[发明专利]用来产生细胞涂片的自动化系统

说明书

相关申请的交叉引用

根据35 U.S.C.119，本申请要求2010年5月7日提交的第61/332,618号美国申请的权益，其公开内容在此通过引用并入。

通过引用并入

在本说明书中提到的所有出版物和专利申请在此通过引用并入，其程度如同每个单独出版物或专利申请被明确且单独地指明通过引用并入。

发明背景

血液及其正常状态和患病状态的研究追朔至古埃及时的放血，但是在1624年当Anthony van Leeuwenhoek制造了能够使血细胞成像的第一台显微镜时，该领域真正获得了发展。在1770年，William Hewson提供了白细胞(白血球)的首次描述，William Hewson因此被封为血液学之父。因此，血液学领域具有非常长的历史，并且多年来作用良好的技术基本上保持不变，直至产生显著需求而要求改变。一种这样的技术是产生用于显微镜检查的血液涂片。由于大部分载玻片由人工检查的事实，诊断技术使用相对小量的细胞。因此，仅小部分涂片(在整个涂片长度的2mm和4mm之间)可利用于检查的事实对于诊断而言不是明显的阻碍。

随着自动化数字显微镜检查(ADM)变得更广泛地使用，询问比人工检查可能的更大量细胞的能力提高了诊断的准确性。对于非常有效的ADM而言，有必要产生待检查细胞的单层。该单层必须具有足够高的目标物填充，使得ADM是成本和时间上有效的，但是必须不引起目标物被如此紧密地填充而使其簇集或彼此重叠。

产生简单的血液涂片的手工过程包括以下。将一滴血液放置在显微镜载玻片(“基底(substrate)”)上，并使用第二显微镜载玻片产生弯液面，然后沿着第一显微镜载玻片的长度移动(牵引)弯液面。细胞散布于第一载玻片上。该过程是快速的，并且已经注意到，该过程为手工检查提供了足够多的细胞以产生诊断。一些系统将该过程自动化来产生机器生成的涂片(例如，Sysmex、Beckman Coulter)。然而，这些方法不产生进行自动化数字显微镜检查所需的一致高品质的高填充细胞单层。

已经发现了胎儿细胞和肿瘤细胞在血液中循环。这开启了进行简单的血液测试来检测胎儿遗传状态和疾病状态的可能性。然而，循环的细胞数目与非胎儿细胞或非肿瘤发生细胞相比非常低。需要改良的方法来从血液鉴定稀少的胎儿细胞和肿瘤细胞。一种方法是富集血液样品中感兴趣的细胞，并且使用特异性DNA或细胞来标记或鉴定感兴趣的细胞，或者使用例如原位杂交或免疫组织化学来分析RNA或蛋白。该感兴趣的细胞则必须与其他细胞分离并单独地分析。在本文中和在2011年3月11日提交的美国专利申请13/046,543中描述了使用自动化细胞涂片系统、方法和设备分离所述细胞的一种这样的方法，该美国专利申请的公开内容整体并入。

发明概述

本发明一个方面提供一种在表面上产生细胞层的方法。在一些实施方案中，所述方法包括以下步骤：使用接合力使涂片工具(smear tool)抵着所述表面接合；使所述涂片工具的一部分弯曲以改变所述涂片工具相对于所述表面的定向；使所述涂片工具沿所述表面移动穿过包含悬浮在液体中的细胞的样品；以及使所述样品附着于所述表面，以由此产生细胞层。在一些实施方案中，涂片工具具有前边缘，且所述接合步骤包括改变前边缘与表面之间的相对角度和/或在移动步骤期间改变前边缘与表面之间的距离的步骤。

在一些实施方案中，在移动步骤之前，所述样品被以样品模式(sample pattern)分配到表面上，所述样品模式在第一方向上比在垂直于第一方向的方向上延伸至少三倍远。这样的样品模式的实例包括两个分开的样品部分和连续形状。

一些实施方案包括监测样品的参数的可选步骤，例如通过测量穿过样品或细胞层的至少一部分的透光率。在这样的实施方案中，移动步骤可以包括基于所述参数使用闭环反馈来控制涂片工具的移动的步骤。

在一些实施方案中，在移动步骤之前，所述方法包括将样品分配到表面上并在此后混合样品的至少一部分的步骤。所述方法还可以包括在所述移动步骤之前混合样品的至少一部分的步骤。涂片工具可以在混合步骤之前与样品接合，例如通过例如使涂片工具在第一方向上沿表面移动以使涂片工具与样品接合，其中所述混合步骤包括在涂片工具与样品接合之后使涂片工具在不同于所述第一方向的方向上移动。混合的实例包括使涂片工具(例如以约1Hz至约100Hz之间的频率)振荡；使涂片工具在至少两个方向上相对于表面移动；以及改变涂片工具与表面之间的距离。