[发明专利]单一细胞样本显微切割方法及其系统

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及用来从显微组织切片中获取单个或单一类型细胞即感兴趣的疾病细胞的方法及该方法的专用系统。

背景技术

医学已经从细胞水平发展到分子水平，人类要从根本上战胜疾病，首先必须从分子水平寻找并确定病因，然后才有可能研究治疗方案和治疗方法。要从分子水平寻找并确定病因，第一步是要获取疾病细胞样本。医学研究表明，在组织切片中，往往只有一部分甚至是几个或一个细胞发生病变。例如，在恶性肿瘤组织切片中，癌变前期细胞和癌变细胞的相关子群落，在显微镜可见视场内，通常不到5％。因此，为了获得可靠的确定的病因信息，必须从切片中获取单个或同一种病变细胞，用于分子医学分析。目前大多数实验室或化验室是靠手工在显微镜下操作，用吸管、针或刀片直接获取；这种方法要求操作人员精神高度集中，动作特别敏捷，费神费时。为了改变这种状况，有人曾设计各种辅助机构—显微操纵器来完成操作，但细胞很小，同种细胞形态又存在不确定性，靠手工直接操作显微操纵器很难奏效。

为了提供一种可靠的方法来准确地获取特定的细胞，美国国家卫生研究院(NIH)的国家癌症研究所在1996年，发明了激光获取显微切割(LastrCapture Microdissection)装置，如图1所示。Arcturun工程公司在1997年开发成产品。如图1所示，该装置由显微镜1，激光系统2和显微切割器3等部分组成。激光系统2安装在显微镜1中，它由半导体激光器控制器4、半导体激光器5、准直器6、透镜7和反射镜8组成，见图2。激光束的垂直光路与显微镜1的光路同轴。显微切割器3安装在显微镜1的样本台上方，它由传送臂9、塑料帽10和透明的EVA热塑料膜11组成，见图3。热塑料膜贴在塑料帽10上，塑料帽安装在传送臂9的一个圆孔内。该装置的工作原理是：光面玻璃12上固定组织切片13，置于显微镜1的载物台上，找到感兴趣的区域，并微调切片位置，使感兴趣的细胞位于视场中心。接着，移动传送臂，使塑料帽10上的热塑料膜11放置在感兴趣的组织样本上。然后，启动激光控制器4，激光器5发出的激光经准直器6后，变成并行光束，准直光束通过透镜7和反射镜8后，聚焦在感兴趣的细胞上，将覆盖在细胞上的热塑料膜11熔化。熔化了的塑料逐渐扩散并渗透到组织间的空隙里，塑料迅速冷却使组织细胞固化，这样包埋细胞的过程与石蜡包埋组织的过程相似。抬起传送臂9，塑料帽10随之抬起。这时，样本组织会在聚合物—组织合成物的边缘被撕裂，随着塑料帽10的抬起而与组织切片13分开。由于热塑料膜是贴在塑料帽10上的，在其抬起时，热塑料膜随之起来，并将热塑料膜熔化时覆盖的那部组织从组织切片中撕下和带起，即感兴趣的部分从切片中切割下来，而未被熔化热塑料渗透的组织尚在玻璃片12上，见图4。这就意味着，被激光器照射的组织能切下，其余的组织完好无损。这种方法的优点有：1)保持了被切割下来细胞形态的完整性；2)快速可靠。3年多来，他们已经开发成LCM-210、220，UPGD-200和FLUOR-300等产品。这种方法切割样本的大小取决于聚焦圆形激光光斑的大小。可是，病变细胞往往是无特定形状，这种方法难以根据细胞或组织的特定形态进行切割。有时，需要对较大区域的同类细胞进行分析，该方法只能靠多次切割来实现，效率低。并且，尽管热塑料对分析没有影响，但还是会给样本分析处理带来麻烦。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种新颖的单一细胞显微切割方法及其系统。这种方法可以根据单个细胞或单一类型细胞群的形状进行切割。获得理想的样本，直接准确地获取，又不需要热塑料膜，方便样本处理。

本发明提出一种单一细胞样本显微切割方法，其特征在于：

1)将显微镜中观察到的组织切片的显微图象通过数字CCD图象传感器传送到计算机，并在显示器上显示出来：

2)利用输入设备，在所显示的组织切片的显微图象上勾划出感兴趣的细胞；与此同时，通过对输入设备的数据包进行软件解码，获取所勾划轮廓的位置信息并存储起来；

3)计算机将所勾划轮廓的位置信息输给微执行机构控制器，并在计算机的控制下进行处理，处理后的信号控制微执行机构在组织切片上把输入设备所勾划轮廓勾划出来；

4)将组织切片上所勾划的细胞切割取出。

上述所说的输入设备是市场上购买的鼠标，或写字板，或光笔；所说的微执行机构主要是由两维柔性铰链驱动器和勾划针组成。