JP7256125B2 - 細胞分析方法及び装置 - Google Patents
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Description
従来のフローサイトメトリー:
- 特異性を高めるために、蛍光染料又は他の特定のマーカーでマーキングする必要がある
- 光学系は高価であるため、同様に制限付きでのみスケーラブルであり、高い投資コストが発生する
- 異なる測定システムを統合するには、高度な技術化(technologization)が必要である
- 病理学的変化は通常、手動でのみ分類可能である
- 血液処理などのソーターとしては適していない。
- 150,000ユーロを超える高い投資コスト
- 機械的な制限のため、スケーラビリティは存在しない(さらに、並列化によりコストも調整される)
- 専門スタッフによる調整が必要である(顕微鏡、ポンプシステム、…)
- 並列化は困難及び/又は高価であるため、比較的遅い測定技術は多量の細胞のソーティングには適していない
- 最終的な分析結果は、約15分の遅れで取得される。
- 信号強度が極端に低いと、スループットレート(積分時間)が限られる
- ラマン装置は、他のすべての方法よりもかなりコストがかかる
- スケーラビリティが非常に制限されている
- 遅い検出速度<2細胞/秒
- 膨大な購入コスト>250,000ユーロ
- 操作は有能な技術者のみが可能
- 伸縮力が非常に小さいため、柔らかい細胞タイプに制限される
- スケーラビリティは無い。
a)細胞を分離するユニットを使用して細胞が分離され;
b)分離された細胞は、空間的に分解された放射強度測定のためのユニットの測定領域を通過し、細胞から発せられる及び/又は細胞によって影響を受ける電磁放射の空間強度パターンの時系列が、測定領域の通過の際に分離された細胞の少なくとも1つに対して作成され;
c)2つの各空間強度パターンのオプティカルフローは、プロセッシングユニットを用いて強度パターンの時系列の少なくとも一部について計算され;及び
d)計算されたオプティカルフローの評価が行われる。
- 計算されたオプティカルフローの評価は、ステップd)において、プロセッシングユニットによって、又は、計算されたオプティカルフローを評価するための追加のユニットによって実施され;又は
- 計算されたオプティカルフローの評価は、ステップd)において、部分的にはプロセッシングユニットによって実施され、また、部分的には計算されたオプティカルフローを評価するための追加のユニットによって実行されることを特徴とする。
fps[パターン/秒]> v[ピクセル/秒]
が、細胞速度に関するフレームレート(1秒中に記録される強度パターンの数、fps)に適用される。ここで、完全に通過する細胞(a complete passage of a cell)のパターン番号Nは、以下から得られる。
- 細胞を分離するためのユニット;
- 空間的に分解された放射強度測定のためのユニットは、細胞が空間的に分解された放射強度測定のためのユニットの測定領域を通過する間に、分離された細胞から発せられる、及び/又は影響を受ける電磁放射線の強度パターンの時系列を作成できるように構成され;及び
- 作成されたそれぞれ2つの強度パターンのオプティカルフローを計算し、計算されたオプティカルフローを評価するためのプロセッシングユニット、を含む。
・インフラコストが低い
・消耗品のコストが低い
・RT DC(リアルタイム変形性サイトメトリー)よりも高速でより安定した計算
・高いスループットレート
・チップ上で統合可能
・装置の簡単な設定
・並列化可能
・小さなユーザー機器が可能
・マーカーフリー
Claims (14)
- 細胞を分析する方法であって、
a)細胞を分離するユニットを使用して細胞が分離されることで単一の別個の細胞を得て;
b)前記単一の別個の細胞は、空間的に分解された放射強度測定のためのユニットの測定領域を通過し、前記細胞から発せられる及び/又は前記細胞によって影響を受ける電磁放射の空間強度パターンの時系列が、前記測定領域の通過の際に前記単一の別個の細胞の少なくとも1つに対して作成され;
c)2つの各空間強度パターンのオプティカルフローは、プロセッシングユニットを用いて強度パターンの時系列の少なくとも一部について計算され;さらに
d)前記計算されたオプティカルフローの評価が行われ、前記細胞の形状、前記細胞のサイズ、前記細胞の体積、前記細胞のタイプ、前記細胞の形態又は前記細胞の変形、及びこれらの組み合わせを含む群より選択される、少なくとも1つの前記細胞の特性がステップd)における前記オプティカルフローの前記評価において決定される、
細胞を分析する方法。 - - 前記計算されたオプティカルフローの前記評価は、ステップd)において、前記プロセッシングユニットによって、又は、前記計算されたオプティカルフローを評価するための追加のユニットによって実施され;又は
- 前記計算されたオプティカルフローの前記評価は、ステップd)において、部分的には前記プロセッシングユニットによって実施され、また、部分的には前記計算されたオプティカルフローを評価するための追加のユニットによって実行されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - ステップb)における強度パターンの時系列の作成において、少なくとも1つの前記単一の別個の細胞に電磁放射線が照射されることを特徴とする、請求項1又は2のいずれか一項に記載の方法。
- ステップb)における空間強度パターンの時系列の作成において、評価される前記オプティカルフローに可能な限り少ない不連続が生じるように、各細胞について非常に多くの強度パターンが作成されることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つの特性が、空間的に分解された放射強度測定のための前記ユニットの前記測定領域を通過する複数の細胞から決定され、前記細胞は、この少なくとも1つの特性の違いに基づいて、ステップd)に続いて、セルソーターを用いて少なくとも2つのグループにソートされることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- - 細胞を分離することで単一の別個の細胞を得るための少なくとも1つのユニット;
- 空間的に分解された放射強度測定のための少なくとも1つのユニットであって、前記単一の別個の細胞が空間的に分解された放射強度測定のための前記ユニットの測定領域を通過する間に、前記単一の別個の細胞から発せられる電磁放射線の強度パターンの時系列を作成できるように構成されたもの;及び
- 作成されたそれぞれ2つの強度パターンのオプティカルフローを計算し、前記計算されたオプティカルフローを評価するためのプロセッシングユニットであって、前記細胞の形状、前記細胞のサイズ、前記細胞の体積、前記細胞のタイプ、前記細胞の形態又は前記細胞の変形、及びこれらの組み合わせを含む群より選択される、前記細胞の少なくとも1つの特性を評価するもの、を含む、
細胞を分析するための装置。 - 前記計算されたオプティカルフローを評価するための追加のユニットを含むことを特徴とする、請求項6に記載の装置。
- 前記装置は放射源を含むことを特徴とする、請求項6又は7に記載の装置。
- 空間的に分解された放射強度測定のための前記ユニットは電子部品の幾何学的配置を含むことを特徴とする、請求項6~8のいずれか一項に記載の装置。
- 前記装置が、空間的に分解された放射強度測定のための前記ユニット上の前記単一の別個の細胞をイメージングするためのシステムを含むことを特徴とする、請求項6~9のいずれか一項に記載の装置。
- 空間的に分解された放射強度測定のための前記ユニット及び前記プロセッシングユニットは、共通半導体チップ上に配置されることを特徴とする、請求項6~10のいずれか一項に記載の装置。
- 細胞を分離するための前記ユニットは、マイクロチャネル、又はマイクロ流体チャネルであることを特徴とする、請求項6~11のいずれか一項に記載の装置。
- 前記装置は、セルソーター、又は制御可能なゲートを含むことを特徴とする、請求項6~12のいずれか一項に記載の装置。
- 請求項6~13のいずれか一項の装置を用いて実施することを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
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