死细胞中的超过约99.9％。
在某些实施方式中，从第一焦平面获得的第二静态明视野图像捕获呈现第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约95％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第二静态明视野图像捕获呈现第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约99％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第二静态明视野图像捕获呈现第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约99.9％。
可以使用本文公开的发明测量或分析任何合适的生物细胞。在某些实施方式中，待测试细胞存活力的样品包含选自人类癌细胞类型(NCI 60)和哺乳动物细胞的细胞。在某些实施方式中，待测试细胞存活力的样品是选自细胞培养物、原代哺乳动物细胞和人类细胞的样品。在某些实施方式中，待测试细胞存活力的样品是人类细胞的样品。
另一方面，本发明一般地涉及用于同时测量多个生物样品的细胞存活力的方法。所述方法包括：在多个可单独编址的孔中提供待测量细胞存活力的多个样品；用一种或多种活体染色剂染色所述多个样品中的每一个；同时获取活体染色的样品在第一焦平面处的第一组静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞成像为呈现第一形态学特性，而基本上所有的死细胞成像为呈现第二形态学特性；同时获取活体染色的样品在第二焦平面处的第二组静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞和基本上所有的死细胞成像为呈现第三形态学特性；和测量所述第一组静态明视野图像，和其中的所述第一和第二形态学特性，和所述第二组静态明视野图像，和其中的所述第三形态学特性，以测定所述多个样品中的每一个的细胞存活力。
在某些实施方式中，第一、第二和第三形态学特性中的每一个独立地选自亮中心、暗点、选择大小和选择形状。
在某些实施方式中，暗点选自扩散暗点和紧密暗点。在某些实施方式中，选择形状选自扩散圆形，皱缩形和细长形。在某些优选实施方式中，第一形态学特性是明视野图像中的亮中心点，第二形态学特性是明视野图像中的暗点，并且第三形态学特性是明视野图像中的暗点。
在某些实施方式中，活体染色剂选自台盼蓝、亚甲基蓝和结晶紫。在某些优选实施方式中，活体染色剂是亚甲基蓝。在某些优选实施方式中，活体染色剂是结晶紫。
在某些优选实施方式中，活体染色剂是台盼蓝。在某些实施方式中，台盼蓝染色的细胞具有约1个细胞/mL至约5百万个细胞/mL(例如，约1个细胞/mL至约1百万个细胞/mL，约1个细胞/mL至约500,000个细胞/mL，约1个细胞/mL至约100,000个细胞/mL，约1个细胞/mL至约5百万个细胞/mL，约1个细胞/mL至约10,000个细胞/mL，约1,000个细胞/mL至约5百万个细胞/mL，约10,000个细胞/mL至约5百万个细胞/mL，约100,000个细胞/mL至约5百万个细胞/mL，约1百万个细胞/mL至约5百万个细胞/mL)的浓度。在某些实施方式中，台盼蓝染色的细胞具有约1个细胞/mL至约10,000个细胞/mL的浓度。
在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第一静态明视野图像中的每一个捕获呈现第一形态学特性的所有活细胞中的超过约95％和呈现第二形态学特性的死细胞中的超过约95％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第一静态明视野图像中的每一个捕获呈现第一形态学特性的所有活细胞中的超过约99％和呈现第二形态学特性的死细胞中的超过约99％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第一静态明视野图像中的每一个捕获呈现第一形态学特性的所有活细胞中的超过约99.9％和呈现第二形态学特性的死细胞中的超过约99.9％。
在某些实施方式中，从第一焦平面获得的第二静态明视野图像中的每一个捕获呈现第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约95％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第二静态明视野图像中的每一个捕获呈现第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约99％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第二静态明视野图像中的每一个捕获呈现第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约99.9％。
可以使用本文公开的发明测量或分析任何合适的生物细胞。在某些实施方式中，待测试细胞存活力的样品包含选自人类癌细胞类型(NCI 60)和哺乳动物细胞的细胞。在某些实施方式中，待测试细胞存活力的样品选自细胞培养物、原代哺乳动物细胞和人类细胞。在某些实施方式中，待测试细胞存活力的样品是人类细胞的样品。
又一方面，本发明一般涉及用于测量生物样品的细胞存活力的方法。所述方法包括：用活体染色剂染色待测量细胞存活力的样品；获取活体染色的样品在第一焦平面处的第一静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞成像为亮中心，而基本上所有的死细胞成像为暗点；获取活体染色的样品在第二焦平面处的第二静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞和基本上所有的死细胞成像为暗点；和测量所述第一静态明视野图像和所述第二静态明视野图像以测定所述生物样品的细胞存活力。
在某些实施方式中，从第一焦平面获得的第一静态明视野图像捕获作为亮中心的所有活细胞中的超过约95％和作为暗点的死细胞中的超过约99％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第一静态明视野图像捕获作为亮中心的所有活细胞中的超过约99％和作为暗点的死细胞中的超过约99％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第一静态明视野图像捕获作为亮中心的所有活细胞中的超过约99.9％和作为暗点的死细胞中的超过约99.9％。
在某些实施方式中，从第一焦平面获得的第二静态明视野图像捕获作为暗点的所有活细胞和死细胞中的超过约95％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第二静态明视野图像捕获作为暗点的所有活细胞和死细胞中的超过约99％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第二静态明视野图像捕获作为暗点的所有活细胞和死细胞中的超过约99.9％。
又一方面，本发明一般涉及用于同时测量多个生物样品的细胞存活力的方法。所述方法包括：在多个可单独编址的孔中提供待测量细胞存活力的多个样品；用一种或多种活体染色剂染色所述多个样品中的每一个；同时获取活体染色的样品在第一焦平面处的第一组静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞成像为亮中心，而基本上所有的死细胞成像为暗点；同时获取活体染色的样品在第二焦平面处的第二组静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞和基本上所有的死细胞成像为暗点；和测量所述第一组静态明视野图像和所述第二组静态明视野图像以测定所述多个样品中的每一个的细胞存活力。
在某些实施方式中，从第一焦平面获得的第一静态明视野图像中的每一个捕获呈现第一形态学特性的所有活细胞中的超过约95％和呈现第二形态学特性的死细胞中的超过约99％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第一静态明视野图像中的每一个捕获呈现第一形态学特性的所有活细胞中的超过约99％和呈现第二形态学特性的死细胞中的超过约99％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第一静态明视野图像中的每一个捕获呈现第一形态学特性的所有活细胞中的超过约99.9％和呈现第二形态学特性的死细胞中的超过约99.9％。
在某些实施方式中，从第一焦平面获得的第二静态明视野图像中的每一个捕获呈现第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约95％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第二静态明视野图像中的每一个捕获呈现第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约99％。在某些优选实施方式中，从第一焦平面获得的第二静态明视野图像中的每一个捕获呈现第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约99.9％。
在某些实施方式中，本文公开的方法还包括测量活细胞的细胞计数。
在某些实施方式中，本文公开的方法还包括测量活细胞和/或死细胞的浓度。
在某些实施方式中，本文公开的方法还包括生物样品在具有固定且已知高度的细胞室中成像，允许测量被成像的生物样品的体积。
实施例
材料和仪器
从T75细胞培养瓶以约2×106个细胞/mL收集新鲜的Jurkat细胞。将台盼蓝存活力染色剂制备成0.2％-0.04％的工作浓度。将
成像细胞仪设置为采取两个亮视野通道，其中一个通道用于在一个焦平面处取像，而另一个通道用于在第二个焦平面处取像。
为了开发改进的基于图像的台盼蓝存活力分析，以范围为0.1％-0.02％最终的不同浓度的台盼蓝染色Jurkat细胞。将细胞移液到标准96孔微板和Nexcelom多样品室(图5)中进行图像采集。图5是可以测量使用光学透明聚合物制备的24个样品的多样品室载片。
在对活细胞具有高对比度的第一焦平面处和在所有细胞呈现暗色的第二焦平面处捕获图像。分析图像中焦平面1的总活细胞和焦平面2的总细胞。然后从计数的图像直接计算存活力结果。
初始台盼蓝浓度测试
用不同浓度的台盼蓝染色新鲜的Jurkat细胞，并将200μL的染色细胞移液到96孔板中。然后使用
扫描该板以检查捕获的明视野图像。该测试是为了验证对
最佳的台盼蓝染色浓度。
使用双焦平面的存活力分析方法
在确定最佳台盼蓝染色浓度后，使用相同的浓度染色不同浓度的Jurkat细胞。将染色的细胞样品移液到96孔板中，并在两个不同的焦平面处使用
扫描。该测试是为了确定使用双焦平面检测方法测量存活力的可行性。
在不同容器中测试存活力
细胞可以容纳在烧瓶、微板和用塑料或玻璃制成的封闭室中。在该实验中，在96孔微板中测试台盼蓝染色的Jurkat细胞以测量总细胞计数和存活力。此外，在封闭的Nexcelom多样品室板中测试它们。该多样品室板由固定高度的塑料构成，因此最终计数的细胞数量可用于产生测试样品的准确浓度和存活力。
初始台盼蓝浓度测试
初始台盼蓝浓度测试显示对于在0.06至0.1％终浓度之间的浓度的暗图像。对于存活力分析最佳的图像是约0.02％染色浓度(图2A和图2B)。
使用双焦平面的存活力分析方法
使用
分析软件快速计数活细胞和总细胞。在该实验中，在焦平面1中计数具有亮中心的活细胞，其如图3A和图3B所示。此外，未计数暗色的死细胞。
总细胞计数通过聚焦于其中所有细胞是暗色的第二平面而实现。图4A和图4B显示每个细胞的暗特性以及如何计数它们。
在不同容器中测试存活力
可以从上文示出的示例图像测量存活力。显示另外的存活力测量，其中Jurkat细胞在Nexcelom多室板中。结果显示可以成功地从多室板测量存活力和浓度。结果显示在表1中。该表显示来自多样品室载片的细胞计数和存活力结果。其显示这些结果是高度一致的，并且对于使用台盼蓝测量存活力是可重复的。这允许用户使用该双焦平面方法快速测量浓度和存活力。
表1
| ％存活力 | 1 | 2 | 3 | ％存活力 | 1 | 2 | 3 | |
| A | 92％ | 84％ | 50％ | A | 10％ | 39％ | ||
| B | 90％ | 80％ | 45％ | B | 12％ | 39％ | ||
| C | 90％ | 84％ | 45％ | C | 11％ | 43％ | ||
| D | 93％ | 85％ | 51％ | D | 14％ | 40％ | ||
| E | 93％ | 90％ | 59％ | E | 12％ | 55％ | ||
| F | 94％ | 90％ | 73％ | F | 11％ | 76％ | ||
| G | 92％ | 90％ | 82％ | G | 12％ | 72％ | ||
| H | 93％ | 79％ | 70％ | H | 11％ | 40％ | ||
| 平均 | 92％ | 85％ | 60％ | 平均 | 12％ | 51％ | ||
| STDEV | 2％ | 4％ | 14％ | STDEV | 1％ | 15％ | ||
| ％CV | 2％ | 5％ | 24％ | ％CV | 11％ | 31％ | ||
| 活 | 1 | 2 | 3 | 活 | 1 | 2 | ||
| A | 3.81E+06 | 4.50E+06 | 2.20E+06 | A | 4.25E+05 | 1.89E+06 | ||
| B | 3.77E+06 | 4.00E+06 | 1.95E+06 | B | 4.74E+05 | 2.09E+06 | ||
| C | 3.77E+06 | 4.37E+06 | 1.95E+06 | C | 4.13E+05 | 2.26E+06 | ||
| D | 3.89E+06 | 4.22E+06 | 2.27E+06 | D | 5.40E+05 | 1.84E+06 | ||
| E | 3.91E+06 | 4.51E+06 | 2.91E+06 | E | 4.57E+05 | 2.82E+06 | ||
| F | 3.96E+06 | 4.45E+06 | 3.53E+06 | F | 4.47E+05 | 3.91E+06 | ||
| G | 3.98E+06 | 4.29E+06 | 3.92E+06 | G | 4.43E+05 | 3.69E+06 | ||
| H | 3.92E+06 | 3.68E+06 | 3.50E+06 | H | 4.33E+05 | 2.11E+06 | ||
| 死 | 1 | 2 | 3 | 死 | 1 | 2 | ||
| A | 3.02E+05 | 8.54E+05 | 2.21E+06 | A | 3.67E+06 | 2.93E+06 | ||
| B | 4.44E+05 | 9.68E+05 | 2.36E+06 | B | 3.33E+06 | 3.28E+06 | ||
| C | 4.44E+05 | 8.20E+05 | 2.36E+06 | C | 3.32E+06 | 2.95E+06 | ||
| D | 3.09E+05 | 7.72E+05 | 2.14E+06 | D | 3.19E+06 | 2.75E+06 | ||
| E | 2.76E+05 | 4.90E+05 | 2.04E+06 | E | 3.21E+06 | 2.34E+06 | ||
| F | 2.54E+05 | 4.70E+05 | 1..30E+06 | F | 3.57E+06 | 1.21E+06 | ||
| G | 3.31E+05 | 4.98E+05 | 8.47E+05 | G | 3.30E+06 | 1.43E+06 | ||
| H | 2.86E+05 | 9.70E+05 | 1.48E+06 | H | 3.46E+06 | 3.14E+06 | ||
| 总计 | 1 | 2 | 3 | 总计 | 1 | 2 | 3 | |
| A | 4.12E+06 | 5.36E+06 | 4.41E+06 | A | 4.10E+06 | 4.82E+06 | ||
| B | 4.21E+06 | 4.97E+06 | 4.30E+06 | B | 3.80E+06 | 5.37E+06 | ||
| C | 4.21E+06 | 5.19E+06 | 4.30E+06 | C | 3.73E+06 | 5.21E+06 | ||
| D | 4.20E+06 | 4.99E+06 | 4.41E+06 | D | 3.73E+06 | 4.59E+06 | ||
| E | 4.19E+06 | 5.00E+06 | 4.95E+06 | E | 3.67E+06 | 5.16E+06 | ||
| F | 4.21E+06 | 4.92E+06 | 4.83E+06 | F | 4.02E+06 | 5.12E+06 | ||
| G | 4.31E+06 | 4.79E+06 | 4.76E+06 | G | 3.74E+06 | 5.12E+06 | ||
| H | 4.21E+06 | 4.65E+06 | 4.98E+06 | H | 3.89E+06 | 5.25E+06 |
高通量测量
现有方法只可以在约30分钟内完成12个样品，而
成像细胞仪可以在少于5分钟内完成96个样品，这极大地提高了通量。(Bug等，2011“Anthracyclines induce theAcculumation of Mutant p53 Through E2F1-Dependant and Independent Mechanisms”Oncogene，30(22):3612-24.)
图6显示示意图、示例性图像和96孔板中的计数细胞。(A)96孔板的图示。(B)用台盼蓝染色的Jukat细胞的整体良好图像。(C)放大焦平面1中台盼蓝染色的Jukat细胞的图像以计数亮中心的活细胞。(D)放大焦平面1中台盼蓝染色的Jukat细胞的图像，用绿色圆圈表示计数的、亮中心的活细胞。(E)放大焦平面2中台盼蓝染色的Jukat细胞的图像以计数所有细胞。(F)放大焦平面2中台盼蓝染色的Jukat细胞的图像，用红色圆圈表示计数的所有类型的细胞。
在本文中参照附图在优选实施方式中描述申请人的公开内容，其中相同的数字表示相同或相似的要素。在整个说明书中提到“一个实施方式”、“实施方式”或类似的语言意味着结合该实施方式描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方式中。因此，短语“在一个实施方式中”、“在实施方式中”和类似的语言在整个说明书中的出现可以但不一定是指相同实施方式。
申请人的公开内容的所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式在一个或多个实施方式中组合。在以下描述中，记载了许多具体细节以提供对本发明的实施方式的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以不采用所述具体细节中的一个或多个，或者采用其他方法、组分、材料等，实施申请人的组合物和/或方法。在其他情况下，没有详细示出或描述公知的结构、材料或操作，以避免使本公开的方面模糊。
在本说明书和所附权利要求书中，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一个/种”、“一个/种”和“该/所述”包括复数指代。
除非另行定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管与本文所述的那些相似或等同的任何方法和材料也可以用于本公开的实践或测试，但是现在描述优选的方法和材料。除了所公开的特定顺序之外，本文记载的方法可以以逻辑上可能的任何顺序进行。
通过引用并入
已经在本公开中对其他文件(如专利、专利申请、专利公布、期刊、书籍、论文、网页内容)进行参考和引用。所有这样的文件出于所有目的通过引用整体并入本文。被认为通过引用并入本文，但与现有定义、陈述或本文明确阐述的其他公开材料相矛盾的任何材料或其部分仅被并入到在所并入的材料与当前公开材料之间不发生矛盾的程度。在发生矛盾的情况下，要以有利于作为优选公开内容的本公开的方式解决该矛盾。
等同方式
代表性实施例旨在帮助说明本发明，而非旨在且也不应当被解释为限制本发明的范围。实际上，除了本文所示和所述的那些之外，从本文件的全部内容，包括实施例和对本文包括的科学和专利文献的参考，本发明的各种修改及其许多进一步实施方式对于本领域技术人员将变得显而易见的。实施例含有可以适应于本发明在其各种实施方式及其等同方式中的实施的重要附加信息、例证和指导。
Claims (43)
1.一种用于测量生物样品的细胞存活力的方法，其包括：
用活体染色剂染色待测量细胞存活力的样品；
获取活体染色的样品在第一焦平面处的第一静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞成像为呈现第一形态学特性，而基本上所有的死细胞成像为呈现第二形态学特性；
获取活体染色的样品在第二焦平面处的第二静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞和基本上所有的死细胞成像为呈现第三形态学特性；和
测量所述第一静态明视野图像，和其中的所述第一和第二形态学特性，和所述第二静态明视野图像，和其中的所述第三形态学特性，以测定所述生物样品的细胞存活力，
其中所述第一、第二和第三形态学特性中的每一个独立地选自亮中心、暗点、选择大小和选择形状。
2.权利要求1所述的方法，其中所述暗点选自扩散暗点和紧密暗点。
3.权利要求1所述的方法，其中所述选择形状选自扩散圆形、皱缩形和细长形。
4.权利要求1所述的方法，其中所述第一形态学特性是所述第一静态明视野图像中的亮中心点，所述第二形态学特性是所述第一静态明视野图像中的暗点，并且所述第三形态学特性是所述第二静态明视野图像中的暗点。
5.权利要求1所述的方法，其中所述活体染色剂选自台盼蓝、亚甲基蓝和结晶紫。
6.权利要求5所述的方法，其中所述活体染色剂是台盼蓝。
7.权利要求6所述的方法，其中台盼蓝染色的细胞具有约1个细胞/mL至约5百万个细胞/mL的浓度。
8.权利要求7所述的方法，其中台盼蓝染色的细胞具有约1个细胞/mL至约10,000个细胞/mL的浓度。
9.权利要求1-8中任一项所述的方法，其中从所述第一焦平面获得的所述第一静态明视野图像捕获呈现所述第一形态学特性的所有活细胞中的超过约99％和呈现所述第二形态学特性的死细胞中的超过约99％。
10.权利要求9所述的方法，其中从所述第一焦平面获得的所述第一静态明视野图像捕获呈现所述第一形态学特性的所有活细胞中的超过约99.9％和呈现所述第二形态学特性的死细胞中的超过约99.9％。
11.权利要求1-8中任一项所述的方法，其中从所述第二焦平面获得的所述第二静态明视野图像捕获呈现所述第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约99％。
12.权利要求11所述的方法，其中从所述第二焦平面获得的所述第二静态明视野图像捕获呈现所述第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约99.9％。
13.权利要求1-8中任一项所述的方法，其中待测试细胞存活力的所述样品包含选自人类癌细胞类型NCI 60的细胞和哺乳动物细胞的细胞。
14.权利要求1-8中任一项所述的方法，其中待测试细胞存活力的所述样品是选自细胞培养物、原代哺乳动物细胞和人类细胞的样品。
15.权利要求1-8中任一项所述的方法，其中待测试细胞存活力的所述样品是来自人类细胞的样品。
16.一种用于同时测量多个生物样品的细胞存活力的方法，其包括：
在多个可单独编址的孔中提供待测量细胞存活力的多个样品；
用一种或多种活体染色剂染色所述多个样品中的每一个；
同时获取活体染色的样品在第一焦平面处的第一组静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞成像为呈现第一形态学特性，而基本上所有的死细胞成像为呈现第二形态学特性；
同时获取活体染色的样品在第二焦平面处的第二组静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞和基本上所有的死细胞成像为呈现第三形态学特性；和
测量所述第一组静态明视野图像，和其中的所述第一和第二形态学特性，和所述第二组静态明视野图像，和其中的所述第三形态学特性，以测定所述多个样品中的每一个的细胞存活力，
其中所述第一、第二和第三形态学特性中的每一个独立地选自亮中心、暗点、选择大小和选择形状。
17.权利要求16所述的方法，其中所述暗点选自扩散暗点和紧密暗点。
18.权利要求16所述的方法，其中所述选择形状选自扩散圆形，皱缩形和细长形。
19.权利要求16所述的方法，其中所述第一形态学特性是所述第一静态明视野图像中的亮中心点，所述第二形态学特性是所述第一静态明视野图像中的暗点，并且所述第三形态学特性是所述第二静态明视野图像中的暗点。
20.权利要求16-19中任一项所述的方法，其中所述活体染色剂选自台盼蓝、亚甲蓝和结晶紫。
21.权利要求20所述的方法，其中所述活体染色剂是台盼蓝。
22.权利要求21所述的方法，其中台盼蓝染色的细胞具有约1个细胞/mL至约5百万个细胞/mL的浓度。
23.权利要求22的方法，其中台盼蓝染色的细胞具有约1个细胞/mL至约10,000个细胞/mL的浓度。
24.权利要求16至19中任一项所述的方法，其中从所述第一焦平面获得的所述第一静态明视野图像中的每一个捕获呈现所述第一形态学特性的所有活细胞中的超过约99％和呈现所述第二形态学特性的死细胞中的超过约99％。
25.权利要求24所述的方法，其中从所述第一焦平面获得的所述第一静态明视野图像中的每一个捕获呈现所述第一形态学特性的所有活细胞中的超过约99.9％和呈现所述第二形态学特性的死细胞中的超过约99.9％。
26.权利要求16-19中任一项所述的方法，其中从所述第二焦平面获得的所述第二静态明视野图像中的每一个捕获呈现所述第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约99％。
27.权利要求26所述的方法，其中从所述第二焦平面获得的所述第二静态明视野图像中的每一个捕获呈现所述第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约99.9％。
28.权利要求16-19中任一项所述的方法，其中待测试细胞存活力的所述样品包含选自人类癌细胞类型NCI 60的细胞和哺乳动物细胞的细胞。
29.权利要求16-19中任一项所述的方法，其中待测试细胞存活力的所述样品是选自细胞培养物、原代哺乳动物细胞和人类细胞的样品。
30.权利要求16-19中任一项所述的方法，其中待测试细胞存活力的所述样品是来自人类细胞的样品。
31.一种用于测量生物样品的细胞存活力的方法，其包括：
用活体染色剂染色待测量细胞存活力的样品；
获取活体染色的样品在第一焦平面处的第一静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞成像为亮中心，而基本上所有的死细胞成像为暗点；
获取活体染色的样品在第二焦平面处的第二静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞和基本上所有的死细胞成像为暗点；和
测量所述第一静态明视野图像和所述第二静态明视野图像以测定所述生物样品的细胞存活力。
32.权利要求31所述的方法，其中从所述第一焦平面获得的所述第一静态明视野图像捕获作为亮中心的所有活细胞中的超过约99％和作为暗点的死细胞中的超过约99％。
33.权利要求32所述的方法，其中从所述第一焦平面获得的所述第一静态明视野图像捕获作为亮中心的所有活细胞中的超过约99.9％和作为暗点的死细胞中的超过约99.9％。
34.权利要求31-33中任一项所述的方法，其中从所述第二焦平面获得的所述第二静态明视野图像捕获作为暗点的所有活细胞和死细胞中的超过约99％。
35.权利要求34所述的方法，其中从所述第二焦平面获得的所述第二静态明视野图像捕获作为暗点的所有活细胞和死细胞中的超过约99.9％。
36.一种用于同时测量多个生物样品的细胞存活力的方法，其包括：
在多个可单独编址的孔中提供待测量细胞存活力的多个样品；
用一种或多种活体染色剂染色所述多个样品中的每一个；
同时获取活体染色的样品在第一焦平面处的第一组静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞成像为亮中心，而基本上所有的死细胞成像为暗点；
同时获取活体染色的样品在第二焦平面处的第二组静态明视野图像，使得基本上所有的活细胞和基本上所有的死细胞成像为暗点；和
测量所述第一组静态明视野图像和所述第二组静态明视野图像以测定所述多个样品中的每一个的细胞存活力。
37.权利要求36所述的方法，其中从所述第一焦平面获得的所述第一静态明视野图像中的每一个捕获呈现所述第一形态学特性的所有活细胞中的超过约99％和呈现所述第二形态学特性的死细胞中的超过约99％。
38.权利要求37所述的方法，其中从所述第一焦平面获得的所述第一静态明视野图像中的每一个捕获呈现所述第一形态学特性的所有活细胞中的超过约99.9％和呈现所述第二形态学特性的死细胞中的超过约99.9％。
39.权利要求36-38中任一项所述的方法，其中从所述第二焦平面获得的所述第二静态明视野图像中的每一个捕获呈现所述第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约99％。
40.权利要求39所述的方法，其中从所述第二焦平面获得的所述第二静态明视野图像中的每一个捕获呈现所述第三形态学特性的所有活细胞和死细胞中的超过约99.9％。
41.权利要求1-8、16-19、31-33和36-38中任一项所述的方法，其还包括测量活细胞的细胞计数。
42.权利要求1-8、16-19、31-33和36-38中任一项所述的方法，其还包括测量活细胞的浓度。
43.权利要求42所述的方法，其中所述生物样品在具有固定且已知高度的细胞室中成像，允许测量被成像的所述生物样品的体积。
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
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