CN112638533B - 微粒分类装置、细胞治疗剂制造装置、微粒分类方法和程序 - Google Patents
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Abstract
提供了一种根据预定比率制备包括多种微粒的混合物的技术。本技术提供了一种微粒分类装置(100),其包括控制单元(103),该控制单元包括确定单元,该确定单元基于通过用光照射流经流道(155)的微粒而产生的光来确定微粒是否被分类,其中,该确定单元执行初级分类确定,以基于所产生的光的特征来确定微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个,然后基于为两个或更多个不同微粒群指定的颗粒组成比率,执行次级分类确定,以确定在初级分类确定中被确定为属于任何一个微粒群的微粒是否被分类。该技术可用于制备细胞治疗剂,该细胞治疗剂包含预定比率的不同类型细胞的混合物,例如,显示协同抗肿瘤活性的各种CAR T细胞的混合物。
Description
交叉引用相关申请
本申请要求2018年9月10日提交的日本优先权专利申请JP2018-168711的权益,其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本技术涉及一种微粒分类装置、一种细胞治疗剂制造装置、一种微粒分类方法和一种程序。更具体地,本技术涉及一种微粒分类装置、一种细胞治疗剂制造装置、一种微粒分类方法和一种程序,用于以特定组成比率收集两种或更多种微粒。
背景技术
到目前为止,已经开发了各种微粒分类装置来分类微粒。例如,在用于流式细胞仪的颗粒分类系统中,包括含有细胞的样品液体和鞘液的层流从流动池或微芯片中形成的孔排出。在排放中,预定的振动被施加到层流,以形成液滴。根据是否包含目标颗粒而电控制所形成的液滴的移动方向,并且目标颗粒被分类。
还开发了如上所述用于在微芯片中分类目标颗粒而不形成液滴的技术。例如,下面的PTL 1公开了一种“微芯片,包括:样品液体引入通道,包括微粒的样品液体流过该通道;至少一对鞘液引入通道,所述鞘液引入通道从其两侧合并到样品液引入通道,并且在样品液周围引入鞘液;与样品流体引入通道和鞘流体引入通道连通的合并流道,流经引入通道的液体通过该合并流道合并和流动;与合并流道连通的负压抽吸单元,用于抽吸和吸入待收集的微粒;以及至少一对废物流道,其设置在负压抽吸单元两侧,与合并流道连通”(权利要求1)。在微芯片中,目标颗粒通过抽吸被收集到负压抽吸单元中。
引用列表
专利文献
PTL 1:JP 2012-127922 A
非专利文献
NPL 1:D Sommermeyer et al.,Chimeric antigen receptor-modified T cellsderived from defined CD8+and CD4+subsets confer superior antitumor reactivityin vivo,Leukemia,2016年2月;30(2):492-500
发明内容
技术问题
微粒分类装置获得特征不同的多种类型的细胞组分,然后混合多种类型的细胞部分,以获得包括预定比率的多种类型细胞的细胞混合物。细胞混合物可用于治疗,例如,免疫细胞治疗。例如,上述NPL 1涉及嵌合抗原受体T(CAR-T)细胞,其中,CD4+CAR-T细胞和CD8+CAR-T细胞的组合显示出协同抗肿瘤活性(结果栏)。
为了制备包括预定比率的多种类型细胞的细胞混合物,可以设想,例如,用流式细胞仪获得具有不同特征的多种类型细胞亚群部分,测量/调节每个细胞亚群部分的细胞浓度,然后混合多种类型细胞亚群部分,使得细胞含量比率为预定比率。然而,在这种情况下,除了用流式细胞仪进行分类程序之外,还需要进行测量或调节每个细胞亚群部分的细胞浓度的程序和混合多种类型的细胞亚群部分的程序,这需要很多时间和精力。
一般来说,流式细胞仪具有根据或逻辑执行细胞分类的功能,并且该功能用于执行分类,从而使得可以获得多种类型细胞的混合物。然而,通过利用该功能获得的细胞混合物中的细胞组成比率等于进行细胞分类的样品中的细胞组成比率。因此,该功能不适于获得具有所需细胞组成比率的细胞混合物。
在使用PTL 1中描述的微芯片进行细胞分类操作的情况下,通常,只有一种具有特定特征的细胞被收集到负压抽吸单元中。因此,为了使用微芯片制备包括多种类型细胞的细胞混合物,需要进行多于一次的细胞分类操作,这需要很多时间和劳动。此外,在仅收集一种类型的细胞的情况下,其他细胞流向废物流道,从而导致废物。
与流式细胞仪一样,根据上述PTL1中描述的微芯片的或逻辑进行的细胞分类不适于获得具有所需细胞组成比率的细胞混合物,如同流式细胞仪一样。
本技术需要提供一种以预定比率制备包含多种微粒的混合物的技术。
问题的解决方案
本发明人已经发现,上述问题可以通过具有特定配置的微粒分类装置来解决。
换言之,本技术提供了一种微粒分类装置,包括确定单元,所述确定单元基于通过用光照射流经流道的微粒而产生的光来确定微粒是否被分类,其中,所述确定单元执行初级分类确定,以基于所产生的光的特征来确定所述微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个,并且然后,基于为两个或更多个不同微粒群指定的颗粒组成比率,执行次级分类确定,以确定在初级分类确定中被确定为属于任何一个微粒群的微粒是否被分类。
根据本技术的一个实施例,所述微粒分类装置包括分类部分,所述分类部分对在次级分类确定中被确定为要分类的微粒进行分类,并且由分类部分分类的微粒被收集在一个容器中。
根据本技术的一个实施例,由所述分类部分分类的微粒被收集在一个容器中,并且所述容器中的微粒的组成比率是指定的颗粒组成比率,或者落在包括指定的颗粒组成比率的指定数值范围内。
如上所述,根据本技术的一个实施例,微粒分类装置可以包括一个微粒收集通道,用于将由所述分类部分分类的微粒收集到一个容器中。
根据本技术的一个实施例,在初级分类确定中,所述确定单元可以基于由光照射产生的光是否具有针对荧光和/或散射光指定的特征,来确定微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任一个。
根据本技术的一个实施例,确定单元可以基于所述指定的颗粒组成比率来设定所获取的微粒的数量。
根据本技术的一个实施例,在次级分类确定中,如果在初级分类确定中被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒的分类数量没有达到基于指定的颗粒组成比率设置的获取微粒的数量,则所述确定单元可以确定微粒被分类。
根据本技术的一个实施例,在次级分类确定中,如果在初级分类确定中被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒的分类数量已经达到基于指定的颗粒组成比率设置的获取微粒的数量,则确定单元可以确定微粒没有被分类。
根据本技术的另一实施例,在次级分类确定中,如果在初级分类确定中分类被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒的情况下,颗粒组成比率落在包括指定的颗粒组成比率的指定数值范围内,则所述确定单元可以确定微粒被分类。
根据本技术的另一实施例,在次级分类确定中,如果在初级分类确定中分类被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒的情况下,颗粒组成比率未落在包括指定颗粒组成比率的指定数值范围内,则所述确定单元可以确定微粒没有被分类。
根据本技术的一个实施例,微粒分类装置可以包括用于微粒分类的微芯片,所述微芯片包括包含微粒的流体流过的主流道、从主流道分支出来的分支流道以及与主流道同轴的微粒分类流道,并且
所述确定单元可以基于通过用光照射在用于微粒分类的微芯片中流动的流体中的微粒而产生的光,确定所述微粒是否被分类。
微粒可以是细胞。
微粒可以是细胞,在次级分类确定中被确定为分类的细胞可以被收集在一个容器中,并且收集在容器中的细胞可以用作药物。
此外,本技术还提供了一种细胞治疗剂制造装置,包括:确定单元,其基于通过用光照射流经流道的细胞而产生的光,确定细胞是否被分类;以及细胞分类部分,其对确定单元确定要分类的细胞进行分类,其中,所述确定单元执行初级分类确定,以基于所产生的光的特征来确定所述细胞是否属于两个或更多个不同细胞群体中的任何一个,并且然后基于为两个或更多个不同细胞群指定的细胞组成比率,执行次级分类确定,以确定在初级分类确定中被确定为属于任何一个细胞群的细胞是否被分类,并且由细胞分类部分分类的细胞被收集在一个容器中。
此外,本技术还提供了一种微粒分类方法,包括基于通过用光照射流经流道的微粒而产生的光来确定微粒是否被分类的分类确定步骤,其中,所述分类确定步骤包括:初级分类确定步骤,其基于所产生的光的特征,确定所述微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个;以及次级分类确定步骤,其基于为两个或更多个不同微粒群指定的颗粒组成比率,确定在初级分类确定步骤中被确定为属于任何一个微粒群的微粒是否被分类。
此外,本技术还提供了一种用于使微粒分类装置或细胞治疗剂制造装置执行分类确定步骤的程序,所述分类确定步骤基于通过用光照射流经流道的微粒而产生的光来确定微粒是否被分类,所述分类确定步骤包括:
初级分类确定步骤,其基于所产生的光的特征,确定所述微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个;以及
次级分类确定步骤,其基于为两个或更多个不同微粒群指定的颗粒组成比率,确定在初级分类确定步骤中被确定为属于任何一个微粒群的微粒是否被分类。
一些实施例涉及一种微粒分类装置,包括:电路,其被配置为:获得指示第一微粒群和第二微粒群的光学信息;并且基于第一微粒群和第二微粒群的至少一个成分量,控制属于第一微粒群的第一组微粒和属于第二微粒群的第二组微粒的分类,以获得包括来自第一微粒群和第二微粒群的微粒的微粒混合物。
在一些实施例中,所述电路还被配置为当微粒流过流道时,基于响应于用激发光照射微粒而检测到的来自微粒的光,来控制微粒的分类。在一些实施例中,所述电路还被配置为基于所检测的光的至少一个特征和光学信息来确定第一组微粒属于第一微粒群和第二组微粒属于第二微粒群。在一些实施例中,至少一个特征包括荧光和/或散射光的特征。
在一些实施例中,微粒分类装置还包括微芯片,该微芯片被配置为执行第一组微粒和第二组微粒的分类。在一些实施例中,微芯片包括颗粒收集通道,该颗粒收集通道被配置为将微粒混合物输送到容器中。在一些实施例中,微芯片还包括主流道以及连接到所述主流道的分支流道,包括第一微粒群和第二微粒群的微粒的流体流过所述主流道,其中,所述微粒收集通道与所述主流道同轴。在一些实施例中,微粒混合物被收集在容器中。
在一些实施例中,所述至少一个成分量包括所述第一微粒群与所述第二微粒群的组成比率范围,并且控制第一组微粒和第二组微粒的分类还包括获得所述微粒混合物,以使所述第一微粒群与所述第二微粒群的比率在所述组成比率范围内。
在一些实施例中,控制第一组微粒和第二组微粒的分类还包括:响应于确定所述微粒混合物的第一微粒群与第二微粒群的比率在组成比率范围内,控制第一组中的第一微粒的分类,以不在微粒混合物中包括第一微粒;并且响应于确定所述微粒混合物的第一微粒群与第二微粒群的比率在组成比率范围内,控制第二组中的第二微粒的分类,以不在微粒混合物中包括第二微粒。
在一些实施例中,控制第一组微粒和第二组微粒的分类还包括:响应于确定所述微粒混合物的第一微粒群与第二微粒群的比率在组成比率范围之外,控制第一组中的第一微粒的分类以在微粒混合物中包括第一微粒;并且响应于确定所述微粒混合物的第一微粒群与第二微粒群的比率在组成比率范围之外,控制第二组中的第二微粒的分类以在微粒混合物中包括第二微粒。
在一些实施例中,至少一个成分量是第一微粒群与第二微粒群的组成比率。
在一些实施例中,所述电路还被配置为基于第一微粒群到第二微粒群的至少一个成分量,为第一微粒群设置要获取的第一微粒数量,并且为第二微粒群设置要获取的第二微粒数量。
在一些实施例中,控制第一组微粒和第二组微粒的分类还包括:确定已经被分类到微粒混合物中的第一微粒群的第三微粒数量;基于第三微粒数量与第一微粒数量的比较来控制第一组微粒的分类;确定已经被分类到微粒混合物中的第二微粒群的第四微粒数量;并且基于第四微粒数量与第二微粒数量的比较来控制第二组微粒的分类。
在一些实施例中,控制第一组微粒和第二组微粒的分类还包括:响应于确定第三微粒数量小于第一微粒数量,控制第一组中的第一微粒的分类以在微粒混合物中包括第一微粒;并且响应于确定第四微粒数量小于第二微粒数量,控制第二组中的第二微粒的分类以在微粒混合物中包括第二微粒。
在一些实施例中,控制第一组微粒和第二组微粒的分类还包括:响应于确定第三微粒数量等于或大于第一微粒数量,控制第一组中的第一微粒的分类以在微粒混合物中不包括第一微粒;并且响应于确定第四微粒数量等于或大于第二微粒数量,控制第二组中的第二微粒的分类以在微粒混合物中不包括第二微粒。
在一些实施例中,微粒是细胞,微粒混合物是包括第一细胞类型的细胞和第二细胞类型的细胞的细胞混合物。在一些实施例中,细胞是从人血液中提取的。
一些实施例涉及一种方法,包括:获得指示第一微粒群和第二微粒群的光学信息;并且基于第一微粒群和第二微粒群的至少一个成分量,控制属于第一微粒群的第一组微粒和属于第二微粒群的第二组微粒的分类,以获得包括来自第一微粒群和第二微粒群的微粒的微粒混合物。
在一些实施例中,微粒是细胞,微粒混合物是包括第一细胞类型的细胞和第二细胞类型的细胞的细胞混合物。在一些实施例中,该方法还包括向受试者施用细胞混合物,作为对医学病症或疾病的治疗。在一些实施例中,该方法还包括向受试者施用细胞混合物,作为对医学病症或疾病的免疫治疗。在一些实施例中,该方法还包括从人血液中提取细胞。
一些实施例涉及一种细胞治疗剂制造装置,包括:电路,其被配置为:获得指示第一组细胞是第一细胞类型并且第二组细胞是第二细胞类型的光学信息;并且基于第一细胞类型和第二细胞类型的至少一个成分量,控制第一组细胞和第二组细胞的分类,以获得包括第一细胞类型的细胞和第二细胞类型的细胞的细胞混合物。
在一些实施例中,所述电路还被配置为当细胞流过流道时,基于响应于用激发光照射细胞而检测到的来自细胞的光,来控制细胞的分类。
在一些实施例中,所述电路还被配置为基于所检测的光的至少一个特征和光学信息,确定第一组细胞为第一细胞类型,以及确定第二组细胞为第二细胞类型。
附图说明
图1是示出根据本技术的实施例的微粒分类装置的配置示例的示图;
图2是控制单元的框图示例;
图3A至图3C是示出用于微粒分类的微芯片的分类部分的结构示例的示图;
图4是示出通过用微粒分类装置对全血溶血样品进行测试测量而获得的直方图的示例的示图;
图5是示出由用户指定的门逻辑和颗粒组成比率的示例的示图;
图6是根据本技术的实施例的微粒分类过程的流程图的示例;
图7是根据本技术的实施例的微粒分类过程的流程图的示例;
图8是根据本技术的实施例的微粒分类过程的流程图的示例;
图9是示出根据本技术的实施例的微粒分类装置的配置示例的示图;
图10是示出根据本技术的实施例的细胞治疗剂制造装置的配置示例的示图。
具体实施方式
在下文中,将描述实现本技术的优选模式。注意,下面将要描述的实施例旨在提供本技术的代表性实施例,并且本技术的范围不仅限于这些实施例。注意,将按以下顺序描述本技术。
1.第一实施例(微粒分类装置)
(1)第一实施例的描述
(1-1)初级分类确定
(1-2)次级分类确定
(2)第一实施例的第一示例(微粒分类操作的示例)
(3)第一实施例的第二示例(微粒分类操作的示例)
(4)第一实施例的第三示例(微粒分类操作的示例)
(5)第一实施例的第四示例(具有用于微粒分类的连接的微芯片的颗粒分类过程的示例)
2.第二实施例(细胞治疗剂制造装置)
3.第三实施例(微粒分类方法)
1.第一实施例(微粒分类装置)
(1)第一实施例的描述
根据本技术的微粒分类装置包括确定单元,所述确定单元基于通过用光照射流经流道的微粒而产生的光来确定微粒是否被分类。所述确定单元执行初级分类确定,以基于光的特征来确定所述微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个,并且基于为两个或更多个不同微粒群指定的颗粒组成比率,执行次级分类确定,以确定在初级分类确定中被确定为属于任何一个微粒群的微粒是否被分类。
通过根据初级分类确定和次级分类确定中的确定结果对微粒进行分类,可以容易地获得包括预定比率的多种微粒的混合物。特别地,通过执行次级分类确定,可以使通过分类操作获得的混合物中的多种类型的微粒的组成比率成为指定的比率。
将在下面参考图1至图4描述根据本技术的微粒分类装置。
图1是示出根据本技术的微粒分类装置的配置示例的示图。如图1所示,根据本技术的微粒分类装置100包括光照射单元101、检测单元102、控制单元103和用于微粒分类的微芯片150。如图2所示,控制单元103包括信号处理单元104、确定单元105和分类控制单元107。
光照射单元101用光照射流经用于微粒分类的微芯片150中的流道的微粒。检测单元102检测由光照射产生的光。根据由检测单元102检测到的光的特征,控制单元103控制用于微粒分类的微芯片150中的流动,从而仅分类待收集的微粒。
光照射单元101用光(例如,激发光等)照射流经用于微粒分类的微芯片150中的流道的微粒。光照射单元101可以包括发射光的光源和将激发光聚集在检测区域中流动的微粒上的物镜。可以由本领域技术人员根据分析目的适当选择光源,并且可以是例如激光二极管、SHG激光器、固态激光器、气体激光器或高亮度LED或者其中的两个或更多个的组合。除了光源和物镜之外,光照射单元可以根据需要包括其他光学元件。
检测单元102检测由光照射单元101执行的光照射从微粒产生的散射光和/或荧光。检测单元102可以包括聚光透镜和检测器,聚光透镜聚集从微粒产生的荧光和/或散射光。作为检测器,可以使用PMT、光电二极管、CCD、CMOS等,但是检测器不限于此。除了聚光透镜和检测器之外,检测单元102可以根据需要包括其他光学元件。检测单元102可以还包括例如光谱单元。构成光谱单元的光学部件可以包括例如光栅、棱镜和滤光器。例如,具有待检测波长的光可以与其他波长的光分离,然后由光谱单元检测。检测单元102可以通过光电转换将检测到的光转换成模拟电信号。检测单元102还可以通过AD转换将模拟电信号转换成数字电信号。
控制单元103中包括的信号处理单元104可以处理由检测单元102获得的数字电信号的波形,并且生成关于用于由确定单元105做出的确定(特别是初级分类确定)的光的特征的信息。根据数字电信号的波形,信号处理单元104可以获取例如波形的宽度、波形的高度和波形的面积中的一个、两个或三个,作为关于光的特征的信息。此外,关于光的特征的信息可以包括例如检测到光的时间。
控制单元103中包括的确定单元105基于通过用光照射流经流道的微粒而产生的光来确定微粒是否被分类。更具体地,由光照射单元101产生的用光照射微粒的光由检测单元102检测,由检测单元102获得的数字电信号的波形由控制单元103处理,然后,基于由处理产生的光的特征,确定单元105确定微粒是否被分类。
由确定单元105做出的确定的细节将在下面的“(1-1)初级分类确定”和“(1-2)次级分类确定”中更详细地描述。
控制单元103中包括的分类控制单元107控制用于微粒分类的微芯片150执行的微粒分类。更具体地,分类控制单元107可以控制用于微粒分类的微芯片150中的分类部分157中的流体的流动,以便对由确定单元105执行的次级分类确定所确定要分类的微粒进行分类。为了控制流量,分类控制单元107可以控制例如设置在分类部分附近的致动器108的驱动。驱动致动器108的时间可以基于例如检测到光的时间来设置。
控制单元103可以控制光照射单元101的光照射和/或检测单元102的光检测。此外,控制单元103可以控制用于将流体供应到用于微粒分类的微芯片150中的泵的驱动。控制单元103可以包括例如存储用于使微粒分类装置执行根据本技术的微粒分类方法的程序的硬盘以及OS、CPU和存储器。例如,控制单元103的功能可以在通用计算机中实现。程序可以记录在记录介质上,例如,microSD存储卡、SD存储卡或闪存。微粒分类装置100中提供的驱动器可以读取记录在记录介质上的程序,然后,控制单元103可以根据读取的程序使微粒分类装置100执行根据本技术的微粒分类方法。
用于微粒分类的微芯片150设置有样品液体入口151和鞘液入口153。从这些入口,样品液体和鞘液分别被引入样品液体通道152和鞘液通道154。样品液体包含颗粒。
样品液体和鞘液在合并部分162合并,以形成层流,其中,样品液体被鞘液包围。层流通过主流道155流向分类部分157。
例如,在根据本技术的微粒分类装置100中,微粒的分类确定可以如下进行。
主流道155设有检测区域156。在检测区域156中,用光照射流经主流道155的样品液体中的微粒。由光照射单元101执行光照射。由光照射产生的光由检测单元102检测。检测到的光可以由例如检测单元102进行光电转换,以生成模拟电信号。信号处理单元104将模拟电信号转换成数字电信号。基于数字电信号,确定单元105执行初级分类确定,以基于光的特征来确定微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个。接下来,确定单元105执行次级分类确定,以基于为两个或更多个不同微粒群指定的颗粒组成比率,确定在初级分类确定中被确定为属于任何一个微粒群的微粒是否被分类。在初级分类确定中确定微粒属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的情况下,可以执行次级分类确定。
可以用一束光照射检测区域156中的一个位置,或者可以用光照射检测区域156中的多个位置中的每一个。例如,用于微粒分类的微芯片150可以被配置为使得检测区域156中的两个不同位置中的每一个被光照射(换言之,在检测区域156中,有两个位置被光照射)。在这种情况下,例如,可以基于通过在一个位置用光照射微粒而产生的光(例如,荧光和/或散射光等)来确定是否应该收集微粒。此外,基于在一个位置通过光照射产生的光的检测时间和在另一个位置通过光照射产生的光的检测时间之间的差异,还可以计算流道中微粒的速度。为了计算,可以预先确定两个照射位置之间的距离,并且可以基于两个检测时间和距离之间的差异来确定微粒的速度。此外,基于该速度,可以准确地预测到达下述分类部分157的时间。准确地预测到达时间,从而使得可以优化流入颗粒分类流道159的流动的形成时间。此外,在特定微粒到达分类部分157的时间与所述特定微粒之前或之后的微粒到达分类部分157的时间之间的差值等于或小于预定阈值的情况下,也可以确定所述特定微粒没有被分类。在特定微粒和特定微粒之前或之后的微粒之间的距离变窄的情况下,特定微粒之前或之后的微粒在特定微粒的抽吸中被收集在一起的可能性增加。在微粒很有可能被收集在一起的情况下,确定特定微粒没有被分类可以防止收集特定微粒之前或之后的微粒。因此,可以在收集的微粒中提高目标微粒的纯度。例如,在JP 2014-202573A中描述了用光照射检测区域156中的两个不同位置中的每一个的微芯片和包括该微芯片的装置的具体示例。
在根据本技术的微粒分类装置100中,例如,可以如下收集被确定要分类的微粒。
用于微粒分类的微芯片150包括包含微粒的流体流过的主流道155、从主流道155分支的分支流道、以及与主流道155同轴的微粒分类流道159。
在用于微粒分类的微芯片150中的分类部分157中,流过主流道155的层流被分成两个分流道158。尽管图1所示的分类部分157具有两个分支流道,分支流道的数量不限于两个。分类部分157可以设置有例如一个或多个(例如,两个、三个、四个等)分支流道。分支流道可以被配置为在一个平面上以Y形形式分支,如图1所示,或者可以被配置为三维分支。
此外,在分类部分157中,仅在已经由确定单元105确定为分类的微粒流动的情况下,形成进入颗粒分类流道159的流动,并且收集颗粒。以这种方式,由确定单元105确定要分类的微粒在分类部分157中被分类。换言之,根据本技术的微粒分类装置100可以包括分类部分157,其对被确定单元105确定为要分类的微粒进行分类。
可以例如通过在颗粒分类流道159中产生负压来进行进入颗粒分类流道159的流动的形成。为了产生负压,致动器可以附接到微芯片150的外部,例如,使得颗粒分类流道159的壁可以变形。壁的变形可以改变颗粒分类流道159的内部空间,以产生负压。该致动器可以是例如压电致动器。在确定单元105确定应当收集微粒的情况下,分类控制单元107可以驱动致动器,以在颗粒分类流道159中产生负压。
如上所述,在特定微粒到达分类部分157的时间和特定微粒之前或之后的微粒到达分类部分157的时间之间的差值等于或小于预定阈值的情况下,确定单元105还可以确定该特定微粒没有被分类。
此外,如上所述,在通过在颗粒分类流道159中产生负压而将微粒引入颗粒分类流道159的情况下,可以根据例如变形颗粒分类流道159的可接受极限来限制能够连续产生负压的次数。为此,例如,在连续驱动致动器预定次数的情况下,确定单元105可以确定接下来流动的微粒没有被分类。
如上所述确定不被分类的颗粒流入两个分支流道158中的任一个。
在图3A至图3C中显示分类部分157的放大视图。如图3A所示,主流道155和颗粒分类流道159经由与主流道155同轴的孔口部分170彼此连通。应该被收集的颗粒通过孔口部分170流入颗粒分类流道159,如图3B所示。不应被收集的颗粒流入分支流道158,如图3C所示。
为了防止不应被收集的颗粒通过孔口部分170进入颗粒分类流道159,孔口部分170可以设置有闸门流动入口171。从闸门流入口171引入鞘液,并且引入的鞘液部分地形成从孔口部分170朝向主流道155的流,从而防止不应被收集的颗粒进入颗粒分类流道159。注意,引入的鞘液的剩余部分流入颗粒分类流道159。
流向分支流道158的层流可以在分支流道端部160处排放到微芯片的外部。此外,收集到颗粒分类流道159中的颗粒可以在颗粒分类通道端部161处排放到微芯片的外部。
以这种方式,在微芯片150中,微粒被分类到颗粒分类流道159中。
注意,在本技术中,术语“微”意味着微芯片中包括的流道至少部分具有大约μm的尺寸,特别是具有大约μm的横截面尺寸。换言之,在本技术中,术语“微芯片”是指包括大约μm的流道的芯片,特别是包括横截面尺寸大约为μm的流道的芯片。例如,根据本技术,包括设置有大约μm的横截面尺寸的流道的颗粒分类部分的芯片可以被称为微芯片。根据本技术,主流道155的横截面例如是矩形的,并且主流道155的宽度在分类部分157中可以是例如100μm至500μm,特别是为100μm至300μm。分支流道158的宽度可以小于主流道155的宽度。孔口部分170的横截面例如是圆形的,并且孔口部分170在孔口部分170和主流道155之间的连接处的直径可以是例如10μm至60μm,特别是20μm至50μm。流道的这些尺寸可以根据微粒的尺寸适当改变。
一个容器可以连接到颗粒分类通道端部161。由分类部分157分类的微粒被收集在容器中。换言之,根据本技术的微粒分类装置100包括分类部分157,该分类部分157对确定单元105确定要分类的微粒进行分类,由分类部分157分类的微粒可以收集在一个容器中。然后,容器中微粒的组成比率可以是特定的颗粒组成比率,或者落在包括特定颗粒组成比率的特定数值范围内。
一个颗粒收集通道可以连接到颗粒分类通道端部161。颗粒收集通道的一端可以连接到颗粒分类通道端部161,并且其另一端可以连接到一个容器(未示出),用于收集在颗粒分类流道159中分类的微粒。如上所述,根据本技术的一个实施例,微粒分类装置100可以包括一个微粒收集通道,用于将由分类部件157分类的微粒收集到一个容器中。分类的微粒通过颗粒收集通道收集在容器中。
根据本技术,本领域技术人员可以适当选择微粒。根据本技术,微粒可以包括生物微粒,例如,细胞、微生物和脂质体;合成微粒,例如,乳胶颗粒、凝胶颗粒和工业颗粒等。生物微粒可以包括构成各种细胞的染色体、脂质体、线粒体、胞器(细胞器)等。细胞可以包括动物细胞(例如,血细胞)和植物细胞。微生物可以包括细菌(例如,大肠杆菌)、病毒(例如,烟草花叶病毒)、真菌(例如,酵母)等。此外,生物微粒还可以包含生物大分子,例如,核酸、蛋白质及其复合物。此外,合成微粒可以是包括例如有机或无机聚合物材料、金属等的微粒。有机聚合物材料可以包括聚苯乙烯、苯乙烯-二乙烯基苯和聚甲基丙烯酸甲酯。无机聚合物材料可以包括玻璃、二氧化硅、磁性材料等。金属可以包括金胶体、铝等。微粒的形状可以是球形或基本球形或非球形。微粒的尺寸和质量可以由本领域技术人员根据微芯片的流道的尺寸适当选择。另一方面,根据微粒的尺寸和质量,也可以适当地选择微芯片的流道的尺寸。根据本技术,如果需要,可以将化学或生物标记(例如,荧光染料等)附着到微粒上。标签可以使微粒的检测更容易。本领域技术人员可以适当选择要附着的标签。
根据本技术的一个实施例,微粒是细胞,并且收集在容器中的细胞可以用作药物。在容器中,多种类型的细胞以特定的细胞组成比率收集。例如,为了生产细胞治疗剂,多种类型的细胞可能需要以特定的组成比率包含在一个容器中。因此,该实施例适用于例如生产细胞治疗剂。
流经用于微粒分类的微芯片150的流体例如是液体、液体形式的物质或气体,优选为液体。本领域技术人员可以根据例如待分类的微粒的类型等,适当选择流体的类型。例如,可以使用商业上可获得的鞘液和样品液或者本领域已知的鞘液和样品液作为流体。
可以通过本领域已知的方法制造用于微粒分类的微芯片150。例如,可以例如通过结合两个形成有预定流道的衬底来制造用于微粒分类的微芯片150。流道可以形成在两个衬底中,或者可以仅形成在一个衬底中。为了更容易调节结合衬底的位置,流道可以优选地仅形成在一个衬底中。
本领域已知的材料可以用作形成用于微粒分类的微芯片150的材料。例如,材料包括但不限于聚碳酸酯、环烯烃聚合物、聚丙烯、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯、聚苯乙烯、玻璃和硅。例如,诸如聚碳酸酯、环烯烃聚合物和聚丙烯等聚合物材料是特别优选的,特别是因为这些材料具有优异的可加工性,并且可以适用于使用模制装置廉价地制造微芯片。
下面将更详细地描述由构成根据本技术的微粒分类装置的确定单元执行的初级分类确定和次级分类确定。
(1-1)初级分类确定
确定单元105基于由光照射单元101的光照射产生的光的特征,确定微粒属于两个或更多个不同微粒群中的哪一个。前述确定是根据本技术的初级分类确定。可以在初级分类确定中确定微粒是否属于例如2至20个、特别是2至10个、更特别是2至5个不同微粒群中的任何一个。
两个或更多个不同微粒群中的每一个都可以包括一个或多个共享特征的微粒(特别是多个微粒)。换言之,构成每个微粒群的一个或多个微粒中的每一个都具有该特征(在下文中,也称为“微粒特征”)。
本技术中的术语“不同”可以表示两个或更多个微粒群之间或者之中的微粒特征不同。换言之,在本技术中,术语“不同”的含义可以是构成每个微粒群的多个微粒所共有的特征在两个或多个微粒群之间或之中不同。
例如,在微粒是细胞的情况下,构成两个或更多个不同微粒群(细胞群体)中的每一个的多个细胞可以共享一个特征。该特征可以是例如细胞表面上的特征、细胞内部的特征、细胞形状上的特征、细胞的大小上的特征或这些特征的组合。细胞表面特征的示例可以包括例如存在于细胞表面的化合物(特别是表面抗原)。细胞内部特征的示例可以包括内部结构的复杂性和/或细胞内部存在的化合物。
根据本技术的一个实施例,在微粒是细胞的情况下,特征可以是细胞的大小、内部结构的复杂性、细胞内部存在的化合物、或细胞表面存在的化合物或其组合。根据细胞的大小、内部结构的复杂性、细胞内部存在的化合物、或细胞表面存在的化合物或其组合,例如,可以识别细胞的类型,特别是识别血细胞。本领域技术人员可以适当选择识别细胞类型所需的细胞特征。
将在下面描述血细胞分类的一个示例。血细胞按CD分类进行分类。例如,CD45是白细胞共有的抗原,例如,白细胞可以从响应CD45和侧散射光(SSC)的血细胞中选择,此外,淋巴细胞也可以仅在白细胞中选择。此外,CD3是泛T细胞抗原之一,即淋巴细胞是CD3+(阳性)这一事实意味着淋巴细胞是T细胞。再者,T细胞是CD4+这一事实意味着T细胞是辅助性T细胞,T细胞是CD8+这一事实意味着T细胞是细胞毒性T细胞。T细胞通常对CD4和CD8中的任何一个都呈阳性。
如上所述,可以通过用CD45和SSC门控、用CD3门控和用CD4或CD8门控,从血细胞中选择辅助性T细胞和细胞毒性T细胞。
如上所述,在微粒是细胞的情况下,两个或更多个不同的微粒群(在这种情况下,微粒群也指细胞群)可以通过细胞表面上存在的分子(例如,抗原)来分类。
此外,两个或更多个细胞群体可以通过分化阶段来分类;即,可以是处于不同分化阶段的两个或多个细胞群。例如,已知T细胞具有原始T细胞、干细胞样记忆T细胞(Tscm)、中央记忆T细胞(TCM)、效应记忆T细胞(TEM)、常驻记忆T细胞(TRM)和效应T细胞(TEFF)的分化阶段。两个或多个细胞群可以是例如处于上述多个分化阶段中的一个分化阶段的细胞群和处于另一分化阶段的细胞群的组合的两个细胞群或者处于一个或多个其他分化阶段的两个细胞群和一个或多个细胞群的组合的三个或多个细胞群。
此外,两个或更多个细胞群可以通过表面抗原和分化阶段的组合来分类;即,可以是具有不同表面抗原和/或处于不同分化阶段的两个或多个细胞群体。例如,如上所述,T细胞由表面抗原CD4+或CD8+分类。此外,如上所述,通过分化阶段对T细胞进行分类。然后,通过组合表面抗原和分化阶段,可以将T细胞分为两个或更多个细胞群。
例如,T细胞可分为以下两个细胞群:
处于中央记忆T细胞分化阶段的CD8+细胞,以及
处于原始T细胞分化阶段的CD4+细胞。
例如,T细胞可分为以下四个细胞群:
处于原始T细胞分化阶段的CD8+细胞,
处于中央记忆T细胞分化阶段的CD8+细胞,
处于原始T细胞分化阶段的CD4+细胞,以及
处于中央记忆T细胞分化阶段的CD4+细胞。
注意,指定的表面抗原和分化阶段不限于这些示例,并且可以是其他抗原和其他分化阶段。
微粒特征可以反映在通过用光照射微粒而产生的光的特征中。因此,根据本技术,基于由光照射产生的光的特征,执行初级分类确定。换言之,光的特征确定特定微粒是否具有指示该微粒属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的特征(微粒特征)。光可以是例如散射光和/或荧光。散射光可以是例如前向散射光和/或侧向散射光和/或后向散射光。光的特征可以是例如光的波长和/或强度,特别是散射光或荧光的波长和/或强度。
根据本技术,为了确定微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个,可以确定由光照射产生的光的特征是否满足为光指定的标准(下文中,称为“初级分类标准”)。由于为两个或更多个不同微粒群中的每一个设定初级分类标准,所以在初级分类确定中可以使用两个或更多个初级分类标准。可以根据在初级分类确定中根据任何微粒是否属于群体而确定的微粒群的数量,来选择初级分类标准的数量,并且特别地,可以与微粒群的数量相同。换言之,可以根据待分类的微粒类型(特别是细胞)的数量来选择初级分类标准的数量,并且例如可以与待分类的微粒类型(特别是细胞)的数量相同。例如,在初级分类确定中,可以使用2至20的初级分类标准,具体地,可以使用2至10的初级分类标准,更具体地,可以使用2至5的初级分类标准。例如,在使用根据本技术的微粒分类装置从包含许多类型细胞的液体中分类两个细胞群的情况下,使用分别对应于两个细胞群的两个初级分类标准。
在根据本技术执行微粒分类过程之前,可以预先指定初级分类标准。例如,使用根据本技术的微粒分类装置的用户可以预先指定初级分类标准。例如,可以由设置通过使用根据本技术的微粒分类装置对含微粒样品进行测试测量而获得的直方图、密度图或光谱的选通的用户来指定初级分类标准。
测试测量可以包括例如通过微粒分类装置100(具体地,光照射单元101、检测单元102和信号处理单元104)获取样品中每个微粒的光相关特征,而不通过确定单元105和分类控制单元107执行分类确定。基于所获取的每个微粒的光相关特征,微粒分类装置100可以生成直方图、密度图或光谱。
根据本技术的一个实施例,在初级分类确定中,确定单元105可以基于由光照射产生的光是否具有针对荧光和/或散射光指定的特征,来确定微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个。在该实施例中,分别对应于两个或更多个不同微粒群的初级分类标准可以例如由用户在初级分类确定之前指定。在由光照射产生的荧光和/或散射光的特征满足指定的两个或多个初级分类标准中的任何一个的情况下,可以确定微粒属于两个或多个不同微粒群中的任何一个,并且在特征不满足指定的两个或多个初级分类标准中的任何一个的情况下,可以确定微粒不属于两个或多个不同微粒群中的任何一个。
初级分类标准可以是关于光的波长和/或强度的标准,并且例如,初级分类标准的示例可以包括例如以下:
光是否具有特定波长范围内的波长;
光的强度是否在指定的强度范围内;或者
特定波长的光的光强与其他波长的光的光强之比是否在规定范围内。
初级分类标准可以是前述标准中的一个或其中的两个或更多个。
此外,初级分类标准可以包括基于检测到光的时间来确定微粒的标准。例如,为紧密检测的微粒的时间间隔设置阈值。更具体地,用于确定的标准可以是在检测到特定微粒的时间之前和之后的预定时间段内,是否检测到另一个微粒。设定的阈值对应于预定的时间段。例如,在检测到两个相邻微粒并且两个微粒中的一个不应被分类的情况下,采用用于确定的标准可以防止收集不应被分类的微粒。因此,可以提高待分类的微粒的纯度。
例如,通过预先设置用户是执行纯度优先的分类还是产量优先的分类,可以采用或不采用基于时间的用于确定微粒的标准,作为初级分类标准。
在纯度优先进行分类的设置的情况下,可以采用基于时间的微粒确定标准,作为初级分类标准。在这种情况下,当检测到满足用于确定波长范围和/或光强度的标准的特定微粒时,确定在检测到特定微粒的时间之前和之后的时间间隔的阈值内是否还有另一微粒(例如,被确定为不被分类的微粒等)。如果存在另一微粒,则确定该特定微粒未被分类。如果没有另一微粒,则确定该特定微粒被分类。
在产量优先进行分类的设置的情况下,可以不采用基于时间的微粒确定标准,作为初级分类标准。换言之,不管在检测到满足确定波长范围和/或光强度的标准的微粒之前和之后对微粒的确定,都确定执行了分类。
对于检测到微粒的时间之前和之后的每一个,时间间隔的阈值可以被设置为另一阈值。
如上所述,确定单元105可以确定在检测到特定微粒的时间之前和之后的时间间隔的阈值内是否存在另一微粒,并且如果存在另一微粒,则可以确定该特定微粒未被分类;即,确定单元105可以根据存在于特定微粒附近的其他微粒的存在来确定特定微粒没有被分类。
另外,如上所述,确定单元105可以根据以预定次数连续驱动的致动器的驱动来确定接下来流动的微粒没有被分类。
确定单元105可以根据特定微粒附近的其他微粒的存在、特定微粒未被分类的次数和/或以预定次数连续驱动的致动器的驱动,对确定单元105确定下一个流动的微粒未被分类的次数进行计数。如上计数的微粒被确定为未被分类的次数用于例如获得分类的微粒的数量,如下面描述的“(1-2)次级分类确定”中所解释的。
初级分类确定可以是例如通过使用上述PTL 1中描述的微芯片在芯片上分类中进行的光照射和光检测的细胞分类确定等。例如,在上述PTL 1中描述的微芯片中,检测到通过用光照射流经流道的细胞而产生的光,然后,基于检测到的光的特征,确定细胞是否被分类。这种分类确定可以作为初级分类确定来执行。
(1-2)次级分类确定
确定单元105基于为两个或更多个不同微粒群指定的颗粒组成比率,确定在初级分类确定中被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒是否被分类。前述确定是根据本技术的次级分类确定。
例如,可以在利用上述PTL1中描述的微芯片在芯片上分类中基于光特征的分类确定之后,执行次级分类确定。在将本技术应用于芯片上分类的情况下,在基于光的特征的分类确定之后执行次级分类确定,并且此后,执行分类微粒的操作。
如上所述,根据本技术,在初级分类确定和微粒分类操作之间进一步执行次级分类确定,从而使得能够以简单的方式获得包括预定组成比率的多种微粒的混合物。
可以在各种微粒分类装置中实现次级分类确定过程,并且可以包含在特别是微粒分类装置中,该微粒分类装置执行通过用光照射微粒而做出的分类确定和基于确定结果的微粒分类操作。例如,在使用上述PTL 1中描述的微芯片执行芯片上分类的微粒分类装置等中,可以执行次级分类确定。
在根据本技术执行微粒分类过程之前,预先指定颗粒组成比率。例如,使用根据本技术的微粒分类装置的用户可以预先指定颗粒组成比率。例如,颗粒组成比率可以是两个或更多个不同微粒群的组成比率,例如,2至20个不同微粒群的组成比率,特别是2至10个不同微粒群的组成比率,更特别是2至5个不同微粒群的组成比率。指定了颗粒组成比率的微粒群的数量可以对应于初级分类确定中的微粒群的数量。
例如,在根据本技术对两个不同的微粒群A和B进行分类的情况下,例如,用户可以在大于0:小于100至小于100:大于0,特别是0.1:99.9至99.9:0.1,更特别是1:99至99:1的数值范围内指定颗粒组成比率(属于微粒群A的微粒数量:属于微粒群B的微粒数量)。此外,在根据本技术对三个或更多个微粒群进行分类的情况下,用户可以类似地指定颗粒组成比率。
例如,在通过细胞表面上存在的分子和/或分化阶段对两个或更多个微粒群进行分类的情况下,如在上述“(1-1)初级分类确定”中所述,可以由用户指定每个微粒群的颗粒组成比率。例如,对于处于原始T细胞分化阶段的CD8+细胞、处于中央记忆T细胞分化阶段的CD8+细胞、处于原始T细胞分化阶段的CD4+细胞和处于中央记忆T细胞分化阶段的CD4+细胞的四个细胞群体,可以指定相同的颗粒组成比率(25:25:25:25),或者可以指定不同的颗粒组成比率(例如,20:40:30:10等)。
在执行次级分类确定之前,确定单元105可以基于指定的颗粒组成比率设置用于确定在初级分类确定中被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒是否被分类的标准(在下文中,也称为“次级分类标准”)。可以设置次级分类标准,使得通过在初级分类确定中对被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒进行分类来实现颗粒组成比率。次级分类标准可以由例如确定单元105设置,或者可以由另一组件设置。
根据本技术的一个实施例,确定单元105可以基于指定的颗粒组成比率来设置获取的颗粒的数量。根据本技术,“获得的颗粒的数量”是指待分类的微粒的数量。根据该实施例,例如,可以将是否已经获取待分类的微粒以达到所获取的微粒的数量用作次级分类标准。可以为两个或更多个不同微粒群中的每一个设定获得的颗粒的数量。可以由确定单元105基于测试测量的结果来指定所获取的颗粒的数量。
例如,响应于用户指定50:50(即,属于微粒群A的微粒的数量:属于微粒群B的微粒的数量=50:50),作为两个不同微粒群A和B之间的颗粒组成比率,确定单元105可以将例如属于微粒群A和B的微粒的获取的微粒的数量分别设置为例如100和100或者200和200。
确定单元105可以确定微粒被分类,只要没有超过所获取的颗粒的设定数量。更具体地,如果在初级分类确定中被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒的分类数量没有达到基于指定的颗粒组成比率设置的获取微粒的数量,则确定单元105可以确定微粒被分类。如果在初级分类确定中被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒的分类数量已经达到基于指定的颗粒组成比率设置的获取微粒的数量,则确定单元105可以确定微粒未被分类。根据本技术,“分类数”是指已经分类的微粒的数量。
例如,假设两个不同微粒群A和B的获取颗粒的数量分别被设置为100和100,并且微粒群A的分类数量是100,微粒群B的分类数量是99。在这种情况下,如果在初级分类确定中确定微粒属于微粒群A,则确定单元105确定微粒没有被分类,因为微粒所属的微粒群A的分类数量是100,即,已经达到了获取的微粒的数量。另一方面,如果在初级分类确定中确定微粒属于微粒群B,则确定单元105确定微粒被分类,因为微粒所属的微粒群B的分类数量是99,即,还没有达到获取的微粒的数量。
当确定单元105执行如上所述的次级分类确定时,收集的微粒具有上述颗粒组成比率。
可以通过对通过微粒分类流道159中的预定位置的微粒数量进行计数来获得微粒的分类数量。换言之,微粒通过颗粒分类流道159中的预定位置的频率可以用作微粒的分类数量。为了计数的目的,例如,可以朝向颗粒分类流道159中的预定位置进行光照射。当微粒穿过预定位置时,通过光照射从微粒产生光。可以通过检测光来检测微粒的通过。检测光的频率可以用作通过频率。为了如上所述检测微粒的通过,例如,可以在微粒分类装置100中设置向预定位置发射光的光照射单元和检测由光照射产生的光的检测单元。上述关于光照射单元101和检测单元102的内容适用于光照射单元和检测单元。可以由例如控制单元103执行计数。
或者,例如,可以通过计数由分类控制单元107执行的分类操作的数量,来获取微粒的分类数量。换言之,由分类控制单元107执行的分类操作的数量可以用作微粒的分类数量。可以由控制单元103执行计数,并且特别地,可以由分类控制单元107执行计数。
或者,例如,可以通过计数由确定单元105做出的确定的数量来确定要执行分类,从而获取微粒的分类数量。换言之,由确定单元105做出的确定要执行分类的确定的数量可以用作微粒的分类数量。可以由控制单元103执行计数,并且特别地,可以由确定单元105执行计数。
或者,可以通过从属于特定微粒群的确定次数中减去属于特定微粒群但未被分类的确定次数,来获得被分类的微粒数。通过获得如上所述的分类数,可以准确地计数分类数。
属于特定微粒群的确定次数可以是确定单元105确定其属于特定微粒群的确定次数,如上述“(1-1)初级分类确定”中所述。
此外,如“(1-1)初级分类确定”中所述,属于特定微粒群但未被分类的确定的数量可以是由确定单元105进行的不被分类的确定的数量。因此,它可以是(确定单元105根据特定微粒附近的另一微粒的存在确定特定微粒没有被分类的确定次数)和(确定单元105根据以预定次数连续驱动的致动器的驱动确定下一个流动的微粒没有被分类的确定次数)的总和,或者可以是两个数量中的任一个。
根据本技术的另一实施例,确定单元105可以确定微粒被分类,只要收集的微粒的组成比率落在包括指定的颗粒组成比率的预定数值范围内。换言之,收集的微粒的组成比率是否落在包括指定的颗粒组成比率的预定数值范围内可以用作次级分类标准。
更具体地,如果在初级分类确定中分类被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒的情况下的颗粒组成比率落在包括指定的颗粒组成比率的指定数值范围内,则确定单元105可以确定微粒被分类。如果在初级分类确定中分类被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒的情况下的颗粒组成比率未落在包括指定颗粒组成比率的指定数值范围内,则确定单元105可以确定微粒未被分类。
确定单元105可以采用例如指定的颗粒组成比率±预定的阈值,作为指定的数值范围。更具体地,例如,在用户指定50:50作为两个不同微粒群A和B之间的颗粒组成比率的情况下,颗粒组成比率(50)±为每个群指定的预定阈值(例如,0.05)(即,49.5到50.5)可以用作指定的数值范围。阈值可以由根据本技术的微粒分类装置的用户来设置。
确定单元105执行如上所述的次级分类确定,从而允许以指定数值范围内的组成比率收集更多的微粒。
如(1-1)和(1-2)中所解释的,根据本技术的微粒分类装置确定微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个,然后基于指定的颗粒组成比率来分类被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒。被确定为被分类的微粒通过孔口部分170流入颗粒分类流道159。一个容器可以通过例如颗粒收集通道连接到颗粒分类通道端部161。因此,被确定要被分类的微粒从颗粒分类通道端部161流出,并通过颗粒收集通道流入一个容器。如上所述,在根据本技术的微粒分类装置中,两个或更多个不同的微粒群通过一个微粒分类流道159流入一个容器。
在此处,当微粒群是指“类别”并且从孔口部分170到容器的流动是指“流”时,可以认为由本技术的微粒分类装置分配了两个或更多个不同的类别,并且当类别的数量大于流的数量的关系成立时,可以获得包括预定比率的两个或更多类别的混合物。
例如,假设指定了四种类型的类别。在这种情况下,通过本技术的微粒分类装置将四种类型的类别分配给一个流,由此可以同时分类四种类型的类别。此外,通过本技术的微粒分类装置将四个类别分为两个(例如,A-D类别分为类别A和类别B以及类别C和类别D),并且被分为两个的两个类别可以被分配给两个流(例如,类别A和类别B被分配给流1,类别C和类别D被分配给流2)。例如,在下面描述的流式细胞仪中,可以采用分配给两个或更多个流的实施例。在这种情况下,一个流可以包含从施加电荷的液滴的运行方向改变的部分到用于回收液滴的容器。例如,在用于微粒分类的微芯片150中,可以采用分配给两个或更多个流的实施例。在这种情况下,例如,可以在芯片中设置两个或更多个颗粒收集通道,或者可以使用分支流道作为颗粒收集通道。
根据本技术的微粒分类装置可以是微粒分类装置,其产生包括微粒的液滴,并通过控制液滴的移动方向来分类微粒。这种微粒分类装置的示例可以包括流式细胞仪。流式细胞仪可以是流动细胞型或空气喷射型。例如,通过将根据本技术的确定单元引入到普通流式细胞仪中,流式细胞仪可以用作根据本技术的微粒分类装置。一种普通的流式细胞仪包括:光照射单元,其用光照射流经流道的微粒;检测单元,其检测由光照射产生的光;以及信号处理单元,其产生关于光的特征的信息。因此,例如,可以利用关于光的特征的信息来执行根据本技术的确定单元对微粒的分类确定处理。通过控制包括微粒的液滴的移动方向,基于由确定单元获得的确定结果,获得包括特定颗粒组成比率的多种微粒的微粒混合物(例如,细胞混合物)。
下面将描述由根据本技术的微粒分类装置执行的分类过程的更具体的示例。
(2)第一实施例的第一示例(微粒分类操作的示例)
在该示例中,将描述分类过程,用于利用根据本技术的微粒分类装置100以1:1的细胞组成比率从全血溶血样品中分类作为T细胞的亚群的CD4+T细胞和CD8+T细胞。
注意,在该示例和以下“(3)第一实施例的第二示例(微粒分类操作的示例)”和“(4)第一实施例的第三示例(微粒分类操作的示例)”中,为了更好地理解本技术,采用分类两种特定类型的T细胞的情况,但是这些示例中的微粒分类装置100的操作可以分类T细胞以外的细胞和细胞以外的微粒。此外,与根据本示例的微粒分类装置100的操作类似的操作也使得能够以预定的颗粒组成比率分类三种或更多种类型的微粒。此外,在这些示例中,提供了以1:1的颗粒组成比率进行分类的情况,但是该示例中的微粒分类装置100的操作也使得能够以其他颗粒组成比率分类微粒。
首先,用户利用微粒分类装置100对全血被溶血的样品进行测试测量,然后获得直方图。假设一种情况,其中,如图4所示,获得直方图,作为测试测量的结果。在这种情况下,用户设置闸门A,以便在图4的左图的直方图中包括对应于淋巴细胞的区域。接下来,用户扩展闸门A,从而提供图4的中图的直方图。用户设置闸门B,以便在图4的中图的直方图中包括对应于淋巴细胞的区域,该淋巴细胞是CD3+(表示T细胞)。接下来,用户然后扩展闸门B,从而提供图4的右图的直方图。用户分别设置闸门C和D,以便在图4的右图的直方图中包括分别对应于CD4+T细胞和CD8+T细胞的区域。换言之,闸门A、闸门B和闸门C的细胞是CD4+T细胞。此外,在闸门A、闸门B和闸门D中的细胞是CD8+T细胞。
如上所述,通过进行测试测量来找到应该被设置为对目标细胞(CD4+T细胞和CD8+T细胞)进行分类的闸门。
注意,在闸门B的细胞中,CD4+T细胞(闸门C的细胞)的比例和CD8+T细胞(闸门D的细胞)的比例分别为46.66%和20.3%。因此,即使按照“闸门A和闸门B和闸门C”或“闸门A和闸门B和闸门D”的或逻辑对细胞进行分类,分类后的细胞混合物中CD4+T细胞和CD8+T细胞之间的细胞组成比率也不会是1:1。
在通过前述测试测量找到应该被设置为分类目标细胞的闸之后,例如,如图5所示,用户指定作为初级分类标准的门逻辑和用于设置次级分类标准的颗粒组成比率。在图5中,作为主要的分类标准,为1号闸门设置“闸门A和闸门B以及闸门C”的门逻辑,为2号闸门指定“闸门A闸门B闸门D”的门逻辑。此外,在图5中,为1号闸门指定50%的颗粒组成比率,并且为2号闸门指定50%的颗粒组成比率。换言之,这两种类型的单元之间的颗粒组成比率被指定为1:1。
在指定了作为初级分类标准的门逻辑和用于设置次级分类标准的颗粒组成比率之后,根据本技术的微粒分类装置开始微粒分类过程。下面将参考图1和图6描述由根据本技术的微粒分类装置执行的微粒分类过程。图1是示出如上所述的微粒分类装置100的配置的示图。图6是根据本技术的微粒分类过程的流程图。图6的流程图所示的微粒分类过程是只对满足1号闸门的门逻辑的预定数量的细胞进行分类的过程,然后只对满足2号闸门的门逻辑的预定数量的细胞进行分类。将在下面描述微粒分类过程的细节。
在图6的步骤S101中,用户经由例如接口将门逻辑和颗粒组成比率输入到微粒分类装置100中。
在步骤S101中执行输入的用户可以与指定门逻辑、如上所述的初级分类标准以及指定用于设置次级分类标准的颗粒组成比率的用户相同或不同。用户彼此不同的示例可以包括开发细胞治疗剂和制造所开发的细胞治疗剂的情况。可以例如在实验室中开发细胞治疗剂,可以例如由专家或工程师设定门逻辑和颗粒组成比率。可以例如在工厂中由微粒分类装置的操作员(除了执行上述设置的人之外)制造开发的细胞治疗剂。
伴随着门逻辑和颗粒组成比率的设置,可以准备用于使微粒分类装置执行根据本技术的微粒分类方法的程序。该程序可以例如通过信息存储介质传输,或者从专家或工程师无线或有线地传输给操作员。
在步骤S102中,确定单元105设置用于分类的单元数量。用于分类的单元的数量可以由确定单元105基于例如在测试测量中计数的满足每个门逻辑的细胞数量来设置。或者,用户可以基于在测试测量中计数的满足每个门逻辑的单元数量来设置用于分类的单元数量。
例如,如图6所示,用于分类的单元的数量可以设置为100。
在步骤S103中,确定单元105基于用户指定的颗粒组成比率,设置所获取的满足1号闸门的门逻辑的细胞数量和所获取的满足2号闸门的门逻辑的细胞数量。可以基于例如在步骤S102中设置的用于分类的单元的单元数量和颗粒组成比率来设置这些获取的单元数量。例如,用于分类的单元数量根据颗粒组成比率分配给每个闸门。
例如,在步骤S102中用于分类的单元数量被设置为100的情况下,基于单元数量(100)和颗粒组成比率(1:1),获取的满足1号闸门的门逻辑的细胞数量被设置为50,并且所获取的满足2号闸门的门逻辑的细胞数量被设置为50。
在步骤S104中,微粒分类装置100开始分类过程。
在步骤S105中,微粒分类装置100开始分类满足1号闸门的门逻辑的细胞。例如,控制单元103驱动泵(未示出),用于将样品液体和鞘液分别引入样品液体通道152和鞘液通道154,从而开始分类。通过驱动将样品液体和鞘液引入样品液体通道152和鞘液通道154,然后,这些液体在合并部分162处合并,以形成层流。层流通过主流道155流向分类部分157。
在步骤S106中,执行通过用光照射流经主流道155的细胞而产生的光的检测。在检测区域156中进行检测。光照射单元101进行光照射,检测单元102检测光照射产生的光。
在步骤S107中,确定单元105确定在步骤S106中检测到的光是否满足1号闸门的门逻辑。如果检测到的光满足1号闸门的门逻辑,则控制单元103将处理进行到步骤S108。如果检测到的光不满足1号闸门的门逻辑,则控制单元103将处理返回到步骤S106,以用光照射下一个流动的细胞,并检测由光照射产生的光。产生的光不满足1号闸门的门逻辑的细胞流到分支流道158。
在步骤S108中,确定单元105比较已经被分类到颗粒分类流道159中的被确定为满足1号闸门的门逻辑的细胞的数量和在步骤S103中设置获取的细胞数量。
如果作为比较的结果,分类的细胞的数量没有达到获取的细胞的数量,则确定单元105确定被确定为满足1号闸门的门逻辑的细胞被分类。响应于细胞被分类的确定,控制单元103将处理进行到步骤S109。
如果作为比较的结果,分类的细胞数量已经达到获取的细胞数量,则确定单元105确定被确定为满足1号闸门的门逻辑的细胞没有被分类。响应于细胞未被分类的确定,控制单元103将处理进行到步骤S110。
在步骤S109中,控制单元103执行用于对被确定为满足1号闸门的门逻辑的细胞进行分类的处理。例如,控制单元103的分类控制单元107在细胞通过检测区域156后经过一段时间后驱动设置在颗粒分类流道159上的压电致动器(未示出),从而使颗粒分类流道159的内部空间变形,以在颗粒分类流道159中产生负压。因此,细胞被收集到颗粒分类流道159中。
在步骤S110中,控制单元103将通过将当前闸门数加1获得的值与最大闸门数进行比较。
如果该值等于或小于最大闸门数,则控制单元103将处理返回到步骤S105,并且微粒分类装置100开始分类满足通过将1加到当前闸门数而获得的闸数的门逻辑的细胞。
如果该值大于最大闸门数,则控制单元103将处理进行到步骤S111。
在步骤S111中,控制单元103确定是否满足结束分类过程的条件。结束分类过程的条件可以是例如获取的细胞总数是否已经达到预定数量,已经执行分类过程的时间段是否已经达到预定值,用户是否输入结束分类过程的指令(例如,是否已经点击结束分类过程的按钮)等。
在结束分类过程的条件是所获取的细胞总数是否已经达到预定数量的情况下,可以预先指定预定数量。例如,在预定数量为500的情况下,用于分类的单元数量为100,这在步骤S102中指定,因此,在步骤S111的第五处理中(在步骤S105至步骤S110重复五次的情况下),控制单元103确定所获取的细胞数量的总数已经达到预定数量。
如果确定满足结束分类过程的条件,则控制单元103将处理进行到步骤S112。
如果确定不满足结束分类过程的条件,则控制单元103将处理返回到步骤S105,以开始对细胞进行分类。例如,控制单元103开始对满足最小闸门数的门逻辑的细胞进行分类。
结束分类过程的条件可以是除了上述条件之外的条件。结束分类过程的条件可以是例如是否检测到气泡流过检测区域156。例如,用于供应样品液体或鞘液的容纳液体的容器例如通过通道(管等)连接到样品液体通道152或鞘液通道154。除了样品液体或鞘液之外,含液体的容器还可以包括气体。当容纳液体的容器变得几乎空了时,气体变成气泡,并且可以通过样品液体通道152或鞘液通道154流入主流道155。通过用光照射气泡而产生的光的检测时间的长度可以不同于通过用光照射微粒而产生的光的检测时间的长度(特别是更长)。通过用光照射气泡而产生的光的特征也可以不同于通过用光照射微粒而产生的光的特征。因此,可以基于该差异来检测气泡的流动。然后,可以根据气泡通过主流道155中的检测区域156来结束分类过程。
具体地,通过用光照射气泡而产生的光可以由检测单元102检测(其被光电转换成模拟电信号),并且模拟电信号可以由信号处理单元104转换成数字电信号。然后,确定单元105可以基于数字电信号来确定气泡是否流动。控制单元103可以根据气泡流过检测区域156的确定来结束分类过程。
或者,用于结束分类过程的条件可以是是否检测到气泡通过光照射穿过预定位置到达上述颗粒分类流道159中的预定位置。在这种情况下,与上述类似,通过用光照射产生的光被检测单元和信号处理单元转换成数字电信号,并且确定单元105可以基于数字电信号来确定气泡是否穿过预定位置。控制单元103可以根据气泡穿过预定位置的确定来结束分类过程。
用于结束分类过程的条件的另一示例可以是用于向样品液体通道152或鞘液体通道154供应样品液体或鞘液体的容纳液体的容器的重量是否达到预定值或更小,或者重量的减少量是否达到预定值或更大。为了称量容纳液体的容器,重量传感器可以连接到微粒分类装置100。由重量传感器测量的重量的量数据依次或连续地传输到控制单元103,并且控制单元103可以根据量数据结束分类过程。
或者,分类过程重量条件可以是连接到上述颗粒分类通道端部161的容器的重量是否达到预定值或更大,或者重量的增加量是否达到预定值或更大。为了称重容器,重量传感器可以连接到微粒分类装置100。由重量传感器称重的量数据依次或连续地传输到控制单元103,并且控制单元103可以根据量数据结束分类过程。
在步骤S112中,微粒分类装置100结束分类过程。
根据上述分类过程,CD4+T细胞和CD8+T细胞以1:1的细胞组成比率收集。
(3)第一实施例的第二示例(微粒分类操作的示例)
该示例是用于利用根据本技术的微粒分类装置100从细胞组成比率为1:1的全血溶血样品中对作为T细胞亚群CD4+T细胞和CD8+T细胞分类的分类过程的另一示例。
首先,用户利用微粒分类装置100对全血被溶血的样品进行测试测量,从而找到应该被设置为分类目标细胞(CD4+T细胞和CD8+T细胞)的闸门,如前述“(2)第一实施例的第一示例(微粒分类操作的示例)”。换言之,闸门A、闸门B和闸门C中的细胞是CD4+T细胞。此外,闸门A、闸门B和闸门D中的细胞是CD8+T细胞。
在通过前述测试测量找到应该被设置为分类目标细胞的闸门之后,如图5所示,用户指定例如作为初级分类标准的门逻辑和用于设置次级分类标准的颗粒组成比率。门逻辑和颗粒组成比率如前述“(2)第一实施例的第一示例(微粒分类操作的示例)”中所述。
在指定了作为初级分类标准的门逻辑和用于设置次级分类标准的颗粒组成比率之后,根据本技术的微粒分类装置开始微粒分类过程。下面将参考图1和图7描述由根据本技术的微粒分类装置执行的微粒分类过程。图1是示出如上所述的微粒分类装置100的配置的示图。图7是根据本技术的微粒分类过程的流程图。图7的流程图所示的微粒分类过程是继续对满足1号闸门的门逻辑的细胞和满足2号闸门的门逻辑的细胞进行分类的过程,直到收集的细胞数量达到预先为每个细胞设置的获取数量。将在下面描述微粒分类过程的细节。
图7中的步骤S201至S204与图6中的步骤S101至S104相同。因此,将省略图7中的步骤S201至S204的描述。
在步骤S205中,微粒分类装置100开始分类满足1号闸门的门逻辑或2号闸门的门逻辑的细胞。例如,控制单元103驱动泵(未示出),用于将样品液体和鞘液分别引入样品液体通道152和鞘液通道154,从而开始分类。通过驱动将样品液体和鞘液引入样品液体通道152和鞘液通道154,然后,这些液体在合并部分162处合并,以形成层流。层流通过主流道155流向分类部分157。
在步骤S206中,执行通过用光照射流经主流道155的细胞而产生的光的检测。在检测区域156中进行检测。光照射单元101进行光照射,检测单元102检测光照射产生的光。
在步骤S207中,确定单元105确定在步骤S206中检测到的光是否满足1号闸门的门逻辑或2号闸门的门逻辑。如果检测到的光满足任一门逻辑,则控制单元103将处理进行到步骤S208。如果检测到的光不满足任何门逻辑,则控制单元103将处理返回到步骤S206,以用光照射下一个流动的细胞,并检测由光照射产生的光。产生不满足任何门逻辑的光的单元流向分支流道158。
在步骤S208中,确定单元105确定已经产生满足1号闸门的门逻辑或2号闸门的门逻辑的光的细胞应该分类。如下执行确定。
如果检测到的光满足1号闸门的门逻辑,则被确定为满足1号闸门的门逻辑的已经被分类到颗粒分类流道159中的细胞的数量与在步骤S203中设置的获取的细胞数量进行比较。如果作为比较的结果,分类的细胞数量没有达到获取的细胞数量,则在步骤S207中,确定单元105确定被确定为满足1号闸门的细胞分类。响应于确定细胞被分类,控制单元103将处理进行到步骤S209。如果作为比较的结果,分类的细胞数量已经达到获取的细胞数量,则在步骤S207中,确定单元105确定被确定为满足1号闸门的细胞没有被分类。响应于细胞未被分类的确定,控制单元103将处理进行到步骤S210。
如果检测到的光满足2号闸门的门逻辑,则被确定为满足2门闸号的门逻辑的已经被分类到颗粒分类流道159中的细胞的数量与在步骤S203中设置的获取的细胞数量进行比较。如果作为比较的结果,分类的细胞数量没有达到获取的细胞数量,则确定单元105确定被确定为满足2号闸门的细胞在步骤S207中被分类。响应于细胞被分类的确定,控制单元103将处理进行到步骤S209。如果作为比较的结果,分类的细胞数量已经达到获取的细胞数量,则在步骤S207中,确定单元105确定被确定为满足2号闸门的细胞没有被分类。响应于细胞未被分类的确定,控制单元103将处理进行到步骤S210。
在步骤S209中,控制单元103执行用于在步骤S207中对被确定为满足1号闸门的门逻辑或2号闸门的门逻辑的细胞进行分类的处理。例如,控制单元103的分类控制单元107在细胞通过检测区域156后经过一段时间后驱动设置在颗粒分类流道159上的压电致动器(未示出),从而使颗粒分类流道159的内部空间变形,以在颗粒分类流道159中产生负压。因此,细胞被收集到颗粒分类流道159中。
控制单元103可以在步骤S209的处理之后将处理返回到步骤S206。或者,控制单元103可以在步骤S209的处理完成之前执行步骤S206的处理。因此,即使在层流中排列的细胞之间的间隔很窄的情况下,也可以对连续的细胞执行分类过程。
在步骤S210中,控制单元103对于所有的闸门数量确定已经分类到颗粒分类流道159中的细胞的数量是否已经达到在步骤S203中设定的获取的细胞数量。如果已经分类到颗粒分类流道159中的细胞的数量已经达到在步骤S203中为所有闸门数量设定的获得的细胞数量,则控制单元103使处理进行到步骤S211。如果已经分类到颗粒分类流道159中的细胞的数量没有达到在步骤S203中为至少一个闸门数量设定的获得的细胞数量,则控制单元将处理返回到步骤S206,以继续细胞分类过程。
在步骤S211中,控制单元103确定是否满足结束分类过程的条件。结束分类过程的条件可以是例如获取的细胞总数是否已经达到预定数量,已经执行分类过程的时间段是否已经达到预定值,用户是否输入结束分类过程的指令(例如,是否已经点击结束分类过程的按钮)等。
如果确定满足结束分类过程的条件,则控制单元103将处理进行到步骤S212。
如果确定不满足结束分类过程的条件,则控制单元103将处理返回到步骤S205,以开始对细胞进行分类。
在步骤S212中,微粒分类装置100结束分类过程。
根据上述分类过程,以1:1的细胞组成比率收集CD4+T细胞和CD8+T细胞。
此外,当执行上述分类过程时,可以以单元数量执行分类。在上面的解释中,单元数量被设置为100,但是单元数量不限于此,并且可以根据要分类的细胞数量来设置。单元的数量可以是例如10-1000000,特别是50-100000,更特别是100-10000。当重复单元数量的分类时,可以以预定的颗粒组成比率有效地制备包括两个或更多个不同微粒群的微粒混合物。
在本技术的一个优选实施例中,重复上述步骤S205至S212;换言之,在单元数量中重复分类。例如,假设单元数量为10000,设置了四个门逻辑(闸门A、闸门B、闸门C和闸门D),并且颗粒组成比率为A∶B∶C:D=1∶2∶3∶4的情况。在这种情况下,当在单元数量中执行分类过程时,包括1000、2000、3000和4000个细胞的细胞混合物分别满足门逻辑A、B、C和D。通过在单元数量中重复10次分类过程而获得的细胞混合物包括100000个细胞,并且100000个细胞的颗粒组成比率为A∶B∶C:D=1∶2∶3∶4。当如上所述执行分类过程时,可以有效地获得具有预定颗粒组成比率的微粒混合物。
注意,可以在上面描述的“(2)第一实施例的第一示例(微粒分类操作的示例)”和下面描述的“(4)第一实施例的第三示例(微粒分类操作的示例)”中在单元数量中重复分类过程,不限于这种情况。
(4)第一实施例的第三示例(微粒分类操作的示例)
该示例是利用根据本技术的微粒分类装置100从全血溶血样品中分类作为T细胞的亚群的CD4+T细胞和CD8+T细胞的示例,使得细胞之间的组成比率落在包括由用户指定的1:1的比率的预定数值范围内。
首先,用户利用微粒分类装置100对全血被溶血的样品进行测试测量,从而找到应该被设置为分类目标细胞(CD4+T细胞和CD8+T细胞)的闸门,如前述“(2)第一实施例的第一示例(微粒分类操作的示例)”。换言之,闸门A、闸门B和闸门C中的细胞是CD4+T细胞。此外,闸门A、闸门B和闸门D中的细胞是CD8+T细胞。
在通过前述测试测量找到应该被设置为分类目标细胞的闸门之后,如图5所示,用户指定例如作为初级分类标准的门逻辑和用于设置次级分类标准的颗粒组成比率。门逻辑和颗粒组成比率如前述“(2)第一实施例的第一示例(微粒分类操作的示例)”中所述。
在指定了作为初级分类标准的门逻辑和用于设置次级分类标准的颗粒组成比率之后,根据本技术的微粒分类装置开始微粒分类过程。下面将参考图1和图8描述由根据本技术的微粒分类装置执行的微粒分类过程。图1是示出如上所述的微粒分类装置100的配置的示图。图8是根据本技术的微粒分类过程的流程图。图8的流程图所示的微粒分类过程是以下过程:首先获取预定数量的细胞,例如,通过执行分类过程,例如,前述“(2)第一实施例的第一示例(微粒分类操作的示例)”或“(3)第一实施例的第二示例(分类微粒的操作的示例)”中描述的过程,然后分类颗粒,只要每个细胞的组成比率落入包括由用户指定的比率的预定数值范围内。将在下面描述微粒分类过程的细节。
在图8的步骤S301中,用户经由例如接口将门逻辑和颗粒组成比率输入到微粒分类装置100中。
在步骤S302中,微粒分类装置100开始分类过程。
在步骤S303中,微粒分类装置100获取满足1号闸门的门逻辑的细胞和满足2号闸门的门逻辑的细胞,使得细胞之间的组成比率是用户指定的颗粒组成比率。为了获取,例如,执行在前述“(2)第一实施例的第一示例(微粒分类操作的示例)”或“(3)第一实施例的第二示例(微粒分类操作的示例)”中描述的分类过程。
例如,如图8所示,用于分类的单元数量设置为100。然后,在100个细胞中,获取的满足1号闸门的门逻辑的细胞数量被设置为50,并且获取的满足2号闸门的门逻辑的细胞数量被设置为50。为了实现这些获取的数量,例如,可以执行步骤S104至S110的处理或者步骤S204至S210的处理。
上述分类过程收集了50个满足1号闸门的门逻辑的细胞和50个满足2号闸门的门逻辑的细胞。
在步骤S304和后续步骤中,微粒分类装置100继续微粒分类过程。在步骤S304和后续步骤中,只要各个细胞组成比率落在包括由用户指定的比率的预定数值范围内,就执行分类颗粒的过程。
在步骤S304中,执行通过用光照射流经主流道155的细胞而产生的光的检测。在检测区域156中进行检测。光照射单元101进行光照射,检测单元102检测光照射产生的光。
在步骤S305中,确定单元105确定在步骤S304中检测到的光是否满足1号闸门的门逻辑或2号闸门的门逻辑。如果检测到的光满足任何门逻辑,则控制单元103将处理进行到步骤S306。如果检测到的光不满足任何门逻辑,则控制单元103将处理返回到步骤S304,以用光照射下一个流动的细胞,并检测由光照射产生的光。产生不满足任何门逻辑的光的细胞流向分支流道158。
在步骤S306中,确定单元105确定在对在步骤S305中产生被确定为满足1号闸门的门逻辑或2号闸门的门逻辑(即,任何初级分类标准)的光的细胞进行分类的情况下的颗粒组成比率的是否落在包括用户指定的比率的预定数值范围内。
例如,(由用户指定的比率阈值)±(阈值)可以用作预定的数值范围。在本示例中,每个细胞的颗粒组成比率均为50%。因此,在本示例中,在1%被设置为阈值的情况下,50%±0.05%(即,49.5%至50.5%)是预定的数值范围。
作为确定的结果,如果在对产生被确定为满足任何初级分类标准的光的细胞进行分类的情况下的颗粒组成比率落在预定数值范围内,则控制单元103使处理进行到步骤S307。
作为确定的结果,如果在对产生被确定为满足任何初级分类标准的光的细胞进行分类的情况下的颗粒组成比率未落在预定数值范围内,则控制单元103使处理进行到步骤S308。
在步骤S307中,控制单元103执行用于对在步骤S305中产生满足1号闸门的门逻辑或2号闸门的门逻辑的光的细胞进行分类的处理。例如,控制单元103的分类控制单元107在细胞通过检测区域156后经过一段时间后驱动设置在颗粒分类流道159上的压电致动器(未示出),从而使颗粒分类流道159的内部空间变形,以在颗粒分类流道159中产生负压。因此,细胞被收集到颗粒分类流道159中。
控制单元103可以在步骤S307的处理之后将处理返回到步骤S304。或者,控制单元103可以在步骤S307的处理完成之前执行步骤S304的处理。因此,即使在层流中排列的细胞之间的间隔很窄的情况下,也可以对连续的细胞执行分类过程。
在步骤S308中,控制单元103确定是否满足结束分类过程的条件。结束分类过程的条件可以是例如获取的细胞总数是否已经达到预定数量,已经执行分类过程的时间段是否已经达到预定值,用户是否输入结束分类过程的指令(例如,是否已经点击结束分类过程的按钮)等。
如果确定满足结束分类过程的条件,则控制单元103将处理进行到步骤S309。
如果确定不满足结束分类过程的条件,则控制单元103将处理返回到步骤S304,以继续对细胞进行分类。
在步骤S309中,微粒分类装置100结束分类过程。
在如上所述的分类过程中分别收集50个CD4+T细胞和50个CD8+T细胞后,只要细胞组成比率落在预定的数值范围内,细胞分类过程就进一步继续。因此,可以在预定数值范围内以组成比率对更多的细胞进行分类。
(5)第一实施例的第四示例(具有用于微粒分类的连接的微芯片的颗粒分类过程的示例)
通过将本技术应用于由用于微粒分类的流道单元执行的微粒分类过程,可以实现各种目的,该过程具有用于微粒分类的连接的微芯片。下面将描述由包括用于微粒分类的流道单元的微粒分类装置执行的分类过程。
(5-1)微粒分类装置的配置示例
将在下面参考图9描述根据本技术的微粒分类装置,包括用于微粒分类的通道单元。
图9是示出根据本技术的微粒分类装置900的配置示例的示图。如图9所示,根据本技术的微粒分类装置900包括光照射单元101a、检测单元102a和用于微粒分类的微芯片150a以及光照射单元101b、检测单元102b和用于微粒分类的微芯片150b。微粒分类装置900还包括控制单元103。控制单元103可以与图1所示的相同,包括信号处理单元104、确定单元105和分类控制单元107。
光照射单元101a用光照射流经用于微粒分类的微芯片150a中的流道的微粒。检测单元102a检测由光照射产生的光。根据由检测单元102a检测到的光的特征,控制单元103控制用于微粒分类的微芯片150a中的流动,从而仅分类待收集的微粒。
光照射单元101b、检测单元102b和用于微粒分类的微芯片150b也以与光照射单元101a、检测单元102a和用于微芯片分类的微芯片150a类似的方式执行微粒分类过程。
光照射单元101a和101b与前述“(1)第一实施例的描述”中描述的光照射单元101相同。检测单元102a和102b与前述“(1)第一实施例的描述”中描述的检测单元102相同。用于微粒分类的微芯片150a和150b与前述“(1)第一实施例的描述”中描述的用于微粒分类的微芯片150相同。控制单元103和其中包括的组件也与前述“(1)第一实施例的描述”中描述的相同。因此,前述“(1)第一实施例的描述”中描述的内容适用于这些组件,将省略对这些组件的描述。
注意,在该示例中,光照射单元101a和101b被视为相同的单元,但是可以不同。类似地,检测单元102a和102b可以被视为相同的单元,或者可以是不同的单元。用于微粒分类的微芯片150a和150b也可以被视为相同的单元,或者可以是不同的单元。
用于微粒分类的微芯片150a的微粒分类通道端部161a和用于微粒分类的微芯片150b的样品液体入口151b通过流道连接构件901连接。此外,流体储存容器902设置在用于微粒分类的微芯片150a的分类部分157a和用于微粒分类的微芯片150b的分类部分157b之间。流体储存容器902被配置为使得容器中的流体储存量根据容器前后的流速差而变化。泵903设置在流体储存容器902的下游和用于微粒分类的微芯片150b的分类部分157b的上游。
流道连接构件901可以是例如管等。本领域技术人员可以从本技术所属的技术领域中使用的材料中适当地选择流道连接构件901的材料。流道连接构件901可以是例如聚氯乙烯(PVC)管、硅树脂管、聚醚醚酮(PEEK)管、聚四氟乙烯(PTFE)管或热塑性弹性体管,或者可以具有连接的多种类型的管。
流体储存容器902设置在连接两个分类部分157a和157b的流道上。更具体地,容器902设置在连接两个分类部件157a和157b的流道上,使得流体能够从连接两个分类部件157a和157b的流道流出。提供该容器,从而使得能够彼此独立地控制从用于微粒分类的上游微芯片150a的分类部分157a流入容器902的流体的流速和从容器902流入用于微粒分类的下游微芯片150b的分类部分157a的流体的流速。换言之,可以彼此独立地控制位于容器902上游和用于微粒分类的微芯片150a的分类部分157a下游的流道中的流速以及位于容器902下游和用于微粒分类的微芯片150b的分类部分157b上游的流道中的流速。
例如,流体储存容器902可以抑制由于流体储存容器902上游的流道中的流速波动对流体储存容器902下游的流道中的流速的影响或者由于流体储存容器902下游的流道中的流速波动对流体储存容器902上游的流道中的流速的影响。流速变化可以是例如由泵驱动产生的脉动流或由微粒分类过程产生的脉动流。
在流体存储容器902上游的流速与流体存储容器902下游的流速不一致的情况下,流体存储容器902根据两个流速之间的差异改变其流体存储量。即使在这两个流速由于流体存储量的变化而不一致的条件下,也可以在彼此独立的流速条件下进行用于微粒分类的两个微芯片150a和150b中的每一个中的微粒分类。
流体储存容器902可以被配置为使得液体-空气接口形成在容器中。形成液体-空气接口的流体储存容器适于抑制由上游分类部分157a和下游分类部分157b中的每一个中的微粒分类操作引起的流速变化的影响。例如,脉动流可以被形成液体-空气接口的流体储存容器分散或吸收。流体储存容器902可以用作分散或吸收脉动流的部件。
流体储存容器902可以被配置为例如随着流体储存量的变化(增加)而膨胀。流体储存容器902可以被配置为根据流体储存容器902的结构膨胀,或者可以被配置为根据流体储存容器902的材料特征(特别是弹性特征)膨胀。
根据本技术的一个实施例,流体储存容器902本身可以包括不具有弹性特征的材料。根据该实施例,流体储存容器902可以被配置为能够根据容器的结构而膨胀。根据该实施例,流体储存容器902可以被配置为例如在不储存流体的情况下具有薄片的形式,并且在流体储存时,增加流体储存容器902的内部容积(例如,像塑料袋、输液袋等)。
根据本技术的另一实施例,流体储存容器902可以包括具有弹性特征的材料(例如,橡胶材料等)。根据该实施例,流体储存容器本身膨胀(例如,像气球等一样膨胀),从而使得能够在其中储存更多的流体。
流体存储容器902可以预先封装有气体(例如,空气或惰性气体,例如,氮气和氩气)。当流体储存在流体储存容器中时,气体可以被压缩。
流体储存容器902可以具有设置在其中的过滤器。该过滤器可以用于例如防止来自外部空气的污染。过滤器可以例如能够将流体储存容器内部的气体压力(例如,空气压力等)与外部空气连通。过滤器可以包括不渗透液体的材料。
例如,在流体存储容器902上游的流速高于流体存储容器902下游的流速的情况下,对应于这两个流速之间的差异的液体量流入流体存储容器902,并且流体存储容器902根据流入而膨胀。因此,引入用于微粒分类的微芯片150b的样品液体入口151b的样品液体的流速是由泵903控制的流速,不受流体储存容器902上游的流速影响。
此外,例如,在流体存储容器902上游的流速低于流体存储容器902下游的流速的情况下,对应于这两个流速之间的差异的液体量流出流体存储容器902。在这种情况下,例如,预定量的液体可以预先容纳在流体存储容器902中。液体根据两个流速之间的差异流出流体储存容器902的下游。因此,流体储存容器902上游的流速不受流体储存容器902下游的流速影响。
此外,流体储存容器902可以被配置为使得流体(特别是流入容器的液体)不会从容器泄漏。
流体存储容器902的材料可以是能够改变流体存储量和流体保持力的材料。本领域技术人员可以适当选择材料。容器902可以是例如塑料袋。塑料袋可以是例如由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或乙烯乙酸乙烯酯共聚物制成的袋子。
泵903可以是例如但不限于蠕动泵(管式泵)、滚子泵、注射泵或离心泵。该泵优选为蠕动泵或滚子泵,用于更准确地控制流速。
流体储存容器902可以吸收当驱动泵903时产生的脉动流。因此,可以消除或减少脉动流对流体存储容器902上游的用于微粒分类的微芯片150a中的流速的影响。
(5-2)分类过程的示例
根据本技术的一个实施例,在用于微粒分类的上游微芯片150a中,根据在普通流式细胞仪中提供的或逻辑来执行微粒分类,接下来,在用于微粒分类的下游微芯片150b中执行根据本技术的微粒分类过程。
在该实施例中,通过利用用于微粒分类的上游微芯片150a的微粒分类,提高了多种类型的目标微粒的纯度。然而,分类是基于或逻辑的,因此在微粒分类之前或之后,多种类型的目标微粒的组成比率不会改变。
在利用用于微粒分类的下游微芯片150b的微粒分类中,执行根据本技术的微粒分类过程,从而使得能够以用户指定的颗粒组成比率收集多种类型的目标微粒。
(5-3)分类过程的另一示例
根据本技术的另一实施例,在用于微粒分类的上游微芯片150a和用于微粒分类的下游微芯片150b中执行根据本技术的微粒分类过程。
根据该实施例,在用于微粒分类的上游微芯片150a和用于微粒分类的下游微芯片150b中执行根据本技术的微粒分类过程,从而使得能够以用户指定的颗粒组成比率收集多种类型的目标微粒。此外,供应到用于微粒分类的下游微芯片150b的微粒数量小于在前述“(5-2)分类过程的示例”的情况下的微粒数量,因此进一步提高了目标微粒的纯度。
2.第二实施例(细胞治疗剂制造装置)
根据本技术的细胞治疗剂制造装置包括:确定单元,其基于通过用光照射流经流道的细胞而产生的光来确定细胞是否被分类;以及细胞分类部分,其用于分类由确定单元确定为要分类的细胞。
确定单元执行初级分类确定,以基于光的特征来确定属于两个或更多个不同细胞群中的任何一个的细胞是否被分类,然后执行次级分类确定,以基于为两个或更多个不同细胞群指定的细胞组成比率,来确定在初级分类确定中被确定为属于细胞群中的任何一个的细胞是否被分类,并且由细胞分类部分分类的细胞被收集在一个容器中。
确定单元被认为如前述“1.第一实施例(微粒分类装置)”中所述,并且该描述也适用于本实施例。根据本技术的细胞治疗剂制造装置包括确定单元,从而使得能够以特定的组成比率对多种类型的细胞群进行分类。
根据本技术的细胞治疗剂制造装置还包括细胞分类部分,用于分类被确定单元确定为要分类的细胞,并且由细胞分类部分分类的细胞被收集在一个容器中。
细胞分类部分可以与前述“1.第一实施例(微粒分类装置)”中描述的分类部分相同。例如,细胞分类部分可以包括用于分类被确定单元确定为分类的细胞的细胞分类流道以及用于流动被确定为不分类的细胞的分支流道。
由细胞分类部分分类的细胞被收集在一个容器中。因此,收集的多种类型的细胞以特定的组成比率存在于容器中。
如上所述,在容器中,以特定的组成比率收集多种类型的细胞群。因此,根据本技术的细胞治疗剂制造装置能够以简单的方式制造包括多种类型细胞群的细胞治疗剂,其组成比率适于治疗特定疾病。可由本领域技术人员根据目标疾病适当选择由根据本技术的细胞治疗剂制造装置分类的细胞的类型和组成比率。
在本技术中,细胞疗法的术语是指通过向受试者(例如,哺乳动物,特别是灵长类动物,更特别是人)施用体外加工或修饰的自体、同种异体或异种细胞来预防或治疗(包括治疗和缓解)目标疾病或损伤。在本技术中,细胞治疗剂可以是用于细胞治疗的药物。细胞治疗剂可以包括如上所述体外加工或修饰的自体、同种异体或异种细胞。例如,包含在细胞治疗剂中的细胞可以包括例如干细胞(例如,间充质干细胞、脂肪干细胞、ES细胞、iPS细胞等)、免疫系统细胞(例如,淋巴细胞等)和软骨细胞以及来自任何上述细胞的细胞。
在图10中示出根据本技术的细胞治疗剂制造装置的配置示例。如图10所示,根据本技术的细胞治疗剂制造装置1000包括光照射单元101、检测单元102、控制单元103和用于微粒分类的微芯片150。光照射单元101、检测单元102、控制单元103和用于微粒分类的微芯片150都被认为如前述“1.第一实施例(微粒分类装置)”中所述,并且该描述也适用于本配置示例。控制单元103中包括的确定单元可以执行根据本技术的微粒分类过程。因此,多种类型的细胞可以按照特定的组成比率进行分类。
用于微粒分类的微芯片150具有连接到管180一端的颗粒分类通道端部161,管180具有连接到容器181的多个端。因此,被分类到颗粒分类流道159中的多种类型的细胞通过管180被收集到容器181中。多种类型的细胞以如上所述的组成比率进行分类。因此,收集在容器181中的多种类型的细胞以特定的组成比率存在。使特定的组成比率适合于某种疾病的过程,从而使得可以向患者提供作为细胞治疗药物产品的容器181,该容器181以特定的组成比率容纳多种类型的细胞。
3.第三实施例(微粒分类方法)
根据本技术的微粒分类方法包括分类确定步骤,用于基于通过用光照射流经流道的微粒而产生的光来确定微粒是否被分类。分类确定单元步骤包括:初级分类确定步骤,用于基于光的特征确定微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个;以及次级分类确定步骤,用于基于为两个或更多个不同微粒群指定的颗粒组成比率,确定在初级分类确定步骤中被确定为属于任何一个微粒群的微粒是否被分类。
初级分类确定步骤和次级分类确定步骤的细节被认为如上述1中的“(1-1)初级分类确定”和“(1-2)次级分类确定”中所述,并且因此将省略其描述。
根据本技术的微粒分类方法包括分类确定步骤,从而使得能够以特定的组成比率分类多种类型的微粒。
根据本技术的微粒分类方法的流程图的一个示例如图6所示被认为如上述1中的“(2)第一实施例的第一示例(微粒分类操作的示例)”中描述。图6中的步骤S107对应于初级分类确定步骤。图6中的步骤S108对应于次级分类确定步骤。步骤S107和步骤S108被认为如上述1中的“(2)第一实施例的第一示例(微粒分类操作的示例)”中所述,并且因此将省略其描述。
根据本技术的微粒分类方法可以包括步骤S107和S108以外的图6所示的步骤。这些步骤被认为如上述1中的“(2)第一实施例的第一示例(微粒分类操作的示例)”中所述,并且因此将省略其描述。
根据本技术的微粒分类方法的流程图的另一示例如图7所示被认为如上述1中的“(3)第一实施例的第二示例(微粒分类操作的示例)”中所述。图7中的步骤S207对应于初级分类确定步骤。图7中的步骤S208对应于次级分类确定步骤。步骤S207和步骤S208被认为如上述1中的“(3)第一实施例的第二示例(微粒分类操作的示例)”中所述,并且因此将省略其描述。
根据本技术的微粒分类方法可以包括步骤S207和S208以外的图7所示的步骤。这些步骤被认为如上述1中的“(3)第一实施例的第二示例(微粒分类操作的示例)”中所述,并且因此将省略其描述。
根据本技术的微粒分类方法的流程图的另一示例如图8所示被认为如上述1中的“(4)第一实施例的第三示例(微粒分类操作的示例)”中所述。图8中的步骤S305对应于初级分类确定步骤。图8中的步骤S306对应于次级分类确定步骤。步骤S305和步骤S306被认为如上述1中的“(4)第一实施例的第三示例(微粒分类操作的示例)”中所述,并且因此将省略其描述。
此外,在图8的步骤S303中,执行前述“(2)第一实施例的第一示例(微粒分类操作的示例)”或“(3)第一实施例的第二示例(微粒分类操作的示例)”中描述的分类过程。如上所述,在这些分类过程中执行的步骤中,步骤S107和S108以及步骤S207和S208对应于初级分类确定步骤和次级分类确定步骤。
根据本技术的微粒分类方法可以包括步骤S305和S306以外的图9所示的步骤。这些步骤被认为如上述1中的“(4)第一实施例的第三示例(微粒分类操作的示例)”中所述,并且因此将省略其描述。
本技术还提供了用于使微粒分类装置(特别是根据本技术的微粒分类装置)或其控制单元或细胞治疗剂制造装置(特别是根据本技术的细胞治疗剂制造装置)或其控制单元执行根据本技术的微粒分类方法的程序。
具体地,该程序使微粒分类装置(特别是根据本技术的微粒分类装置)或其控制单元或细胞治疗剂制造装置(特别是根据本技术的细胞治疗剂制造装置)或其控制单元执行分类确定步骤,用于基于通过用光照射流经流道的微粒而产生的光来确定微粒是否被分类。分类确定步骤包括:初级分类确定步骤,用于基于光的特征确定微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个;以及次级分类确定步骤,用于基于为两个或更多个不同微粒群指定的颗粒组成比率,确定在初级分类确定步骤中被确定为属于任何一个微粒群的微粒是否被分类。这些步骤如上所述,省略说明。
该程序可以存储在例如信息存储介质上,例如,SD卡、microSD卡、USB存储器、CD或DVD。否则,程序可以存储在微粒分类装置(特别是根据本技术的微粒分类装置)或细胞治疗剂制造装置(特别是根据本技术的细胞治疗剂制造装置)中提供的存储单元中。
注意,也可以如下配置本技术。
[1]一种微粒分类装置,包括:电路,其被配置为:获得指示第一微粒群和第二微粒群的光学信息;并且基于第一微粒群和第二微粒群的至少一个成分量,控制属于第一微粒群的第一组微粒和属于第二微粒群的第二组微粒的分类,以获得包括来自第一微粒群和第二微粒群的微粒的微粒混合物。
[2]根据[1]所述的微粒分类装置,其中,所述电路还被配置为当微粒流过流道时,基于响应于用激发光照射微粒而检测到的来自微粒的光,来控制微粒的分类。
[3]根据[2]所述的微粒分类装置,其中,所述电路还被配置为基于所检测的光的至少一个特征和光学信息来确定第一组微粒属于第一微粒群和第二组微粒属于第二微粒群。
[4]根据[3]所述的微粒分类装置,其中,所述至少一个特征包括荧光和/或散射光的特征。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的微粒分类装置,还包括微芯片,所述微芯片被配置为执行第一组微粒和第二组微粒的分类。[6]根据[5]所述的微粒分类装置,其中,所述微芯片包括微粒收集通道,该微粒收集通道被配置为将微粒混合物输送到容器中。
[7]根据[6]所述的微粒分类装置,其中,所述微芯片还包括主流道以及连接到所述主流道的分支流道,包括第一微粒群和第二微粒群的微粒的流体流过所述主流道,其中,所述微粒收集通道与所述主流道同轴。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的微粒分类装置,其中,所述微粒混合物被收集在容器中。
[9]根据[1]至[8]中任一项所述的微粒分类装置,其中,所述至少一个成分量包括所述第一微粒群与所述第二微粒群的组成比率范围,并且控制第一组微粒和第二组微粒的分类还包括获得所述微粒混合物,以使所述第一微粒群与所述第二微粒群的比率在所述组成比率范围内。
[10]根据[9]所述的微粒分类装置,其中,控制第一组微粒和第二组微粒的分类还包括:响应于确定所述微粒混合物的第一微粒群与第二微粒群的比率在组成比率范围内,控制第一组中的第一微粒的分类,以不在微粒混合物中包括第一微粒;并且响应于确定所述微粒混合物的第一微粒群与第二微粒群的比率在组成比率范围内,控制第二组中的第二微粒的分类,以不在微粒混合物中包括第二微粒。
[11]根据[9]或[10]中任一项所述的微粒分类装置,其中,控制第一组微粒和第二组微粒的分类还包括:响应于确定所述微粒混合物的第一微粒群与第二微粒群的比率在组成比率范围之外,控制第一组中的第一微粒的分类以在微粒混合物中包括第一微粒;并且响应于确定所述微粒混合物的第一微粒群与第二微粒群的比率在组成比率范围之外,控制第二组中的第二微粒的分类以在微粒混合物中包括第二微粒。
[12]根据[1]至[11]中任一项所述的微粒分类装置,其中,所述至少一个成分量是所述第一微粒群与所述第二微粒群的组成比率。
[13]根据[1]至[12]中任一项所述的微粒分类装置,其中,所述电路还被配置为基于第一微粒群到第二微粒群的至少一个成分量,为第一微粒群设置要获取的第一微粒数量,并且为第二微粒群设置要获取的第二微粒数量。
[14]根据[13]所述的微粒分类装置,其中,控制第一组微粒和第二组微粒的分类还包括:确定已经被分类到微粒混合物中的第一微粒群的第三微粒数量;基于第三微粒数量与第一微粒数量的比较来控制第一组微粒的分类;确定已经被分类到微粒混合物中的第二微粒群的第四微粒数量;并且基于第四微粒数量与第二微粒数量的比较来控制第二组微粒的分类。
[15]根据[14]所述的微粒分类装置,其中,控制第一组微粒和第二组微粒的分类还包括:响应于确定第三微粒数量小于第一微粒数量,控制第一组中的第一微粒的分类以在微粒混合物中包括第一微粒;并且响应于确定第四微粒数量小于第二微粒数量,控制第二组中的第二微粒的分类以在微粒混合物中包括第二微粒。
[16]根据[14]或[15]所述的微粒分类装置,其中,控制第一组微粒和第二组微粒的分类还包括:响应于确定第三微粒数量等于或大于第一微粒数量,控制第一组中的第一微粒的分类以在微粒混合物中不包括第一微粒;并且响应于确定第四微粒数量等于或大于第二微粒数量,控制第二组中的第二微粒的分类以在微粒混合物中不包括第二微粒。
[17]根据[1]至[16]中任一项所述的微粒分类装置,其中,所述微粒是细胞,并且所述微粒混合物是包括第一细胞类型的细胞和第二细胞类型的细胞的细胞混合物。
[18]根据[17]所述的微粒分类装置,其中,从人血液中提取所述细胞。
[19]一种方法,包括:
获得指示第一微粒群和第二微粒群的光学信息;并且
基于第一微粒群和第二微粒群的至少一个成分量,控制属于第一微粒群的第一组微粒和属于第二微粒群的第二组微粒的分类,以获得包括来自第一微粒群和第二微粒群的微粒的微粒混合物。
[20]根据[19]所述的方法,其中,所述微粒是细胞,并且所述微粒混合物是包括第一细胞类型的细胞和第二细胞类型的细胞的细胞混合物。
[21]根据[20]所述的方法,还包括向受试者施用细胞混合物,作为对医学病症或疾病的治疗。
[22]根据[20]或[21]所述的方法,还包括向受试者施用细胞混合物,作为对医学病症或疾病的免疫治疗。
[23]根据[20]-[22]中任一项所述的方法,还包括从人血液中提取细胞。
[24]一种细胞治疗剂制造装置,包括:电路,其被配置为:获得指示第一组细胞是第一细胞类型并且第二组细胞是第二细胞类型的光学信息;并且基于第一细胞类型和第二细胞类型的至少一个成分量,控制第一组细胞和第二组细胞的分类,以获得包括第一细胞类型的细胞和第二细胞类型的细胞的细胞混合物。
[25]根据[24]所述的细胞治疗剂制造装置,其中,所述电路还被配置为当细胞流过流道时,基于响应于用激发光照射细胞而检测到的来自细胞的光,来控制细胞的分类。
[26]根据[25]所述的细胞治疗剂制造装置,其中,所述电路还被配置为基于所检测的光的至少一个特征和光学信息,确定第一组细胞为第一细胞类型,第二组细胞为第二细胞类型。
[27]一种微粒分类装置,包括确定单元,所述确定单元基于通过用光照射流经流道的微粒而产生的光来确定微粒是否被分类,
其中,所述确定单元执行初级分类确定,以基于所产生的光的特征来确定所述微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个,并且
然后,基于为两个或更多个不同微粒群指定的颗粒组成比率,执行次级分类确定,以确定在初级分类确定中被确定为属于任何一个微粒群的微粒是否被分类。
[28]根据[27]所述的微粒分类装置,
其中,所述微粒分类装置包括分类部分,所述分类部分对在次级分类确定中被确定为要分类的微粒进行分类,并且
由分类部分分类的微粒被收集在一个容器中。
[29]根据[28]所述的微粒分类装置,其中,由所述分类部分分类的微粒被收集在一个容器中,并且所述容器中的微粒的组成比率是指定的颗粒组成比率,或者落在包括指定的颗粒组成比率的指定数值范围内。
[30]根据[28]所述的微粒分类装置,其中,所述微粒分类装置包括一个微粒收集通道,用于将由所述分类部分分类的微粒收集到一个容器中。
[31]根据[27]至[30]中任一项所述的微粒分类装置,其中,在初级分类确定中,所述确定单元基于由光照射产生的光是否具有针对荧光和/或散射光指定的特征,来确定微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任一个。
[32]根据[27]至[31]中任一项所述的微粒分类装置,其中,所述确定单元基于所述指定的颗粒组成比率来设定所获取的微粒的数量。
[33]根据[27]至[32]中任一项所述的微粒分类装置,
其中,在次级分类确定中,如果在初级分类确定中被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒的分类数量没有达到基于指定的颗粒组成比率设置的获取微粒的数量,则所述确定单元确定微粒被分类。
[34]根据[27]至[33]中任一项所述的微粒分类装置,
其中,在次级分类确定中,如果在初级分类确定中被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒的分类数量已经达到基于指定的颗粒组成比率设置的获取微粒的数量,则确定单元确定微粒没有被分类。
[35]根据[27]至[34]中任一项所述的微粒分类装置,
其中,在次级分类确定中,如果在初级分类确定中分类被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒的情况下,颗粒组成比率落在包括指定的颗粒组成比率的指定数值范围内,则所述确定单元确定微粒被分类。
[36]根据[27]至[35]中任一项所述的微粒分类装置,
其中,在次级分类确定中,如果在初级分类确定中分类被确定为属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个的微粒的情况下,颗粒组成比率未落在包括指定颗粒组成比率的指定数值范围内,则所述确定单元确定微粒没有被分类。
[37]根据[27]至[36]中任一项所述的微粒分类装置,
其中,所述微粒分类装置包括用于微粒分类的微芯片,所述微芯片包括包含微粒的流体流过的主流道、从主流道分支出来的分支流道以及与主流道同轴的微粒分类流道,并且
所述确定单元基于通过用光照射在用于微粒分类的微芯片中流动的流体中的微粒而产生的光,确定所述微粒是否被分类。
[38]根据[27]至[37]中任一项所述的微粒分类装置,其中,所述微粒是细胞。
[39]根据[28]至[30]中任一项所述的微粒分类装置,
其中,所述微粒是细胞,
在次级分类确定中被确定为分类的细胞被收集在一个容器中,并且
收集在容器中的细胞用作药物。
[40]一种细胞治疗剂制造装置,包括:
确定单元,其基于通过用光照射流经流道的细胞而产生的光,确定细胞是否被分类;以及
细胞分类部分,其对确定单元确定要分类的细胞进行分类,
其中,所述确定单元执行初级分类确定,以基于所产生的光的特征来确定所述细胞是否属于两个或更多个不同细胞群体中的任何一个,并且
然后基于为两个或更多个不同细胞群指定的细胞组成比率,执行次级分类确定,以确定在初级分类确定中被确定为属于任何一个细胞群的细胞是否被分类,并且
由细胞分类部分分类的细胞被收集在一个容器中。
[41]一种微粒分类方法,包括基于通过用光照射流经流道的微粒而产生的光来确定微粒是否被分类的分类确定步骤,
其中,所述分类确定步骤包括:
初级分类确定步骤,其基于所产生的光的特征,确定所述微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个;以及
次级分类确定步骤,其基于为两个或更多个不同微粒群指定的颗粒组成比率,确定在初级分类确定步骤中被确定为属于任何一个微粒群的微粒是否被分类。
[42]一种用于使微粒分类装置或细胞治疗剂制造装置执行分类确定步骤的程序,所述分类确定步骤基于通过用光照射流经流道的微粒而产生的光来确定微粒是否被分类,所述分类确定步骤包括:
初级分类确定步骤,其基于所产生的光的特征,确定所述微粒是否属于两个或更多个不同微粒群中的任何一个;以及
次级分类确定步骤,其基于为两个或更多个不同微粒群指定的颗粒组成比率,确定在初级分类确定步骤中被确定为属于任何一个微粒群的微粒是否被分类。
本领域技术人员应该理解,根据设计要求和其它因素,可以进行各种修改、组合、子组合和变更,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。
附图标记列表
100 微粒分类装置
101 光照射单元
102 检测单元
103 控制单元
104 信号处理单元
105 确定单元
107 分类控制单元
150 用于微粒分类的微芯片。
Claims (24)
1.一种微粒分类装置,包括:
电路,其被配置为:
获得指示第一微粒群和第二微粒群的光学信息;并且
基于所述第一微粒群和所述第二微粒群的至少一个成分量,控制属于所述第一微粒群的第一组微粒和属于所述第二微粒群的第二组微粒的分类,以获得包括来自所述第一微粒群和所述第二微粒群的微粒的微粒混合物,
其中,所述至少一个成分量包括所述第一微粒群与所述第二微粒群的组成比率范围,并且控制所述第一组微粒和所述第二组微粒的分类还包括获得所述微粒混合物,以使所述第一微粒群与所述第二微粒群的比率在所述组成比率范围内,并且
其中,控制所述第一组微粒和所述第二组微粒的分类还包括:
响应于确定所述微粒混合物的所述第一微粒群与所述第二微粒群的比率在所述组成比率范围内,控制第一组中的第一微粒的分类以不在所述微粒混合物中包括所述第一微粒;并且
响应于确定所述微粒混合物的所述第一微粒群与所述第二微粒群的比率在所述组成比率范围内,控制第二组中的第二微粒的分类以不在所述微粒混合物中包括所述第二微粒,
其中,被确定为不被分类为所述第一微粒群或所述第二微粒群的微粒流入一个或多个分支流道。
2.根据权利要求1所述的微粒分类装置,其中,所述电路还被配置为当微粒流过流道时,基于响应于用激发光照射微粒而检测到的来自微粒的光,控制所述微粒的分类。
3.根据权利要求2所述的微粒分类装置,其中,所述电路还被配置为基于所检测的光的至少一个特征和所述光学信息来确定所述第一组微粒属于所述第一微粒群和所述第二组微粒属于所述第二微粒群。
4.根据权利要求3所述的微粒分类装置,其中,所述至少一个特征包括荧光和/或散射光的特征。
5.根据权利要求1所述的微粒分类装置,还包括微芯片,所述微芯片被配置为执行所述第一组微粒和所述第二组微粒的分类。
6.根据权利要求5所述的微粒分类装置,其中,所述微芯片包括微粒收集通道,所述微粒收集通道被配置为将所述微粒混合物输送到容器中。
7.根据权利要求6所述的微粒分类装置,其中,所述微芯片还包括主流道以及连接到所述主流道的分支流道,包括所述第一微粒群和所述第二微粒群的微粒的流体流过所述主流道,其中,所述微粒收集通道与所述主流道同轴。
8.根据权利要求1所述的微粒分类装置,其中,所述微粒混合物被收集在容器中。
9.根据权利要求1所述的微粒分类装置,其中,控制所述第一组微粒和所述第二组微粒的分类还包括:
响应于确定所述微粒混合物的所述第一微粒群与所述第二微粒群的比率在所述组成比率范围之外,控制第一组中的第一微粒的分类以在所述微粒混合物中包括所述第一微粒;并且
响应于确定所述微粒混合物的所述第一微粒群与所述第二微粒群的比率在所述组成比率范围之外,控制第二组中的第二微粒的分类以在所述微粒混合物中包括所述第二微粒。
10.根据权利要求1所述的微粒分类装置,其中,所述至少一个成分量是所述第一微粒群与所述第二微粒群的组成比率。
11.根据权利要求1所述的微粒分类装置,其中,所述电路还被配置为基于所述第一微粒群到所述第二微粒群的至少一个成分量,为所述第一微粒群设置要获取的第一微粒数量,并且为所述第二微粒群设置要获取的第二微粒数量。
12.根据权利要求11所述的微粒分类装置,其中,控制所述第一组微粒和所述第二组微粒的分类还包括:
确定已经被分类到所述微粒混合物中的所述第一微粒群的第三微粒数量;
基于所述第三微粒数量与所述第一微粒数量的比较来控制所述第一组微粒的分类;
确定已经被分类到所述微粒混合物中的所述第二微粒群的第四微粒数量;并且
基于所述第四微粒数量与所述第二微粒数量的比较来控制所述第二组微粒的分类。
13.根据权利要求12所述的微粒分类装置,其中,控制所述第一组微粒和所述第二组微粒的分类还包括:
响应于确定所述第三微粒数量小于所述第一微粒数量,控制第一组中的第一微粒的分类以在所述微粒混合物中包括第一微粒;并且
响应于确定所述第四微粒数量小于所述第二微粒数量,控制第二组中的第二微粒的分类以在所述微粒混合物中包括第二微粒。
14.根据权利要求12所述的微粒分类装置,其中,控制所述第一组微粒和所述第二组微粒的分类还包括:
响应于确定所述第三微粒数量等于或大于所述第一微粒数量,控制第一组中的第一微粒的分类以在所述微粒混合物中不包括第一微粒;并且
响应于确定所述第四微粒数量等于或大于所述第二微粒数量,控制第二组中的第二微粒的分类以在所述微粒混合物中不包括第二微粒。
15.根据权利要求1所述的微粒分类装置,其中,所述微粒是细胞,并且所述微粒混合物是包括第一细胞类型的细胞和第二细胞类型的细胞的细胞混合物。
16.根据权利要求15所述的微粒分类装置,其中,所述细胞是从人血液中提取的。
17.一种用于微粒分类的方法,包括:
获得指示第一微粒群和第二微粒群的光学信息;并且
基于所述第一微粒群和所述第二微粒群的至少一个成分量,控制属于所述第一微粒群的第一组微粒和属于所述第二微粒群的第二组微粒的分类,以获得包括来自所述第一微粒群和所述第二微粒群的微粒的微粒混合物,
其中,所述至少一个成分量包括所述第一微粒群与所述第二微粒群的组成比率范围,并且控制所述第一组微粒和所述第二组微粒的分类还包括获得所述微粒混合物,以使所述第一微粒群与所述第二微粒群的比率在所述组成比率范围内,并且
其中,控制所述第一组微粒和所述第二组微粒的分类还包括:
响应于确定所述微粒混合物的所述第一微粒群与所述第二微粒群的比率在所述组成比率范围内,控制第一组中的第一微粒的分类以不在所述微粒混合物中包括所述第一微粒;并且
响应于确定所述微粒混合物的所述第一微粒群与所述第二微粒群的比率在所述组成比率范围内,控制第二组中的第二微粒的分类以不在所述微粒混合物中包括所述第二微粒,
其中,被确定为不被分类为所述第一微粒群或所述第二微粒群的微粒流入一个或多个分支流道。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述微粒是细胞,并且所述微粒混合物是包括第一细胞类型的细胞和第二细胞类型的细胞的细胞混合物。
19.根据权利要求18所述的方法,还包括向受试者施用所述细胞混合物,作为对医学病症或疾病的治疗。
20.根据权利要求18所述的方法,还包括向受试者施用所述细胞混合物,作为对医学病症或疾病的免疫治疗。
21.根据权利要求18所述的方法,还包括从人血液中提取所述细胞。
22.一种细胞治疗剂制造装置,包括:
电路,被配置为:
获得指示第一组细胞是第一细胞类型并且第二组细胞是第二细胞类型的光学信息;并且
基于所述第一细胞类型和所述第二细胞类型的至少一个成分量,控制所述第一组细胞和所述第二组细胞的分类,以获得包括所述第一细胞类型的细胞和所述第二细胞类型的细胞的细胞混合物,
其中,所述至少一个成分量包括所述第一细胞类型与所述第二细胞类型的组成比率范围,并且控制所述第一组细胞和所述第二组细胞的分类还包括获得所述细胞混合物,以使所述第一细胞类型与所述第二细胞类型的比率在所述组成比率范围内,并且
其中,控制所述第一组细胞和所述第二组细胞的分类还包括:
响应于确定所述细胞混合物的所述第一细胞类型与所述第二细胞类型的比率在所述组成比率范围内,控制第一组中的第一细胞的分类以不在所述细胞混合物中包括所述第一细胞;并且
响应于确定所述细胞混合物的所述第一细胞类型与所述第二细胞类型的比率在所述组成比率范围内,控制第二组中的第二细胞的分类以不在所述细胞混合物中包括所述第二细胞,
其中,被确定为不被分类为所述第一组细胞或所述第二组细胞的细胞流入一个或多个分支流道。
23.根据权利要求22所述的细胞治疗剂制造装置,其中,所述电路还被配置为当所述细胞流过流道时,基于响应于用激发光照射所述细胞而检测到的来自所述细胞的光,控制所述细胞的分类。
24.根据权利要求23所述的细胞治疗剂制造装置,其中,所述电路还被配置为基于所检测的光的至少一个特征和所述光学信息,确定第一组细胞为所述第一细胞类型,以及确定第二组细胞为所述第二细胞类型。
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