CN113302470A - 液滴分选决策模块、系统及其使用方法 - Google Patents

液滴分选决策模块、系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

描述了用于对流体流中的液滴进行分选的液滴分选模块。根据某些实施例的液滴分选模块包括多个液滴分选决策单元以及带有存储器的处理器，该存储器以可操作的方式耦合到处理器，其中存储器包括储存在其上的指令，该指令由处理器执行时使处理器从多个分选决策单元中确定最佳液滴分选决策单元，用于对流体流的每个液滴进行分选。还描述了颗粒(例如，细胞)分选系统和用于对流体流的液滴进行分选的方法。还提供具有一个或多个主题液滴分选模块的套件。

Description

液滴分选决策模块、系统及其使用方法
相关申请的交叉引用
根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求于2019年2月8日提交的美国临时专利申请序列号62/803,264的申请日的优先权；该申请的公开内容通过引用并入本文中。
背景技术
例如，当样品用于疾病或身体状况的诊断时，光检测可以用于表征样品(例如，生物样品)的组分。当样品被照射时，光可以被样品散射、透射通过样品以及由样品发射(例如，通过荧光)。样品组分的变化(例如形态、吸收率和荧光标记的存在)可能会导致由样品散射、透射或发射的光发生变化。这些变化可以用于表征和识别样品中存在的组分。为了量化这些变化，光被收集并被引导到检测器的表面。
流式细胞术是一种利用光检测来表征样品组分的技术。使用从检测到的光生成的数据，可以记录组分的分布，并且可以在那里对所需的材料进行分选。为了对样品中的颗粒进行分选，液滴充电装置在流体流的分界点处用电荷对包含待分选类型颗粒的流体流的液滴进行充电。液滴通过静电场，并基于液滴上电荷的极性和大小偏转到一个或多个收集容器中。不带电荷的液滴不会被静电场偏转。
发明内容
本公开的方面包括用于对流体流的液滴进行分选的液滴分选模块。根据某些实施例的液滴分选模块包括多个液滴分选决策单元以及带有存储器的处理器，所述存储器以可操作的方式耦合到处理器，其中存储器包括储存在其上的指令，所述指令由处理器执行时使处理器从多个分选决策单元中确定最佳液滴分选决策单元，用于对流体流的每个液滴进行分选。在实施例中，每个液滴分选决策单元包括事件匹配逻辑和分选决策逻辑。在一些情况下，事件匹配逻辑被配置成生成液滴具有颗粒的数据信号。例如，颗粒可以是目标细胞或非目标细胞。在其他情况下，分选决策逻辑被配置成接收与一个或多个颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号。例如，分选决策逻辑可以被配置成将液滴划分为32个或更多个位置，并且分选决策逻辑被配置成接收与液滴中的32个或更多个位置中的颗粒位置相对应的数据信号。在一些实施例中，分选决策逻辑被配置成接收与一个或多个颗粒在多个连续液滴中的位置相对应的数据信号。例如，分选决策逻辑可以被配置成接收与一个或多个颗粒在三个连续液滴中的位置相对应的数据信号。在一些实施例中，分选决策逻辑包括目标掩码和非目标掩码，所述目标掩码识别与对液滴进行分选相关的目标细胞的位置，所述非目标掩码识别与对液滴进行分选相关的非目标颗粒的位置。在一些情况下，分选决策逻辑被配置成：将目标掩码应用于与一个或多个目标细胞在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成目标滴值；将非目标掩码应用于与一个或多个非目标颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成非目标滴值；并且将目标滴值与非目标滴值组合，以生成目标匹配值。在这些实施例中，分选决策逻辑被配置成确定液滴中的目标细胞的数量以生成目标计数值。在一些情况下，存储器包括指令，所述指令由处理器执行时使处理器：比较用于每个分选决策单元的目标计数值和目标匹配值，并且基于每个分选决策单元的目标计数值和目标匹配值确定用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元。在一些实施例中，存储器包括指令，所述指令由处理器执行时使处理器基于目标匹配值对每个分选决策单元进行排序。在其他实施例中，存储器包括指令，所述指令由处理器执行时使处理器确定对于对液滴进行分选最佳的分选决策单元是具有最高目标匹配值的分选决策单元。在其他实施例中，存储器包括指令，所述指令由处理器执行时使处理器：在目标计数值超过预定阈值时，确定分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的。在其他实施例中，存储器包括指令，所述指令由处理器执行时使处理器：在分选决策单元用于分选前一液滴时，确定分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的。
本公开的方面还包括用于对流体流的液滴进行分选的方法。根据某些实施例的方法包括：检测液滴中的颗粒；生成液滴包括颗粒的数据信号；用具有多个液滴分选决策单元的液滴分选模块接收数据信号；从多个分选决策单元中确定最佳液滴分选决策单元，用于对液滴进行分选；并且，用所确定的最佳液滴分选决策单元对液滴进行分选。在一些实施例中，方法包括确定颗粒在液滴中的位置。例如，颗粒可以是目标细胞或非目标细胞。确定颗粒在液滴中的位置可以包括确定一个或多个颗粒在多个连续液滴中的位置。在一些情况下，方法包括确定一个或多个颗粒在三个连续液滴中的位置。在一些实施例中，方法包括：应用目标掩码，所述目标掩码识别与对液滴进行分选相关的目标细胞的位置；和应用非目标掩码，所述非目标掩码识别与对液滴进行分选相关的非目标颗粒的位置。在其他实施例中，方法进一步包括：将目标掩码应用于与一个或多个目标细胞在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成目标滴值；将非目标掩码应用于与一个或多个非目标颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成非目标滴值；并且将目标滴值与非目标滴值组合，以生成目标匹配值。在一些情况下，方法包括：确定液滴中的目标细胞的数量，以生成目标计数值。在其他情况下，方法包括：比较用于每个分选决策单元的目标计数值和目标匹配值，并基于每个分选决策单元的目标计数值和目标匹配值确定用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元。在其他情况下，方法包括：确定用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元包括基于目标匹配值对每个分选决策单元进行排序。例如，确定用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元的步骤包括：确定包括最高目标匹配值的分选决策单元。在一些实施例中，方法包括：当目标计数值超过预定阈值时，确定分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的。例如，确定分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的的步骤包括：确定分选决策单元何时用于对前一液滴进行分选。
本公开的方面包括适于实施所述主题方法的细胞分选机，其中所述细胞分选机包括用于对流体流的液滴进行分选的一个或多个液滴分选模块。根据某些实施例的细胞分选机包括：流动池，其配置成在流体流中传播具有颗粒的样品；一个或多个样品容器，其配置成收集来自流体流的分选的液滴；以及如上所述的一个或多个液滴分选模块。还提供包括主题分选决策模块的一个或多个组件的套件。根据某些实施例的套件还可以包括流动池和一个或多个容器，所述容器用于收集来自流体流的分选的液滴。
附图说明
当结合附图阅读时，可以从以下详细描述中最好地理解本发明。包括在附图中的是以下图：
图1描绘了根据某些实施例的液滴分选模块中的事件数据流。
图2描绘了根据某些实施例的事件匹配逻辑。
图3描绘了根据某些实施例的用于计算分选决策的流程图。
图4描绘了根据某些实施例的通过应用目标掩码和非目标掩码来确定最佳分选决策单元的流程图。
图5描绘了根据某些实施例的通过应用目标匹配值和目标极限值来确定最佳分选决策单元的流程图。
图6描绘了根据某些实施例的用于分选决策单元的掩码编程图。
图7描绘了根据某些实施例的用于产量分选决策的掩码编程图。
图8描绘了根据某些实施例的用于液滴产量分选决策的掩码编程图。
图9描绘了根据另一个实施例的用于液滴产量分选决策的掩码编程图。
图10描绘了根据某些实施例的用于相位分选决策的掩码编程图。
图11描绘了根据另一个实施例的用于相位分选决策的掩码编程图。
图12描绘了根据另一个实施例的用于相位分选决策的掩码编程图。
图13描绘了根据某些实施例的用于纯度分选决策的掩码编程图。
图14描绘了根据另一个实施例的用于纯度分选决策的掩码编程图。
图15描绘了根据另一个实施例的用于纯度分选决策的掩码编程图。
图16描绘了根据某些实施例的用于纯度产量分选决策的掩码编程图。
图17描绘了根据另一个实施例的用于纯度产量分选决策的掩码编程图。
图18描绘了根据某些实施例的用于相位纯度分选决策的掩码编程图。
图19描绘了根据另一个实施例的用于相位纯度分选决策的掩码编程图。
图20描绘了根据另一个实施例的用于相位纯度分选决策的掩码编程图。
图21描绘了根据另一个实施例的用于相位纯度分选决策的掩码编程图。
图22描绘了根据某些实施例的单细胞纯度分选决策的掩码编程图。
图23描绘了根据另一个实施例的单细胞纯度分选决策的掩码编程图。
图24描绘了根据另一个实施例的单细胞纯度分选决策的掩码编程图。
图25描绘了根据某些实施例的具有中止保存决策的单细胞纯度分选的掩码编程图。
图26描绘了根据某些实施例的具有中止保存决策的单细胞相位分选的掩码编程图。
具体实施方式
描述了用于对流体流的液滴进行分选的液滴分选模块。根据某些实施例的液滴分选模块包括多个液滴分选决策单元以及处理器，该处理器具有以可操作的方式耦合到处理器的存储器，其中存储器包括存储在其上的指令，当由处理器执行时，使处理器从多个分选决策单元中确定最佳液滴分选决策单元，用于对流体流的每个液滴进行分选。还描述了颗粒(例如，细胞)分选系统和用于对流体流的液滴进行分选的方法。还提供具有一个或多个主题液滴分选模块的套件。在更详细地描述本发明之前，应当理解，本发明不限于所描述的特定实施例，当然，这一点可以改变。还应当理解，本文中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在限制，因为本发明的范围将仅由所附权利要求书限制。
在提供值的范围的情况下，应当理解，除非上下文另有明确规定，否则在该范围的上限和下限之间的每一个中间值(至下限单位的十分之一)以及该所述范围内的任何其他所述值或中间值都包含在本发明之内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在较小范围中，并且也包括在本发明之内，经受所述范围中的任何具体排除的限制。在所述范围包括一个或两个限制的情况下，不包括这些所包括的限制的任一个或两个的范围也包括在本发明中。
本文出现了数值前面有术语“大约”的某些范围。术语“大约”在本文中用于为其前面的确切数字提供字面意义的支持，以及为接近或近似于该术语前面的数字的数字提供字面意义的支持。在确定数字是否接近或近似于具体列举的数字时，该接近或近似的未列举的数字可以是这样的一个数字：在其出现的上下文中，该数字提供了具体列举的数字的实质等同。
除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解相同的含义。尽管在本发明的实践或测试中也可以使用与本文所描述的方法和材料类似或等效的任何方法和材料，但是现在描述了代表性说明性方法和材料。
本说明书中引用的所有出版物和专利通过引用并入本文中(如同每个单独的出版物或专利被明确地和单独地指示为通过引用并入)，并且通过引用并入本文中，以公开和描述与引用出版物相关的方法和/或材料。任何出版物的引用是为了在申请日之前公开，并且不应被解释为承认本发明无权凭借先前的发明提前公布。此外，所提供的出版日期可能与实际出版日期不同，实际出版日期可能需要单独确认。
应当注意，如本文和所附权利要求书中所使用的，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数形式。还应当注意，权利要求的起草可以排除任何可选元素。因此，本声明旨在用作在叙述权利要求要素时使用诸如“仅仅”、“仅”等专有术语或使用“否定”限制的先行基础。
如本领域技术人员在阅读本公开时将清楚，本文所描述和图示的各个实施例中的每一个具有离散的组分和特征，这些组分和特征可以容易地与其他几个实施例中的任何一个的特征分离或组合，而不脱离本发明的范围或主旨。任何引用的方法都可以按照引用的事件的顺序或逻辑上可能的任何其他顺序来执行。
虽然为了语法上的流畅性和功能性解释，已经或将要描述装置和方法，但应当明确理解，除非根据35U.S.C.§112明确表述，否则权利要求不应当被解释为以任何方式受到“手段”或“步骤”限制的构造的必要限制，但应被赋予司法等同原则下权利要求所规定定义的全部含义范围和等同含义，并且在权利要求是根据35U.S.C.§112明确提出的情况下，应根据35U.S.C.§112被赋予全部法定等同含义。
如上所述，本公开提供了具有多个液滴分选决策单元的分选决策模块。在进一步描述本公开的实施例中，首先更详细地描述了液滴分选模块，所述液滴分选模块具有多个液滴分选决策单元和处理器，所述处理器具有以可操作的方式耦合到处理器的存储器，其中存储器包括存储在其上的指令，该指令在由处理器执行时使处理器从多个分选决策单元中确定最佳液滴分选决策单元，用于对流体流的每个液滴进行分选。接下来，描述了用于对流体流中的液滴进行分选的方法。还提供了适于实施所述主题方法的用于对流体流的液滴进行分选的颗粒分选系统。
液滴分选模块
本公开的方面包括用于对流体流的液滴进行分选的液滴分选模块。根据实施例的液滴分选模块包括多个液滴分选决策单元，其中，在一些情况下，每个分选决策单元被配置成将液滴输送到对应的接收容器或位置。术语“单元”在其常规意义上用于指被用于执行本文所描述的分选决策算法的计算硬件。可以采用任何方便的计算硬件协议，例如集成电路、可编程逻辑块以及其他类型的计算硬件。在某些实施例中，本文所描述的计算单元包括现场可编程门阵列(FPGA)。在一些情况下，液滴分选模块包括与2个不同对应接收容器或位置相对应的2个或更多个分选决策单元，例如与4个不同对应接收容器或位置相对应的4个或更多个分选决策单元，例如与8个不同对应接收容器或位置相对应的8个或更多个分选决策单元，例如与16个不同对应接收容器或位置相对应的16个或更多个分选决策单元，并且包括与32个不同对应接收容器或位置相对应的32个或更多个分选决策单元。在本文中，术语“分选”在其传统意义上用于指：分离样品的组分(例如，包含细胞的液滴、包含诸如生物大分子的非细胞颗粒的液滴)，并且在一些情况下，将分离的组分输送到一个或多个端口，所述端口耦合到样品收集容器。例如，主题液滴分选模块可以被配置成：对样品进行分选，所述样品具有2个或更多个组分，例如3个或更多个组分，例如4个或更多个组分，例如5个或更多个组分，例如10个或更多个组分，例如15个或更多个组分，并且包括对具有25个或更多个组分的样品进行分选。一个或多个样品组分可以从样品分离并输送到样品收集容器，例如2个或更多个样品组分，例如3个或更多个样品组分，例如4个或更多个样品组分，例如5个或更多个样品组分，例如10个或更多个样品组分，并且包括15个或更多个样品组分可以从样品分离，并输送到接收位置处的样品收集容器。
在实施例中，液滴分选模块包括多个液滴分选决策单元，例如2个或更多个分选决策单元，例如3个或更多个分选决策单元，例如4个或更多个分选决策单元，例如6个或更多个分选决策单元，例如8个或更多个分选决策单元，例如12个或更多个分选决策单元，例如16个或更多个分选决策单元，例如24个或更多个分选决策单元，例如32个或更多个分选决策单元，例如64个或更多个分选决策单元，并且包括128个或更多个分选决策单元。每个分选决策单元具有事件匹配逻辑和分选决策逻辑，并且被配置成接收数据信号和从用于对流体流的每个液滴进行分选的多个分选决策单元确定最佳液滴分选决策单元。在一些实施例中，由每个分选决策单元接收的数据信号包括与一个或多个事件(例如颗粒、细胞等)相对应的数据，例如事件标识、事件时间戳和事件门值。
在实施例中，每个液滴分选决策单元包括事件匹配逻辑，所述事件匹配逻辑被配置成将事件门位转换成匹配位，如下面更详细地描述的，所述匹配位用于确定分选决策单元对于从流体流中分选包含事件的液滴是否是最佳的。事件匹配逻辑由处于电通信中的多个事件匹配单元形成，例如2个或更多个事件匹配单元，例如4个或更多个事件匹配单元，例如8个或更多个事件匹配单元，例如16个事件匹配单元，例如32个或更多个事件匹配单元，例如64个事件匹配单元，并且包括128个或更多个事件匹配单元。
在一些实施例中，每个液滴分选决策单元的事件匹配逻辑被配置成将一个或多个事件门位转换为单个匹配位，例如2个或更多个事件门位，例如3个或更多个，例如4个或更多个，例如8个或更多个，例如16个或更多个，例如32个或更多个，例如64个或更多个，并且包括128个或更多个事件门位。在某些情况下，事件匹配逻辑的每个事件匹配单元被配置成将32个事件门位转换为单个匹配位。在一些实施例中，事件匹配逻辑被配置成确定事件是否可以参与用于给定分选决策单元的分选决策。在某些实施例中，每个分选决策单元包括事件匹配逻辑，所述事件匹配逻辑被配置成匹配所有事件(即，目标和非目标颗粒二者)，并且所有分选决策单元被配置成使用来自该事件匹配逻辑的数据来使不匹配事件在液滴中的位置匹配。在一些情况下，每个事件匹配单元选择事件门位，并且基于所选择的事件门位从事件匹配逻辑输出单个匹配位。
与每个事件相对应的数据(例如来自事件匹配逻辑的匹配位、事件时间戳、先前事件标识符、当前时间以及液滴定时信息)被用于形成液滴(例如，在液滴组件中)，所述液滴被分选决策逻辑划分为具有多个位位置，例如具有2个或更多个位位置的液滴，例如4个或更多个位位置，例如8个或更多个位位置，例如16个或更多个位位置，例如32个或更多个位位置，例如64个或更多个位位置，并且包括具有128个或更多个位位置的液滴。在某些实施例中，来自事件匹配逻辑的匹配位、事件时间戳、先前事件标识符、当前时间以及液滴定时信息被用于形成被分选决策逻辑划分为具有32个位位置的液滴。
在实施例中，每个分选决策单元包括分选决策逻辑，所述分选决策逻辑被配置成接收与一个或多个颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号。液滴中的颗粒可以占据液滴中的一个或多个位位置，例如2个或更多个位位置，例如4个或更多个位位置，并且包括8个或更多个位位置。在某些情况下，颗粒在液滴中占据单个位位置。液滴中的颗粒可以是目标颗粒(例如，目标细胞)或非目标颗粒(例如，样品的非目标细胞或非细胞组分)。每个液滴可以包括位于液滴内不同位位置处的一个或多个目标颗粒，例如2个或更多个，例如3个或更多个，例如4个或更多个，并且包括位于液滴内不同位位置处的5个或更多个目标颗粒。每个液滴可以包括位于液滴内不同位位置处的一个或多个非目标颗粒，例如2个或更多个，例如3个或更多个，例如4个或更多个，并且包括位于液滴内不同位位置处的5个或更多个非目标颗粒。在一些实施例中，分选决策逻辑被配置成接收与一个或多个颗粒在多个连续液滴中的位置相对应的数据信号，例如2个或更多个连续液滴，例如3个或更多个连续液滴，例如4个或更多个连续液滴，例如5个或更多个连续液滴，例如6个或更多个连续液滴，并且包括接收与一个或多个颗粒在10个或更多个连续液滴中的位置相对应的数据信号。在某些实施例中，每个分选决策单元的分选决策逻辑被配置成接收与颗粒在三个连续液滴中的位置相对应的数据信号，例如，正在分选的液滴(即，分选液滴)、就在分选液滴前方的液滴(即，前导液滴)和就在分选液滴后面的液滴(即，尾随液滴)中的颗粒位置。
在一些实施例中，每个分选决策单元的分选决策逻辑被配置成接收与目标颗粒在每个液滴中(例如，在尾随液滴、分选液滴和前导液滴中)的位位置相对应的数据信号。在其他实施例中，每个分选决策单元的分选决策逻辑被配置成接收与非目标颗粒在每个液滴中的位位置相对应的数据信号。在一些情况下，分选决策逻辑包括目标掩码，所述目标掩码识别液滴的位置，所述液滴具有与液滴的分选相关的目标颗粒(例如，细胞)。在其他情况下，分选决策逻辑包括非目标掩码，所述非目标掩码识别液滴的位置，所述液滴具有与液滴的分选相关的非目标颗粒(例如，非目标细胞或非细胞颗粒)。在某些情况下，分选决策逻辑包括目标掩码和非目标掩码，所述目标掩码识别具有与液滴分选相关的目标颗粒的液滴的位置，所述非目标掩码识别具有与液滴分选相关的非目标颗粒的液滴的位置。为了对液滴进行分选，在某些实施例中，分选决策逻辑被配置成：将目标掩码应用于与一个或多个目标细胞在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成目标滴值；将非目标掩码应用于与一个或多个非目标颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成非目标滴值；并且将目标滴值与非目标滴值组合，以生成目标匹配值。
分选决策逻辑还可以被配置成确定液滴中目标颗粒的数量以生成目标计数值。例如，分选决策逻辑可以被配置成确定液滴包括1个或多个目标颗粒，例如2个或更多个目标颗粒，例如3个或更多个目标颗粒，并且包括5个或更多个目标颗粒。在一些实施例中，每个分选决策单元具有限制液滴中允许的目标颗粒总数的目标极限值，例如16个或更少目标颗粒的目标极限值，例如12个目标颗粒或更少，例如8个目标颗粒或更少，例如4个目标颗粒或更少，并且包括2个目标颗粒或更少。在液滴不超过目标极限值的情况下，分选决策单元被配置成继续对液滴进行分选。在某些情况下，在确定液滴超过目标极限值的情况下，所述液滴被丢弃并且没有被液滴分选模块中的任何分选决策单元进行分选。
基于目标匹配值和目标计数值，确定用于从流体流中分选每个液滴的最佳分选决策单元。基于液滴目标匹配值、液滴目标计数值或其组合中的一个或多个，将优先级分配给每个分选决策单元。为了确定最佳分选决策单元，评估每个分选决策单元的优先级，在某些情况下，基于具有最高目标匹配值的分选决策单元、具有最高目标计数值的分选决策单元或具有最高目标匹配值和最高目标计数值的分选决策单元，分选决策单元按优先级排序。例如，在一个实施例中，具有最高目标匹配值的分选决策单元被确定为具有最高优先级，并且被选择为用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元。在另一个示例中，具有最高目标计数值的分选决策单元被确定为具有最高优先级，并且被选择为用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元。在又另一个示例中，具有最高目标匹配值和最高目标计数值的分选决策单元被确定为具有最高优先级，并且被选择为用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元。
在某些实施例中，分选决策单元被确定为对于对流体流中的液滴进行分选不是最佳的。在一些情况下，当目标匹配值低于预定阈值时，分选决策单元被确定为对于对液滴进行分选不是最佳的。在其他情况下，当目标计数值超过预定阈值时，分选决策单元被确定为对于对液滴进行分选不是最佳的。在其他情况下，当分选决策单元被用于对前一液滴进行分选(例如，被用于对具有前导液滴、分选液滴和尾随液滴的连续三个液滴序列中的前导液滴进行分选)时，分选决策单元被确定为对于对液滴进行分选不是最佳的。用于对样品的颗粒进行分选的方法
本公开的方面还包括用于对流体流的液滴进行分选的方法。在实施根据某些实施例的方法时，在流体流中的液滴中检测颗粒，生成液滴包括颗粒的数据信号，将数据信号传输到具有(如上所述)多个液滴分选决策单元的液滴分选模块，并且从多个液滴分选决策单元中选择最佳的分选决策单元以对液滴进行分选，并且使用所选择的液滴分选决策单元对液滴进行分选。
在实施例中，用光源照射含有具有颗粒(例如，细胞)的样品的流体流，并且检测来自流体流中的组分的光。在一些实施例中，样品是生物样品。术语“生物样品”在其常规意义上是指在整个有机体、植物、真菌或动物组织的子集、细胞，或者在某些情况下可以是在血液、粘液、淋巴液、滑液、脑脊液、唾液、支气管肺泡灌洗液、羊水、羊膜脐血、尿液、阴道液和精液中发现的组成部分。因此，“生物样品”是指原生生物体或其组织的子集，以及从生物体或其组织的子集制备的匀浆、裂解物或提取物，包括但不限于，例如，血浆、血清、脊髓液、淋巴液、皮肤切片、呼吸道、胃肠道、心血管和泌尿生殖道、眼泪、唾液、牛奶、血细胞、肿瘤、器官。生物样品可以是任何类型的有机体组织，包括健康和患病(例如，癌、恶性、坏死等)组织。在某些实施例中，生物样品是液体样品，例如血液或其衍生物，例如血浆、眼泪、尿液、精液等，其中在一些情况下，样品是血液样品，包括全血，例如从静脉穿刺或手指针刺中获取的血液(其中血液在化验前可能或可能不与任何试剂结合，如防腐剂、抗凝剂等)。
在某些实施例中，样品的来源是“哺乳动物”或“哺乳类的”，其中，这些术语广泛用于描述在哺乳动物类之内的生物体，包括食肉目(例如，狗和猫)、啮齿动物目(例如，小鼠、豚鼠和大鼠)和灵长类(例如，人类、黑猩猩和猴子)。在一些情况下，受试者是人类。所述方法可以应用于从两性和处于任何发育阶段(即，新生儿、婴儿、少年、青少年、成人)的人类受试者获得的样品，其中，在某些实施例中，人类受试者是少年、青少年或成人。虽然本发明可以应用于来自人类受试者的样品，但应理解，所述方法也可以在来自其他动物受试者(即，在“非人类受试者”中)的样品上实行，所述样品例如但不限于鸟、小鼠、大鼠、狗、猫、牲畜和马。
在实施所述主题方法时，用来自光源的光照射(例如，流式细胞仪的流体流中的)样品。在一些实施例中，光源是宽带光源，其发射具有宽波长范围的光，例如，所述光跨越50nm或更大，例如100nm或更大，例如150nm或更大，例如200nm或更大，例如250nm或更大，例如300nm或更大，例如350nm或更大，例如400nm或更大，并且包括跨越500nm或更大。例如，一个合适的宽带光源发射波长为从200nm至1500nm的光。合适的宽带光源的另一个示例包括发射波长为从400nm至1000nm的光的光源。在方法包括用宽带光源照射的情况下，感兴趣的宽带光源协议可以包括但不限于，卤素灯、氘弧灯、氙弧灯、稳定光纤耦合宽带光源、具有连续光谱的宽带LED、超辐射发光二极管、半导体发光二极管、宽光谱LED白光源，多LED集成白光源，以及其他宽带光源或其任何组合。
在其他实施例中，方法包括用发射特定波长或窄范围波长的窄带光源照射，例如用发射窄范围波长的光的光源照射，所述波长范围为例如50nm或更小，例如40nm或更小，例如30nm或更小，例如25nm或更小，例如20nm或更小，例如15nm或更小，例如10nm或更小，例如5nm或更小，例如2nm或更小，并且包括发射特定波长的光(即单色光)的光源。在方法包括用窄带光源照射的情况下，感兴趣的窄带光源协议包括但不限于窄波长LED、激光二极管或耦合到一个或多个光学带通滤波器、衍射光栅、单色器或其任何组合的宽带光源。
在某些实施例中，方法包括用一个或多个激光器照射样品。如以上所讨论的，激光器的类型和数量将根据样品和收集的所需光变化，并且可以是气体激光器，例如氦氖激光器、氩激光器、氪激光器、氙激光器、氮激光器、CO2激光器、CO激光器、氩氟(ArF)准分子激光器、氪氟(KrF)准分子激光器、氙氯(XeCl)准分子激光器或氙氟(XeF)准分子激光器或其组合。在其他情况下，方法包括用染料激光器照射流体流，例如，二苯乙烯、香豆素或罗丹明激光器。在其他情况下，方法包括用金属蒸气激光器照射流体流，例如氦镉(HeCd)激光器、氦汞(HeHg)激光器、氦硒(HeSe)激光器、氦银(HeAg)激光器、锶激光器、氖铜(NeCu)激光器、铜激光器或金激光器及其组合。在其他情况下，方法包括用固态激光器照射流体流，例如红宝石激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、Er:YAG激光器、Nd:YLF激光器、Nd:YVO4激光器、Nd:YCa4O(BO3)3激光器、Nd:YCOB激光器、钛蓝宝石激光器、铥YAG激光器、镱YAG激光器、Y2O3激光器或掺杂铈激光器及其组合。
可以用一个或多个上述光源照射样品，例如2个或更多个光源，例如3个或更多个光源，例如4个或更多个光源，例如5个或更多个光源，并且包括10个或更多个光源。光源可以包括光源类型的任何组合。例如，在一些实施例中，所述方法包括用激光器阵列(例如具有一个或多个气体激光器、一个或多个染料激光器和一个或多个固态激光器的阵列)照射流体流中的样品。
可以用范围从200nm至1500nm的波长照射样品，例如从250nm至1250nm，例如从300nm至1000nm，例如从350nm至900nm，并且包括从400nm至800nm。例如，在光源是宽带光源的情况下，可以用200nm至900nm的波长照射样品。在其他情况下，在光源包括多个窄带光源的情况下，可以用范围从200nm至900nm的特定波长照射样品。例如，光源可以是多个窄带LED(1nm–25nm)，每个LED独立地发射波长范围在200nm至900nm之间的光。在其他实施例中，窄带光源包括一个或多个激光器(例如激光器阵列)，并且用范围从200nm至700nm的特定波长照射样品，例如用具有如上所述的气体激光器、准分子激光器、染料激光器、金属蒸气激光器和固态激光器的激光阵列照射样品。
在采用一个以上光源的情况下，可以用光源同时或依次、或其组合地照射样品。例如，可以用每个光源同时照射样品。在其他实施例中，用每个光源依次照射流体流。在采用一个以上光源依次照射样品的情况下，每个光源照射样品的时间可以独立地为0.001微秒或更长，例如0.01微秒或更长，例如0.1微秒或更长，例如1微秒或更长，例如5微秒或更长，例如10微秒或更长，例如30微秒或更长，并且包括60微秒或更长。例如，方法可以包括用光源(例如激光器)照射样品从0.001微秒至100微秒范围的持续时间，例如从0.01微秒至75微秒，例如从0.1微秒至50微秒，例如从1微秒至25微秒，并且包括从5微秒至10微秒。在用两个或更多个光源依次照射样品的实施例中，每个光源照射样品的持续时间可以是相同的或不同的。
每个光源照射之间的时间周期也可以根据需要变化，被0.001微秒或更长的延迟独立地分开，例如0.01微秒或更长的延迟，例如0.1微秒或更长的延迟，例如1微秒或更长的延迟，例如5微秒或更长的延迟，例如10微秒或更长的延迟，例如15微秒或更长的延迟，例如30微秒或更长的延迟，并且包括60微秒或更长的延迟。例如，每个光源照射之间的时间周期可以在从0.001微秒至60微秒的范围，例如从0.01微秒至50微秒，例如从0.1微秒至35微秒，例如从1微秒至25微秒，并且包括从5微秒至10微秒。在某些实施例中，每个光源照射之间的时间周期为10微秒。在由两个以上(即，3个或更多个)光源依次照射样品的实施例中，每个光源照射之间的延迟可以是相同的或不同的。
样品可以被连续地或以离散间隔照射。在一些情况下，方法包括用光源连续地照射样品中的样品。在其他情况下，用光源以离散间隔照射样品，例如以每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒并且包括每1000毫秒或一些其他间隔照射。
根据光源，可以从变化的距离照射样品，所述变化的距离例如是0.01mm或更大，例如0.05mm或更大，例如0.1mm或更大，例如0.5mm或更大，例如1mm或更大，例如2.5mm或更大，例如5mm或更大，例如10mm或更大，例如15mm或更大，例如25mm或更大，并且包括50mm或更大。此外，角度或照射也可以变化，范围为从10°至90°，例如从15°至85°,例如从20°至80°，例如从25°至75°，并且包括从30°至60°，例如以90°的角度。
在实施例中，方法包括通过用一个或多个光电检测器测量来自被照射的样品的光来检测流体流中的颗粒。在一些情况下，颗粒是目标颗粒，例如目标细胞。在其他情况下，颗粒是非目标颗粒，例如非目标细胞或非细胞颗粒。在一些实施例中，方法包括测量在波长范围(例如，200nm–1000nm)上收集的光。例如，方法可以包括在200nm-1000nm的一个或多个波长范围上收集光的光谱。在其他实施例中，方法包括以一个或多个特定波长测量收集的光。例如，收集的光可以以450nm、518nm、519nm、561nm、578nm、605nm、607nm、625nm、650nm、660nm、667nm、670nm、668nm、695nm、710nm、723nm、780nm、785nm、647nm、617nm以及其任何组合中的一个或多个来测量。在某些实施例中，方法包括测量与某些荧光团的荧光峰值波长相对应的光的波长。
可以连续地或以离散间隔测量收集的光。在一些情况下，方法包括连续地测量光。在其他情况下，以离散间隔测量光，例如以每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒并且包括以每1000毫秒或一些其他间隔测量光。
可以在主题方法期间进行一次或多次收集的光的测量，例如2次或更多次，例如3次或更多次，例如5次或更多次，并且包括10次或更多次。在某些实施例中，光传播被测量2次或更多次，并且在某些情况下数据被平均化。
可以以一个或多个波长测量来自样品的光，例如以5个或更多个不同波长，例如以10个或更多个不同波长，例如以25个或更多个不同波长，例如以50个或更多个不同波长，例如以100个或更多个不同波长，例如以200个或更多个不同波长，例如以300个或更多个不同波长，并且包括以400个或更多个不同波长测量收集的光。
可以通过任何方便的光检测协议来检测颗粒，包括但不限于光吸收、前向散射、侧向散射或发光(例如荧光)。在实施本主题方法时，液滴由流体流形成并且包含一个或多个检测到的颗粒，并且生成所述液滴包含所述颗粒的数据信号。数据信号由液滴分选模块接收(如以上详细所述)，并且确定来自液滴分选模块的用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元。如上所述，在一些情况下，每个分选决策单元可以与用于对液滴进行分选的接收容器或位置相对应。这样，根据某些实施例的方法包括将液滴分选到特定容器或位置，所述特定容器或位置与被确定为对液滴分选是最佳的分选决策单元相对应。例如，液滴分选模块包括与2个不同对应接收容器或位置相对应的2个或更多个分选决策单元，例如与4个不同对应接收容器或位置相对应的4个或更多个分选决策单元，例如与8个不同对应接收容器或位置相对应的8个或更多个分选决策单元，例如与16个不同对应接收容器或位置相对应的16个或更多个分选决策单元，并且包括与32个不同对应接收容器或位置相对应的32个或更多个分选决策单元。
在实施例中，每个液滴分选决策单元包括：事件匹配逻辑，其将事件门位转换为匹配位。事件匹配逻辑由多个匹配单元形成。在一些实施例中，每个液滴分选决策单元的事件匹配逻辑将一个或多个事件门位转换为单个匹配位，例如2个或更多个事件门位，例如3个或更多个，例如4个或更多个，例如8个或更多个，例如16个或更多个，例如32个或更多个，例如64个或更多个，并且包括128个或更多个事件门位。在某些情况下，事件匹配逻辑的每个事件匹配单元将32个事件门位转换为单个匹配位。在一些实施例中，事件匹配逻辑确定事件是否可以参与给定分选决策单元的分选决策。在某些实施例中，每个分选决策单元包括事件匹配逻辑，所述事件匹配逻辑被配置成匹配所有事件(即，目标和非目标颗粒二者)，并且所有分选决策单元被配置成使用来自该事件匹配逻辑的数据来使不匹配事件在液滴中的位置匹配。在一些情况下，每个事件匹配单元选择事件门位，并且基于所选择的事件门位从事件匹配逻辑输出单个匹配位。
数据(例如来自事件匹配逻辑的匹配位、事件时间戳、先前事件标识符、当前时间以及液滴定时信息)被用于形成液滴(例如，在液滴组件中)。液滴被划分为多个位位置，例如具有2个或更多个位位置的液滴，例如具有4个或更多个位位置的液滴，例如具有8个或更多个位位置的液滴，例如具有16个或更多个位位置的液滴，例如具有32个或更多个位位置的液滴，例如具有64个或更多个位位置的液滴，并且包括具有128个或更多个位位置的液滴。在某些实施例中，数据信号(例如，来自事件匹配逻辑的匹配位、事件时间戳、先前事件标识符、当前时间以及液滴定时信息)被用于形成被分选决策逻辑划分为具有32个位位置的液滴。
在实施本主题方法时，确定一个或多个颗粒在液滴中的位置。例如，液滴中的颗粒可以占据液滴中的一个或多个位位置，例如2个或更多个位位置，例如4个或更多个位位置，并且包括8个或更多个位位置。在某些情况下，颗粒在液滴中占据单个位位置。液滴中的颗粒可以是目标颗粒(例如，目标细胞)或非目标颗粒(例如，样品的非目标细胞或非细胞组分)。每个液滴可以包括位于液滴内不同位位置处的一个或多个目标颗粒，例如2个或更多个，例如3个或更多个，例如4个或更多个，并且包括位于液滴内不同位位置处的5个或更多个目标颗粒。每个液滴还可以包括位于液滴内不同位位置处的一个或多个非目标颗粒，例如2个或更多个，例如3个或更多个，例如4个或更多个，并且包括位于液滴内不同位位置处的5个或更多个非目标颗粒。
在一些实施例中，方法包括生成与一个或多个颗粒在多个连续液滴中的位置相对应的数据信号，例如2个或更多个连续液滴，例如3个或更多个连续液滴，例如4个或更多个连续液滴，例如5个或更多个连续液滴，例如6个或更多个连续液滴，并且包括生成与一个或多个颗粒在10个或更多个连续液滴中的位置相对应的数据信号。在某些实施例中，方法包括确定和生成与颗粒在三个连续液滴中的位置相对应的数据信号，例如，在正在分选的液滴(即，分选液滴)、就在分选液滴前方的液滴(即，前导液滴)和就在分选液滴后面的液滴(即，尾随液滴)中的颗粒位置。
在一些实施例中，与目标颗粒在每个液滴中(例如，在尾随液滴、分选液滴和前导液滴中)的位位置相对应的数据信号被输送到每个分选决策单元的分选决策逻辑。在其他实施例中，与非目标颗粒在每个液滴中(例如，在尾随液滴、分选液滴和前导液滴中)的位位置相对应的数据信号被输送到每个分选决策单元的分选决策逻辑。在一些情况下，方法包括生成目标掩码，所述目标掩码识别液滴的位置，所述液滴具有与液滴的分选相关的目标颗粒(例如，细胞)。在其他情况下，方法包括生成非目标掩码，所述非目标掩码识别液滴的位置，所述液滴具有与液滴的分选相关的非目标颗粒(例如，非目标细胞或非细胞颗粒)。在其他情况下，方法包括：生成目标掩码和生成非目标掩码，所述目标掩码识别具有与液滴分选相关的目标颗粒的液滴的位置，所述非目标掩码识别具有与液滴分选相关的非目标颗粒的液滴的位置。在某些实施例中，方法包括：将目标掩码应用于与一个或多个目标细胞在液滴中的位置相对应的数据信号以生成目标滴值，将非目标掩码应用于与一个或多个非目标颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号以生成非目标滴值，并且将目标滴值与非目标滴值组合以生成目标匹配值。
在一些实施例中，方法还包括确定液滴中的目标颗粒的数量以生成目标计数值。在一些情况下，方法包括：确定液滴包括1个或多个目标颗粒，例如2个或更多个目标颗粒，例如3个或更多个目标颗粒，并且包括5个或更多个目标颗粒。在某些实施例中，将液滴中确定的目标颗粒的数量与限制液滴中允许的颗粒数量的目标极限值进行比较，例如16个或更少目标颗粒的目标极限值，例如12个目标颗粒或更少，例如8个目标颗粒或更少，例如4个目标颗粒或更少，并且包括2个目标颗粒或更少。在一些实施例中，当没有超过目标极限值时，方法包括用被选为最佳的分选决策单元对液滴进行分选。在其他实施例中，当已经超过目标极限值时，方法可以包括完全丢弃液滴并且不用任何分选决策单元对液滴进行分选。
基于目标匹配值和目标计数值，确定用于对来自流体流的每个液滴进行分选的最佳分选决策单元。在某些实施例中，方法包括基于液滴目标匹配值、液滴目标计数值或其组合中的一个或多个，将优先级分配给每个分选决策单元。为了确定最佳分选决策单元，评估每个分选决策单元的优先级，其中，在某些情况下，基于具有最高目标匹配值的分选决策单元、具有最高目标计数值的分选决策单元或具有最高目标匹配值和最高目标计数值的分选决策单元，分选决策单元按优先级排序。例如，在一个示例中，具有最高目标匹配值的分选决策单元被确定为具有最高优先级，并且被选择为用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元。在另一个示例中，具有最高目标计数值的分选决策单元被确定为具有最高优先级，并且被选择为用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元。在另一个示例中，具有最高目标匹配值和最高目标计数值的分选决策单元被确定为具有最高优先级，并且被选择为用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元。
在某些实施例中，方法包括：确定分选决策单元对于对流体流中的液滴进行分选不是最佳的。在一些情况下，当目标匹配值低于预定阈值时，分选决策单元被确定为对于对液滴进行分选不是最佳的。在其他情况下，当目标计数值超过预定阈值时，分选决策单元被确定为对于对液滴进行分选不是最佳的。在其他情况下，当分选决策单元被用于对前一液滴进行分选(例如，被用于对具有前导液滴、分选液滴和尾随液滴的连续三个液滴序列中的前导液滴进行分选)时，分选决策单元被确定为对于对液滴进行分选不是最佳的。
对样品的颗粒进行分选的系统
本公开的方面还包括用于对颗粒进行分选的系统。在实施例中，主题系统被配置成分选样品的组分，例如生物样品中的细胞。如上所述，分选是指：分离样品的组分(例如，细胞、非细胞颗粒，例如生物大分子)，并且在一些情况下将分离的组分输送到一个或多个样品收集容器。
在实施例中，系统包括被配置成照射流体流中的样品的光源。在实施例中，光源可以是任何合适的宽带或窄带光源。根据样品中的组分(例如，细胞、小液滴、非细胞颗粒等)，光源可以被配置成发射变化波长的光，其变化范围为从200nm至1500nm，例如从250nm至1250nm，例如从300nm至1000nm，例如从350nm至900nm，并且包括从400nm至800nm。例如，光源可以包括发射波长为从200nm至900nm的光的宽带光源。在其他情况下，光源包括发射波长范围为从200nm至900nm的窄带光源。例如，光源可以是窄带LED(1nm–25nm)，其发射波长范围在200nm至900nm之间的光。在某些实施例中，光源是激光器。在一些情况下，主题系统包括气体激光器，例如氦氖激光器、氩激光器、氪激光器、氙激光器、氮激光器、CO2激光器、CO激光器、氩氟(ArF)准分子激光器、氪氟(KrF)准分子激光器、氙氯(XeCl)准分子激光器或氙氟(XeF)准分子激光器或其组合。在其他情况下，主题系统包括染料激光器，例如二苯乙烯、香豆素或罗丹明激光器。在其他情况下，感兴趣的激光器包括金属蒸气激光器，例如氦镉(HeCd)激光器、氦汞(HeHg)激光器、氦硒(HeSe)激光器、氦银(HeAg)激光器、锶激光器、氖铜(NeCu)激光器、铜激光器或金激光器及其组合。在其他情况下，主题系统包括固态激光器，例如红宝石激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、Er:YAG激光器、Nd:YLF激光器、Nd:YVO4激光器、Nd:YCa4O(BO3)3激光器、Nd:YCOB激光器、钛蓝宝石激光器、铥YAG激光器、镱YAG激光器、Y2O3激光器或掺杂铈激光器及其组合。
在其他实施例中，光源是非激光光源，例如灯，包括但不限于卤素灯、氘弧灯、氙弧灯、发光二极管，例如具有连续光谱的宽带LED、超辐射发光二极管、半导体发光二极管、宽光谱LED白光源，多LED集成。在一些情况下，非激光光源是稳定的光纤耦合宽带光源、白光源、以及其他光源或其任何组合。
光源可以放置在距样品(例如，流式细胞仪中的流体流)的任何合适的距离处，例如距流体流0.001mm或更大的距离处，例如0.005mm或更大，例如0.01mm或更大，例如0.05mm或更大，例如0.1mm或更大，例如0.5mm或更大，例如1mm或更大，例如5mm或更大，例如10mm或更大，例如25mm或更大，并且包括100mm或更大的距离。此外，光源以任何合适的角度(例如，相对于流体流的垂直轴线)照射样品，例如以范围从10°至90°的角度，例如从15°至85°，例如从20°至80°，例如从25°至75°，并且包括从30°至60°，例如以90°的角度照射样品。
光源可以被配置成连续地或以离散间隔照射样品。在一些情况下，系统包括被配置成连续地照射样品的光源，例如用连续地照射流式细胞仪中的询问点处的流体流的连续波激光器。在其他情况下，感兴趣的系统包括被配置成以离散间隔照射样品的光源，例如以每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒并且包括每1000毫秒或一些其他间隔照射。在光源被配置成以离散间隔照射样品的情况下，系统可以包括一个或多个附加组件，以提供光源对样品的间歇照射。例如，这些实施例中的主题系统可以包括一个或多个激光束斩波器、手动或计算机控制的光束停止器，用于阻挡样品并将其暴露于光源。
在实施例中，系统包括具有多个光电检测器的光检测系统。感兴趣的光电检测器可以包括但不限于光学传感器，例如有源像素传感器(APS)、雪崩式光电二极管、图像传感器、电荷耦合设备(CCD)、增强电荷耦合设备(ICCD)、发光二极管、光子计数器、辐射热计、热释电检测器、光阻器、光伏电池、光电二极管、光电倍增管、光电晶体管、量子点光电导体或光电二极管及其组合，以及其他光电检测器。在某些实施例中，用电荷耦合设备(CCD)、半导体电荷耦合设备(CCD)、有源像素传感器(APS)、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器或N型金属氧化物半导体(NMOS)图像传感器来测量来自样品的光。
在一些实施例中，感兴趣的光检测系统包括多个光电检测器。在一些情况下，光检测系统包括多个固态检测器，例如光电二极管。在某些情况下，光检测系统包括光电检测器阵列，例如光电二极管阵列。在这些实施例中，光电检测器阵列可以包括4个或更多个光电检测器，例如10个或更多个光电检测器，例如25个或更多个光电检测器，例如50个或更多个光电检测器，例如100个或更多个光电检测器，例如250个或更多个光电检测器，例如500个或更多个光电检测器，例如750个或更多个光电检测器，并且包括1000个或更多个光电检测器。例如，检测器可以是具有4个或更多个光电二极管的光电二极管阵列，例如10个或更多个光电二极管，例如25个或更多个光电二极管，例如50个或更多个光电二极管，例如100个或更多个光电二极管，例如250个或更多个光电二极管，例如500个或更多个光电二极管，例如750个或更多个光电二极管，并且包括1000个或更多个光电二极管。
光电检测器可以根据需要以任何几何配置布置，其中感兴趣的布置包括但不限于正方形配置、矩形配置、梯形配置、三角形配置、六边形配置、七边形配置、八边形配置、九边形配置、十边形配置、十二边形配置、圆形配置、椭圆形配置以及不规则图案配置。光电检测器阵列中的光电检测器可以相对于另一个(如在X-Z平面中所参考的)以范围从10°至180°的角度定向，例如从15°至170°，例如从20°至160°，例如从25°至150°，例如从30°至120°，并且包括从45°至90°。光电检测器阵列可以是任何合适的形状，并且可以是直线形状，例如正方形、矩形、梯形、三角形、六边形等；曲线形状，例如圆形、椭圆形；以及不规则形状，例如耦合到平面顶部的抛物形底部。在某些实施例中，光电检测器阵列具有矩形活性表面。
阵列中的每个光电检测器(例如光电二极管)可以具有活性表面，其宽度范围为从5μm至250μm，例如从10μm至225μm，例如从15μm至200μm，例如从20μm至175μm，例如从25μm至150μm，例如从30μm至125μm，并且包括从50μm至100μm，所述活性表面具有长度，其长度范围为从5μm至250μm，例如从10μm至225μm，例如从15μm至200μm，例如从20μm至175μm，例如从25μm至150μm，例如从30μm至125μm，并且包括从50μm至100μm，其中，阵列中的每个光电检测器(例如光电二极管)的表面面积范围为从25μm2至10000μm2，例如从50μm2至9000μm2，例如从75μm2至8000μm2，例如从100μm2至7000μm2，例如从150μm2至6000μm2，并且包括从200μm2至5000μm2。
光电检测器阵列的尺寸可以根据光的量和强度、光电检测器的数量和期望的灵敏度而变化，并且可以具有长度，其范围为从0.01mm至100mm，例如从0.05mm至90mm，例如从0.1mm至80mm，例如从0.5mm至70mm，例如从1mm至60mm，例如从2mm至50mm，例如从3mm至40mm，例如从4mm至30mm，并且包括从5mm至25mm。光电检测器阵列的宽度也可以变化，其范围为从0.01mm至100mm，例如从0.05mm至90mm，例如从0.1mm至80mm，例如从0.5mm至70mm，例如从1mm至60mm，例如从2mm至50mm，例如从3mm至40mm，例如从4mm至30mm，并且包括从5mm至25mm。这样，光电检测器阵列的活性表面的范围可以为从0.1mm2至10000mm2，例如从0.5mm2至5000mm2，例如从1mm2至1000mm2，例如从5mm2至500mm2，并且包括从10mm2至100mm2。
感兴趣的光电检测器被配置成以一个或多个波长测量收集的光，例如以2个或更多个不同波长，例如以5个或更多个不同波长，例如以10个或更多个不同波长，例如以25个或更多个不同波长，例如以50个或更多个不同波长，例如以100个或更多个不同波长，例如以200个或更多个不同波长，例如以300个或更多个不同波长，并且包括以400个或更多个不同波长测量由流体流中的样品发射的光。
在一些实施例中，光电检测器被配置成测量在波长范围(例如，200nm–1000nm)上收集的光。在某些实施例中，感兴趣的光电检测器被配置成收集在波长范围上的光的光谱。例如，系统可以包括被配置成在200nm-1000nm的一个或多个波长范围上收集光的光谱的一个或多个检测器。在其他实施例中，感兴趣的检测器被配置成以一个或多个特定波长测量来自流体流中的样品的光。例如，系统可以包括一个或多个检测器，所述一个或多个检测器被配置成以450nm、518nm、519nm、561nm、578nm、605nm、607nm、625nm、650nm、660nm、667nm、670nm、668nm、695nm、710nm、723nm、780nm、785nm、647nm、617nm以及其任何组合中的一个或多个测量光。在某些实施例中，光电检测器可以被配置成与特定荧光团配对，例如在荧光分析中与样品一起使用的那些荧光团。
光检测系统被配置成连续地或以离散间隔测量光。在一些情况下，感兴趣的光电检测器被配置成连续地对收集的光进行测量。在其他情况下，光检测系统被配置成以离散间隔进行测量，例如以每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒并且包括每1000毫秒或一些其他间隔测量光。
在实施例中，系统被配置成从包含一个或多个检测到的颗粒的流体流形成液滴，并生成液滴包含颗粒的数据信号。系统包括如本文所述的一个或多个液滴分选模块，并且选择来自液滴分选模块的最佳分选决策单元对液滴进行分选。在一些实施例中，系统包括具有计算机可读存储介质的计算机，计算机程序存储在计算机可读存储介质上，其中计算机程序在加载到计算机上时进一步包括指令，所述指令用于从多个分选决策单元中确定最佳液滴分选决策单元以对流体流的每个液滴进行分选。
在一些实施例中，系统包括具有计算机可读存储介质的计算机，计算机程序存储在计算机可读存储介质上，其中计算机程序在加载到计算机上时进一步包括指令，所述指令用于形成与被划分为多个位位置的液滴相对应的数据信号，例如具有2个或更多个位位置的液滴，例如4个或更多个位位置，例如8个或更多个位位置，例如16个或更多个位位置，例如32个或更多个位位置，例如64个或更多个位位置，并且包括具有128个或更多个位位置的液滴。数据(例如来自事件匹配逻辑的匹配位、事件时间戳、先前事件标识符、当前时间以及液滴定时信息)被用于形成由液滴分选模块进行分选的液滴。在一些情况下，存储器进一步包括用于确定一个或多个颗粒在液滴中的位置的指令。在其他情况下，存储器进一步包括指令，所述指令用于确定并生成与一个或多个颗粒在多个连续液滴中的位置相对应的数据信号，例如2个或更多个连续液滴，例如3个或更多个连续液滴，例如4个或更多个连续液滴，例如5个或更多个连续液滴，例如6个或更多个连续液滴，并且包括确定一个或多个颗粒在10个或更多个连续液滴中的位置。在某些实施例中，存储器进一步包括指令，所述指令用于确定和生成与颗粒在三个连续液滴中的位置相对应的数据信号，例如，在正在分选的液滴(即，分选液滴)、就在分选液滴前方的液滴(即，前导液滴)和就在分选液滴后面的液滴(即，尾随液滴)中的颗粒位置。
在一些实施例中，系统包括具有计算机可读存储介质的计算机，计算机程序存储在计算机可读存储介质上，其中，计算机程序在加载到计算机上时进一步包括指令，所述指令用于将与目标颗粒在每个液滴中(例如，在尾随液滴、分选液滴和前导液滴中)的位位置相对应的数据信号输送到每个分选决策单元的分选决策逻辑。在其他实施例中，存储器进一步包括指令，所述指令用于将与非目标颗粒在每个液滴中(例如，在尾随液滴、分选液滴和前导液滴中)的位位置相对应的数据信号输送到每个分选决策单元的分选决策逻辑。
在一些实施例中，系统包括具有计算机可读存储介质的计算机，计算机程序存储在计算机可读存储介质上，其中计算机程序在加载到计算机上时进一步包括指令，所述指令用于生成目标掩码，所述目标掩码识别液滴的位置，所述液滴具有与液滴的分选相关的目标颗粒(例如，细胞)。在其他实施例中，存储器进一步包括指令，所述指令用于生成非目标掩码，所述非目标掩码识别液滴的位置，所述液滴具有与液滴的分选相关的非目标颗粒(例如，非目标细胞或非细胞颗粒)。在其他实施例中，存储器进一步包括指令，所述指令用于生成目标掩码和生成非目标掩码，所述目标掩码识别具有与液滴分选相关的目标颗粒的液滴的位置，所述非目标掩码识别具有与液滴分选相关的非目标颗粒的液滴的位置。
在一些实施例中，系统包括具有计算机可读存储介质的计算机，计算机程序存储在计算机可读存储介质上，其中，计算机程序在加载到计算机上时进一步包括指令，所述指令用于：将目标掩码应用于与一个或多个目标细胞在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成目标滴值；将非目标掩码应用于与一个或多个非目标颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成非目标滴值；并且将目标滴值与非目标滴值组合，以生成目标匹配值。
在其他实施例中，系统包括具有计算机可读存储介质的计算机，计算机程序存储在计算机可读存储介质上，其中计算机程序在加载到计算机上时进一步包括指令，所述指令用于确定液滴中的目标颗粒的数量以生成目标计数值。在一些情况下，存储器包括指令，所述指令用于确定液滴包括1个或多个目标颗粒，例如2个或更多个目标颗粒，例如3个或更多个目标颗粒，并且包括5个或更多个目标颗粒。在其他情况下，存储器包括指令，所述指令用于将液滴中确定的目标颗粒的数量与限制液滴中允许的颗粒数量的目标极限值进行比较，例如16个或更少目标颗粒的目标极限值，例如12个目标颗粒或更少，例如8个目标颗粒或更少，例如4个目标颗粒或更少，并且包括2个目标颗粒或更少。在某些情况下，存储器包括指令，所述指令用于在没有超过目标极限值时用被选择为最佳的分选决策单元对液滴进行分选。在其他情况下，存储器包括指令，所述指令用于在超过目标极限值时完全丢弃液滴并且不用任何分选决策单元对液滴进行分选。
在实施例中，系统包括具有计算机可读存储介质的计算机，计算机程序存储在计算机可读存储介质上，其中，计算机程序在加载到计算机上时进一步包括指令，所述指令用于基于目标匹配值和目标计数值确定对来自流体流的每个液滴进行分选的最佳分选决策单元。在这些实施例中，存储器包括指令，所述指令用于基于液滴目标匹配值、液滴目标计数值或其组合中的一个或多个而将优先级分配给每个分选决策单元。为了确定最佳分选决策单元，系统被配置成评估每个分选决策单元的优先级，在某些情况下，基于具有最高目标匹配值的分选决策单元、具有最高目标计数值的分选决策单元或具有最高目标匹配值和最高目标计数值的分选决策单元，分选决策单元按优先级排序。
在一些实施例中，系统被配置成确定分选决策单元对于对流体流中的液滴进行分选不是最佳的。在一些情况下，当目标匹配值低于预定阈值时，分选决策单元被确定为对于对液滴进行分选不是最佳的。在其他情况下，系统被配置成：当目标计数值超过预定阈值时确定分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的。在其他情况下，系统被配置成：当分选决策单元被用于对前一液滴进行分选(例如，被用于对具有前导液滴、分选液滴和尾随液滴的连续三个液滴序列中的前导液滴进行分选)时，确定分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的。
根据一些实施例的液滴分选系统可以包括显示器和操作员输入设备。例如，操作员输入设备可以是键盘、鼠标等。处理模块包括处理器，所述处理器能够访问存储器，所述存储器具有存储在其上的指令，所述指令用于执行主题方法的步骤。处理模块可以包括操作系统、图形用户界面(GUI)控制器、系统存储器、存储器存储设备和输入输出控制器、高速缓存、数据备份单元和许多其他设备。处理器可以是市售处理器，或者其也可以是已经或将要可用的其他处理器中的一种。处理器以已知的方式执行操作系统和具有固件和硬件的操作系统接口，并帮助处理器协调和执行各种计算机程序的功能，这些程序可以用各种编程语言编写，例如Java、Perl、C++、本领域已知的其他高级或低级语言及其组合。操作系统通常与处理器协作，协调并执行计算机的其他组件的功能。操作系统还提供调度、输入输出控制、文件和数据管理、内存管理、以及通信控制和相关服务，所有这些都符合已知技术。处理器可以是任何合适的模拟或数字系统。在一些实施例中，处理器包括提供反馈控制，例如负反馈控制的模拟电子器件。
系统存储器可以是各种已知的或未来的存储器存储设备中的任何一种。示例包括任何常用的随机存取存储器(RAM)、诸如驻留硬盘或磁带的磁性介质、诸如读写光盘的光学介质、闪存设备或其它存储器存储设备。存储器存储设备可以是各种已知的或未来的设备中的任何一种，包括光盘驱动器、磁带驱动器、可移动硬盘驱动器或软盘驱动器。这种类型的存储器存储设备通常分别从程序存储介质(未示出)(例如光盘、磁带、可移动硬盘或软盘)读取和/或写入。这些程序存储介质或其他正在使用或以后可能开发的介质中的任何一种都可以被认为是计算机程序产品。如将理解的，这些程序存储介质通常存储计算机软件程序和/或数据。计算机软件程序(也称为计算机控制逻辑)通常存储在系统存储器和/或与存储器存储设备一起使用的程序存储设备中。
在一些实施例中，描述了一种计算机程序产品，其包括具有存储在其中的控制逻辑(计算机软件程序，包括程序代码)的计算机可用介质。控制逻辑在由处理器和计算机执行时使处理器执行本文所述的功能。在其他实施例中，一些功能主要使用例如硬件状态机在硬件中实现。对相关领域的技术人员来说，实现硬件状态机以执行本文所描述的功能将是显而易见的。
存储器可以是处理器能够在其中存储和检索数据的任何合适的设备，例如磁、光或固态存储设备(包括磁盘或光盘、磁带或RAM，或任何其他合适的设备，无论是固定的还是便携式的)。处理器可以包括从携带必要程序代码的计算机可读介质适当编程的通用数字微处理器。编程可以通过通信信道被远程地提供给处理器，或者预先保存在计算机程序产品中，例如存储器或使用与存储器相关的那些设备中的任何一个的一些其他便携式或固定的计算机可读存储介质。例如，磁盘或光盘可以承载编程，并且可以由磁盘写入器/读取器读取。本发明的系统还包括例如以计算机程序产品的形式的编程、用于实施上述方法的算法。根据本发明的编程可以记录在计算机可读介质上，例如，可以由计算机直接读取和访问的任何介质。这种介质包括但不限于：磁存储介质，例如软盘、硬盘存储介质和磁带；光学存储介质，例如CD-ROM；电存储介质，例如RAM和ROM；便携式闪存驱动器；以及这些类别的混合介质，例如磁/光存储介质。
处理器还可以访问通信信道以与在远程位置处的用户通信。远程位置意味着用户不直接与系统接触，并且从外部设备(例如连接到广域网(“WAN”)、电话网、卫星网或任何其他合适的通信信道的计算机，包括移动电话(即，智能手机))将输入信息中继到输入管理器。
在一些实施例中，根据本公开的系统可以被配置成包括通信接口。在一些实施例中，通信接口包括用于与网络和/或另一设备通信的接收器和/或发射器。通信接口可以配置成有线或无线通信，包括但不限于射频(RF)通信(例如，射频识别(RFID))、Zigbee通信协议、WiFi、红外、无线通用串行总线(USB)、超宽带(UWB)、
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通信协议以及蜂窝通信(例如码分多址(CDMA)或全球移动通信系统(GSM))。
在一个实施例中，通信接口被配置成包括一个或多个通信端口(例如，物理端口)或者接口(诸如USB端口、RS-232端口或任何其他合适的电连接端口)，以允许主题系统与诸如计算机终端(例如，在医生办公室或医院环境中)的其他外部设备之间的数据通信，所述外部设备被配置成用于类似的补充数据通信。
在一个实施例中，通信接口被配置成用于红外通信、
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通信或任何其他合适的无线通信协议，以使得主题系统能够与诸如计算机终端和/或网络、通信启用的移动电话、个人数字助理等其他设备，或者用户可以结合使用的任何其他通信设备进行通信。
在一个实施例中，通信接口被配置成：通过手机网络、短消息服务(SMS)、到连接到因特网的局域网(LAN)上的个人计算机(PC)的无线连接、或以WiFi热点连接到因特网的WiFi连接，提供用于利用因特网协议(IP)进行数据传输的连接。
在一个实施例中，主题系统被配置成经由通信接口(例如，使用诸如802.11或
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RF协议或IrDA红外协议的公共标准)与服务器设备无线通信。服务器设备可以是另一便携式设备，例如智能电话、个人数字助理(PDA)或笔记本电脑；或者更大的设备，例如台式计算机、家电设备等。在一些实施例中，服务器设备具有：显示器，例如液晶显示器(LCD)；以及输入设备，例如按钮、键盘、鼠标或触摸屏。
在一些实施例中，通信接口被配置成：使用上述一个或多个通信协议和/或机制，使存储在主题系统中(例如，在可选数据存储单元中)的数据与网络或服务器设备自动或半自动地通信。
输出控制器可以包括用于各种已知显示设备中的任何一种的控制器，所述显示设备用于将信息呈现给用户，无论是人还是机器，无论是本地的还是远程的。如果其中一个显示设备提供视觉信息，则该信息通常可以被逻辑地和/或物理地组织为图片元素的阵列。图形用户界面(GUI)控制器可以包括：各种已知的或未来的软件程序中的任何一种，其用于在系统与用户之间提供图形输入和输出接口，并用于处理用户输入。计算机的功能元件可以经由系统总线相互通信。在替代实施例中，这些通信中的一些可以使用网络或其他类型的远程通信来完成。根据已知技术，输出管理器还可以将由处理模块生成的信息提供给在远程位置(例如通过因特网、电话或卫星网络)处的用户。输出管理器对数据的呈现可以根据各种已知技术来实现。例如，数据可以包括SQL、HTML或XML文档、电子邮件或其他文件，或者其他形式的数据。数据可以包括因特网URL地址，以便用户可以从远程源检索额外的SQL、HTML、XML或其他文档或数据。主题系统中存在的一个或多个平台可以是任何类型的已知计算机平台或未来要开发的类型，尽管它们通常将是通常称为服务器的一类计算机。但是，它们也可以是主机、工作站或其他计算机类型。它们可以经由任何已知或未来类型的电缆或其他通信系统(包括无线系统，无论是联网的还是其他的)进行连接。它们可以位于同一地点，也可以在物理上分开。根据所选择的计算机平台的类型和/或品牌，可以在任何计算机平台上采用各种操作系统。合适的操作系统包括Windows 10、Windows
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Windows XP、Windows 7、Windows 8、iOS、Sun Solaris、Linux、OS/400、Compaq Tru64 Unix、SGI IRIX、Siemens Reliant Unix、Ubuntu、Zorin OS以及其他操作系统。
在某些实施例中，主题系统包括：一个或多个光学调节组件，其用于调整光，例如照射到样品上的光(例如，来自激光器)或从样品收集的光(例如，散射的荧光)。例如，光学调节可以增加光的尺寸、光的焦点或者使光准直。在一些情况下，光学调节是放大协议，以便增加光(例如，光斑)的尺寸，例如将尺寸增加5％或更多，例如10％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，并且包括将尺寸增加75％或更多。在其他实施例中，光学调节包括：使光聚焦，以减小光尺寸，例如减小5％或更大，例如减小10％或更大，例如减小25％或更大，例如减小50％或更大，并且包括将光斑的尺寸减小75％或更大。在某些实施例中，光学调节包括使光准直。术语“准直”在其常规意义上是指通过光学方式调节光传播的共线性或减少光从公共传播轴的发散。在一些情况下，准直包括缩小光束的空间横截面(例如，减小激光器的光束轮廓)。
在一些实施例中，光学调节组件是聚焦透镜，其具有从0.1至0.95的放大率，例如从0.2至0.9的放大率，例如从0.3至0.85的放大率，例如从0.35至0.8的放大率，例如从0.5至0.75的放大率，并且包括从0.55至0.7的放大率，例如0.6的放大率。例如，在某些情况下，聚焦透镜是具有大约0.6的放大率的双消色差去放大透镜。聚焦透镜的焦距可以变化，范围为从5mm至20mm，例如从6mm至19mm，例如从7mm至18mm，例如从8mm至17mm，例如从9mm至16，并且包括范围从10mm至15mm的焦距。在某些实施例中，聚焦透镜具有大约13mm的焦距。
在其他实施例中，光学调节组件是准直器。准直器可以是任何方便的准直协议，例如一个或多个镜子或曲面透镜或其组合。例如，准直器在某些情况下是单个准直透镜。在其他情况下，准直器是准直镜。在其他情况下，准直器包括两个透镜。在其他情况下，准直器包括镜子和透镜。在准直器包括一个或多个透镜的情况下，准直透镜的焦距可以变化，范围为从5mm至40mm，例如从6mm至37.5mm，例如从7mm至35mm，例如从8mm至32.5mm，例如从9mm至30mm，例如从10mm至27.5mm，例如从12.5mm至25mm，并且包括范围从15mm至20mm的焦距。
在一些实施例中，主题系统包括具有喷嘴孔口的流体池喷嘴，所述喷嘴孔口被配置成使流体流流过所述流体池喷嘴。主题流体池喷嘴具有孔口，所述孔口将流体样品传播到样品询问区域，其中，在一些实施例中，流体池喷嘴包括限定纵向轴线的近端圆柱形部分和终止于具有横向于纵向轴线的喷嘴孔口的平面的远端截头圆锥形部分。近端圆柱形部分的长度(如沿纵向轴线测量的)可以变化，其范围为从1mm至15mm，例如从1.5mm至12.5mm，例如从2mm至10mm，例如从3mm至9mm，并且包括从4mm至8mm。远端截头圆锥形部分的长度(如沿纵向轴线测量的)也可以变化，其范围为从1mm至10mm，例如从2mm至9mm，例如从3mm至8mm，并且包括从4mm至7mm。在一些实施例中，流体池喷嘴室的直径可以变化，其范围为从1mm至10mm，例如从2mm至9mm，例如从3mm至8mm，并且包括从4mm至7mm。
在某些情况下，喷嘴室不包括圆柱形部分，并且整个流体池喷嘴室是截头圆锥形的。在这些实施例中，截头圆锥形喷嘴室的长度(如沿横向于喷嘴孔口的纵向轴线测量的)的范围可以为从1mm至15mm，例如从1.5mm至12.5mm，例如从2mm至10mm，例如从3mm至9mm，并且包括从4mm至8mm。截头圆锥形喷嘴室的近端部分的直径的范围可以为从1mm至10mm，例如从2mm至9mm，例如从3mm至8mm，并且包括从4mm至7mm。
在实施例中，样品流体流从流体池喷嘴的远端处的孔口发出。根据流体流的期望特性，流体池喷嘴孔口可以是任何合适的形状，其中感兴趣的横截面形状包括但不限于：直线横截面形状，例如正方形、矩形、梯形、三角形、六边形等；曲线横截面形状，例如圆形、椭圆形；以及不规则形状，例如耦合到平面顶部的抛物线底部。在某些实施例中，感兴趣的流体池喷嘴具有圆形孔口。在一些实施例中，喷嘴孔口的尺寸可以变化，其范围为从1μm至20000μm，例如从2μm至17500μm，例如从5μm至15000μm，例如从10μm至12500μm，例如从15μm至10000μm，例如从25μm至7500μm，例如从50μm至5000μm，例如从75μm至1000μm，例如从100μm至750μm，并且包括从150μm至500μm。在某些实施例中，喷嘴孔口是100μm。
在一些实施例中，流体池喷嘴包括配置成向流体池喷嘴提供样品的样品注入端口。在实施例中，样品注入系统被配置成向流体池喷嘴室提供合适的样品流体。根据流体流的期望特性，通过样品注入端口输送到流体池喷嘴室的样品速率可以是1μL/秒或更大，例如2μL/秒或更大，例如3μL/秒或更大，例如5μL/秒或更大，例如10μL/秒或更大，例如15μL/秒或更大，例如25μL/秒或更大，例如50μL/秒或更大，例如100μL/秒或更大，例如150μL/秒或更大，例如200μL/秒或更大，例如250μL/秒或更大，例如300μL/秒或更大，例如350μL/秒或更大，例如400μL/秒或更大，例如450μL/秒或更大，并且包括500μL/秒或更大。例如，样品流速的范围可以为从1μL/秒至大约500μL/秒，例如从2μL/秒至大约450μL/秒，例如从3μL/秒至大约400μL/秒，例如从4μL/秒至大约350μL/秒，例如从5μL/秒至大约300μL/秒，例如从6μL/秒至大约250μL/秒，例如从7μL/秒至大约200μL/秒，例如从8μL/秒至大约150μL/秒，例如从9μL/秒至大约125μL/秒，并且包括从10μL/秒至大约100μL/秒。
样品注入端口可以是位于喷嘴室的壁中的孔口，或者可以是位于喷嘴室的近端处的导管。在样品注入端口是位于喷嘴室的壁中的孔口的情况下，样品注入端口孔口可以是任何合适的形状，其中感兴趣的横截面形状包括但不限于：直线横截面形状，例如正方形、矩形、梯形、三角形、六边形等；曲线横截面形状，例如圆形、椭圆形等；以及不规则形状，例如耦合到平面顶部的抛物线底部。在某些实施例中，样品注入端口具有圆形孔口。在某些情况下，样品注入端口孔口的尺寸可以根据形状变化，其开口范围为从0.1mm至5.0mm，例如0.2mm至3.0mm，例如0.5mm至2.5mm，例如从0.75mm至2.25mm，例如从1mm至2mm，并且包括从1.25mm至1.75mm，例如1.5mm。
在某些情况下，样品注入端口是位于流体池喷嘴室的近端处的导管。例如，样品注入端口可以是定位成使样品注入端口的孔口与流体池喷嘴孔口对齐的导管。在样品注入端口是定位成与流体池喷嘴孔口对齐的导管的情况下，样品注入管的横截面形状可以是任何合适的形状，其中感兴趣的横截面形状包括但不限于：直线横截面形状，例如正方形、矩形、梯形、三角形、六边形等；曲线横截面形状，例如圆形、椭圆形；以及不规则形状，例如耦合到平面顶部的抛物线底部。在某些情况下，导管的孔口可以根据形状变化，其开口范围为从0.1mm至5.0mm，例如0.2mm至3.0mm，例如0.5mm至2.5mm，例如从0.75mm至2.25mm，例如从1mm至2mm，并且包括从1.25mm至1.75mm，例如1.5mm。样品注入端口的尖端的形状可以与样品注入管的横截面形状相同或不同。例如，样品注入端口的孔口可以包括具有斜角的斜面尖端，所述斜角的范围为从1°至10°，例如从2°至9°，例如从3°至8°，例如从4°至7°，并且包括5°的斜角。
在一些实施例中，流体池喷嘴还包括配置成向流体池喷嘴提供鞘液的鞘液注入端口。在实施例中，鞘液注入系统配置成向流体池喷嘴室提供鞘液的流体，例如与样品一起产生围绕样品流体流的鞘液的层压流体流。根据流体流的期望特性，通过管输送到流体池喷嘴室的鞘液的速率可以是25μL/秒或更大，例如50μL/秒或更大，例如75μL/秒或更大，例如100μL/秒或更大，例如250μL/秒或更大，例如500μL/秒或更大，例如750μL/秒或更大，例如1000μL/秒或更大，并且包括2500μL/秒或更大。例如，鞘液流速的范围可以为从1μL/秒至大约500μL/秒，例如从2μL/秒至大约450μL/秒，例如从3μL/秒至大约400μL/秒，例如从4μL/秒至大约350μL/秒，例如从5μL/秒至大约300μL/秒，例如从6μL/秒至大约250μL/秒，例如从7μL/秒至大约200μL/秒，例如从8μL/秒至大约150μL/秒，例如从9μL/秒至大约125μL/秒，并且包括从10μL/秒至大约100μL/秒。
在一些实施例中，鞘液注入端口是位于喷嘴室的壁中的孔口。鞘液注入端口孔口可以是任何合适的形状，其中感兴趣的横截面形状包括但不限于：直线横截面形状，例如正方形、矩形、梯形、三角形、六边形等；曲线横截面形状，例如圆形、椭圆形等；以及不规则形状，例如耦合到平面顶部的抛物线底部。在某些实施例中，样品注入端口具有圆形孔口。在某些情况下，样品注入端口孔口的尺寸可以根据形状变化，其开口范围为从0.1mm至5.0mm，例如0.2mm至3.0mm，例如0.5mm至2.5mm，例如从0.75mm至2.25mm，例如从1mm至2mm，并且包括从1.25mm至1.75mm，例如1.5mm。
在某些情况下，主题系统包括与流体池喷嘴孔口流体连通的样品询问区域。在这些情况下，样品流体流从流体池喷嘴的远端处的孔口发出，并且可以在样品询问区域处用光源照射流体流中的颗粒。询问区域的尺寸可以根据流体喷嘴的特性变化，例如喷嘴孔口的尺寸和样品注入端口尺寸。在实施例中，询问区域的宽度可以是0.01mm或更大，例如0.05mm或更大，例如0.1mm或更大，例如0.5mm或更大，例如1mm或更大，例如2mm或更大，例如3mm或更大，例如5mm或更大，并且包括10mm或更大。询问区域的长度也可以变化，在某些情况下，其范围为沿0.01mm或更大，例如0.1mm或更大，例如0.5mm或更大，例如1mm或更大，例如1.5mm或更大，例如2mm或更大，例如3mm或更大，例如5mm或更大，例如10或更大，例如15mm或更大，例如20mm或更大，例如25mm或更大，并且包括50mm或更大。
询问区域可以被配置成有助于照射发出流体流的平面横截面，或可以被配置成有助于(例如，用漫射激光器或灯)照射预定长度的漫射场。在一些实施例中，询问区域包括透明窗口，所述透明窗口有助于照射预定长度的发出流体流，例如1mm或更大，例如2mm或更大，例如3mm或更大，例如4mm或更大，例如5mm或更大，并且包括10mm或更大。根据用于照射发出流体流的光源(如下所述)，询问区域可以被配置成通过范围为从100nm至1500nm的光，例如从150nm至1400nm，例如从200nm至1300nm，例如从250nm至1200nm，例如从300nm至1100nm，例如从350nm至1000nm，例如从400nm至900nm，并且包括从500nm至800nm。因此，询问区域可以由通过所需波长范围的任何透明材料形成，所述透明材料包括但不限于：光学玻璃、硼硅酸盐玻璃、Pyrex玻璃、紫外石英、红外石英、蓝宝石以及塑料，例如聚碳酸酯、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯、聚醚、聚酰胺、聚酰亚胺或这些热塑性塑料的共聚物，例如PETG(乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯)，以及包括聚酯在内的其他聚合塑料材料，其中感兴趣的聚酯可以包括但不限于：聚(对苯二甲酸烷基酯)，例如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、瓶级PET(一种基于单乙二醇、对苯二甲酸和其他共聚单体(例如间苯二甲酸、环己烯二甲醇等)制成的共聚物)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(PBT)和聚(对苯二甲酸六甲基酯)；聚(己二酸烷基酯)，例如聚(己二酸乙烯酯)、聚(己二酸1,4-丁烯酯)以及聚(己二酸六亚甲基酯)；聚(辛二酸烷基酯)，例如聚(辛二酸乙烯酯)；聚(癸二酸烷基酯)，例如聚(癸二酸乙烯酯)；聚(ε-己内酯)和聚(β-丙内酯)；聚(间苯二甲酸烷基酯)，例如聚(间苯二甲酸乙烯酯)；聚(2,6-萘二羧酸烷基酯)，例如聚(2,6-萘二羧酸乙烯酯)；聚(磺酰基-4,4′-二苯甲酸烷基酯)，例如聚(磺酰基-4,4′-二苯甲酸乙烯酯)；聚(对苯撑烷基二羧酸酯)，例如聚(对苯撑二羧酸乙烯酯)；聚(反式-1,4-环己烷二烷基二羧酸酯)，例如聚(反式-1,4-环己烷二烷基二羧酸酯)；聚(1,4-环己烷-二甲基二羧酸烷基酯)，例如聚(1,4-环己烷-二甲基二羧酸乙烯酯)；聚([2.2.2]-双环辛烷-1,4-二甲基二羧酸烷基酯)，例如聚([2.2.2]-双环辛烷-1,4-二甲基二羧酸乙烯酯)；乳酸聚合物和共聚物，例如(S)-聚乳酸、(R,S)-聚乳酸、聚(四甲基乙交酯)和聚(丙交酯-共乙交酯)；以及双酚A、3,3′-二甲基双酚A、3,3′、5,5′-四氯双酚A、3,3′、5,5′-四甲基双酚A的聚碳酸酯；聚酰胺，例如聚(对苯二甲酰胺)；聚酯，例如聚对苯二甲酸乙酯，例如MylarTM聚对苯二甲酸乙酯；等等。在一些实施例中，主题系统包括位于样品询问区域中的试管。在实施例中，试管可以通过范围从100nm至1500nm的光，例如从150nm至1400nm，例如从200nm至1300nm，例如从250nm至1200nm，例如从300nm至1100nm，例如从350nm至1000nm，例如从400nm至900nm，并且包括从500nm至800nm。
在某些实施例中，主题系统是流式细胞仪系统。合适的流式细胞仪系统可以包括但不限于在Ormerod(ed.),Flow Cytometry:A Practical Approach,Oxford Univ.Press(1997)；Jaroszeski et al.(eds.),Flow Cytometry Protocols,Methods in MolecularBiology No.91,Humana Press(1997)；Practical Flow Cytometry,3rd ed.,Wiley-Liss(1995)；Virgo,et al.(2012)Ann Clin Biochem.Jan；49(pt 1):17-28；Linden,et.al.,Semin Throm Hemost.2004Oct；30(5):502-11；Alison,et al.J Pathol,2010Dec；222(4):335-344；and Herbig,et al.(2007)Crit Rev Ther Drug Carrier Syst.24(3):203-255中所描述的那些，其公开内容通过引用并入本文。在某些情况下，感兴趣的流式细胞仪系统包括BD Biosciences FACSCantoTM II流式细胞仪、BD AccuriTM流式细胞仪、BDBiosciences FACSCelestaTM流式细胞仪、BD Biosciences FACSLyricTM流式细胞仪、BDBiosciences FACSVerseTM流式细胞仪、BD Biosciences FACSymphonyTM流式细胞仪、BDBiosciences LSRFortessaTM流式细胞仪、BD Biosciences LSRFortessTM X-20流式细胞仪和BD Biosciences FACSCaliburTM细胞分选机、BD Biosciences FACSCountTM细胞分选机、BD Biosciences FACSLyricTM细胞分选机和BD Biosciences ViaTM细胞分选机、BDBiosciences InfluxTM细胞分选机、BD Biosciences JazzTM细胞分选机、BD BiosciencesAriaTM细胞分选机和BD Biosciences FACSMelodyTM细胞分选机等。
在一些实施例中，主题颗粒分选系统是流式细胞仪系统，例如美国专利号9,952,076；9,933,341；9,726,527；9,453,789；9,200,334；9,097,640；9,095,494；9,092,034；8,975,595；8,753,573；8,233,146；8,140,300；7,544,326；7,201,875；7,129,505；6,821,740；6,813,017；6,809,804；6,372,506；5,700,692；5,643,796；5,627,040；5,620,842；5,602,039中所述的那些系统；其公开内容通过引用全部并入本文。
在一些实施例中，感兴趣的颗粒分选系统被配置成用封闭的颗粒分选模块分选颗粒，例如在2017年3月28日提交的美国专利公开号2017/0299493中描述的那些，其公开内容通过引用并入本文。
在某些实施例中，主题颗粒系统是具有激励模块的流式细胞仪系统，所述激励模块使用射频多路激励来产生多个频移光束。在这些实施例中，激光发生器可以包括多个激光器以及一个或多个声光组件(例如，声光偏转器、声光移频器)，以产生多个频移梳状光束。在某些情况下，主题系统是具有激光激励模块的流式细胞仪系统，所述模块如在美国专利号9,423,353和9,784,661以及美国专利公开号2017/0133857和2017/0350803中所述的，其公开内容通过引用并入本文。
套件
本发明的方面进一步包括套件，其中，套件包括一个或多个主题分选决策模块。在一些实施例中，套件包括：用于实施主题方法的一个或多个组件，例如流体池；和用于收集来自流体流的分选液滴的一个或多个容器。在一些实施例中，套件可以包括一个或多个分析组件(例如，如上所述的标记试剂、缓冲液等)。在一些情况下，套件可以进一步包括样品收集设备，例如，配置成刺伤皮肤以获得全血样品的柳叶刀或针头、吸管等。
套件的各种分析组件可以存在于单独的容器中，或者它们中的一些或全部可以预先组合。例如，在一些情况下，套件的一个或多个组件(例如，接头、孔板)存在于密封袋中，例如无菌箔袋或信封。
除了上述组件之外，主题套件可以进一步包括(在某些实施例中)用于实施主题方法的说明。这些说明可以各种形式存在于主题套件中，其中一种或多种形式可以存在于该套件中。这些说明可能存在的一种形式可以是作为在合适的介质或衬底(例如，在其上打印信息的一张或多张纸)上打印的信息存在于套件的包装中、包装插页中等。这些说明的又一形式是计算机可读介质，例如软盘、光盘(CD)、便携式闪存驱动器等，在其上记录了信息。这些说明可能存在的另一种形式是网址，所述网址可以经由因特网使用，以访问被移除站点处的信息。
用途
主题方法、系统和计算机可读存储介质可以用于各种不同的应用中，在这些应用中，需要用流式细胞仪准确、方便地对液滴进行分选。本公开还用于流式细胞仪的自动化，以便提供用于对来自生物样品的细胞进行表征和分选的快速、可靠的系统。本公开的实施例用于希望使对人类输入的依赖量和对系统的调整最小化的情况，例如在研究和高通量实验室测试中。本公开还用于希望提供流式细胞仪的情况下，所述流式细胞仪在细胞分选期间具有改进的细胞分选精度、增强的颗粒收集、颗粒充电效率、更精确的颗粒充电和增强的颗粒偏转。在实施例中，本公开减少了对流式细胞仪的用户输入或手动调整或者用流式细胞仪进行样品间分析的需要。
本公开还可用于从生物样品制备的细胞可能希望用于研究、实验室测试或用于治疗的应用中。在一些实施例中，主题方法和装置可以便于获得从目标流体或组织生物样品制备的单个细胞。例如，主题方法和系统便于从流体或组织样品中获得细胞，以用作诸如癌症等疾病的研究或诊断样本。同样，主题方法和系统便于从流体或组织样品中获得用于治疗的细胞。与传统的流式细胞仪系统相比，本公开的方法和装置允许以更高的效率和更低的成本从生物样品(例如，器官、组织、组织碎片、液体)分离和收集细胞。
实验
提出以下示例是为了向本领域普通技术人员提供关于如何制造和使用本发明的完整的公开和描述，而不是旨在限制发明人视为其发明的范围。
数据流
当事件流入传入事件缓冲区中时，将检查事件的门分类位、事件时间戳和事件ID值。然后，液滴组装逻辑使用这些值来确定事件在形成液滴内的位置。当它确定液滴位置时，事件流入组装先进先出(FIFO)，在那里它等待如上详细所述的待确定的液滴分选决策。一旦确定了该事件的分选决策，它就会从组装FIFO中流出。然后，在根据其滴落目的地进行标记之后，它退出分选单元。图1描绘了根据某些实施例的液滴分选模块中的事件数据流。
液滴形成
传入事件缓冲区解析传入事件，向液滴形成逻辑呈现事件ID、事件时间戳和事件门值。每个分选决策单元的事件匹配逻辑将事件的门位转换为单个匹配位。事件匹配逻辑确定事件是否可以参与对给定分选决策单元的分选决策。特殊通配符匹配单元匹配所有事件，而所有分选决策单元使用由通配符匹配单元形成的液滴来查看不匹配事件的位置。在分选单元中，16个匹配单元中的每一个都将32个门位提取为单个匹配位。在图2中描绘了根据某些实施例的事件匹配逻辑。对于每个匹配单元，8-32-1混合选择一个门位。这8个选定的门位被送入256×1位的查找表中，所述查找表选择单个匹配结果。
匹配位、事件时间戳、来自事件处理器的最新事件id和当前时间以及液滴定时信息用于在液滴组装缓冲区中形成液滴。缓冲区包含32位。位位置中的1对应于液滴部分中的匹配事件，而0表示该位置处缺少事件。一旦液滴被组装起来并且对前面液滴的所有分选决策都已经完成，则液滴就会移动到尾随液滴缓冲区中。同时，尾随液滴缓冲区移动到分选液滴缓冲区中，而分选的液滴移动到前导液滴缓冲区中。发生这种情况之后，可以计算新的分选决策(参见图3)。
分选决策
16个分选决策单元中的每一个都会查找与目标模式匹配的事件。这些单元接收尾随、分选和前导液滴的32位目标滴值，这些值表示目标事件在相应液滴内的位置。此外，这些单元还接收尾随、分选和前导液滴的32位任何滴值，这些值表示液滴中存在任何事件。两个掩码表示分选单元感兴趣的事件的位置：目标掩码表示包含目标颗粒的哪些事件位置与分选决策相关。相反，非目标掩码表示包含非目标颗粒的哪些事件位置是相关的。
目标液滴的值的倒数将与任何滴值进行逻辑AND运算，以生成非目标滴值。然后该值与非目标掩码进行AND运算。然后将所有96个位一起进行OR运算，产生表示非目标事件在感兴趣的区域中的位。类似地，目标液滴信息与目标掩码进行AND运算。由该AND运算产生的位一起进行OR运算。此外，还对目标AND结果中设置的位(表示要分选的液滴)的数量进行计数。这将生成目标计数值，其表示要分选的液滴内感兴趣区域中的目标事件的数量。来自目标液滴信息的OR值和来自非目标液滴的OR值被组合以产生目标匹配位。(见图4)
每个分选决策单元还具有目标极限值，所述目标极限值限制液滴中允许的目标事件的总数。如果液滴的目标事件数少于允许的数量，则液滴是目标匹配，启用分选单元，并且该单元将结果馈送到优先级编码器。然后，优先级编码器选择具有主动分选候选和最高优先级的分选单元。然后，对该值进行映射，以获得最终的分选结果。此映射允许多个分选决策单元分选到相同的分选结果。(见图5)
统计
可以存在单独的统计单元来处理门结果和分选结果的统计计数器。分选中的计数器对目标候选结果、接受的候选结果、分选到每个分选目标的事件以及分选到每个分选目标的液滴进行计数。目标候选计数器可以用于获取匹配但未分选的事件的计数，以获得“中止事件”统计。替代地，具有低优先级的“废弃”分选决策单元可以被配置成捕获和计数匹配但无法分选的事件，以获得“中止事件”计数。
实例
以下示例图示出了根据某些实施例的用于分选决策单元的掩码编程。图6描绘了用于读取掩码编程图的一般描述。从左到右示出了三个液滴位置。这些位置表示尾随、分选和前导液滴，连续的行表示它们在一段时间内的位置。来自第一行的尾随液滴变成第二行的分选液滴，而来自第一行的分选液滴变成第二行的前导液滴。第三行示出了原始尾随液滴移动到前导位置中。
每个图都在左侧示出了匹配表达式。这是门位的布尔表达式，其表示事件与此分选决策单元是匹配的。事件匹配单元上的颜色与液滴内的目标颗粒相同。例如，如果匹配单元的颜色为绿色，则它将与绿色颗粒匹配。如果颗粒与每个匹配单元的颜色都不同，则该颗粒对于所有单元都是非目标颗粒。在最右侧，一个框表示此分选决策单元的分选目标。如果分选单元负责对液滴进行分选，则分选位置中的液滴将以相同的方式着色。当液滴移动到前导位置时，它将不再着色。掩码位显示在中间的两行中。顶行表示目标掩码位，而底行表示非目标掩码位。两行掩码位被分为三列。最左边的列表示尾随液滴掩码，中间的列表示分选液滴掩码，而最右边表示前导液滴掩码位。在表示多个分选决策单元的情况下，优先级较高的单元将在附图中显示得更高。
产量分选
在产量分选中，门位为零的液滴被分选到其目的地，而不考虑液滴可能包含的任何其他事件。(见图7)
液滴产量分选-1
在第一液滴产量分选中，分选目标是产量，但如果事件分别在液滴的第一或最后四分之一，则也会对其进行分选以捕获前导或尾随液滴。(见图8)
液滴产量分选-2
在第二液滴产量分选中，分选目标是产量，但如果事件分别在液滴的第一或最后八分之一，则也会对其进行分选以捕获前导或尾随液滴。(见图9)
相位分选
在相位分选中，如果存在门位为零的液滴，则液滴被分选到目的地1。图10描述了：如果事件接近液滴的中心，则将只对液滴进行分选。为了准确计数，如果相邻的液滴在液滴边界附近具有目标事件，则将不对液滴进行分选。为了匹配相邻液滴边缘中的目标事件，使用高优先级单元，以废弃这些液滴。这些液滴也可以被发送到产量目的地。图11描绘了由于前导液滴的边缘附近的目标事件而导致液滴被发送到废弃的情况。图12描绘了液滴由于目标颗粒太靠近液滴边缘而被拒绝的情况。
纯度分选
在纯度分选中，如果存在门位设置为零的液滴，并且液滴不包含不匹配事件，则液滴被分选到目的地1。图13描绘了根据某些实施例的简单纯度分选。图14描绘了相邻液滴边缘中的非目标颗粒导致无法对液滴进行分选的情况。图15描绘了如果相邻液滴中的非目标细胞移动得更远则对液滴进行分选的情况。
纯度产量分选
在纯度产量分选中，纯度产量配置对液滴和相邻液滴(如果它们不包含非目标颗粒)进行分选。图16描绘了纯度产量分选，其中对带有目标颗粒的液滴和尾随液滴进行分选。图17描绘了如果尾随液滴包含非目标事件则将不对尾随液滴进行分选的情况。
相位纯度分选
相位纯度分选增加了相位分选和纯度分选二者。应避免污染已分选液滴的非目标颗粒，并使目标颗粒位于已分选液滴的中心。图18描绘了一种分选，其中目标颗粒足够接近液滴的中心以符合分选条件。图19描绘了如果目标颗粒出现在相邻液滴的边缘附近则将不对液滴进行分选的情况。图20描绘了靠近前导液滴边缘的非目标颗粒导致同相目标颗粒无法被分选的情况。图21描绘了由于目标颗粒靠近液滴边缘而不对其进行分选的情况(即，目标颗粒太靠近液滴边缘，而无法进行分选)。
单个细胞纯度
另一种分选是用于液滴中的目标颗粒的数量。在某些情况下，这种分选是对于单个颗粒(例如，单个细胞)。由于计数值是匹配逻辑函数的输入，因此将其与常量进行比较。
分选决策单元在相邻液滴中寻找附近的目标颗粒，并将它们发送到废弃。第二单元检测目标颗粒，验证目标颗粒计数是否为1。然后，接受带有单个目标颗粒的任何液滴，而不接受非目标颗粒。图22描绘了这种情况：其中因为目标颗粒是液滴中的唯一事件，并且不在液滴的边缘附近，而对目标颗粒进行分选。图23描绘了这种情况：不对包含两个颗粒的液滴进行分选，但是对随后的液滴进行分选。图24描绘了这种情况：对带有目标颗粒的液滴进行分选，而拒绝随后的液滴。在本实施例中，对液滴进行分选是因为它包含一个颗粒，并且前导液滴具有与液滴边缘足够远的非目标颗粒。然而，对随后的液滴不进行分选，因为目标颗粒太靠近尾随液滴的边缘。
带有中止保存的单个细胞纯度
在一些情况下，保存将以其他方式废弃到目的地的液滴。在本示例中，配置了到目的地1的简单纯度分选，但配置了较低优先级的分选单元来捕获通过第一单元进行分选的已逃脱的目标颗粒。这些液滴被引导到目的地2。图25描绘了这种情况：具有单个目标颗粒的一个液滴被分选到目的地1，而第二液滴被转移到目的地2。
带有中止保存的单个细胞相位
在一些情况下，中止保存与相位分选组合。第一单元将异相目标颗粒分选到目的地2。带有单个目标颗粒而没有非目标颗粒的液滴由第二单元发送到目的地1，并且第三单元作为“全部捕获”单元将任何剩余的目标颗粒发送到目的地2。图26描绘了相位分选单个目标颗粒到目的地1而带有目标颗粒的另一个液滴到目的地2的情况。
尽管有所附权利要求，本公开也由以下条款限定：
1.一种用于对流体流的液滴进行分选的液滴分选模块，所述模块包括：
多个液滴分选决策单元，每个液滴分选决策单元包括：
事件匹配逻辑；以及
分选决策逻辑；以及
处理器和以可操作的方式耦合到处理器的存储器，其中，存储器包括储存在其上的指令，所述指令在由处理器执行时使处理器从多个分选决策单元中确定最佳液滴分选决策单元，用于对流体流的每个液滴进行分选。
2.根据条款1所述的液滴分选模块，其中，事件匹配逻辑被配置成生成液滴包括颗粒的数据信号。
3.根据条款2所述的液滴分选模块，其中，颗粒是目标细胞。
4.根据条款2所述的液滴分选模块，其中，颗粒是非目标细胞。
5.根据条款1至4中任一条所述的液滴分选模块，其中，分选决策逻辑被配置成接收与一个或多个颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号。
6.根据条款5所述的液滴分选模块，其中，一个或多个颗粒包括目标细胞。
7.根据条款5所述的液滴分选模块，其中，一个或多个颗粒包括非目标细胞。
8.根据条款1至7中任一条所述的液滴分选模块，其中，分选决策逻辑被配置成接收与一个或多个颗粒在多个连续液滴中的位置相对应的数据信号。
9.根据条款1至7中任一条所述的液滴分选模块，其中，分选决策逻辑被配置成接收与一个或多个颗粒在三个连续液滴中的位置相对应的数据信号。
10.根据条款5至9中任一条所述的液滴分选模块，其中，分选决策逻辑包括：
目标掩码，其识别与对液滴进行分选相关的目标细胞的位置；以及
非目标掩码，其识别与对液滴进行分选相关的非目标颗粒的位置。
11.根据条款10所述的液滴分选模块，其中，分选决策逻辑被配置成：
将目标掩码应用于与一个或多个目标细胞在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成目标滴值；
将非目标掩码应用于与一个或多个非目标颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成非目标滴值；并且
将目标滴值与非目标滴值组合，以生成目标匹配值。
12.根据条款4至11中任一条所述的液滴分选模块，其中，分选决策逻辑被配置成确定液滴中的目标细胞的数量以生成目标计数值。
13.根据条款12所述的液滴分选模块，其中，存储器包括储存在其上的指令，所述指令在由处理器执行时使处理器：
比较用于每个分选决策单元的目标计数值和目标匹配值；并且
基于每个分选决策单元的目标计数值和目标匹配值，确定用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元。
14.根据条款13所述的液滴分选模块，其中，存储器包括储存在其上的指令，所述指令在由处理器执行时使处理器基于目标匹配值对每个分选决策单元进行排序。
15.根据条款14所述的液滴分选模块，其中，存储器包括储存在其上的指令，所述指令在由处理器执行时使处理器确定对于对液滴进行分选最佳的分选决策单元是包括最高目标匹配值的分选决策单元。
16.根据条款12至15中任一条所述的液滴分选模块，其中，存储器包括储存在其上的指令，所述指令在由处理器执行时使处理器在目标计数值超过预定阈值时确定分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的。
17.根据条款1至15中任一条所述的液滴分选模块，其中，存储器包括储存在其上的指令，所述指令在由处理器执行时使处理器在分选决策单元用于分选前一液滴时确定分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的。
18.一种用于对流体流的液滴进行分选的方法，所述方法包括：
检测液滴中的颗粒；
生成液滴包括颗粒的数据信号；
用包括多个液滴分选决策单元的液滴分选模块接收数据信号，每个液滴分选决策单元包括：
事件匹配逻辑；以及
分选决策逻辑；并且
从多个分选决策单元中确定最佳液滴分选决策单元，用于对液滴进行分选；并且
用所确定的最佳液滴分选决策单元对液滴进行分选。
19.根据条款1所述的方法，其中，所述方法包括确定颗粒在液滴中的位置。
20.根据条款18至19中任一条所述的方法，其中，颗粒是目标细胞。
21.根据条款18至19中任一条所述的方法，其中，颗粒是非目标细胞。
22.根据条款19至21中任一条所述的方法，其中，所述方法包括确定一个或多个颗粒在多个连续液滴中的位置。
23.根据条款22所述的方法，其中，所述方法包括确定一个或多个颗粒在三个连续液滴中的位置。
24.根据条款18至23中任一条所述的方法，其中，分选决策逻辑包括：
目标掩码，其识别与对液滴进行分选相关的目标细胞的位置；以及
非目标掩码，其识别与对液滴进行分选相关的非目标颗粒的位置。
25.根据条款24所述的方法，进一步包括：
将目标掩码应用于与一个或多个目标细胞在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成目标滴值；
将非目标掩码应用于与一个或多个非目标颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成非目标滴值；并且
将目标滴值与非目标滴值组合，以生成目标匹配值。
26.根据条款25所述的方法，进一步包括确定液滴中的目标细胞的数量以生成目标计数值。
27.根据条款26所述的方法，进一步包括：
比较用于每个分选决策单元的目标计数值和目标匹配值；并且
基于每个分选决策单元的目标计数值和目标匹配值，确定用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元。
28.根据条款27所述的方法，其中，确定用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元包括：基于目标匹配值对每个分选决策单元进行排序。
29.根据条款28所述的方法，其中，确定用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元包括：确定包括最高目标匹配值的分选决策单元。
30.根据条款26至29中任一条所述的方法，进一步包括：当目标计数值超过预定阈值时，确定分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的。
31.根据条款18至30中任一条所述的方法，进一步包括：当分选决策单元用于分选前一液滴时，确定分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的。
32.一种细胞分选机，其包括：
流体池，所述流体池被配置成在流体流中传播包括颗粒的样品；
液滴分选模块，所述液滴分选模块用于对流体流的液滴进行分选，所述模块包括：
多个液滴分选决策单元，每个液滴分选决策单元包括：
事件匹配逻辑；以及
分选决策逻辑；以及
处理器和以可操作的方式耦合到处理器的存储器，其中，存储器包括储存在其上的指令，所述指令在由处理器执行时使处理器从多个分选决策单元中确定最佳液滴分选决策单元，用于对流体流的每个液滴进行分选；
一个或多个样品容器，所述样品容器被配置成收集来自流体流的分选的液滴。
33.根据条款32所述的细胞分选机，进一步包括液滴形成模块，所述液滴形成模块被配置成从流体流生成液滴。
34.根据条款33所述的细胞分选机，其中，液滴形成模块包括液滴组装逻辑，所述液滴组装逻辑被配置成确定液滴中存在颗粒。
35.根据条款34所述的细胞分选机，其中，所述液滴组装逻辑被配置成确定颗粒在液滴中的位置。
36.根据条款34至35中任一条所述的细胞分选机，其中，颗粒是目标细胞。
37.根据条款34至35中任一条所述的细胞分选机，其中，颗粒是非目标细胞。
38.根据条款32至37中任一条所述的细胞分选机，进一步包括被配置成照射流体流的光源。
39.根据条款38所述的细胞分选机，其中，光源是激光器。
40.根据条款38至39中任一条所述的细胞分选机，进一步包括传感器，所述传感器被配置成检测来自照射的流体流的光信号。
41.根据条款32至40中任一条所述的细胞分选机，其中，事件匹配逻辑被配置成生成液滴包括颗粒的数据信号。
42.根据条款41所述的细胞分选机，其中，事件匹配逻辑被配置成生成液滴包括目标细胞的数据信号。
43.根据条款32至42中任一条所述的细胞分选机，其中，分选决策逻辑被配置成接收与一个或多个颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号。
44.根据条款43所述的细胞分选机，其中，分选决策逻辑被配置成接收与一个或多个颗粒在多个连续液滴中的位置相对应的数据信号。
45.根据条款44所述的细胞分选机，其中，分选决策逻辑被配置成接收与一个或多个颗粒在三个连续液滴中的位置相对应的数据信号。
46.根据条款32至45中任一条所述的细胞分选机，其中，分选决策逻辑包括：
目标掩码，其识别与对液滴进行分选相关的目标细胞的位置；以及
非目标掩码，其识别与对液滴进行分选相关的非目标颗粒的位置。
47.根据条款46所述的细胞分选机，其中，分选决策逻辑被配置成：
将目标掩码应用于与一个或多个目标细胞在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成目标滴值；
将非目标掩码应用于与一个或多个非目标颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成非目标滴值；并且
将目标滴值与非目标滴值组合，以生成目标匹配值。
48.根据条款46至47中任一条所述的细胞分选机，其中，分选决策逻辑被配置成确定液滴中的目标细胞的数量以生成目标计数值。
49.根据条款48所述的细胞分选机，其中，存储器包括储存在其上的指令，所述指令在由处理器执行时使处理器：
比较用于每个分选决策单元的目标计数值和目标匹配值；并且
基于每个分选决策单元的目标计数值和目标匹配值，确定用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元。
50.根据条款49所述的细胞分选机，其中，存储器包括储存在其上的指令，所述指令在由处理器执行时使处理器基于目标匹配值对每个分选决策单元进行排序。
51.根据条款50所述的细胞分选机，其中，存储器包括储存在其上的指令，所述指令在由处理器执行时使处理器确定对于对液滴分选最佳的分选决策单元是包括最高目标匹配值的分选决策单元。
52.根据条款49至51中任一条所述的细胞分选机，其中，存储器包括储存在其上的指令，所述指令在由处理器执行时使处理器在目标计数值超过预定阈值时确定分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的。
53.根据条款32至52中任一条所述的细胞分选机，其中，存储器包括储存在其上的指令，所述指令在由处理器执行时使处理器在分选决策单元用于分选前一液滴时确定分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的。
在至少一些先前描述的实施例中，在一个实施例中使用的一个或多个元件可以在另一个实施例中互换地使用，除非这种替换在技术上不可行。本领域技术人员将清楚的是，在不脱离所要求保护的主题的范围的情况下，可以对上述方法和结构进行各种其他省略、添加和修改。所有这样的修改和改变旨在落入由所附权利要求书所限定的主题的范围之内。
本领域技术人员将理解的是，通常，本文所使用的术语(并且特别是在所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中使用的术语)通常作为“开放式”术语(例如，术语“包含”应该被解释为“包含但不限于”，术语“具有”应该被解释为“具有至少一个”，术语“包括”应该被解释为“包括但不限于”等)。本领域技术人员应该进一步理解的是，如果有意列举引入的权利要求的具体数量，这样的意图将明确地在权利要求中叙述，并且在缺少这样的叙述时不存在这样的意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求可以包含使用介绍性的短语“至少一个”和“一个或多个”以介绍权利要求叙述。但是，使用这样的短语不应该被认为暗示，由不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求叙述将包含这种引入的权利要求叙述的任何具体权利要求限制为仅包含一个这种叙述的实施例，即使当相同的权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和诸如“一”或“一个”(例如，“一”和/或“一个”应该典型地被解释为意味着“至少一个”或“一个或多个”)的不定冠词；同样适用于使用用来引入权利要求叙述的定冠词。此外，即使引入的权利要求叙述的具体数量被明确地叙述，本领域技术人员应该认识到，这种叙述应该被解释为意味着至少所叙述的数量(例如，简单的叙述“两个叙述”，没有其他修饰，意味着至少两个叙述、或两个或更多个叙述)。另外，在使用习惯的类似“A、B和C等中的至少一个”的那些情况下，通常这样的造句在某种意义上意味着本领域技术人员应该理解该约定(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A的系统、仅具有B的系统、仅具有C的系统、具有A和B的系统、具有A和C的系统、具有B和C的系统和/或具有A、B和C的系统、等等)。在使用习惯的类似“A、B或C等中的至少一个”的那些情况下，通常这样的造句在某种意义上意味着本领域技术人员应该理解该约定(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A的系统、仅具有B的系统、仅具有C的系统、具有A和B的系统、具有A和C的系统、具有B和C的系统和/或具有A、B和C的系统、等等)。本领域技术人员应该进一步理解，无论是在说明书、权利要求或附图中，表示两个或多个替代术语的转折性词或短语应该被理解为，考虑包括术语中的一个、术语中的另一个、或两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
此外，在根据Markush组描述本公开的特征或方面的情况下，本领域技术人员将认识到，本公开也因此根据Markush组的任何单个成员或成员的子组来描述。
如本领域技术人员将理解的，出于任何和所有目的，例如就提供书面描述而言，本文公开的所有范围还包括其任何和所有可能的子范围和子范围的组合。任何列出的范围都可以很容易地被认为是充分描述并使同一范围被分解为至少相等的一半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等。作为非限制性示例，本文讨论的每个范围可以容易地分解为下三分之一、中三分之一和上三分之一等。正如本领域技术人员也将理解的，例如“最多”、“至少”、“大于”、“小于”等的所有语言包括所引用的数字，并指随后可以细分为如上所述的子范围的范围。最后，如本领域技术人员将理解的，范围包括每个单独的成员。因此，例如，具有1-3个物品的组指具有1、2或3个物品的组。类似地，具有1-5个物品的组指的是具有1、2、3、4或5个物品的组，依此类推。
尽管为了清楚地理解，已经通过图示和示例的方式对上述发明进行了一些详细的描述，根据本发明的教导，对于本领域的普通技术人员显而易见的是，在不脱离所附权利要求书的精神或范围的情况下，可以对其进行某些改变和修改。
因此，以上仅说明本发明的原理。应当清楚，本领域技术人员将能够设计各种布置，尽管这里没有明确描述或示出，但是这些布置体现了本发明的原理，并且包括在本发明的精神和范围之内。此外，本文所述的所有示例和条件语言主要旨在帮助读者理解本发明的原理和发明人对本领域的进一步发展贡献的概念，并且应被解释为不限于这些具体所述的示例和条件。此外，本文中叙述本发明的原理、方面和实施例以及其具体示例的所有陈述旨在包括其结构和功能等效物。此外，预期此类等效物包括当前已知的等效物和将来开发的等效物，即，开发的执行相同功能的任何元件，而不管其结构如何。此外，本文所公开的任何内容都不旨在专门用于公众，而不管该公开是否在权利要求中明确叙述。
因此，本发明的范围不旨在限于本文所示和所描述的示例性实施例。相反，本发明的范围和精神由所附权利要求体现。在权利要求书中，35U.S.C.§112(f)或35U.S.C.§112(6)被明确定义为：仅当在权利要求中的限制开始处列举确切短语“意思是”或确切短语“步骤”时，才为权利要求中的限制而援引；如果该确切短语未在权利要求中的限制中使用，则35U.S.C.§112(f)或35U.S.C.§112(6)未援引《美国法典》第112(6)条。

Claims (15)

1.一种用于对流体流的液滴进行分选的液滴分选模块，所述模块包括：
多个液滴分选决策单元，每个液滴分选决策单元包括：
事件匹配逻辑；以及
分选决策逻辑；以及
处理器和以可操作的方式耦合到所述处理器的存储器，其中，所述存储器包括储存在其上的指令，所述指令由所述处理器执行时使所述处理器从所述多个分选决策单元中确定最佳液滴分选决策单元，用于对所述流体流的每个液滴进行分选。
2.根据权利要求1所述的液滴分选模块，其中，所述事件匹配逻辑被配置成生成液滴包括颗粒的数据信号。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的液滴分选模块，其中，所述分选决策逻辑被配置成接收与一个或多个颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液滴分选模块，其中，所述分选决策逻辑被配置成接收与一个或多个颗粒在多个连续液滴中的位置相对应的数据信号。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的液滴分选模块，其中，所述分选决策逻辑被配置成接收与一个或多个颗粒在三个连续液滴中的位置相对应的数据信号。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的液滴分选模块，其中，所述分选决策逻辑包括：
目标掩码，所述目标掩码识别与对液滴进行分选相关的目标细胞的位置；以及
非目标掩码，所述非目标掩码识别与对液滴进行分选相关的非目标颗粒的位置。
7.根据权利要求6所述的液滴分选模块，其中，所述分选决策逻辑被配置成：
将所述目标掩码应用于与一个或多个目标细胞在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成目标滴值；
将所述非目标掩码应用于与一个或多个非目标颗粒在液滴中的位置相对应的数据信号，以生成非目标滴值；并且
将所述目标滴值与所述非目标滴值组合，以生成目标匹配值。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的液滴分选模块，其中，所述分选决策逻辑被配置成：确定液滴中的目标细胞的数量，以生成目标计数值。
9.根据权利要求8所述的液滴分选模块，其中，所述存储器包括储存在其上的指令，所述指令由所述处理器执行时使所述处理器：
比较用于每个分选决策单元的目标计数值和目标匹配值；并且
基于每个分选决策单元的目标计数值和目标匹配值，确定用于对液滴进行分选的最佳分选决策单元。
10.根据权利要求13所述的液滴分选模块，其中，所述存储器包括储存在其上的指令，所述指令由所述处理器执行时使所述处理器基于所述目标匹配值对每个分选决策单元进行排序。
11.根据权利要求10所述的液滴分选模块，其中，所述存储器包括储存在其上的指令，所述指令由所述处理器执行时使所述处理器：确定对于对液滴分选最佳的分选决策单元是包括最高目标匹配值的分选决策单元。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的液滴分选模块，其中，所述存储器包括储存在其上的指令，所述指令由所述处理器执行时使所述处理器：在所述目标计数值超过预定阈值时，确定所述分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的液滴分选模块，其中，所述存储器包括储存在其上的指令，所述指令由所述处理器执行时使所述处理器：在分选决策单元用于分选前一液滴时，确定所述分选决策单元对于对液滴进行分选不是最佳的。
14.一种用于对流体流的液滴进行分选的方法，所述方法包括：
检测液滴中的颗粒；
生成所述液滴包括所述颗粒的数据信号；
用包括多个液滴分选决策单元的液滴分选模块接收所述数据信号，每个液滴分选决策单元包括：
事件匹配逻辑；以及
分选决策逻辑；以及
从所述多个分选决策单元中确定最佳液滴分选决策单元，用于对所述液滴进行分选；并且
用所确定的最佳液滴分选决策单元对所述液滴进行分选。
15.一种细胞分选机，其包括：
流体池，所述流体池被配置成在流体流中传播包括颗粒的样品；
液滴分选模块，所述液滴分选模块用于对所述流体流的液滴进行分选，所述模块包括：
多个液滴分选决策单元，每个液滴分选决策单元包括：
事件匹配逻辑；以及
分选决策逻辑；以及
处理器和存储器，所述存储器以可操作的方式耦合到所述处理器，其中，所述存储器包括储存在其上的指令，所述指令由所述处理器执行时使所述处理器从所述多个分选决策单元中确定最佳液滴分选决策单元，用于对所述流体流的每个液滴进行分选；
一个或多个样品容器，所述样品容器被配置成收集来自所述流体流的分选的液滴。
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