[发明专利]用于检测生物样品中荧光信号的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张2006年8月4日提交的美国临时专利申请No. 60/821,557的优先权，其全部内容通过引用被包含于此。

发明背景

本说明书中引用的所有参考文献及其参考文献通过引用被包含于 此的适当之处，用于教导附加或可替换的细节、特征和/或技术背景。

技术领域

本发明总体上涉及利用指向生物结构的荧光标记对生物结构的自 动显微检测。

背景技术

传统光学显微镜通常采用显微镜载玻片和单个物镜，其中生物样品 (sample)已经附着到该显微镜载玻片，该单个物镜用于聚焦在生物样 品的离散区域以寻找关注的结构，例如细胞、细胞核等。通过物镜看到 的图像的尺寸取决于物镜的放大倍数和数值孔径。相对于物镜手动移动 显微镜载玻片上的试样(specimen)，从而得到多个视场。使用所记录的 图像细节来分析在每个视场中通过物镜看到的关注的结构。可以用相机 通过采集来存储图像。所述多个视场用于整体上表征该样品。当然，对 于需要试样的完全视图的任何应用来说，这个过程可能是缓慢的。

用显微镜必须处理许多因素，包括分辨率、对比度、聚焦深度、工 作距离、放大倍数、齐焦性(parfocality)和齐中心性(parcentricity)。 分辨率是将图像中的两个点辨别为两个点的能力。分辨率对于确定样品 中的区别特征来说是重要的。分辨率会随着放大倍数而减小，且通常与 物镜的数值孔径有关。在对图像的评估中对比度也是必要的。对比度是 图像中的最亮点和该图像中的最暗点之间的差异，或者是零级相对于衍 射级的相对强度。在对比度不足的情况下，图像可能看起来最好也不过 是“淡浅的(flat)”，或者最差则不可见。传统上在手动显微镜中通过聚 光镜光阑来控制对比度。聚焦深度是指处于焦点对准的图像的深度。聚 焦深度随物镜的数值孔径的变化以及物镜的工作距离的变化而变化(物 镜的工作距离增大时，聚焦深度增大)。聚焦深度的重要性在于，检测 不到位于聚焦深度外的试样中的对象。工作距离是指从物镜前部到试样 平面的距离。当物镜改变时，不仅焦距可能改变，工作距离(特别是当 物镜具有不同的数值孔径时)也可能改变。保持足够的工作距离以使得 物镜不受试样本身的干扰，这通常是重要的。齐焦性即指当物镜改变时 试样仍保持焦点对准，齐中心性即指无论使用哪种物镜位于视场中心的 对象都保持在视场中心，齐焦性和齐中心性通常也是需要的。

已知用于辅助对样品的显微分析的许多方法。例如但非限制性地， 已知某些染料对于某些细胞结构具有亲合性。因此这样的染料可通过帮 助进一步阐释这样的结构而被用来辅助分析。

细胞和组织的荧光显微镜在本领域是公知的。使用荧光试剂处理细 胞并使该细胞成像，这在本领域是公知的。已经开发出用以在显微镜中 使荧光细胞成像以及提取有关这些细胞中出现的空间分布和时间变化 的信息。在Taylor等在American Scientist 80(1992)，p.322-335的文章 中描述了一些所述方法及其应用。这些方法已被设计和优化成用以制备 一些试样，用于对细胞中荧光介导(reporter)分子的分布、数量和生化 环境进行高空间和时间分辨率成像测量。可以通过落射荧光显微镜 (epifluorescent microscope)来检测荧光信号，所述落射荧光显微镜使用 发射的荧光形成图像(而传统反射显微镜使用散射的照射光形成图像)。 落射荧光显微镜的激励光被用于激励样品中的荧光标记，从而致使该荧 光标记发射荧光。落射荧光显微镜的优点是，样品可以制备成使得荧光 分子优先附着到关注的生物结构，从而使得可以识别这些关注的生物结 构。