[发明专利]细胞分泌特征的分析和筛选

说明书

实施方案公开了用于进行生物筛选和分析的装置、方法和软件，其使用能够检测多种基于细胞的分泌物、表达蛋白和其他细胞组分的仪器平台实施。可将所述平台配置为用于同时多路检测多个生物组分，由此可对大量的离散样品进行独立分离和评价，以高度平行且可扩展的方式检测或鉴定来自所述样品的组分。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月3日提交的标题为“用于针对单细胞功能和多功能特征筛选免疫细胞的方法和系统”的美国临时专利申请系列号62/087,147 (代理人案号IPX-0200PRO)的权益，所述申请通过引用以其整体结合到本文中。

本公开内容的领域

本发明一般涉及细胞分析，以及更具体而言涉及用于细胞状态的生化评价和功能表征的装置、方法和软件。

发明背景

在包括细胞生物学和免疫学在内的领域，开发用于评价和定量细胞蛋白质表达和分泌特征的分析技术，对于阐明根本的生化过程和细胞信号转导机制而言非常重要。部分地因细胞常常表现出不同的行为所致，存在对这样的工具和程序的需求，其能够分析大量离散的细胞群体，亦适于在单细胞水平检测生物分子。细胞表型和功能性的灵敏而准确的评价，以及驱动子和单个细胞之间的相互作用的鉴定，已显示为生物系统的能力和运行的重要标志。

例如，免疫细胞反应通过大量分泌蛋白来引导，包括细胞因子、趋化因子和生长因子，其代表介导一系列细胞行为和细胞-细胞信号转导过程的重要功能调节子。监测这些复杂的免疫-信号转导途径和细胞相互作用，对于鉴定可用于了解免疫系统状态、预测临床结果和指导治疗或疗法的临床上相关的测量，显示出重大挑战。对用于细胞分析的灵敏且高度多路操作的技术存在日益增多的需求，其可用于鉴定并快速评价疾病的相关物、对各种化学物质和治疗剂的细胞反应以及涉及免疫干预的其他基于细胞的过程。所述技术亦可用于更好地理解免疫的根本机制。

本公开内容概述

本公开内容提供对于确定和研究细胞过程及功能特征而言有用的装置、方法和软件。在多个实施方案中，可在免疫细胞的细胞分析的情况下有利地应用本教导。例如，可在单细胞水平评价对各种疗法的T细胞功能性及相关反应、化学相互作用和/或疾病状态。

在多个实施方案中，公开了用于进行生物筛选和分析的装置、方法和软件，其使用能够检测多种基于细胞的分泌物、表达蛋白和其他细胞组分的仪器平台实施。可将所述平台配置为用于同时多路检测多个生物组分，由此可对大量的离散样品进行独立分离和评价，以高度平行且可扩展的方式检测或鉴定来自所述样品的组分。在多个实施方案中，将所述平台配置为用于自动或半自动处理，显著改进效率(time-to-result)、样品通量、检测准确性和灵敏性。

所述平台可有利地适用于分析少量细胞和单细胞。如在本文中所公开的，单细胞及单细胞之间的细胞相互作用(例如细胞-细胞相互作用)的分析在免疫学应用中特别有用，以帮助确定免疫细胞，例如B细胞、T细胞(例如CD4+、CD8+细胞)和/或巨噬细胞的功能特征。尽管提供和论述了涉及免疫细胞的多个实例和工作流，但要理解的是，本教导的装置、方法和软件可适于与多种不同的细胞类型一起使用。此外，所述样品分析技术可延伸到细胞或生物分析应用之外，用于其中需要基本上同时评价多个离散样品的多种不同分析物的其他化学测定。此外，可平行地评价除细胞之外的样品组分，例如含目标化学物质、化合物或其他分析物的珠粒或其他颗粒。在多个实施方案中，本文所公开的技术灵敏性足以检测、区分和定量以非常小的液体体积或水体积(例如，纳升和皮升体积或更小体积)存在的多个分析物。