CN117054316A - 用于计数细胞的系统和方法 - Google Patents
用于计数细胞的系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117054316A CN117054316A CN202311022519.5A CN202311022519A CN117054316A CN 117054316 A CN117054316 A CN 117054316A CN 202311022519 A CN202311022519 A CN 202311022519A CN 117054316 A CN117054316 A CN 117054316A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cells
- cell
- image
- targets
- incubator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 78
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 141
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 15
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- GLNADSQYFUSGOU-GPTZEZBUSA-J Trypan blue Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].C1=C(S([O-])(=O)=O)C=C2C=C(S([O-])(=O)=O)C(/N=N/C3=CC=C(C=C3C)C=3C=C(C(=CC=3)\N=N\C=3C(=CC4=CC(=CC(N)=C4C=3O)S([O-])(=O)=O)S([O-])(=O)=O)C)=C(O)C2=C1N GLNADSQYFUSGOU-GPTZEZBUSA-J 0.000 claims description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 526
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 129
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 56
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 51
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 19
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 15
- 239000006143 cell culture medium Substances 0.000 description 14
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 11
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 11
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 10
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 9
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 9
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 9
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 7
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 7
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 7
- 239000003570 air Substances 0.000 description 7
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 7
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 6
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000003066 decision tree Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000013537 high throughput screening Methods 0.000 description 5
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 5
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 5
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- RJURFGZVJUQBHK-UHFFFAOYSA-N actinomycin D Natural products CC1OC(=O)C(C(C)C)N(C)C(=O)CN(C)C(=O)C2CCCN2C(=O)C(C(C)C)NC(=O)C1NC(=O)C1=C(N)C(=O)C(C)=C2OC(C(C)=CC=C3C(=O)NC4C(=O)NC(C(N5CCCC5C(=O)N(C)CC(=O)N(C)C(C(C)C)C(=O)OC4C)=O)C(C)C)=C3N=C21 RJURFGZVJUQBHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000005138 cryopreservation Methods 0.000 description 4
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 4
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 4
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 4
- 238000012706 support-vector machine Methods 0.000 description 4
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 238000004115 adherent culture Methods 0.000 description 3
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 3
- 210000002919 epithelial cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 3
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012737 fresh medium Substances 0.000 description 3
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 208000032791 BCR-ABL1 positive chronic myelogenous leukemia Diseases 0.000 description 2
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 2
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 2
- 241000282465 Canis Species 0.000 description 2
- 208000010833 Chronic myeloid leukaemia Diseases 0.000 description 2
- 108010092160 Dactinomycin Proteins 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108010037362 Extracellular Matrix Proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000010834 Extracellular Matrix Proteins Human genes 0.000 description 2
- 241000282324 Felis Species 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 2
- 241001138401 Kluyveromyces lactis Species 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241000204031 Mycoplasma Species 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000283984 Rodentia Species 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- RJURFGZVJUQBHK-IIXSONLDSA-N actinomycin D Chemical compound C[C@H]1OC(=O)[C@H](C(C)C)N(C)C(=O)CN(C)C(=O)[C@@H]2CCCN2C(=O)[C@@H](C(C)C)NC(=O)[C@H]1NC(=O)C1=C(N)C(=O)C(C)=C2OC(C(C)=CC=C3C(=O)N[C@@H]4C(=O)N[C@@H](C(N5CCC[C@H]5C(=O)N(C)CC(=O)N(C)[C@@H](C(C)C)C(=O)O[C@@H]4C)=O)C(C)C)=C3N=C21 RJURFGZVJUQBHK-IIXSONLDSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 238000000701 chemical imaging Methods 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 2
- 229960000640 dactinomycin Drugs 0.000 description 2
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 2
- 210000002744 extracellular matrix Anatomy 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 210000003958 hematopoietic stem cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 2
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 2
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 2
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- XJMOSONTPMZWPB-UHFFFAOYSA-M propidium iodide Chemical compound [I-].[I-].C12=CC(N)=CC=C2C2=CC=C(N)C=C2[N+](CCC[N+](C)(CC)CC)=C1C1=CC=CC=C1 XJMOSONTPMZWPB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 2
- 238000004114 suspension culture Methods 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 239000003104 tissue culture media Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(O)C(O)C(O)C(CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid Chemical compound OCC[NH+]1CCN(CCS([O-])(=O)=O)CC1 JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012605 2D cell culture Methods 0.000 description 1
- 238000012604 3D cell culture Methods 0.000 description 1
- FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 4',6-Diamino-2-phenylindol Chemical compound C1=CC(C(=N)N)=CC=C1C1=CC2=CC=C(C(N)=N)C=C2N1 FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WOVKYSAHUYNSMH-RRKCRQDMSA-N 5-bromodeoxyuridine Chemical compound C1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C(Br)=C1 WOVKYSAHUYNSMH-RRKCRQDMSA-N 0.000 description 1
- YXHLJMWYDTXDHS-IRFLANFNSA-N 7-aminoactinomycin D Chemical compound C[C@H]1OC(=O)[C@H](C(C)C)N(C)C(=O)CN(C)C(=O)[C@@H]2CCCN2C(=O)[C@@H](C(C)C)NC(=O)[C@H]1NC(=O)C1=C(N)C(=O)C(C)=C2OC(C(C)=C(N)C=C3C(=O)N[C@@H]4C(=O)N[C@@H](C(N5CCC[C@H]5C(=O)N(C)CC(=O)N(C)[C@@H](C(C)C)C(=O)O[C@@H]4C)=O)C(C)C)=C3N=C21 YXHLJMWYDTXDHS-IRFLANFNSA-N 0.000 description 1
- 108700012813 7-aminoactinomycin D Proteins 0.000 description 1
- 208000031261 Acute myeloid leukaemia Diseases 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 108090000672 Annexin A5 Proteins 0.000 description 1
- 102000004121 Annexin A5 Human genes 0.000 description 1
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 1
- 206010005949 Bone cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000018084 Bone neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 238000010453 CRISPR/Cas method Methods 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000011727 Caspases Human genes 0.000 description 1
- 108010076667 Caspases Proteins 0.000 description 1
- 108010019670 Chimeric Antigen Receptors Proteins 0.000 description 1
- 229910000684 Cobalt-chrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 102000029816 Collagenase Human genes 0.000 description 1
- 108060005980 Collagenase Proteins 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000186216 Corynebacterium Species 0.000 description 1
- 241000699802 Cricetulus griseus Species 0.000 description 1
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 1
- 241000252212 Danio rerio Species 0.000 description 1
- 241000255581 Drosophila <fruit fly, genus> Species 0.000 description 1
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 1
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000009123 Fibrin Human genes 0.000 description 1
- 108010073385 Fibrin Proteins 0.000 description 1
- BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N Fibrin monomer Chemical compound CNC(=O)CNC(=O)CN BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930182566 Gentamicin Natural products 0.000 description 1
- CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N Gentamicin Chemical compound O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N 0.000 description 1
- 239000007995 HEPES buffer Substances 0.000 description 1
- 102100031547 HLA class II histocompatibility antigen, DO alpha chain Human genes 0.000 description 1
- 108010033040 Histones Proteins 0.000 description 1
- 101000866278 Homo sapiens HLA class II histocompatibility antigen, DO alpha chain Proteins 0.000 description 1
- 241000235058 Komagataella pastoris Species 0.000 description 1
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 1
- 208000033761 Myelogenous Chronic BCR-ABL Positive Leukemia Diseases 0.000 description 1
- 208000033776 Myeloid Acute Leukemia Diseases 0.000 description 1
- 229930193140 Neomycin Natural products 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 206010029260 Neuroblastoma Diseases 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 229930012538 Paclitaxel Natural products 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 229920000776 Poly(Adenosine diphosphate-ribose) polymerase Polymers 0.000 description 1
- 108010093965 Polymyxin B Proteins 0.000 description 1
- -1 Polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 241000288906 Primates Species 0.000 description 1
- 108010059712 Pronase Proteins 0.000 description 1
- 206010060862 Prostate cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000000236 Prostatic Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 239000012979 RPMI medium Substances 0.000 description 1
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 description 1
- PLXBWHJQWKZRKG-UHFFFAOYSA-N Resazurin Chemical compound C1=CC(=O)C=C2OC3=CC(O)=CC=C3[N+]([O-])=C21 PLXBWHJQWKZRKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102220497176 Small vasohibin-binding protein_T47D_mutation Human genes 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 239000004098 Tetracycline Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004338 Transferrin Human genes 0.000 description 1
- 108090000901 Transferrin Proteins 0.000 description 1
- HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N Trehalose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N 0.000 description 1
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 1
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 1
- 208000036142 Viral infection Diseases 0.000 description 1
- 241000269370 Xenopus <genus> Species 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000980 acid dye Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 230000000735 allogeneic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N alpha,alpha-trehalose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 1
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 230000001640 apoptogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011130 autologous cell therapy Methods 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 1
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 1
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000309466 calf Species 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- FPPNZSSZRUTDAP-UWFZAAFLSA-N carbenicillin Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)C(C(O)=O)C1=CC=CC=C1 FPPNZSSZRUTDAP-UWFZAAFLSA-N 0.000 description 1
- 229960003669 carbenicillin Drugs 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;molecular oxygen Chemical compound O=O.O=C=O UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229960004261 cefotaxime Drugs 0.000 description 1
- AZZMGZXNTDTSME-JUZDKLSSSA-M cefotaxime sodium Chemical compound [Na+].N([C@@H]1C(N2C(=C(COC(C)=O)CS[C@@H]21)C([O-])=O)=O)C(=O)\C(=N/OC)C1=CSC(N)=N1 AZZMGZXNTDTSME-JUZDKLSSSA-M 0.000 description 1
- 238000000423 cell based assay Methods 0.000 description 1
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000009134 cell regulation Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000019522 cellular metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000010952 cobalt-chrome Substances 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 229960002424 collagenase Drugs 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000013527 convolutional neural network Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 description 1
- 239000002577 cryoprotective agent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001086 cytosolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 210000001671 embryonic stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000002889 endothelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000011124 ex vivo culture Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000004700 fetal blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 229950003499 fibrin Drugs 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000012632 fluorescent imaging Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 229960002518 gentamicin Drugs 0.000 description 1
- 208000005017 glioblastoma Diseases 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000012203 high throughput assay Methods 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 210000004408 hybridoma Anatomy 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 238000009169 immunotherapy Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229960000318 kanamycin Drugs 0.000 description 1
- 229930027917 kanamycin Natural products 0.000 description 1
- SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N kanamycin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N 0.000 description 1
- 229930182823 kanamycin A Natural products 0.000 description 1
- 210000002510 keratinocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000007477 logistic regression Methods 0.000 description 1
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 1
- 230000002934 lysing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 210000002901 mesenchymal stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004925 microvascular endothelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000002438 mitochondrial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002991 molded plastic Substances 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 210000003098 myoblast Anatomy 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 230000001338 necrotic effect Effects 0.000 description 1
- 229960004927 neomycin Drugs 0.000 description 1
- 210000003061 neural cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 235000006286 nutrient intake Nutrition 0.000 description 1
- 210000001672 ovary Anatomy 0.000 description 1
- 229960001592 paclitaxel Drugs 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 210000002826 placenta Anatomy 0.000 description 1
- 230000003169 placental effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000024 polymyxin B Polymers 0.000 description 1
- 229960005266 polymyxin b Drugs 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000012587 primary cell supplement Substances 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 210000001236 prokaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000007423 screening assay Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 210000004683 skeletal myoblast Anatomy 0.000 description 1
- 210000000329 smooth muscle myocyte Anatomy 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RCINICONZNJXQF-MZXODVADSA-N taxol Chemical compound O([C@@H]1[C@@]2(C[C@@H](C(C)=C(C2(C)C)[C@H](C([C@]2(C)[C@@H](O)C[C@H]3OC[C@]3([C@H]21)OC(C)=O)=O)OC(=O)C)OC(=O)[C@H](O)[C@@H](NC(=O)C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC=CC=1)O)C(=O)C1=CC=CC=C1 RCINICONZNJXQF-MZXODVADSA-N 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 229960002180 tetracycline Drugs 0.000 description 1
- 229930101283 tetracycline Natural products 0.000 description 1
- 235000019364 tetracycline Nutrition 0.000 description 1
- 150000003522 tetracyclines Chemical class 0.000 description 1
- 229940104230 thymidine Drugs 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 239000012581 transferrin Substances 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 1
- 238000013042 tunel staining Methods 0.000 description 1
- 210000003954 umbilical cord Anatomy 0.000 description 1
- 231100000747 viability assay Toxicity 0.000 description 1
- 238000003026 viability measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000009385 viral infection Effects 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1468—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1434—Optical arrangements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L9/00—Supporting devices; Holding devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/30—Staining; Impregnating ; Fixation; Dehydration; Multistep processes for preparing samples of tissue, cell or nucleic acid material and the like for analysis
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
- G02B21/365—Control or image processing arrangements for digital or video microscopes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
- G06V20/60—Type of objects
- G06V20/69—Microscopic objects, e.g. biological cells or cellular parts
- G06V20/693—Acquisition
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
- G06V20/60—Type of objects
- G06V20/69—Microscopic objects, e.g. biological cells or cellular parts
- G06V20/695—Preprocessing, e.g. image segmentation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/18—Transport of container or devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
- B41M3/00—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
- B41M3/003—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns on optical devices, e.g. lens elements; for the production of optical devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/30—Staining; Impregnating ; Fixation; Dehydration; Multistep processes for preparing samples of tissue, cell or nucleic acid material and the like for analysis
- G01N2001/302—Stain compositions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N2015/1006—Investigating individual particles for cytology
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1434—Optical arrangements
- G01N2015/144—Imaging characterised by its optical setup
- G01N2015/1445—Three-dimensional imaging, imaging in different image planes, e.g. under different angles or at different depths, e.g. by a relative motion of sample and detector, for instance by tomography
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N2015/1486—Counting the particles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
根据至少一个方面，本发明提供了一种配置为对容器中的细胞进行计数的系统。该系统包括配置为对容器中的细胞进行成像的成像系统以及耦合至该成像系统的控制器。所述控制器配置为控制所述成像系统以捕获所述细胞的聚焦图像并估测所述聚焦图像中的细胞的数量。所述控制器配置为至少部分地通过以下方式控制所述成像系统捕获细胞的聚焦图像：控制所述成像系统在多个焦平面捕获所述细胞的多个图像，在所述多个图像的每个图像中确定至少一个细胞的面积，以及使用所述多个图像中的所述至少一个细胞的面积从所述多个图像中选择一个图像作为所述聚焦图像。
Description
本申请为分案，其母案申请的申请号为201880047683.2，申请日为2018年5月18日，发明名称为“用于计数细胞的系统和方法”。
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年5月19日提交的题为“用于计数细胞的系统和方法”的美国临时申请序列号62/508953的权益，其全部内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本文所描述的技术的方面涉及用于自动化计数容器中的细胞的技术。一些方面涉及这些技术在自动化细胞计数器和细胞培养箱中的实施。
背景技术
某些科学实验可能需要具有最小浓度(例如，每毫升1300000个细胞)和/或最小数量的细胞(例如，10000000个细胞)的细胞培养物。对于这些实验，通常使用血细胞计数器执行手动细胞计数，以确认用于所述实验的所述细胞培养物中含有足够浓度和/或数量的细胞。所述血细胞计数器可以具有带有网格线的腔室，该网格线形成预定尺寸的框，所述腔室配置为接收例如来自所述细胞培养物的样品。操作员可以在显微镜下观察所述血细胞计数器，并在由所述网格线形成的一个或多个框中计数细胞的数量。因此，所述操作员可以将手动计数的细胞的数量与一个或多个框的已知尺寸结合使用，以鉴别在所述样品中的细胞浓度。在所述样品中的细胞总数可以通过将所鉴别的细胞浓度乘以所述样品的尺寸(例如，体积)来鉴别。
发明内容
根据至少一个方面，本发明提供了一种系统。所述系统包括：成像系统，其配置为在多个焦平面对容器中的多个细胞进行成像，以及至少一个控制器，其耦合至所述成像系统。所述至少一个控制器耦合有包含指令的存储器，所述指令在被执行时：控制所述成像系统以捕获至少一些细胞的多个图像，在所述多个焦平面的各个焦平面捕获所述多个图像的每个图像，从所述多个图像的每个图像中的所述至少一些细胞中确定至少一个细胞的面积，使用所述多个图像的至少一些图像中所述至少一个细胞的面积，从所述多个图像中选择一个图像作为聚焦图像，并在所述聚焦图像中估测细胞的数量。
根据至少一个方面，本发明提供了一种方法。所述方法包括：接收容器中的多个细胞，捕获所述多个细胞中至少一些细胞的聚焦图像，以及使用所述至少一个控制器估测所述聚焦图像中的细胞的数量。捕获所述多个细胞中至少一些细胞的聚焦图像包括使用所述成像系统捕获所述至少一些细胞的多个图像，所述多个图像的每个图像在多个焦平面的各个焦平面被捕获，使用至少一个控制器从所述多个图像的每个图像中的所述至少一些细胞中确定至少一个细胞的面积，以及使用所述至少一个控制器并使用所述多个图像的至少一些图像中的所述至少一个细胞的面积，从所述多个图像中选择一个图像作为所述聚焦图像。
根据至少一个方面，本发明提供一种自动化细胞计数器。所述自动化细胞计数器包括：容器底座，其配置为接收容纳多个细胞的容器；成像系统，其配置为在多个焦平面对所述多个细胞进行成像；以及至少一个控制器，其耦合至所述成像系统。所述至少一个控制器耦合有包含指令的存储器，所述指令在被执行时：控制所述成像系统以捕获至少一些细胞的多个图像，在所述多个焦平面的各个焦平面捕获所述多个图像的每个图像；从所述多个图像的每个图像中的所述至少一些细胞中确定至少一个细胞的面积；使用所述多个图像的至少一些图像中所述至少一个细胞的面积，从所述多个图像中选择一个图像作为聚焦图像，并估测所述聚焦图像中的细胞的数量。
根据至少一个方面，本发明提供了一种系统。所述系统包括：成像系统，其配置为对容器中的多个细胞进行成像；以及至少一个控制器，其耦合至所述成像系统。所述至少一个控制器耦合有包含指令的存储器，所述指令在被执行时：控制所述成像系统以捕获所述多个细胞中的至少一些细胞的聚焦图像，并且至少部分地通过以下方式来估测所述聚焦图像中的细胞的数量：鉴别所述聚焦图像中的多个目标物，将所述多个目标物的子集分类为细胞，并计数被分类为细胞的所述多个目标物的所述子集中的细胞的数量。
根据至少一个方面，本发明提供了一种细胞培养箱。所述细胞培养箱包括：培养箱柜，其配置为接收存储多个细胞的容器，成像系统，其配置为对所述多个细胞进行成像，以及至少一个控制器，其耦合至所述成像系统。所述至少一个控制器耦合有包含指令的存储器，所述指令在被执行时：控制所述成像系统以捕获至少一些细胞的多个图像，在所述多个焦平面的各个焦平面捕获所述多个图像的每个图像；从所述多个图像的每个图像中的所述至少一些细胞中鉴别至少一个细胞的面积；使用所述多个图像的至少一些图像中的所述至少一个细胞的面积，从所述多个图像中选择一个图像作为聚焦图像；并估测所述聚焦图像中的细胞的数量。
附图说明
将参考以下附图描述各个方面和实施方案。应当理解，所述附图不一定按比例绘制。出现在多个附图中的项目在它们出现的所有附图中均用相同或相似的附图数字表示。
图1A是说明根据本文所描述的技术的一些实施方案容纳细胞的容器的俯视图的示意图；
图1B是说明根据本文所描述的技术的一些实施方案容纳细胞的容器的横截面图的示意图；
图2是说明根据本文所描述的技术的一些实施方案用于对图像中的细胞进行计数的示例过程的示意图；
图3是根据本文所描述的技术的一些实施方案用于对容器中的细胞进行计数的示例过程的流程图；
图4是根据本文所描述的技术的一些实施方案的示例细胞培养箱的示意图；
图5是根据本文所描述的技术的一些实施方案的示例自动化细胞计数器的示意图；
图6A和6B是说明根据本文所描述的技术的一些实施方案的示例成像系统的示意图；以及
图7是根据本文所描述的技术的一些实施方案的示例控制器的示意图。
具体实施方式
如上面所讨论的，某些实验可能需要鉴别细胞培养物中细胞的细胞浓度和/或细胞计数。通常，操作员可以通过从所述培养物中获得代表性样品并计数所述样品中的细胞的数量来计数细胞培养物中的细胞的数量。考虑到单个细胞的小尺寸，操作员通常将所述样品放入容器(例如，血细胞计数器)中并在显微镜下观察所述容器(包括所述细胞)。但是，操作员通常会看到所述样品中的外来元素，例如气泡和/或碎片。因此，操作员通常必须在视觉上区分在所述样品中的所述细胞和所述外来元素。在图1A中示出了操作员可以看到的容器中样品的示例视图。如图所示，所述视图在容器102的表面上包括活细胞104、气泡106、死细胞108和碎片110。此外，操作员通常必须适当地将显微镜聚焦在所述活细胞104上来获得图1A所示的这样的样品视图。考虑到所述活细胞104的小尺寸，如果所述显微镜的焦点偏离10微米，则所述操作者可能无法看到所述活细胞104。图1B示出了容纳样品的所述容器102的横截面图，并且所述操作员可以选择示例焦平面集112。如图所示，在所述焦平面集112中的大多数焦平面不与所述活细胞104相交。
本发明人已经认识到，手动计数容器(例如，血细胞计数器)中的细胞是一个耗时的过程，其通常需要实验室技术人员的判断并且容易受到人为错误的影响。例如，人可能选择了不正确的焦平面，其中某些类型的碎片看起来类似于活细胞，并将所述碎片包括在总细胞计数中。此外，对细胞培养物中的细胞的数量计数不足和/或计数过多可能导致科学家使用不适当的细胞培养物用于实验，其可能导致所述实验失败。因此，本公开内容的方面涉及用于自动化计数容器中的细胞的技术。例如，通过使用这些技术产生的细胞计数结果可能产生与手动计数偏差不超过±5％的计数。这些技术通过提供一种快速且准确的方法来计数细胞(例如，细胞培养物中的细胞)来对常规细胞计数技术进行改进，其减少了人为错误并促进了成功的实验的完成。
本发明人已经认识到，分析在不适当的焦平面(例如，其中细胞未聚焦的平面)中捕获的细胞图像可能对导致的细胞计数的准确性有不利的影响。因此，本发明人已设计了新技术来鉴别焦平面(或等效地，焦距)，使得所述细胞处于焦点对准状态。本发明人已经认识到，所述细胞的面积可以基于所选择的焦平面而变化。例如，当所述细胞处于焦点未对准状态时，所述细胞的边缘在焦平面中会显得模糊，从而使所述细胞显得更大。相反地，所述细胞的边缘在所述细胞处于焦点对准状态的焦平面中会显得清晰，从而使所述细胞显得更小。因此，细胞处于焦点对准状态的焦平面可以是所述细胞的面积最小的焦平面。
一旦鉴别了合适的焦平面，就可以采用本发明人设计的一种或多种图像处理技术来估测所述聚焦图像中的细胞的数量。例如，可以在所述聚焦图像中鉴别一个或多个目标物。这些目标物可以是例如所述图像的前景中的像素连续区域。一旦所述目标物已经被鉴别，就可以为一个或多个所述目标物鉴别一个或多个特征(例如，尺寸和/或形状)，并用于对所述目标物进行分类。基于所述目标物的一个或多个特征，可以将所述目标物分类为例如一个或多个活细胞、一个或多个死细胞或碎片。一旦所述目标物被分类，就可以对被分类为细胞(例如，活细胞或死细胞)的目标物的数量进行计数，以估测所述聚焦图像中的细胞总数。
本文所描述的技术的一些方面涉及一种系统(例如，自动化细胞计数器或细胞培养箱)，该系统配置为自动对容器中的细胞进行计数。所述容器可以配置为接收液体中的细胞。示例容器包括烧瓶、瓶子、袋子和平板。所述系统可以包括成像系统，其配置为在多个焦平面对所述容器中的多个细胞进行成像。所述成像系统可以被实现为例如显微镜(例如，明场显微镜)。所述成像系统可以包括配置为检测光的成像和一个或多个改变光的特征的光学元件(例如，透镜、镜子、滤光器和光源)。所述系统可以包括耦合(例如，通信地耦合)至所述成像系统的控制器。可以使用例如耦合至存储器和/或非易失性存储的处理器来实现所述控制器。所述控制器可以配置为控制所述成像系统以使用所述成像系统来捕获多个细胞的聚焦图像(例如，聚焦明场图像)。例如，所述控制器可以向所述成像系统发送指令以触发所述成像系统在不同的焦平面(或等效地，焦距)捕获多个图像。这样的多个图像可以被称为“Z堆栈(Zstack)”，因为它可以包括相对于所述成像系统中的成像装置(例如，照相机)处于不同的焦距(不同的“z”坐标)的二维(x-y)图像。然后，所述控制器可以分析在不同焦平面捕获的多个图像，以鉴别所述多个图像中的哪个图像是聚焦图像。在一些实施方案中，所鉴别的图像可以被称为聚焦图像，原因在于所述图像是基于对所述图像可以被“聚焦”的程度的定量估测从所述多个图像中鉴别出来的。例如，所述多个图像中作为所述聚焦图像的图像可以具有最小的细胞的面积。因此，可以通过下述方式选择聚焦图像：例如在所述多个图像的每个图像中确定至少一个细胞的面积，并且从所述多个图像中选择一个图像作为所述聚焦图像，该聚焦图像具有最小的所述细胞的面积。
一旦鉴别出所述聚焦图像，所述控制器可以配置为估测所述聚焦图像中的细胞(例如，活细胞、死细胞或其组合)的数量。例如，所述控制器可以配置为鉴别所述聚焦图像中的多个目标物，并且将所述聚焦图像中的目标物分类为例如单个活细胞、活细胞簇、死细胞或碎片。一旦所述目标物已被分类，可以通过计数被分类为活细胞(例如，单个活细胞和活细胞簇)的目标物的数量来估测活细胞(例如，有活力的细胞)的数量。类似地，可以通过计数被分类为死细胞的目标物的数量来鉴别死细胞的数量。此外，可以通过将所述死细胞的数量与所述活细胞的数量相结合来鉴别所述细胞总数。所述控制器可以配置为以各种方式中的任何一种对目标物进行分类。例如，所述控制器可以通过鉴别目标物的一个或多个特征并将该一个或多个特征作为输入提供至分类器来对目标物进行分类。所述分类器可以配置(例如，被训练)为基于所述输入特征提供所述目标物所属类别的指示。可以采用的示例分类器包括：决策树、神经网络、判别函数、贝叶斯(Bayesian)网络和支持向量机。
应当理解，本文所描述的实施方案可以以多种方式中的任何一种来实现。下面仅出于说明目的提供特定实施方式的实施例。应当理解，这些实施方案和所提供的特征/功能可以单独使用、一起使用或者以两个或更多个的任意组合使用，因为本文所描述的技术的方面在这一点上不受限制。
如上面所讨论的，可以通过捕获所述容器中的所述细胞的聚焦图像并使用一种或多种自动化图像处理技术分析所述聚焦图像来计算容器中的细胞的数量。图2是显示可以被执行以估测容器中的细胞的数量的示例过程200的示意图。可以通过包括例如细胞培养箱(例如，细胞培养箱400)或自动化细胞计数器(例如，自动化细胞计数器500)在内的多种系统中的任何一种来执行所述过程200。如图所示，可以捕获所述容器中的所述细胞在不同的焦平面的多个图像201。然后，可以从所述多个图像201中选择聚焦图像202，并且可以将所述聚焦图像202的前景206与所述聚焦图像202的背景204分开-目标是所述前景206包括包含细胞的图像的部分以及所述背景204包括不包含细胞的图像的部分。一旦所述前景206已经与所述背景204分开，就可以在所述聚焦图像202中(例如，在所述前景206中)鉴别可以被分类(例如，被分类为活细胞簇210)的目标物208。一旦所述目标物208已经被分类，就可以对所述目标物208中的细胞的数量进行计数。
可以在多个不同的焦平面捕获所述多个图像201(例如，所述多个图像201可以是Z堆栈)。所述焦平面可以均匀地间隔(例如，每个焦平面隔2微米)或不均匀地间隔(例如，一些焦平面隔1微米，而另一些焦平面隔3微米)。所述多个图像201可以是例如通过成像系统(例如，分别如图6A和图6B所示的成像600A或600B)捕获的明场图像。
可以通过分析所述多个图像的每个图像中的所述细胞的面积来从所述多个图像201中选择所述聚焦图像202。例如，所述细胞的面积可以在所述聚焦图像中最小，并且可以在其余图像中较小。因此，可以通过从所述多个图像中选择具有最小所述细胞的面积(或者相反地最大非细胞面积)的图像来选择聚焦图像。图像中的所述细胞的面积可以以各种方式中的任何一种来鉴别。在一些实施方案中，可以通过以下方式为所述多个图像201中的每个图像鉴别所述细胞的面积：(1)将所述背景204与所述前景206分开，(2)鉴别所述前景206中在特定维度(例如，单个细胞的典型维度)内的目标物，以及(3)叠加所述目标物的所述面积。
可以使用边缘检测技术，例如将一个或多个阈值应用于所述聚焦图像202，从所述聚焦图像中的所述前景206中分割所述背景204。所述阈值可以基于像素的强度值来分离像素。例如，具有低于所述阈值的强度值的像素可以被分类为前景206，而具有高于所述阈值的强度值的像素可以被分类为背景204。如本领域技术人员所理解的，可以采用多种方法中的任何一种来鉴别要使用的特定阈值。例如，可以使用Otsu阈值化方法来鉴别所述阈值。应当理解，可以采用不止一个阈值来将所述前景206与所述背景204分开。例如，可以将所述图像细分为多个部分，并且可以为所述多个部分中的每个部分鉴别单独的阈值，从而将所述背景204与所述前景206分开。在一些实施方案中，所述背景204与所述前景206的所述分割的结果可以由掩码表示，例如，指示图像中的每个像素是属于所述前景206还是属于所述背景204的二进制掩码。
在一些实施方案中，可以在对所述图像进行阈值化以完成所述掩码之后执行一个或多个动作。例如，所述阈值化操作可能由于活细胞中心的亮色而将其分类为背景204。因此，只有所述活细胞的外边缘可以被分类为所述前景206的一部分。在该实施例中，可以将所述前景206区域中间的孔添加至所述掩码(例如，重新分类为前景)。另外地(或备选地)，最初被检测为所述前景206的一部分的伪影可以被移动至所述背景204和/或从所述聚焦图像202中全部移除。例如，所述前景206中的具有少于阈值像素数量(例如，5个像素、10个像素等)的像素组可能是伪影，并且可以被移动至所述背景204。在另一个实施例中，减小像素与像素之间强度变化的平滑滤波器可以应用于所述聚焦图像202(或仅所述前景206)。两个相邻像素之间的大的强度改变很可能是由噪声引起的，因此可以被减小。
可以通过例如将所述前景204中的像素连续区域(例如，如通过所述掩码所指示的)鉴别为目标物来在所述聚焦图像206中鉴别所述目标物208。一旦已经鉴别出所述目标物208，就可以通过例如鉴别所述目标物208的一个或多个特征并将所鉴别的所述目标物208的特征作为输入提供至分类器来对所述目标物208进行分类。可以被鉴别的所述目标物208的示例特征包括形态特征、光强度特征和纹理特征。形态特征可以涉及例如所述目标物208的尺寸和/或形状。光强度特征可以涉及例如构成所述目标物208的像素的强度值的特征。纹理特征可以涉及例如所述目标物208的表面和/或横截面的外观。一旦所述目标物208的特征被鉴别，这些特征就可以用作分类器的输入，该分类器配置(例如，被训练)为区分不同类别的目标物。可以采用的示例分类器包括：决策树、神经网络、判别函数、贝叶斯网络和支持向量机。所述分类器的输出可以是所述目标物208属于哪个类别的指示。例如，所述分类器的输出可以指示所述目标物208是单个活细胞、细胞簇、一个或多个死细胞或伪影。应当理解，所述分类器可以配置为在其中进行区分的特定类别集可以基于特定的实现而变化。
结果212可以通过例如对分类为细胞的目标物208的数量进行计数来生成。在一些实施方案中，经分类的目标物可以包含不止一个细胞(例如，所述活细胞簇210)，并且可以对所述经分类的目标物内的细胞的数量进行计数以添加至细胞总数。可以通过例如分析与所述活细胞簇210相关的强度轮廓来鉴别所述活细胞簇210内的细胞的数量。所述活细胞簇210中的所述细胞的中心可能看起来像是所述图像中的亮点。所述亮点可以在所述活细胞簇210中的每个细胞的中心处的强度轮廓中表现为尖峰。因此，可以对所述活细胞簇212的强度轮廓中峰的数量进行计数以鉴别所述活细胞簇210中的细胞的数量。
图3显示了用于对容器中的细胞进行计数的示例过程300。所述过程可以通过系统执行，该系统包括例如配置为在不同焦平面捕获细胞图像的成像系统以及耦合至所述成像系统的控制器，所述控制器配置为分析所捕获的图像以分析聚焦图像，并估测所述聚焦图像中的细胞的数量。所述系统可以实现为分别如图4和图5所示的细胞培养箱或自动化细胞计数器。如图所示，所述过程300包括接收容器中的一个或多个细胞的动作302，捕获所述一个或多个细胞的聚焦图像的动作303，以及使用所述聚焦图像来估测细胞的数量的动作305。捕获所述一个或多个细胞的聚焦图像的动作303可以包括捕获所述一个或多个细胞图像的动作304、确定所捕获的图像中所述一个或多个细胞的面积的动作306以及使用所确定的面积选择一个图像作为所述聚焦图像的动作308。使用所述聚焦图像估测一个或多个细胞的数量的动作305可以包括鉴别所述聚焦图像中的目标物的动作310、对所述聚焦图像中的目标物进行分类的动作312，以及对所述聚焦图像中被分类为细胞的目标物的数量进行计数的动作314。
在动作302中，所述成像系统可以接收容器中的一个或多个细胞。例如，所述成像系统可以在成像位置(例如，成像位置405)处接收所述一个或多个细胞，使得所述成像系统可以捕获所述一个或多个细胞图像。在一些实施方案中，可以将容器中的所述一个或多个细胞暴露于选择性标记死细胞的试剂。所述试剂可以是例如选择性染色死细胞的染色剂(例如，台盼蓝和碘化丙啶)。使用试剂标记死细胞可以允许所述控制器通过增强活细胞和死细胞之间的对比度来更容易地区分所述活细胞和所述死细胞。另外地(或可选地)，所述成像系统可以包括滤光器，以进一步增强所述活细胞和所述死细胞之间的对比度。这种成像系统的一个示例在图6A和图6B中示出。
在动作303中，所述控制器可以控制所述成像系统以捕获所述容器中的所述一个或多个细胞的聚焦图像(例如，聚焦明场图像)。所述聚焦图像可以是例如所述容器中的细胞处于焦点对准状态的图像。所述聚焦图像可以以各种方式中的任何一种来捕获。在图3中通过动作304、306和308示出了用于捕获聚焦图像的示例过程。
在动作304中，所述控制器可以控制所述成像系统在多个不同的焦平面捕获所述一个或多个细胞的多个图像(例如，捕获Z堆栈)。例如，所述控制器可以控制所述成像系统以在所述多个不同的焦平面捕获多个明场图像。所述多个焦平面可以均匀地(或不均匀地)间隔。在一些实施方案中，可以基于被计数的细胞的一种或多种特定类型来选择所述多个焦平面。例如，可以从所述多个焦平面中省略在被成像的细胞的顶部以上的焦平面。在其他实施方案中，所述多个焦平面可以是一组固定的焦平面，其使用与被计数的细胞的类型无关。
在动作306中，所述控制器可以确定所捕获的图像中所述一个或多个细胞的面积。可以通过例如鉴别所述图像中的细胞(例如，单个细胞)和估测所鉴别的细胞的面积来鉴别每个图像中所述一个或多个细胞的面积。可以通过在每个图像中将所述前景与所述背景分开并鉴别所述前景中具有单细胞的特征(例如，形状、尺寸和/或颜色)的目标物来鉴别所述细胞。例如，可以将全局阈值应用于整个图像来分开亮像素(背景)与暗像素(前景)。可以使用例如所述Otsu阈值化算法来鉴别全局阈值。一旦所述全局阈值已经被应用，就可以将局部阈值应用于所述图像中的包括一组连续的暗像素的有边界区域(例如，有边界矩形)，以微调所述前景和所述背景之间的边界。可以例如通过使用所选区域中的像素值的平均强度作为所述阈值来鉴别所述局部阈值。一旦所述局部阈值已经被应用，就可以将被前景像素的连续区域完全(或部分)包围的所述背景的区域添加至所述前景。所得前景中的连续区域可以被鉴别为目标物。具有单细胞的特征(例如，尺寸、形状和/或颜色)的目标物可用于计算所述一个或多个细胞的面积。在所述前景中的其他目标物可能会被完全忽略，从而被过滤掉。可以通过例如计数与所鉴别的单个细胞相关的像素的数量和/或估测所鉴别的单个细胞的轴的长度来估测所鉴别的单个细胞的面积。
在动作308中，所述控制器可以使用所确定的所述一个或多个细胞的面积来从所述多个图像(例如，在动作304中捕获)中选择一个图像作为所述聚焦图像。例如，所述控制器可以选择具有最小的所述细胞的面积的图像作为所述聚焦图像。在一些实施方案中，如果所选择的图像不满足一个或多个预定要求(例如，所述面积大于阈值)，则所述控制器可以重复动作304和/或306。例如，所述控制器可以确定在动作304中捕获的所述多个图像中的最佳图像是不足的，并且重复动作304以在不同的焦平面集(相对于与先前的多个图像相关的先前的焦平面集)捕获第二多个图像。在动作306中，可以鉴别所述第二多个图像中的所述一个或多个细胞的所述面积，并且在动作308中，所述控制器可以从所述第二多个图像中选择一个图像作为所述聚焦图像。
在动作305中，所述控制器可以估测所述聚焦图像中的细胞的数量。可以使用例如自动化图像处理技术来估测细胞的数量。在图3中示出了通过动作310、312和314用于估测聚焦图像的示例过程。
在动作310中，所述控制器可以鉴别所述聚焦图像中的一个或多个目标物。所述控制器可以通过下述方式来鉴别所述聚焦图像中的目标物：将所述聚焦图像的背景与前景分开(例如，以与动作306中所描述的类似或相同的方式)，并将所述前景(例如，部分所述前景)中像素连续区域鉴别为目标物。可以使用例如边缘检测技术(例如，阈值化和/或迭代阈值)将所述背景与所述前景分开。
在动作312中，所述控制器可以对所述聚焦图像中所鉴别的目标物进行分类。所述控制器可以通过例如鉴别所述目标物的一个或多个特征并将所述目标物的所述一个或多个特征作为输入提供至分类器来对目标物进行分类。所述分类器可以配置(例如，被训练)以基于所述输入特征来鉴别目标物所属的类别。所述分类器配置为在其中进行区分的所述特定类别集可以基于特定的实现而变化。示例类别包括：单个活细胞类、活细胞簇类、单个死细胞类、死细胞簇类和碎片类。
所述控制器可以鉴别目标物的各种特征中的任何一种以用于分类。可以鉴别的示例特征包括形态特征、光强度特征和纹理特征。形态特征可以涉及例如所述目标物的尺寸和/或形状。示例形态特征包括：所述目标物的轮廓面积、所述目标物的凸包面积(convexhull area)、所述目标物的轮廓面积与凸包面积的比率、所述目标物的圆度以及围绕所述目标物的边框的面积与所述目标物的面积的比率。光强度特征可以涉及例如构成所述目标物的像素的强度值的特征。示例光强度特征包括：所述目标物中最亮的像素(例如，前10个最亮的像素)的平均像素强度值、所述目标物的灰度值特征(例如，所述目标物的灰度值的总和、平均值、标准偏差和方差)以及所述目标物的光密度特征(例如，所述目标物的光密度的总和、平均值、标准偏差和方差)。纹理特征可以涉及例如所述目标物的表面和/或横截面的外观。示例纹理特征包括：所述目标物的熵和所述目标物的对比度。
所述控制器可以采用多种分类器和/或分类技术中的任何一种来对所述聚焦图像中的所述目标物进行分类。例如，可以使用决策树分类器。作为另一个示例，可以使用线性分类器(例如，Fischer’s线性判别分类器、逻辑回归分类器、朴素贝叶斯(Bayes)分类器、概率单位回归分类器(probit regression classifier)等)。作为又一个示例，可以使用贝叶斯分类器(例如，贝叶斯网络或其他基于图形模型的分类器)。作为又一个示例，可以使用神经网络分类器(例如，单层神经网络、多层神经网络、深度神经网络、递归神经网络、卷积神经网络等)。可以用包括图像特征和由一个或多个实验室技术人员手动确定的相应计数在内的训练数据来训练所述分类器。
在动作314中，所述控制器可以计数所述聚焦图像中被分类为细胞的目标物的数量。例如，所述控制器可以对被分类为单个活细胞的目标物的数量进行计数，并且对被分类为活细胞簇的每个目标物中的细胞的数量进行计数，以产生所述聚焦图像中的活细胞总数。也可以计数死细胞的数量以鉴别所述聚焦图像中的细胞(活细胞和死细胞)总数。所述控制器可以以各种方式中的任何一种来计数活细胞簇中活细胞的数量。例如，所述控制器可以通过例如分析与所述细胞簇相关的强度轮廓来鉴别活细胞簇内的细胞的数量。所述活细胞簇中的细胞的中心可能看起来像是所述聚焦图像中的亮点。所述亮点可能在所述簇中的每个细胞的中心处的所述强度轮廓中显示为尖峰。因此，可以对所述活细胞簇的所述强度轮廓中峰的数量进行计数，以鉴别所述活细胞簇中的细胞的数量。
在一些实施方案中，在通过所述成像系统捕获的(例如，在动作304中捕获的)图像中，容器中只有一部分细胞是可见的。在这些实施方案中，所述系统可以将所述容器分为多个部分，并通过执行动作303和/或305来计数每个部分中可见的细胞的数量。一旦对每个部分中的所述细胞进行计数，就可以通过对每个部分中的细胞进行求和来鉴别细胞总数。
各种发明概念可以被具体化为一个或多个过程，其中已经提供了示例。作为每个过程的一部分来执行的动作可以以任何合适的方式进行排序。因此，可以构造实施方案，其中动作以不同于所说明的顺序被执行，即使在说明性实施方案中被示为顺序动作，其也可以包括同时执行一些动作。
在一些实施方案中，本文所描述的技术可用于细胞培养箱中。所述细胞培养箱可以构建为以很少人工操作或不需要人工操作来培养细胞。因此，可以减少或消除细胞被污染的可能性。这样的细胞培养箱的一个示例在图4中通过细胞培养箱400示出。所述细胞培养箱400包括培养箱柜409，其具有用于在一个或多个细胞培养容器中孵育细胞的内部腔室408。所述培养箱柜409包括打开和关闭以允许外部环境与所述培养箱柜409之间的交流的外门401。在一些实施方案中，所述外门401打开和关闭以允许外部环境与所述内部腔室408之间的交流。所述内部腔室408配置为容纳一个或多个细胞培养容器。所述一个或多个细胞培养容器存储在存储位置402中。在一些实施方案中，所述存储位置402是独立式结构。例如，存储位置402可以是试管架或培养瓶架，其可以从所述内部腔室408中移出，用于装载和卸载培养容器。在一些实施方案中，所述存储位置402固定在所述内部腔室408的表面上。例如，所述存储位置402可以是一系列架子或搁架，其连接至所述内部腔室408的壁或底面，因此不能从所述培养箱柜409中移出。
在一些实施方案中，所述细胞培养箱400包括用于移动一个或多个细胞培养容器的转移装置403。所述转移装置403可以固定在所述内部腔室408的任何适当的表面上。例如，所述转移装置403可以固定在所述内部腔室408的上部或顶部。备选地，所述转移装置403可以固定至所述内部腔室408的侧壁。在一些实施方案中，所述转移装置403未固定至所述内部腔室408的壁上。例如，所述转移装置403可以搁置在带轮三脚架或其他可围绕所述内部腔室408移动的移动结构上。
在一些实施方案中，所述转移装置403将一个或多个细胞培养容器从所述存储位置402移动至成像系统410中的成像位置405或移动至操纵系统411中的操纵位置407。所述转移装置403还可以将一个或多个细胞培养容器从成像位置405移动至操纵位置407或从操纵位置407移动至成像位置105。当成像或操纵完成时，所述转移装置403将一个或多个细胞培养容器从成像位置405或操纵位置407移动至存储位置402。
在一些实施方案中，所述转移装置403可以包括一个或多个元件，例如阀门(例如，电磁阀或气动阀)、齿轮、电机(例如，电动电机或步进电机)、平台(例如，xy或xyz平台)、活塞、制动器、电缆、滚珠丝杠组件、齿条与齿轮布置、夹持器、臂、枢轴点、接头、平移元件或其他机械或电气元件。在一些实施方案中，所述转移装置403可以包括一个或多个机器人元件。例如，所述转移装置403可以包括能够夹持、举起、推动、抓取、滑动、旋转、平移、放下、升高、降低和/或倾斜一个或多个细胞培养容器的机器人臂。在某些情况下，所述转移装置403选择性地和可放下地夹持一个或多个细胞培养容器。在某些实施方案中，转移装置403可以包括耦合至机械夹持器的臂。例如，臂可在其一端或一端附近包括机械夹持器，以可放下地夹持细胞培养容器，并在另一端或另一端附近牢固地耦合至所述培养箱的表面或元件。在一些实施方案中，机器人臂包括枢轴点，所述机械夹持器在枢轴点处耦合至所述臂和沿所述臂的一个或多个枢轴和/或平移接头以允许所述臂的一部分灵活地旋转和平移。以这种方式，机器人臂可以在培养箱柜内(例如，内部腔室中的存储阵列内)以不同的水平和垂直位置接触一个或多个细胞培养容器。
在一些实施方案中，所述培养箱柜409包括所述成像位置405和所述操纵位置407。在一些实施方案中，所述成像位置405位于内部腔室408的表面上与成像装置404相对。在一些实施方案中，所述成像位置405是平台，该平台是独立的或固定在所述内部腔室408的表面上。在一些实施方案中，所述平台是可移动的。例如，可移动平台可以固定至两个或更多个杆上，其允许所述平台相对于所述成像装置404向左、向右、向前、向后、向上或向下移动。在一些实施方案中，所述可移动平台是电动的。
在一些实施方案中，所述成像系统410可以配置为当细胞培养容器位于所述成像位置408时捕获所述细胞培养容器中的细胞图像。例如，所述成像系统可以配置为捕获细胞培养容器中细胞的相差图像和/或明场图像。所述成像系统410可以包括配置为测量光(例如，透射光或散射光)、颜色、形态和/或其他可检测参数的成像装置404。所述成像装置404可以是例如单色成像装置、红绿蓝(RGB)成像装置、光谱成像装置、荧光成像装置和/或多通道成像装置。在某些实施方案中，所述成像系统410包括一个或多个透镜、光纤、光圈、镜子、光源(例如，激光器或灯)或其他光学元件。所述成像系统410可以被实现为例如显微镜。
在一些实施方案中，所述操纵系统411包括操纵器406，当细胞培养容器位于操纵位置407时操纵器406操纵细胞培养容器的细胞。在一些实施方案中，所述操纵器406具有针、毛细管、移液管和/或微操纵器阵列。例如，所述操纵器406可以包括细胞挑选器。在一些实施方案中，操纵器406包括一个或多个细胞挑选器。在一些实施方案中，所述操纵器406可以包括细胞刮刀，其包括适于将细胞从表面上刮下的刮擦边缘。在一些实施方案中，所述刮擦边缘是细胞刮刀的一部分，其可与细胞培养容器的表面或其他表面接触，并且被适当地配置用于从所述表面刮擦物质以清洁所述表面和/或刮擦粘附在所述表面上的所述细胞而没有基本上杀死所述细胞(例如通过机械裂解所述细胞)。在一些实施方案中，希望刮擦边缘或刮擦边缘组件是一次性的，以防止细胞培养物之间的交叉污染。因此，在一些实施方案中，所述刮擦边缘或刮擦边缘组件是一次性的。
在一些实施方案中，所述细胞培养箱400包括控制器412，所述控制器412配置为控制所述细胞培养箱400中的一个或多个组件(例如所述成像系统410、所述操纵系统411和/或所述转移装置403)的操作。所述控制器412可以配置为执行上面所描述的方法中的一个或多个动作。例如，所述控制器412可以向所述转移装置403提供指令以使所述转移装置将细胞培养容器移动至所述成像位置405，并且向所述成像系统410提供指令以捕获细胞培养容器中的细胞图像。
本公开内容的方面涉及培养箱和用于在受控条件下(例如，在无菌和/或灭菌条件下)培养、操纵和/或监测细胞的方法。在一些实施方案中，细胞培养物在本公开内容的培养箱中的培养容器内生长。如本文所使用的“细胞培养容器”是包括壳体和一个或多个用于培养细胞的腔室的装置。在一些实施方案中，所述壳体为框架。所述框架可以耦合至盖子。所述一个或多个腔室可以包括细胞培养基，其包括一个或多个膜。在一些实施方案中，细胞培养容器可以包括用于促进细胞生长的营养物。在某些实施方案中，细胞培养容器可以完全包围一个或多个细胞或其组。细胞培养容器的壳体可以包括一个或多个孔或开口以允许气体在细胞培养容器及其周围环境之间转移。在某些实施方案中，细胞培养容器包括透明或光学透明的窗口。例如，耦合至细胞培养容器的壳体的盖子可以包括用于观察细胞(例如，用成像系统观察)的光学透明部分。在一些实施方案中，细胞培养容器包括基本上不反射的一个或多个部分。
细胞培养容器可以配置用于培养不同类型的细胞(包括真核细胞或原核细胞)。在一些实施方案中，细胞为哺乳动物细胞(例如人类细胞、犬科动物细胞、牛科动物细胞、绵羊细胞、猫科动物细胞或啮齿动物细胞(例如兔、小鼠或大鼠细胞))。在一些实施方案中，细胞为昆虫细胞、禽细胞、微生物细胞(例如，酵母细胞(例如啤酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)或巴斯德毕赤酵母(Pischiapastoris)细胞)或细菌细胞(例如，大肠杆菌(Escherichia coli)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)或棒状杆菌(Corynebacterium)细胞))、昆虫细胞(例如，果蝇细胞或Sf9或Sf21细胞)、植物细胞(例如，藻类细胞)或任何其他类型的细胞。
在一些实施方案中，细胞培养容器可以预先配备有用于特定目的(例如，用于生长细胞、分化细胞、使细胞经受特定测定条件等)所需的一种或多种试剂。在一些实施方案中，预先配备的细胞培养容器包含用于在实验之前对细胞培养执行特定实验的试剂(例如，细胞生长培养基、生长因子、选择剂、标记剂等)。预先配备的细胞培养容器可以通过提供无需添加试剂的细胞培养就绪容器来促进实验方案。例如，可以将来自患者的祖细胞添加至预先配备有用于细胞分化的试剂的细胞培养容器中，以扩增用于自体细胞治疗的分化细胞群。预先配备的细胞培养容器可以在任何适当的温度下存储，该温度由预先配备的细胞培养容器内试剂的推荐存储参数决定。在一些实施方案中，预先配备的细胞培养存储容器在使用前在大约-80℃至大约37℃的温度下存储。在一些实施方案中，预先配备的细胞培养存储容器在使用前在大约-80℃至大约-20℃的温度下存储。在一些实施方案中，预先配备的细胞培养存储容器在使用前在大约-20℃至大约4℃的温度下存储。在一些实施方案中，预先配备的细胞培养存储容器在使用前在大约4℃至大约37℃的温度下存储。在一些实施方案中，预先配备的细胞培养容器是一次性的。在一些实施方案中，预先配备的细胞培养容器是可重复使用的和/或可再填充的。
在一些实施方案中，培养细胞以产生天然产物(例如，紫杉醇、色素、脂肪酸、生物燃料等)。在一些实施方案中，培养细胞以表达重组产物(例如，重组蛋白质产物(例如抗体、激素、生长因子或其他治疗性肽或蛋白质))。在一些实施方案中，细胞被扩增和/或分化以用于治疗用途，例如植入受试者(例如，人类受试者)，以提供或补充在所述受试者中缺失或有缺陷的细胞、组织或器官功能。
在一些实施方案中，细胞来自永生化细胞系。细胞系的非限制性示例包括人类细胞，例如HeLa细胞、前列腺癌细胞(例如，DU145、PC3和/或Lncap细胞)、乳腺癌细胞(例如，MCF-7、MDA-MB-438和/或T47D细胞)、急性骨髓性白血病细胞(例如，THP-1细胞)、胶质母细胞瘤细胞(例如，U87细胞)、神经母细胞瘤细胞(例如，SHSY5Y细胞)、骨癌细胞(例如，Saos-2细胞)和慢性髓细胞性白血病细胞(例如，KBM-7细胞)。在一些实施方案中，细胞系包括灵长类细胞系、啮齿动物细胞系(例如，大鼠或小鼠细胞系)、犬科动物细胞系、猫科动物细胞系、斑马鱼细胞系、爪蟾细胞系、植物细胞系或任何其他细胞系。在一些实施方案中，细胞为人类293细胞(例如，293-T或HEK 293细胞)、鼠类3T3细胞、中国仓鼠卵巢(CHO)细胞、CML T1细胞或Jurkat细胞。
在一些实施方案中，细胞为原代细胞、饲养细胞或干细胞。在一些实施方案中，细胞是从受试者(例如，人类受试者)分离的。在一些实施方案中，细胞是从组织或活检样品分离的原代细胞。在一些实施方案中，细胞为造血细胞。在一些实施方案中，细胞为干细胞(例如，胚胎干细胞、间充质干细胞、癌症干细胞等)。在一些实施方案中，细胞是从组织或器官(例如，人类组织或器官)分离的，所述组织或器官包括但不限于实体组织和器官。在一些实施方案中，可以从胎盘、脐带、骨髓、肝脏、血液(包括脐带血)或任何其他合适的组织中分离细胞。在一些实施方案中，从患者分离患者特异性细胞用于培养(例如，用于细胞扩增和任选地分化)，以及随后将其重新植入相同的患者或不同的患者中。因此，在一些实施方案中，在本文所公开的培养箱中生长的细胞可以用于同种异体或自体治疗。在一些实施方案中，为提供免疫治疗(例如，嵌合抗原受体治疗(CAR-T)或递送经CRISPR/Cas修饰的细胞)的目的，可以对本文所公开的培养箱中生长的细胞进行基因修饰、扩增并重新引入患者体内。
在一些实施方案中，原代细胞培养物包括上皮细胞(例如，角膜上皮细胞、乳腺上皮细胞等)、成纤维细胞、成肌细胞(例如，人类骨骼成肌细胞)、角质形成细胞、内皮细胞(例如，微血管内皮细胞)、神经细胞、平滑肌细胞、造血细胞、胎盘细胞或其两种或更多种的组合。
在一些实施方案中，细胞为重组细胞(例如，杂交瘤细胞或表达一种或多种重组产物的细胞)。在一些实施方案中，细胞用一种或多种病毒进行感染。
在一些实施方案中，从组织或生物学样品中分离细胞以在本文所提供的培养箱中进行离体培养。在一些实施方案中，从血液分离细胞(例如白细胞)。在一些实施方案中，使用物理和/或酶促破坏从组织或生物样品中释放细胞。在一些实施方案中，使用一种或多种酶(例如胶原酶、胰蛋白酶或链霉蛋白酶)来消化细胞外基质。在一些实施方案中，将组织或生物样品置于培养基中(例如，有或没有物理或酶促破坏)，并且可以分离所释放的细胞和在所述培养基中生长的细胞用于进一步培养。
如本文所使用的细胞培养是指在受控条件下(例如，离体)维持和/或生长细胞的程序。在一些实施方案中，在促进细胞生长和复制的条件、促进重组产物表达的条件、促进分化的条件(例如，分化为一种或多种组织特异性细胞类型)或其两种或更多种的组合下培养细胞。
在一些实施方案中，细胞培养容器配置用于悬浮培养细胞。在一些实施方案中，细胞培养容器配置用于培养贴壁细胞。在一些实施方案中，将细胞培养容器配置用于2D或3D细胞培养。在一些实施方案中，细胞培养容器包括一个或多个表面或微载体以支持细胞生长。在一些实施方案中，这些用细胞外基质成分(例如胶原蛋白、纤维蛋白和/或层粘连蛋白成分)包被以增加粘附特性并提供生长和分化所需的其他信号。在一些实施方案中，细胞培养容器包括一种或多种合成水凝胶(例如，聚丙烯酰胺或聚乙二醇(PEG)凝胶)以支持细胞生长。在一些实施方案中，细胞培养容器包括具有嵌入营养物的固体支持物(例如，凝胶或琼脂，例如，用于某些细菌或酵母培养)。在一些实施方案中，细胞培养容器包括液体培养基。
在一些实施方案中，在任何合适的培养基的一个中培养细胞。具有不同的pH范围、葡萄糖浓度、生长因子和其他补充剂的不同培养基可以用于不同的细胞类型或不同的应用。在一些实施方案中，可以使用定制的细胞培养基或可商购获得的细胞培养基，例如Dulbecco’s改良Eagle培养基、极限必需培养基、RPMI培养基、HA或HAT培养基或其他可从Life Technologies或其他商业来源获得的培养基。在一些实施方案中，细胞培养基包括血清(例如胎牛血清、小牛血清、马血清、猪血清或其他血清)。在一些实施方案中，细胞培养基是无血清的。在一些实施方案中，细胞培养基包括人血小板裂解物(hPL)。在一些实施方案中，细胞培养基包括一种或多种抗生素(例如，放线菌素D、氨苄青霉素、羧苄青霉素、头孢氨噻、膦胺霉素(fosmidomycin)、庆大霉素、卡那霉素、新霉素、青霉素、青霉素链霉素、多粘菌素B、链霉素、四环素或任何其他合适的抗生素或其两种或更多种的任何组合)。在一些实施方案中，细胞培养基包括一种或多种盐(例如，平衡盐、氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化镁等)。在一些实施方案中，细胞培养基包括碳酸氢钠。在一些实施方案中，细胞培养基包括一种或多种缓冲剂(例如，HEPES或其他合适的缓冲剂)。在一些实施方案中，包括一种或多种补充剂。补充剂的非限制性示例包括还原剂(例如，2-巯基乙醇)、氨基酸、胆固醇补充剂、维生素、转铁蛋白、表面活性剂(例如，非离子表面活性剂)、CHO补充剂、原代细胞补充剂、酵母溶液或其两种或更多种的任何组合。在一些实施方案中，将一种或多种生长或分化因子添加至细胞培养基。可以单独或组合添加生长或分化因子(例如，WNT家族蛋白、BMP家族蛋白、IGF家族蛋白等)，例如，作为分化混合物，其包含导致向特定谱系分化的不同因子。可以使用作为本文所提供的培养箱的一部分集成的自动化液体处理机来添加生长或分化因子和液体培养基的其他方面。
在一些方面，本文所描述的培养箱和方法提供并维持用于细胞生长的适当的温度和气体混合物。应当理解，细胞生长条件对于不同的细胞类型是不同的，并且本文所描述的培养箱可以被编程以维持不同的条件。在一些实施方案中，将约37℃和5％CO2的条件用于哺乳动物细胞。
在一些实施方案中，本文所描述的装置和方法用于监测或测定所述培养基中的营养消耗、pH改变、温度变化、凋亡或坏死细胞的累积和/或细胞密度。在一些实施方案中，本文所描述的装置和方法用于在适当时改良或改变所述培养基或条件和/或将细胞培养物传代。在一些实施方案中，这些程序是自动化的。
在一些实施方案中(例如，对于贴壁细胞培养物)，可以通过抽吸直接移出培养基并用新鲜培养基替换。在一些实施方案中(例如，对于非贴壁/悬浮培养物)，培养基更换可以涉及离心细胞培养物、移出旧培养基并用新鲜培养基替换。在一些实施方案中，离心机位于培养箱的内部腔室中。在一些实施方案中，培养容器允许连续的培养基替换。在一些实施方案中，本文所描述的培养箱可以包括一种或多种可用于处理、替换、供应和/或维持培养基的不同方面以支持细胞的组件。培养箱可以包括容纳废旧培养基的存贮器和/或容纳新鲜培养基的存贮器。这样的存贮器可以存在于(例如，用于临时存储的)所述培养箱内的冷藏库或所述培养箱的冷藏区中。在一些实施方案中，在所述培养箱的外部提供一个或多个存贮器，并且提供从所述培养箱空间进出的管道，以为所述培养箱内的液体处理机部件(例如，具有抽吸器的液体处理机部件)或临时存贮器供应或从中抽取来促进细胞饲养、培养基更换和其他相关的需求。对于悬浮细胞，作为本文所提供的培养箱的一部分，可以在所述培养箱内提供一个或多个装置(例如，一个或多个离心机以促进细胞沉淀)以将细胞与废旧培养基分离，从而促进自动化培养基更换。在一些实施方案中，本文件提供了一种系统，其包括耦合至计算机的细胞培养箱，其能够自动监测和调节细胞培养条件用于细胞培养物的最佳生长。
在一些实施方案中，细胞在本文所描述的培养箱柜内传代。在一些实施方案中，分开细胞培养物，并将所述细胞培养物的一个子集转移至新鲜培养容器中以进一步生长。在一些实施方案中(例如，对于贴壁细胞培养物)，将细胞转移至新鲜培养容器之前，将细胞从表面脱离(例如，机械地(例如使用温和刮擦)和/或酶促地(例如使用胰蛋白酶-EDTA或一种或多种其他酶))。在一些实施方案中(例如，对于悬浮细胞培养物)，将小体积的细胞培养物转移至新鲜培养容器中。
在一些实施方案中，在本文的培养箱的培养箱柜内的培养期间以其他方式操纵细胞培养物。例如，细胞培养物可以用核酸(例如，DNA或RNA)转染或暴露于病毒感染(例如，使用重组病毒颗粒来递送DNA或RNA)，同时例如保留在本文所提供的培养箱的培养箱柜内。
应当理解，无菌技术可用于防止生长和操纵过程中细胞培养物的污染或将污染最小化。在一些实施方案中，使用适当的技术对用于细胞培养的装备(例如，移液管、液体处理装置、操纵装置、其他自动化或机器人装置等)进行灭菌。非限制性技术包括如本文所描述的热暴露(例如，高压灭菌)、表面消毒(例如使用酒精、漂白剂或其他消毒剂)、照射和/或暴露于消毒气体(例如臭氧、过氧化氢等)。在一些实施方案中，使用适当的技术对培养基进行灭菌。非限制性技术包括热暴露(例如，高压灭菌)、抗微生物/抗病毒处理、过滤和/或照射。
在一些实施方案中，细胞培养物的操纵在无菌条件下执行，例如，在已消毒且空气已被过滤以移除潜在污染物的环境中(例如，培养箱腔室中)。
在一些实施方案中，细胞培养物在符合GMP的条件下生长和维持，包括那些包括使用符合GMP的培养基或符合GMP的液体处理装备的条件。在某些情况下，细胞培养物是通过执行与标准操作程序(SOP)结合的方法来生长和维持的。
在一些实施方案中，可以监测和/或评估细胞培养物以检测污染。在一些实施方案中，可以检测来自不同类型生物体的细胞的污染。在一些实施方案中，可以使用任何合适的技术来检测支原体、细菌、酵母或病毒对哺乳动物细胞培养物的污染。在一些实施方案中，可以通过测定一种或多种培养物特性(例如，pH、浊度等)的改变或改变的速率来检测细胞培养物污染，所述培养物特性是污染(例如，通过细菌或酵母)的特征而不是培养物中生长的细胞(例如，哺乳动物细胞)的特征。在一些实施方案中，可以使用一种或多种分子检测测定法(例如，PCR、ELISA、RNA标记或其他酶技术)或基于细胞的测定法来检测污染(例如，支原体、细菌、酵母、病毒或其他污染)。
在一些实施方案中，可以监测和/或评估细胞培养物以检测相似类型的细胞(例如，被不同的人类细胞或不同的哺乳动物细胞污染的人类细胞系)的污染。在一些实施方案中，可以使用DNA测序或DNA指纹图谱(例如，短串联重复序列-STR-指纹图谱)、同工酶分析、人类淋巴细胞抗原(HLA)分型、染色体分析、核型分析、细胞形态学或其他技术来评估细胞培养物及其潜在污染。
在一些实施方案中，可以将使用本文所描述的培养箱或方法产生的细胞冷冻，以保存它们供以后使用和/或运输。在一些实施方案中，细胞在生长和/或分化后和冷冻前与低温保藏组合物混合。可以将低温保藏组合物添加至细胞培养容器中，或者可以将细胞与低温保藏组合物一起从细胞培养容器转移至低温保藏容器中。可以包括在低温保藏组合物中的冷冻保护剂的非限制性示例包括DMSO、甘油、PEG、蔗糖、海藻糖和葡萄糖。在一些实施方案中，可以提供冷冻器作为培养箱的组件，以促进从细胞培养物中分离的细胞的冷冻。例如，一个或多个冷冻器可位于内部腔室中和/或集成至所述培养箱柜(例如，至培养箱柜的壁中)。
在一些实施方案中，本文件涉及用于在受控条件下(例如，在无菌和/或灭菌条件下)培养、操纵和/或监测细胞的培养箱和方法。在一些实施方案中，所述细胞培养箱包括培养箱柜，其具有用于在一个或多个细胞培养容器中孵育细胞的内部腔室。在某些情况下，除了从所述转移腔室至所述内部腔室的内门外，所述培养箱还包括至少一个外门(例如1、2、3、4或更多个外门)，打开该外门从外部环境直接通向所述内部腔室，例如，以在所述培养箱不运行时(例如，在所述培养箱的维护期间)提供进入内部腔室的替代通道。在一些实施方案中，培养箱在所述内部腔室内包括用于存储一个或多个细胞培养容器的存储位置。
如本文所使用的“培养箱柜”是包括一个或多个腔室的壳体，所述腔室配置为容纳一个或多个细胞培养容器。在一些实施方案中，培养箱柜包括转移腔室和内部腔室，转移腔室和内部腔室中的一个或两个配置为容纳一个或多个细胞培养容器。在一些实施方案中，培养箱可包括一种或多种其他元件，例如一种或多种气体源(例如，气体瓶或臭氧发生器)、管道(例如，用于输送一种或多种液体或气体，例如水、蒸馏水、去离子水、细胞培养基、空气、二氧化碳、臭氧和氧气)、气流机构(例如，阀门、释放阀、针孔、气体调节器和质量流量调节器)、压力机构(例如，泵(例如干式涡旋泵、旋转泵、动量传递泵、扩散泵或隔膜泵)；抽吸管；真空系统；以及鼓风机)、环境监测器和控件(例如，用于感测和/或控制气体(例如，二氧化碳、氧气和臭氧)浓度的气体传感器和/或监测器；热源或水槽；温度监测器和控件；湿度监测器；涤气器；空气过滤器；用于测量颗粒物的仪器；压力表；和流量计)、门(例如，开口或面板)、窗口(例如，由玻璃、塑料、复合材料或其他基本上透明的材料制成的光学窗口，用于观察所述培养箱内的区域)、端口(例如，允许引入或移出一种或多种气体或液体)、光源(例如，灯、灯泡、激光器和二极管)、光学元件(例如，显微镜物镜、镜子、透镜、滤光器、光圈、波片、窗口、偏振器、光纤、光束分束器和光束组合器)、成像元件(例如，照相机，条形码读取器)、电气元件(例如，电路、电缆、电源线和电源(例如电池、发电机以及直流或交流电源))、控制器、机械元件(例如，电机、车轮、齿轮、机器人元件和执行器(例如，气动执行器、电磁执行器)、带凸轮的电机、压电执行器和带丝杠的电机)以及控制元件(例如，旋转轮、按钮、钥匙、切换开关、开关、光标、螺杆、刻度盘、屏幕和触摸屏)。在一些实施方案中，这些其他元件中的一个或多个是所述培养箱的一部分，但是在培养箱柜的外部。在一些实施方案中，这些其他元件中的一个或多个包括在培养箱柜内。
在一些实施方案中，本文所提供的培养箱或培养箱柜为矩形长方体形状。在一些实施方案中，本文所提供的培养箱或培养箱柜的矩形覆盖区为1ft2至16ft2。在一些实施方案中，本文所提供的培养箱或培养箱柜的矩形覆盖区达到了大约1ft2、2ft2、3ft2、4ft2、5ft2、6ft2、7ft2、8ft2、9ft2、10ft2、11ft2、12ft2、13ft2、14ft2、15ft2或16ft2。在一些实施方案中，本文所提供的培养箱或培养箱柜的总腔室体积为1ft3至100ft3。在一些实施方案中，本文所提供的培养箱或培养箱柜的腔室体积达到了大约1ft3、5ft3、10ft3、25ft3、50ft3或100ft3。在一些实施方案中，本文所提供的培养箱或培养箱柜的矩形覆盖区为0.09m2至1.78m2。在一些实施方案中，本文所提供的培养箱或培养箱柜的矩形覆盖区达到了大约0.1m2、0.2m2、0.3m2、0.4m2、0.5m2、0.6m2、0.7m2、0.8m2、0.9m2、1.0m2、1.1m2、1.2m2、1.3m2、1.4m2、1.5m2、1.6m2或1.7m2。在一些实施方案中，本文所提供的培养箱或培养箱柜的总腔室体积为0.03m3至3m3。在一些实施方案中，本文所提供的培养箱或培养箱柜的腔室体积达到了大约0.03m3、0.1m3、0.3m3、1m3或3m3。
如本文所使用的“存储位置”是指存储一个或多个细胞培养容器的位置(例如，培养箱柜内)。例如，可以将一个或多个细胞培养容器存储在存储位置，然后转移至不同的位置(例如，成像位置)。存储位置可以设置在所述培养箱柜的内部腔室中。存储位置可以配置为用于存储多个细胞培养容器。例如，存储位置可以包括一个或多个存储阵列、架子、搁架、鸽笼式架、小隔间、托盘、插槽或其他位置或机构。在一些实施方案中，存储位置可以配置为水平存储细胞培养容器，而在其他实施方案中，存储位置可以配置为垂直存储细胞培养容器。例如，存储位置可以包括多个插槽以接收彼此垂直堆叠的细胞培养容器。存储位置可以配置为容纳1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、100个或任何其他数量的细胞培养容器。在一些实施方案中，存储位置可以配置为容纳大于100个细胞培养容器。在一些实施方案中，存储位置可以包括用于移动一个或多个存储阵列、架子、搁架、鸽笼式架、小隔间、托盘、插槽或其他位置或机构的机构。例如，存储位置可以包括一个或多个电机和可移动平台(例如，xy或xyz平台)，以将存储架从内部腔室中的一个位置移动至内部腔室中的另一个位置，例如，以便于接触存放在不同位置的一个或多个细胞培养容器。在一些实施方案中，所述培养箱柜可以包括用于移动一个或多个细胞培养容器的一个或多个细胞培养容器转移装置。
存储位置可以配置为牢固地容纳或接收一个或多个细胞培养容器。例如，所述存储位置的一个或多个组件可以包括一个或多个锁定机构，该锁定机构具有一个或多个粘合性、磁性、电气和/或机械组件(例如，按扣、紧固件、锁、搭扣、垫圈、O形环、隔片、弹簧和其他接合构件)。在一些实施方案中，存储位置和/或细胞培养容器可以包括一个或多个凹槽或凹陷和/或可涉及多个模制塑料件。例如，细胞培养容器可以包括一个或多个突出特征(例如，边缘或把手)，其被模制成用于插入存储位置处的一个或多个对应的凹槽、孔或凹陷中。在某些情况下，细胞培养容器可以包括一个或多个凹槽、孔或凹陷，这些凹槽、孔或凹陷被模制以在存储位置适合一个或多个对应的突出特征。
如本文所使用的“基准标记”是指有助于对准一个或多个组件的特征。在一些实施方案中，基准标记可以包括在荧光介质或印刷或压印的荧光材料上的一个或多个光圈孔。在其他实施方案中，基准标记可以包括网格、线或符号。在一些实施方案中，一个或多个细胞培养容器包括一个或多个基准标记，以促进一个或多个细胞培养容器与成像器的对准。
在一些实施方案中，培养箱柜是单壁的。在一些实施方案中，培养箱是双壁的。在一些实施方案中，在所述培养箱柜的双壁之间提供保温材料，以控制所述培养箱柜的热损失并促进所述培养箱柜中的温度控制。在一些实施方案中，培养箱柜的外壁包括金属板，例如14-20规格的冷轧钢。在一些实施方案中，培养箱柜的内壁(例如，腔室表面)包括电抛光的不锈钢。在一些实施方案中，培养箱柜的内壁(例如，腔室表面)包括耐腐蚀材料，例如钛、钴铬合金、钽、铂、锆、铌、不锈钢及其合金。但是，在一些实施方案中，培养箱柜的腔室表面包括诸如聚四氟乙烯(PTFE)等的聚合材料，或以帕利灵(Parylene)为商品名众所周知的聚合材料。在一些实施方案中，腔室表面可以具有抗微生物特性，例如将铜或银或抗微生物化合物掺入聚合物表面涂层。
在一些实施方案中，培养箱内的环境由控制系统控制，该控制系统可以配置为控制所述培养箱内(例如，在一个或多个内部腔室中)的温度、湿度、二氧化碳、氧气和其他气体成分(例如，灭菌气体(例如臭氧和过氧化氢))。在一些实施方案中，控制系统分别控制每个内部腔室内的环境条件(例如，温度、湿度、二氧化碳、氧气和其他气体成分)。例如，为了保护灵敏的机械、电子和光学组件，内部腔室的湿度可以保持在低于具有存储位置的内部腔室的水平。在一些实施方案中，所述培养箱还配备带有预定传感器的监测系统。监测装置的示例包括但不限于氧气监测器、二氧化碳监测器、臭氧气体检测器、过氧化氢监测器和多气体监测器。例如，在一些实施方案中，培养箱有利地包括响应与细胞生长有关的不同参数的多个传感器，这些参数可以包括温度、空气纯度、污染物水平、pH、湿度、N2、CO2、O2和光。借助于这个监测系统，可以使用传感器在培养或过程期间测量所述培养箱中的参数。在一些实施方案中，由所述传感器测量的参数通过所述监测系统经由线路传输至计算机控制的监测和控制系统以进行进一步处理，如本文其他地方所讨论的。
在一些实施方案中，环境监测系统可以与本文所描述的培养箱结合使用。在一些实施方案中，提供用于测量系统的温度、空气成分(例如，CO2浓度、O2浓度等)和/或湿度的一个或多个传感器可以与培养箱相关联(例如，安装在培养箱柜内)。在一些实施方案中，可以将一个或多个这样的传感器作为培养箱的一部分并入(例如，附着于、集成至或以其他方式连接至所述培养箱的内壁或门)。在某些情况下，一个或多个传感器可以被放置在培养箱柜的外部或内部的任何合适的一个或多个位置(例如，在转移腔室和/或内部腔室内，例如附着于内壁和/或上内表面或下内表面)。
在一些实施方案中，提供一种气体传感器，该气体传感器可以以百分比、百万分之几或任何其他标准单位实时提供与所述传感器接触的气体(例如，柜内气体或环境空气)的浓度的读数。在本文所提供的方法和培养箱中使用的气体传感器包括CO2传感器、O2传感器、N2传感器、臭氧气体检测器、过氧化氢监测器、多气体监测器和CO传感器。这样的传感器可以从许多商业来源获得。在某些情况下，可以基于本文所描述的传感器提供的信息来调节或控制所述培养箱的环境。例如，当从CO2传感器指示在所述培养箱中存在低于所希望的CO2浓度时，可以增加培养箱中的CO2水平。
在一些实施方案中，可以将一个或多个加热或冷却元件并入所述培养箱内(例如，在所述柜或门的内表面上，和/或集成在一个或多个所述壁内和/或所述柜的底部)以控制所述培养箱内的温度。在一些实施方案中，加热元件可以用于解冻液体(例如，细胞培养基或其他试剂)。在一些实施方案中，将一个或多个空气或氧气源、碳过滤器和/或一个或多个加湿或除湿系统连接至所述培养箱，并配置为控制所述培养箱内氧气、二氧化碳和/或湿度的水平(例如，对来自所述培养箱内或连接到所述培养箱的一个或多个传感器的信号作出响应)。
在一些实施方案中，培养箱可以包括一个或多个光源(例如，白炽灯泡、LED、UV或其他光源)。这些可以放置在所述培养箱内以照亮所述柜内的区域。在一些实施方案中，使用可以放置于所述培养箱内部或外部的照相机或其他光敏装置来监测培养系统运行。在一些实施方案中，所述光源是灭菌光源。例如，UV灯可以位于本文所提供的培养箱的转移腔室和/或内部腔室内。
在一些实施方案中，所述培养箱包括透明物体(例如，窗口)，该透明物体允许放置在所述培养箱外部的照相机或其他光敏装置检测来自所述培养箱内的可见光或其他光波长。在一些实施方案中，可以擦拭所述透明物体的内表面(例如，从所述柜的内部)，以防止或移除可能积聚(例如，由于所述培养箱内部的潮湿空气)在内表面上的冷凝液滴和对所述系统的监测的干扰。在一些实施方案中，可以通过由控制器自动控制的擦拭器擦拭表面。
如本文所使用的“门”是一种元件，当打开时其允许两个或更多个环境或区域之间的交流并且当关闭时阻止两个或更多个环境或区域之间的交流。门可以是任何类型，例如滑动门、推拉门、转门、铰链门、旋转门、枢轴门或折叠门。所述门可以是手动、机械或电动操作。例如，操作员可以通过手动抓握、拉动、推动和/或以其他方式与门或其元件(例如，拉手)进行物理交互或通过操作机械控件(例如，按钮、切换开关、旋转轮、钥匙、开关、光标、螺杆、刻度盘、屏幕或触摸屏)打开门或关闭门。在某些实施方案中，门可以通过电气或数字控件(例如，通过控制器)来控制。门可以是自动打开的门。例如，门可以包括传感器(例如，压力、红外、运动或远程传感器)，其检测门是否打开或关闭和/或控制所述门何时打开或关闭。门可以通过机械、气动、电气或其他方式打开。在一些实施方案中，一个或多个门可以包括一个或多个锁定机构。在特定环境中，一个或多个门可以包括一个或多个互锁(例如，机械互锁(例如销、杆或锁)或电气互锁(例如开关))，以防止一个或多个门在不希望的时间(例如，当一个或多个腔室对外部环境打开时)打开。
在一些实施方案中，培养箱(例如，培养箱柜的内部腔室和/或转移腔室)包括一个或多个窗口和/或门，当关闭时，这些窗口和/或门被密封以保持无菌(例如，在所述培养箱的一个或多个腔室已被灭菌后)。在一些实施方案中，所述培养箱的每个密封都是气密的，达到压力的阈值水平(例如，高达1atm)。在一些实施方案中，提供垫圈以确保所希望的密封能力水平。通常，“垫圈”被理解为填充两个物体之间的空间的机械密封，通常是为了防止在压缩时两个目标物之间发生泄漏。垫圈通常是通过切割板材制成的，所述板材例如垫圈纸、橡胶、硅酮、金属、软木塞、毛毡、氯丁橡胶、丁腈橡胶、玻璃纤维或塑料聚合物(例如聚三氟氯乙烯)。通常期望的是，垫圈由能够提供一定程度的屈服的材料制成，从而能够变形并紧密地填充其设计用于的空间，包括任何轻微的不规则性。在一些实施方案中，可以将密封剂直接应用于所述垫圈表面而与所述垫圈适当地起作用。在一些实施方案中，垫圈材料可以是不与二氧化碳或臭氧反应的闭孔氯丁橡胶泡沫。
如本文所使用的“用于移动一个或多个物品的转移装置”是指可以将一个或多个物品从第一位置转移至第二位置的装置。在一些实施方案中，所述一个或多个物品是一个或多个细胞培养容器。在其他实施方案中，所述一个或多个物品可用于维护一个或多个细胞培养容器，并且包括但不限于移液管、毛细管、液体(例如细胞培养基)、营养物和其他材料。在某些实施方案中，所述转移装置可以将一个或多个物品转移至培养箱中的多个位置或从培养箱中的多个位置转移。例如，可以使用转移装置将移液管移动至内部腔室中的维护位置，以维护一个或多个细胞培养容器。在一些实施方案中，培养箱包括用于移动一个或多个物品的一个以上的转移装置(例如，用于在腔室之间和腔室内部转移物品的两个或更多个分开的转移装置)。
转移装置可以包括一个或多个元件，例如阀门(例如电磁阀或气动阀)、齿轮、电机(例如电动电机或步进电机)、平台(例如xy或xyz平台)、活塞、制动器、电缆、滚珠丝杠组件、齿条与齿轮布置，夹持器、臂、枢轴点、接头、平移元件或其他机械或电气元件。在一些实施方案中，转移装置可以包括一个或多个机器人元件。例如，转移装置可以包括能够夹持、举起、推动、抓取、滑动、旋转、平移、放下、升高、降低和/或倾斜一个或多个物品(例如，移液管)的机器人臂。在优选的实施方案中，所述转移装置选择性地和可放下地夹持一个或多个移液管。在某些实施方案中，转移装置可以包括耦合有机械夹持器的臂。例如，臂可在其一端或一端附近包括机械夹持器，以可放下地夹持移液管，并在另一端或另一端附近牢固地耦合至所述培养箱的表面或元件。在一些实施方案中，机器人臂包括枢轴点，所述机械夹持器在枢轴点处耦合至所述臂和沿所述臂的一个或多个枢轴和/或平移接头以允许所述臂的一部分灵活地旋转和平移。以这种方式，机器人臂可以在培养箱内(例如，内部腔室中的存储阵列内)以不同的水平和垂直位置接触一个或多个物品(例如，移液管)。
如本文所使用的“细胞培养容器转移装置”是指可以将一个或多个细胞培养容器从第一位置转移到第二位置的装置。在某些实施方案中，所述转移装置可以将一个或多个物品转移至培养箱的多个位置或从培养箱中的多个位置转移。例如，细胞培养容器转移装置可用于将细胞培养容器从转移腔室移至内部腔室，和/或从存储位置移至成像位置。在一些实施方案中，培养箱包括用于移动一个或多个物品的一个以上的转移装置(例如，用于在腔室之间和腔室内部转移物品的分开的方式)。细胞培养容器转移装置可以包括一个或多个元件，例如阀门(例如，电磁阀或气动阀)、齿轮、电机(例如，电动电机或步进电机)、平台(例如，xy或xyz平台)、活塞、制动器、电缆、滚珠丝杠组件、齿条与齿轮布置、夹持器、臂、枢轴点、接头、平移元件或其他机械或电气元件。在一些实施方案中，细胞培养容器转移装置可以包括一个或多个机器人元件。例如，细胞培养容器转移装置可包括能够夹持、举起、推动、抓取、滑动、旋转、平移、放下、升高、降低和/或倾斜一个或多个细胞培养容器的机器人臂。在优选的实施方案中，所述细胞培养容器转移装置选择性地和可放下地夹持一个或多个细胞培养容器。在某些实施方案中，细胞培养容器转移装置可以包括耦合有机械夹持器的臂。例如，臂可在其一端或一端附近包括机械夹持器，以可放下地夹持细胞培养容器，并在另一端或另一端附近牢固地耦合至所述培养箱的表面或元件。在一些实施方案中，机器人臂包括枢轴点，所述机械夹持器在枢轴点处耦合至所述臂和沿所述臂的一个或多个枢轴和/或平移接头以允许所述臂的一部分灵活地旋转和平移。以这种方式，机器人臂可以在培养箱内(例如，内部腔室中的存储阵列内)以不同的水平和垂直位置接触一个或多个细胞培养容器。
在一些实施方案中，转移装置包括机器人臂。在一些实施方案中，所述机器人臂包括在培养箱柜内的平台，该平台可以沿着培养箱柜的内表面(例如，内壁、底部等)、沿着在各个方向上运行的轨道或传送机移动。在一些实施方案中，培养箱柜可以配置有一个以上(例如2、3、4或5个或更多个)机器人臂，以增加所述仪器的吞吐量并在其中一个机器人臂发生故障时提供备用。
在一些实施方案中，转移装置还可以包括耦合至机器人臂的夹持器组件。在一些实施方案中，所述夹持器组件包括一个或多个安装在机器人臂的末端或末端附近的夹持器，每个夹持器包括两个或更多个(例如，3、4、5或更多个)夹持器手指。在一些实施方案中，机器人臂的每个夹持器手指具有凹槽、摩擦板、橡胶垫或其他夹持表面。所述夹持表面可以允许所述手指在所述柜内夹持和运输各种类型的器皿(例如，培养容器)。在一些实施方案中，所述机器人臂可以具有绝对编码器，该绝对编码器耦合至所述夹持器组件、所述平台，或者对于所述夹持器组件、所述平台中的每一个都有分开的绝对编码器，以确定所述机器人臂是否处于可以安全归位的位置(例如，返回到静止或存储配置和/或操作坐标系的位置或原点)而不会碰到障碍物。
在一些实施方案中，因为在某些情况下可能希望所述机器人臂的可触及范围不延伸至所述培养箱柜的某些区域，所述机器人臂可以通过将器皿插入穿梭机或传送带的定位处(例如培养箱柜底面或其他沿一条轴(例如，x轴、y轴)运动的表面上)或从中移出器皿来到达这些位置，并提供进入所述机器人臂无法到达的那些位置中的至少一些位置的通道。
在一些实施方案中，培养箱柜被设计为与外部测定或实验室自动化系统结合使用。例如，在一些实施方案中，所述培养箱可以具有门，该门具有足够大的开口以允许所述夹持器臂在所述培养箱柜的外部枢转，并且所述手指有足够的可触及范围以在实验室自动化系统的运输线和所述培养箱柜之间或外部测定组件和所述培养箱柜之间运输培养容器或其他器皿或组件。
在一些实施方案中，除其他事项外，机器人臂被设计为承载培养容器，在这种情况下，控制所述机器人臂的移动以防止这些容器的抽动或加速或其他移动，其可能导致样品从所述容器中溢出。在一些实施方案中，除其他事项外，机器人臂被设计为承载培养容器，在这种情况下，控制所述机器人臂的移动以防止这些容器以导致新接种的细胞在所述培养容器的特定面积内聚集/集中的方式移动。
在一些实施方案中，因为机器人臂在所述培养箱柜中的特定位置之间运输容器或其他器皿，所以所述机器人臂或所述柜的其他组件可以被设计为精确地追踪所述容器或其他器皿的所处的位置。在某些情况下，在可以使用机器人臂的培养箱柜中，可能存在一些区域，例如，所述培养箱柜的其他组件或所述培养箱柜的壁所处的位置，因此所述机器人臂的某些移动可能受到限制。在这些情况下，可以为所述臂的多个电机(例如，x电机、θ电机和z电机)中的每一个使用归位机构，以在将机器人臂通电后或若在恢复操作前机器人臂与另一目标物碰撞时，将所述机器人臂恰当地定位到已知位置。
在一些实施方案中，不间断电源(“UPS”)附着于所述培养箱柜或在所述培养箱柜内，或随其包含在内，以允许有序关闭培养箱操作，包括保存各种自动化和样品信息以及完成正在进行的任何运输或转移过程(例如，通过所述机器人臂承载的器皿或容器向其目的地的运输)。可以通过听觉信号、视觉信号、电子信号(例如，电子邮件或文本消息)或以某种其他方式来提醒操作员注意未经授权打开所述培养箱。在一些实施方案中，提供传感器或其他特征以检测何时打开培养箱的一个或多个门(例如，何时打开培养箱柜门，例如外门或内门)。这样的特征是有用的，因为它们允许操作员跟踪或被警告可能会危害无菌、破坏生产、损害测定或实验等的培养箱(例如，所述培养箱柜)的任何非计划性或未经授权的打开。在一些实施方案中，射频信标或其他信号源位于所述培养箱内(例如，在所述培养箱柜内)，其可用于确定所述培养箱柜内的一个或多个装置的位置(例如，具有可以检测所述信号并使用所述信号来确定它们的位置的传感器的装置)。在一些实施方案中，所述装置可以具有信号源，并且所述一个或多个传感器可以位于培养箱柜的一个或多个腔室内(例如，位于内部腔室的内表面上)。
在一些实施方案中，光信号或激光(例如，激光信号网格)可以用于确定所述培养箱柜内的一个或多个装置或组件的位置。这样的信息可以传送(例如，有线或无线地)至外部计算机或监测站。所述信息可用于控制转移装置(例如，机器人手臂)在所述培养箱柜内的操作，以确保所述转移装置可以在所述培养箱柜内适当地抓取、操纵或调遣装置或物品。
在一些实施方案中，在将器皿或容器放入培养箱柜之前，用户可以基于所要插入到所述培养箱柜中的特定器皿、容器、组分或细胞来选择自动化系统方案。与所述培养箱和/或一个或多个培养箱组件以及正在生长的细胞有关的相关信息可以输入数据系统中。例如，可以在所述器皿或容器上放置一个或多个标识符，例如条形码(例如，1D或2D条形码)，以及可以指明其他重要信息(例如，器皿的类型、器皿的内容物、要对所述器皿中的样品执行什么样的测定和操纵)。在一些实施方案中，与所述培养箱系统和/或细胞有关的信息可以包含在一个或多个条形码中、在分开的数据系统上或其组合中。用户还可以输入鉴别所述容器或其他器皿的维度(例如，高度、直径)的信息，或者所述系统本身可以确定测量所述容器或其他器皿的高度。使用该信息，可以要求所述机器人臂运送特定的器皿，例如当分析模块准备好对所述容器中生长的细胞执行测定或其他操纵时，或者已经完成测定或操纵时。
本文所提供的培养箱包括几个组件，包括传感器、环境控制系统、机器人等，它们可以在计算机、处理器、微控制器或其他控制器的指导下一起运行。所述组件可以包括，例如，转移装置(例如，机器人臂)、液体处理装置、用于向所述培养箱柜递送或从所述培养箱柜递送培养容器或其他组件的递送系统、用于控制所述培养箱柜的温度和其他环境方面的环境控制系统、门操作系统、成像或检测系统以及细胞培养测定系统。
在某些情况下，可以使用硬件、软件或其组合来实现诸如控制细胞培养箱和/或其中提供的组件的操作或与其接口的操作。当以软件实现时，无论是在单个组件中提供还是分布在多个组件之间，软件代码都可以在任何合适的处理器或处理器集上执行。这样的处理器可以被实现为集成电路，在集成电路组件中具有一个或多个处理器。可以使用任何合适格式的电路来实现处理器。
在一些实施方案中，组件(例如，控制器)控制在所述培养箱内执行的各种过程。例如，控制器可以指导控制装备(例如，操纵器、成像器、液体处理系统等)。在一些实施方案中，所述控制器控制细胞培养物的成像、细胞的挑选、细胞的清理(例如，细胞团的移出)、细胞培养条件的监测、细胞培养条件的调节、追踪所述培养箱内细胞培养容器的移动和/或任何上述过程的时间安排。
在某些实施方案中，本文所提供的培养箱配置为允许在培养箱柜内或在可操作地连接至培养箱柜的腔室内(例如，作为所述培养箱的一部分的分开的测定腔室内)执行一种或多种测定。在一些实施方案中，本文所提供的培养箱配置为允许进行细胞计数测定、复制标记测定、细胞膜完整性测定、基于细胞ATP的生存力测定、线粒体还原酶活性测定、胱天蛋白酶活性测定、膜联蛋白V染色测定、DNA含量测定、DNA降解测定、核碎裂测定或其组合。其他示例性测定包括BrdU、EdU或H3-胸腺嘧啶核苷掺入测定；使用核酸染料(例如，Hoechst染料、DAPI、放线菌素D、7-氨基放线菌素D或碘化丙啶)进行DNA含量测定；细胞代谢测定(例如，AlamarBlue、MTT、XTT和CellTitre Glo)；核碎裂测定；细胞质组蛋白相关的DNA片段化测定；PARP裂解测定；以及TUNEL染色测定。
在一些实施方案中，本文所提供的培养箱配置为允许细胞的数字鉴别和标记。例如，可以在本文所描述的培养箱中培养一个或多个细胞，并通过荧光显微镜成像以数字标记(例如，通过具有耦合至所述培养箱的成像软件的计算机)感兴趣的(例如，荧光阳性的细胞)一个或多个细胞(例如，细胞群)。被标记的细胞的位置可以存储在计算机的存储器中，并在以后的时间点进行访问。细胞群的数字标记可以允许随后观察或操纵经标记的细胞。随后的观察和/或操纵可以在对细胞进行数字标记的相同位置(例如，成像位置)或远离对细胞进行数字标记的位置(例如，不是所述成像位置的操纵位置)进行。在某些情况下，可以通过一个或多个基准标记将容纳所述细胞的细胞培养容器与成像器对准来促进一个或多个细胞的数字标记。在一些实施方案中，本文所描述的培养箱包括多个工作站(例如，1或2或3或4或5个或更多个工作站)，其中每个工作站配置为允许细胞的数字鉴别和标记。
在某些实施方案中，本文所提供的培养箱配置为允许在培养箱柜内进行高通量筛选(HTS)。在一些实施方案中，HTS是指每天测试多达100000种化合物，包括100000种化合物。在一些实施方案中，筛选测定可以以多孔形式(例如，96孔、384孔形式或1536孔形式)进行，并且可以使用自动化方案进行。在这种高通量测定中，有可能在一天内筛选数千种不同的化合物或组合物。特别地，微量滴定板的每个孔可用于针对所选择的测试化合物进行分开的测定，或者，如果要观察浓度或孵育时间的影响，则多个孔可以包含单个化合物的测试样品。有可能每天测定许多平板；使用所述测定，可以对多达大约6000、20000、50000或超过100000种不同的化合物进行测定筛选。通常，本文所公开的测定的HTS实现涉及自动化的使用。在一些实施方案中，包括一个或多个机器人臂的集成机器人系统在多个测定站之间运输测定微孔板，以用于化合物、细胞和/或试剂的添加、混合、孵育以及最终读出或检测。在一些方面，HTS测定可以包括同时制备、孵育和分析许多平板，进一步加速数据收集过程。
在一些实施方案中，测定可以包括测试细胞、对照细胞和一种或多种测试化合物，例如10、100、1000、10000种或更多种测试化合物。可以以适合于评估一种或多种测试化合物对细胞的影响的方式将所述细胞和所述测试剂布置在一个或多个容器中。可以在本文所描述的一个或多个培养箱的一个或多个培养箱柜中执行这些测定。通常，所述容器包含合适的组织培养基，并且所述测试化合物存在于所述组织培养基中，并且可以以自动化方式递送至本文所提供的培养箱的培养箱柜内的培养基。可以选择适于培养特定细胞类型的培养基进行使用。在一些实施方案中，培养基不含或基本上不含血清或组织提取物，而在其他实施方案中，存在这样的成分。在一些实施方案中，将细胞培养在塑料或玻璃表面上。
在一些实施方案中，本文所描述的技术可以用于自动化细胞计数器。所述自动化细胞计数器可以被构造为一种装置，该装置配置为接收包含细胞的容器并计数所述容器中的细胞的数量。所述自动化细胞计数器可以被实现为独立装置，或可以集成至另一个装置(例如，细胞培养箱)。这样的自动化细胞计数器的一个示例在图5中通过自动化细胞计数器500示出。如图所示，所述自动化细胞计数器包括容器底座510，该容器底座510配置为接收容器中的细胞(例如，悬浮在所述容器中的液体中)。所述容器底座510可以将所述容器固定在位用于通过成像系统508进行成像(例如，将所述容器固定在成像位置)。所述成像系统508可以类似于(或相同于)上文参考图4所述的成像系统410。例如，所述成像系统508可以配置为在多个焦平面捕获容器中的细胞图像。所述控制器506可以耦合至所述成像系统508，并且配置为指导所述成像系统508以捕获在所述容器底座510中的所述容器的图像。所述控制器506可以配置为通过执行上面所描述的所述过程的一个或多个动作来分析通过所述成像系统508捕获的所述容器的图像来计数所述容器中的细胞的数量。所述控制器506可以经由耦合至所述控制器506的显示器504显示所述容器中的细胞的数量的计数结果。所述显示器504可以被实现为例如液晶显示器(LCD)、等离子显示器和/或有机发光二极管(OLED)显示器。应当理解，所述显示器504可以被实现为触摸屏显示器，以允许所述控制器506接收来自操作员的输入命令。例如，所述控制器506可以经由所述显示器504接收来自所述自动化细胞计数器500的操作员的命令以开始细胞计数过程。
在一些实施方案中，所述自动化细胞计数器500的一个或多个组件可以集成至外壳502。例如，所述成像系统508和506可以至少部分地被包围在所述外壳502内。附加地(或备选地)，所述显示器504和/或所述容器底座510可以集成至所述外壳502的侧壁，以允许操作员访问所述显示器504和/或所述容器底座510。
在一些实施方案中，上面所描述的成像系统(例如，成像系统410和成像系统508)可以包括滤光器，以增强容器的捕获图像中的活细胞和死细胞之间的对比度。因此，所述死细胞可以更容易地与所述活细胞区分开。在图6A中通过成像系统600A示出了包括滤光器的成像系统的示例实施方式。所述成像系统600A可以配置为捕获容器606中的细胞的明场图像。如图所示，所述成像系统600A包括光源602、滤光器604和成像装置608。所述成像装置608可以配置为检测穿过所述容器606的光以捕获所述容器606中的细胞的图像。所述光源602可以配置为发射宽光谱的光(例如，白光)以照亮所述容器606。所述光源602可以使用发光二极管(LED)、白炽灯和/或卤素灯来实现。所述滤光器604可以配置为过滤来自所述光源602的至少一些光。例如，所述滤光器604可以降低指定波长范围内的至少一些光的强度。所述滤光器604配置为要过滤的特定波长范围的光可以取决于例如被成像的一种或多种细胞类型、所述成像装置608的构造、由所述光源602发射的光的光谱、所述滤光器604的位置和/或所述容器606中配置为选择性标记所述死细胞的试剂的存在。在一个用于说明的实施方式中，所述光源602可以是宽光谱光源，所述成像装置608可以是单色成像装置，并且所述容器606中的所述细胞可以暴露于台盼蓝。在这种实施方式中，所述滤光器604可以位于所述光源602和所述容器606之间，并且配置为过滤约510纳米(nm)至约650nm的光(例如，降低510nm至650nm的光的强度和/或完全阻挡510nm至650nm的光)。
应当理解，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以对所述成像系统600A进行各种改变。例如，如图6B通过成像系统600B所示，所述滤光器604可以放置在所述容器606和所述成像装置608之间，而不是在所述光源602和所述容器606之间。此外，所述成像系统600A和/或600B可以包括改变光的特征的附加元件。例如，所述成像系统600A和/或600B可以包括一个或多个光学元件来放大所述容器606中的细胞。
在一些实施方案中，所述成像系统600A和/或600B可以在没有所述滤光器604的情况下增强容器的捕获图像中的活细胞和死细胞之间的对比度。例如，所述光源602可以是窄光谱光源(例如，发射光谱尺寸小于350nm、尺寸小于300nm、尺寸小于250nm、尺寸小于200nm、尺寸小于150nm、尺寸小于100nm和/或尺寸小于50nm的光的光源)，其配置为发射与透过所述滤光器604的宽光谱光具有相似光谱的光。例如，所述光源602可以被实现为黄色发光二极管(LED)，其配置为发射黄光，这是将所述光源602实现为白色LED(其配置为发射白光)并用所述滤光器604过滤所述白光以产生黄光的替代选择。因此，可以在没有所述滤光器604的情况下达到相同的对比度增强。应当理解，窄光谱光可以由各种光源(例如，彩色LED(例如，黄色LED、蓝色LED、绿色LED、红色LED等)和彩色激光器(例如，黄色激光器、蓝色激光器、绿色激光器、红色激光器))中的任何一种产生。在一些实施方案中，黄色LED或黄色激光器发射波长在570nm至590nm范围内的光。在一些实施方案中，蓝色LED或蓝色激光器发射波长在450nm至500nm范围内的光。在一些实施方案中，绿色LED或绿色激光器发射波长在500nm至570nm范围内的光。在一些实施方案中，红色LED或红色激光器发射波长在610nm至760nm范围内的光。
上面所描述的控制器(例如，控制器412和506)可以以各种方式中的任何一种来实现。在图7中通过控制器700示出了控制器的一个说明性实施方式。如图所示，所述控制器700可以包括一个或多个计算机硬件处理器702和一个或多个制造物品，其包括非瞬时性计算机可读存储介质(例如，存储器704和一个或多个非易失性存储装置706)。所述一个或多个处理器702可以以任何合适的方式控制向所述存储器704和所述一个或多个非易失性存储装置706写入数据以及从所述存储器704和所述一个或多个非易失性存储装置706读取数据。为了执行本文所描述的任何功能，所述一个或多个处理器702可以执行存储在一个或多个非瞬时性计算机可读存储介质(例如，存储器704)中的一个或多个处理器可执行指令，所述一个或多个非瞬时性计算机可读存储介质可以作为存储用于由所述一个或多个处理器702执行的处理器可执行指令的非瞬时性计算机可读存储介质。
应当理解，在不脱离本文件的范围的情况下，可以对所述控制器700进行各种改变。在一些实施方案中，图7中所示的控制器700的一个或多个组件可以与所述控制器700分离并且通信地耦合至所述控制器700。例如，所述存储器704和/或一个或多个非易失性存储装置706可以与所述控制器700分离。
术语“程序”或“软件”在本文中以一般意义使用，指的是可用于对计算机或其他处理器进行编程以实现上面所讨论的实施方案的各个方面的任何类型的计算机代码或处理器可执行指令集。另外，根据一方面，执行本文提供的本公开内容的方法时被执行的一个或多个计算机程序不必驻留在单个计算机或处理器上，而是可以以模块化的方式分布在不同的计算机或处理器中，以实现本文提供的公开内容的各个方面。
处理器可执行指令可以有多种形式，例如，由一个或多个控制器或其他装置执行的程序模块。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、物体、组件、数据结构等。通常，所述程序模块的功能可以是组合或分布式的。
如本文在说明书和权利要求书中所使用的，在提及一个或多个元素的列表时，短语“至少一个”应理解为是指选自元素列表中的任何一个或多个元素的至少一个元素，但不一定包括元素列表中具体列出的每个元素中的至少一个，并且不排除元素列表中元素的任何组合。该定义还允许除了短语“至少一个”所指代的元素列表中明确标识的元素之外的元素可以任选地存在，无论这些元素是否与明确标识的元素相关。因此，例如，“A和B中的至少一个”(或等效地，“A或B中的至少一个”，或等效地“A和/或B中的至少一个”)，在一个实施方案中，可以指代至少一个A，可选地包括一个以上的A，不存在B(并且可选地包括B以外的元素)；在另一个实施方案中，可以指代至少一个B，可选地包括一个以上的B，不存在A(并且可选地包括除A以外的元素)；在又一个实施方案中，可以指代至少一个A，可选地包括一个以上的A，以及至少一个B，可选地包括一个以上的B(以及可选地包括其他元素)；等等。
在本文说明书和权利要求书中所使用的短语“和/或”应理解为是指如此连接的元素中的“一个或两个”，即在某些情况下结合地存在和在其他情况下分离地存在的元素。用“和/或”列出的多个元素应以相同的方式解释，即，如此连接的元素中的“一个或多个”。除了由“和/或”短语明确标识的元素之外，还可以可选地存在其他元素，无论与那些具体标识的元素是否有关。因此，作为非限制性示例，在一个实施方案中，当与诸如“包括”的开放式语言结合使用时，对“A和/或B”的引用可以仅指A(可选地包括除B以外的元素)；在另一个实施方案中，仅指B(可选地包括除A以外的元素)；在又一个实施方案中，指A和B(可选地包括其他元素)；等等。
在权利要求中使用序数术语(例如“第一”、“第二”、“第三”等)来修饰权利要求元素本身并不意味着一个权利要求元素相对于另一个权利要求元素的任何优先性、优先级或顺序，也不意味着执行方法动作的时间顺序。这样的术语仅用作标签，以区分具有特定名称的一个权利要求元素与具有相同名称的另一个元素(只用于序数术语的用途)。本文所使用的词组和术语是为了描述的目的，并且不应被视为限制。“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变体的使用旨在涵盖其后列出的项目和附加项目。
在一些实施方案中，术语“近似”和“大约”可以用来表示在目标维度的±20％以内，在一些实施方案中，术语“近似”和“大约”可以用来表示在目标维度的±10％以内，在一些实施方案中，术语“近似”和“大约”可以用来表示在目标维度的±5％以内，并且还在一些实施方案中，术语“近似”和“大约”可以用来表示在目标维度的±2％以内。术语“近似”和“大约”可以包括目标维度。
已经详细描述了本文所描述的技术的几个实施方案，本领域技术人员将容易想到各种修改和改进。这样的修改和改进旨在落入本公开内容的精神和范围内。因此，上述描述仅作为示例，并不旨在作为限制。所述技术仅限于所附权利要求书及其等效物所限定的范围。
本申请提供以下实施方案：
1.一种系统，其包括：
成像系统，其配置为在多个焦平面对容器中的多个细胞进行成像；
至少一个控制器，其耦合至所述成像系统；以及
所述至少一个控制器耦合有包含指令的存储器，所述指令在被执行时：
控制所述成像系统以捕获至少一些细胞的多个图像，在所述多个焦平面的各个焦平面捕获所述多个图像的每个图像；
从所述多个图像的每个图像中的所述至少一些细胞中确定至少一个细胞的面积；
使用所述多个图像的至少一些图像中所述至少一个细胞的面积，从所述多个图像中选择一个图像作为聚焦图像；以及
估测所述聚焦图像中的细胞的数量。
2.根据实施方案1所述的系统，其中所述多个细胞已经暴露于选择性标记死细胞的试剂。
3.根据实施方案2所述的系统，其中所述试剂包含对所述死细胞进行选择性着色的染色剂，其中所述成像系统包括配置为过滤至少一些可见光的滤光器。
4.根据实施方案3所述的系统，其中所述成像系统包括单色成像装置和配置为发射可见光的光源，其中所述滤光器设置在所述光源和所述单色成像装置之间。
5.根据实施方案3所述的系统，其中所述滤光器配置为过滤至少一些波长在510纳米(nm)以上的可见光。
6.根据实施方案3所述的系统，其中所述滤光器配置为过滤至少一些波长在650纳米(nm)以下的可见光。
7.根据实施方案5或6所述的系统，其中所述染色剂包含台盼蓝。
8.根据实施方案1所述的系统，其中至少部分地通过使用来自所述多个图像中的具有最小的所述至少一个细胞的面积的一个图像，从所述多个图像中选择所述一个图像作为所述聚焦图像。
9.根据实施方案1所述的系统，其中至少部分地通过计数与所述至少一个细胞相关的像素的数量来鉴别所述至少一个细胞的面积。
10.根据实施方案1所述的系统，其中至少部分地通过估测所述至少一个细胞的轴的长度来鉴别所述至少一个细胞的面积。
11.根据实施方案1所述的系统，其中估测所述聚焦图像中的细胞的数量包括：
鉴别所述聚焦图像中的多个目标物；
将所述多个目标物的第一子集分类为活细胞；以及
计数所述多个目标物的所述第一子集中的活细胞的数量。
12.根据实施方案11所述的系统，其中估测所述聚焦图像中的细胞的数量包括：
将所述多个目标物的第二子集分类为死细胞；以及
计数所述多个目标物的所述第二子集中的死细胞的数量。
13.根据实施方案11所述的系统，其中鉴别所述多个目标物包括：将所述聚焦图像的前景与所述聚焦图像的背景分开并将所述聚焦图像的前景中的至少一部分鉴别为目标物。
14.根据实施方案13所述的系统，其中将所述聚焦图像的所述前景与所述聚焦图像的所述背景分开包括对所述聚焦图像进行阈值化。
15.根据实施方案11所述的系统，其中估测所述聚焦图像中的细胞的数量包括将所述多个目标物的第二子集分类为碎片。
16.根据实施方案11所述的系统，其中将所述多个目标物的所述第一子集分类为活细胞包括：
将来自所述多个目标物的所述第一子集的第一目标物分类为单个活细胞；
将来自所述多个目标物的所述第一子集的第二目标物分类为活细胞簇；以及
至少部分地基于与所述第二目标物相关的强度轮廓来估测所述第二目标物中的活细胞的数量。
17.根据实施方案16所述的系统，其中将来自所述多个目标物的所述第一子集的所述第一目标物分类为单个活细胞包括提供输入至分类器，所述分类器选自由下列各项组成的组：决策树、神经网络、判别函数、贝叶斯网络和支持向量机。
18.根据实施方案16所述的系统，其中将来自所述多个目标物的所述第一子集的所述第二目标物分类为活细胞簇包括提供输入至分类器，所述分类器选自由以下各项组成的组：决策树、神经网络、判别函数、贝叶斯网络和支持向量机。
19.根据实施方案1所述的系统，其中所述系统还包括所述容器，并且其中所述容器为血细胞计数器。
20.根据实施方案1所述的系统，其中所述成像系统包括选自由下列各项组成的组的至少一个成像装置：单色成像装置、红绿蓝(RGB)成像装置、光谱成像装置、荧光成像装置以及多通道成像装置。
21.根据实施方案1所述的系统，其中所述多个图像包括至少一个明场图像。
22.一种方法，其包括：
接收容器中的多个细胞；
捕获所述多个细胞中至少一些细胞的聚焦图像，其中捕获所述聚焦图像包括：
使用成像系统捕获所述至少一些细胞的多个图像，在多个焦平面的各个焦平面捕获所述多个图像的每个图像；
使用至少一个控制器从所述多个图像的每个图像中的所述至少一些细胞中确定至少一个细胞的面积；以及
使用所述至少一个控制器并使用所述多个图像的至少一些图像中的所述至少一个细胞的面积，从所述多个图像中选择一个
图像作为所述聚焦图像；以及
使用所述至少一个控制器来估测所述聚焦图像中的细胞的数量。
23.根据实施方案22所述的方法，其中估测所述聚焦图像中的细胞的数量包括：
鉴别所述聚焦图像中的多个目标物；
将所述多个目标物的第一子集分类为活细胞；以及
计数所述多个目标物的所述第一子集中的活细胞的数量。
24.根据实施方案23所述的方法，其中鉴别所述多个目标物包括：
将所述聚焦图像的前景与所述聚焦图像的背景分开；以及
将所述聚焦图像的所述前景中的至少一部分鉴别为目标物。
25.根据实施方案23所述的方法，其中估测所述至少一些细胞中的细胞的数量包括：将所述多个目标物的第二子集分类为碎片。
26.根据实施方案23所述的方法，其中将所述多个目标物的所述第一子集分类为活细胞包括：
将来自所述多个目标物的所述第一子集的第一目标物分类为单个活细胞；
将来自所述多个目标物的所述第一子集的第二目标物分类为活细胞簇；以及
至少部分地基于与所述第二目标物相关的强度轮廓来估测所述第二目标物中的活细胞的数量。
27.一种自动化细胞计数器，其包括：
容器底座，其配置为接收容纳多个细胞的容器；
成像系统，其配置为在多个焦平面对所述多个细胞进行成像；
至少一个控制器，其耦合至所述成像系统；以及
所述至少一个控制器耦合有包含指令的存储器，所述指令在被执行时：
控制所述成像系统以捕获至少一些细胞的多个图像；
从所述多个图像的每个图像中的所述至少一些细胞中确定至少一个细胞的面积；
使用所述多个图像的至少一个图像中的所述至少一个细胞的面积，从所述多个图像中选择一个图像作为聚焦图像；以及
估测所述聚焦图像中的细胞的数量。
28.根据实施方案27所述的自动化细胞计数器，其中估测所述聚焦图像中的细胞的数量包括：
鉴别所述聚焦图像中的多个目标物；
将所述多个目标物的第一子集分类为有活力的细胞；以及计数所述多个目标物的所述第一子集中的有活力的细胞的数量。
29.根据实施方案28所述的自动化细胞计数器，其中估测所述聚焦图像中的细胞的数量包括：
将所述多个目标物的第二子集分类为死细胞；以及
计数所述多个目标物的所述第二子集中的死细胞的数量。
30.一种系统，其包括：
成像系统，其配置为对容器中的多个细胞进行成像；
至少一个控制器，其耦合至所述成像系统；
所述至少一个控制器耦合有包含指令的存储器，所述指令在被执行时：
控制所述成像系统以捕获所述多个细胞中的至少一些细胞的聚焦图像；以及
至少部分地通过以下方式来估测所述聚焦图像中的细胞的数量：
鉴别所述聚焦图像中的多个目标物；
将所述多个目标物的子集分类为细胞；以及
计数被分类为细胞的所述多个目标物的所述子集中的细胞的数量。
31.根据实施方案30所述的系统，其中将所述多个目标物的所述子集分类为细胞包括：
将所述多个目标物的所述子集分类为有活力的细胞。
32.根据实施方案31所述的系统，其中计数被分类为细胞的所述多个目标物的所述子集中的细胞的数量包括：
计数所述多个目标物的所述子集中的有活力的细胞的数量。
33.一种细胞培养培养箱，其包括：
培养箱柜，其配置为接收存储多个细胞的容器；
成像系统，其配置为对所述多个细胞进行成像；
至少一个控制器，其耦合至所述成像系统；以及
所述至少一个控制器耦合有包含指令的存储器，所述指令在被执行时：
控制所述成像系统以捕获至少一些细胞的多个图像；
从所述多个图像的每个图像中的所述至少一些细胞中确定至少一个细胞的面积；
使用所述多个图像的至少一个图像中的所述至少一个细胞的面积，从所述多个图像中选择一个图像作为聚焦图像；以及
估测所述聚焦图像中的细胞的数量。
34.根据实施方案33所述的细胞培养箱，还包括所述培养箱柜的内部腔室内的用于存储所述容器的存储位置。
35.根据实施方案34所述的细胞培养箱，还包括容器转移装置，其配置为将所述容器从所述存储位置移动至所述成像系统的成像位置或从所述成像位置移动至所述存储位置。
36.根据实施方案33所述的细胞培养箱，其中估测所述聚焦图像中的细胞的数量包括：
鉴别所述聚焦图像中的多个目标物；
将所述多个目标物的第一子集分类为有活力的细胞；以及计数所述多个目标物的所述第一子集中的有活力的细胞的数量。
37.根据实施方案36所述的细胞培养箱，其中估测所述聚焦图像中的细胞的数量包括：
将所述多个目标物的第二子集分类为死细胞；以及
计数所述多个目标物的所述第二子集中的死细胞的数量。
Claims (20)
1.一种系统，其包括：
成像系统，其配置为在多个焦平面对容器中的多个细胞产生明场图像；
至少一个控制器，其耦合至所述成像系统；以及
所述至少一个控制器耦合有包含指令的存储器，所述指令在被执行时：
控制所述成像系统以捕获至少一些细胞的多个z-堆栈明场图像，多个z-堆栈图像中的每一个包括相对于成像系统处于对应处于不同z坐标的焦平面的不同焦距的二维x-y图像，从而能够捕获所述至少一些细胞中每一个的聚焦图像；
在每个z堆栈图像中，通过下述确定至少一个细胞的面积：
将所述图像的前景与所述图像的背景分开，并且产生指示每个像素是属于前景还是背景的二进制掩码，其中前景中的像素对应细胞的聚焦图像，鉴别所述前景中具有至少一个细胞的尺寸的目标物，并且将具有大于一个细胞的尺寸的尺寸的目标物鉴别为细胞簇；
对于确定为细胞簇的每个目标物，找到目标物图像中对应于细胞的中心的强度轮廓中的尖峰；以及
通过计数在所有多个图像中鉴别为单个细胞的目标物的数量和计数在所有多个图像中鉴别为细胞簇的目标物中峰的数量而计数细胞的数量。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个细胞已经暴露于选择性标记死细胞的试剂。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述试剂包含对所述死细胞进行选择性着色的染色剂，其中所述成像系统包括配置为过滤至少一些可见光的滤光器。
4.根据权利要求3所述的系统，其中明场成像系统包括单色成像装置和配置为发射可见光的光源，其中所述滤光器设置在所述光源和所述单色成像装置之间。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述滤光器配置为过滤至少一些波长在510纳米(nm)以上的可见光。
6.根据权利要求3所述的系统，其中所述滤光器配置为过滤至少一些波长在650纳米(nm)以下的可见光。
7.根据权利要求5所述的系统，其中所述染色剂包含台盼蓝。
8.根据权利要求1所述的系统，其中通过计数与所述至少一个细胞相关的像素的数量来鉴别所述至少一个细胞的面积。
9.根据权利要求8所述的系统，其中通过估测所述至少一个细胞的轴的长度来鉴别所述至少一个细胞的面积。
10.根据权利要求1所述的系统，其中估测聚焦图像中的细胞的数量包括：
鉴别所述聚焦图像中的多个目标物；
将所述多个目标物的第一子集分类为活细胞；以及
计数所述多个目标物的所述第一子集中的活细胞的数量。
11.根据权利要求10所述的系统，其中估测所述聚焦图像中的细胞的数量包括：
将所述多个目标物的第二子集分类为死细胞；以及
计数所述多个目标物的所述第二子集中的死细胞的数量。
12.根据权利要求1所述的系统，其还包括在产生掩码后，将前景中的伪影重新分类为背景的一部分和/或将背景中的伪影重新分类为前景的一部分。
13.根据权利要求1所述的系统，其中将z堆栈图像的前景与z堆栈图像的背景分开包括对所述z堆栈图像进行阈值化。
14.根据权利要求10所述的系统，其中估测所述聚焦图像中的细胞的数量包括将所述多个目标物的第二子集分类为碎片。
15.根据权利要求10所述的系统，其中将所述多个目标物的所述第一子集分类为活细胞包括：
将来自所述多个目标物的所述第一子集的第一目标物分类为单个活细胞；
将来自所述多个目标物的所述第一子集的第二目标物分类为活细胞簇；以及
基于与所述第二目标物相关的强度轮廓来估测所述第二目标物中的活细胞的数量。
16.一种方法，其包括：
接收容器中的多个细胞；
捕获所述多个细胞中至少一些细胞的聚焦明场图像，其中捕获聚焦图像包括：
使用成像系统捕获所述至少一些细胞的多个z-堆栈图像，所述多个z-堆栈图像中的每一个包括相对于成像系统处于对应处于不同z坐标的焦平面的不同焦距的二维x-y图像，从而捕获所述至少一些细胞中每一个的聚焦图像；
在每个z堆栈图像中，使用至少一个控制器，通过下述确定每个z堆栈图像中至少一个细胞的面积：将所述图像的前景与所述图像的背景分开，并且产生指示每个像素是属于前景还是背景的二进制掩码，其中前景中的像素对应细胞的聚焦图像，鉴别所述前景中具有至少一个细胞的尺寸的目标物，并且将具有大于一个细胞的尺寸的尺寸的目标物鉴别为细胞簇；
对于确定为细胞簇的每个目标物，找到目标物图像中对应于细胞的中心的强度轮廓中的尖峰；以及
通过计数在所有多个图像中鉴别为单个细胞的目标物的数量和计数在所有多个图像中鉴别为细胞簇的目标物中峰的数量而计数细胞的数量。
17.根据权利要求16所述的方法，其中估测所述聚焦图像中的细胞的数量包括：
鉴别所述聚焦图像中的多个目标物；
将所述多个目标物的第一子集分类为活细胞；以及
计数所述多个目标物的所述第一子集中的活细胞的数量。
18.根据权利要求17所述的方法，其中鉴别所述多个目标物包括：
将所述聚焦图像的前景与所述聚焦图像的背景分开；以及
将所述聚焦图像的所述前景中的至少一部分鉴别为目标物。
19.根据权利要求17所述的方法，其中估测所述至少一些细胞中的细胞的数量包括：将所述多个目标物的第二子集分类为碎片。
20.根据权利要求17所述的方法，其中将所述多个目标物的所述第一子集分类为活细胞包括：
将来自所述多个目标物的所述第一子集的第一目标物分类为单个活细胞；
将来自所述多个目标物的所述第一子集的第二目标物分类为活细胞簇；以及
基于与所述第二目标物相关的强度轮廓来估测所述第二目标物中的活细胞的数量。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762508953P | 2017-05-19 | 2017-05-19 | |
| US62/508,953 | 2017-05-19 | ||
| PCT/US2018/033395 WO2018213709A1 (en) | 2017-05-19 | 2018-05-18 | Systems and methods for counting cells |
| CN201880047683.2A CN110914666A (zh) | 2017-05-19 | 2018-05-18 | 用于计数细胞的系统和方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880047683.2A Division CN110914666A (zh) | 2017-05-19 | 2018-05-18 | 用于计数细胞的系统和方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117054316A true CN117054316A (zh) | 2023-11-14 |
Family
ID=64274705
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880047683.2A Pending CN110914666A (zh) | 2017-05-19 | 2018-05-18 | 用于计数细胞的系统和方法 |
| CN202311022519.5A Pending CN117054316A (zh) | 2017-05-19 | 2018-05-18 | 用于计数细胞的系统和方法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880047683.2A Pending CN110914666A (zh) | 2017-05-19 | 2018-05-18 | 用于计数细胞的系统和方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11846579B2 (zh) |
| JP (3) | JP2020520647A (zh) |
| CN (2) | CN110914666A (zh) |
| WO (1) | WO2018213709A1 (zh) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10963742B2 (en) * | 2018-11-02 | 2021-03-30 | University Of South Florida | Leveraging smart-phone cameras and image processing techniques to classify mosquito genus and species |
| BR112021010404A2 (pt) * | 2018-11-30 | 2021-08-24 | Amgen Inc. | Sistemas e métodos para facilitar a seleção de clones |
| TW202032574A (zh) * | 2019-02-26 | 2020-09-01 | 沛智生醫科技股份有限公司 | 細胞分類方法、系統與醫療分析平台 |
| JP7379853B2 (ja) | 2019-04-08 | 2023-11-15 | 株式会社ニコン | 顕微鏡、及び、顕微鏡の設定方法 |
| CA3141859A1 (en) | 2019-04-11 | 2020-10-15 | Agilent Technologies, Inc. | User interface configured to facilitate user annotation for instance segmentation within biological sample |
| JP7502606B2 (ja) | 2020-03-30 | 2024-06-19 | 澁谷工業株式会社 | 細胞観察装置及び細胞観察方法 |
| US20240035952A1 (en) * | 2020-12-22 | 2024-02-01 | Radiometer Medical Aps | Blood analyser with image plane analysis and related methods |
| EP4123355A1 (en) * | 2021-07-19 | 2023-01-25 | Leica Microsystems CMS GmbH | Microscope |
| CN114418994B (zh) * | 2022-01-19 | 2022-11-15 | 生态环境部长江流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心 | 一种基于显微镜图像的脆杆群体藻类细胞统计方法 |
| WO2023141189A2 (en) * | 2022-01-19 | 2023-07-27 | Thrive Bioscience, Inc. | Method and apparatus for imaging of cells for counting cells, confluence measurement and plaque detection |
| CN117672222B (zh) * | 2024-01-31 | 2024-04-16 | 浙江大学滨江研究院 | 大语言模型驱动的显微镜控制方法、装置及电子设备 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6350613B1 (en) | 1998-03-07 | 2002-02-26 | Belton Dickinson & Co. | Determination of white blood cell differential and reticulocyte counts |
| JP2003323600A (ja) * | 2002-05-02 | 2003-11-14 | Nisca Corp | 撮像装置及び撮像装置における焦点合わせ方法 |
| EP2028264A4 (en) * | 2006-06-15 | 2012-10-24 | Nikon Corp | CELL INCUBATOR |
| SE530750C2 (sv) * | 2006-07-19 | 2008-09-02 | Hemocue Ab | En mätapparat, en metod och ett datorprogram |
| SG174439A1 (en) | 2009-03-20 | 2011-10-28 | Bio Rad Laboratories | Serial-line-scan-encoded multi-color fluorescence microscopy and imaging flow cytometry |
| US8570370B2 (en) | 2009-08-31 | 2013-10-29 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Compact automated cell counter |
| US9001200B2 (en) * | 2010-01-12 | 2015-04-07 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Cell characterization using multiple focus planes |
| US8609363B2 (en) * | 2010-11-18 | 2013-12-17 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Viability cell counting by differential light absorption |
| US9354155B2 (en) | 2011-05-31 | 2016-05-31 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Cell counting systems and methods |
| CN105190400A (zh) | 2013-03-11 | 2015-12-23 | 罗氏血液诊断公司 | 对血细胞进行成像 |
| US9279750B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-03-08 | Iris International, Inc. | Method and composition for staining and sample processing |
| CN104266955A (zh) * | 2014-09-02 | 2015-01-07 | 上海凯度机电科技有限公司 | 高内涵图像流式生物显微分析系统 |
| JPWO2016080442A1 (ja) | 2014-11-21 | 2017-10-05 | 住友電気工業株式会社 | 品質評価方法及び品質評価装置 |
| US20170091948A1 (en) * | 2015-09-30 | 2017-03-30 | Konica Minolta Laboratory U.S.A., Inc. | Method and system for automated analysis of cell images |
| WO2017067868A1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | Ventana Medical Systems, Inc. | Performing segmentation of cells and nuclei in multichannel images |
| US9928403B2 (en) * | 2016-02-09 | 2018-03-27 | Molecular Devices, Llc | System and method for image analysis of multi-dimensional data |
| CN116324564A (zh) * | 2020-10-16 | 2023-06-23 | 生命科技股份有限公司 | 用人工智能进行自动聚焦和自动化细胞计数的系统和方法 |
-
2018
- 2018-05-18 CN CN201880047683.2A patent/CN110914666A/zh active Pending
- 2018-05-18 JP JP2019563599A patent/JP2020520647A/ja not_active Withdrawn
- 2018-05-18 WO PCT/US2018/033395 patent/WO2018213709A1/en active Application Filing
- 2018-05-18 US US16/614,495 patent/US11846579B2/en active Active
- 2018-05-18 CN CN202311022519.5A patent/CN117054316A/zh active Pending
-
2023
- 2023-11-08 US US18/505,062 patent/US20240077406A1/en active Pending
- 2023-11-27 JP JP2023199821A patent/JP2024009258A/ja active Pending
- 2023-11-27 JP JP2023199822A patent/JP2024009259A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2024009259A (ja) | 2024-01-19 |
| JP2024009258A (ja) | 2024-01-19 |
| WO2018213709A1 (en) | 2018-11-22 |
| US11846579B2 (en) | 2023-12-19 |
| CN110914666A (zh) | 2020-03-24 |
| US20240077406A1 (en) | 2024-03-07 |
| JP2020520647A (ja) | 2020-07-16 |
| US20200072730A1 (en) | 2020-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20240077406A1 (en) | Systems and methods for counting cells | |
| US20230304918A1 (en) | Systems and methods for cell dissociation | |
| US11920122B2 (en) | Cell culture incubators with integrated cell manipulation systems | |
| US11920121B2 (en) | Automated cell culture incubator | |
| US20210261903A1 (en) | Cell culture incubators with integrated imaging systems | |
| US20220403314A1 (en) | Vessel for culturing cells |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |