[发明专利]快速精确分配、可视化和分析单个细胞的方法

说明书

本公开提供了用于分配和可视化单个细胞的方法、装置、组件和系统。例如，本文提供了用于将分配体积分配到多孔装置的多个孔中，以及通过细胞标记物确定多个孔中的每个孔中存在的细胞数量的系统和方法，其中分配体积中平均存在预定数量的细胞(例如，1‑20个)。对于被识别为具有少于预定细胞数量的孔可以多次重复这样的分配和细胞检测，以便增加多孔装置中含有所需数量(例如，单个细胞)的孔的数量。

本申请要求于2015年2月20日提交的美国临时申请第62/118,965号、2015年4月15日提交的美国临时申请第62/147,756号以及2015年10月5日提交的美国临时申请第 62/237,307号的优先权，其全部内容通过引用的方式整体并入本文。

技术领域

本公开提供了用于分配和可视化单个细胞的方法、装置、组件和系统。例如，本文提供了用于将分配体积分配到多孔装置的多个孔中，以及通过细胞标记物确定多个孔中的每个孔中存在的细胞数量的系统和方法，其中分配体积中平均存在预定数量的细胞(例如，1-20个)。对于被识别为具有少于预定数量的细胞的孔可以多次重复这样的分配和细胞检测，以便增加多孔装置中含有所需数量(例如，单个细胞)的细胞的孔的数量。

背景技术

遗传学家正在努力表征复杂的疾病，如癌症、自身免疫疾病和神经障碍，但发现驱动这些疾病的潜在机制是难以捉摸的。体细胞突变，其是一生中积累在细胞中的自发变异，是驱动疾病发病和复发的主要因素。随着细胞积累新的突变，它们形成与正常细胞共存的多克隆细胞群。测序大部分细胞群会掩盖这些独特且稀有的细胞类型的潜在异质性，使得难以将其与正常的种系突变区分开来。揭示这些差异和可视化克隆构型的最好方法是对群中的单个细胞进行测序。虽然单细胞测序可以帮助发现复杂疾病的机制，但传统方法是昂贵的、劳动密集型的，并且需要大量的样品输入。需要的是分离单个细胞的方法，例如，适用于使用多孔装置的分离单个细胞的方法。

发明内容

本公开提供了用于分配和可视化单个细胞的方法、装置、组件和系统。例如，本文提供了用于将分配体积分配到多孔装置的多个孔中，以及通过细胞标记物确定多个孔中的每个孔中存在的细胞数量的系统和方法，其中分配体积中平均存在预定数量的细胞(例如，1至20个)。对于被识别为具有少于预定数量的细胞的孔可以多次重复这样的分配和细胞检测，以便增加多孔装置中含有所需数量的细胞(例如，单个细胞)的孔的数量。在某些实施方案中，在具有单个细胞的孔中进行单细胞分析(例如，测序)。

本公开的实施方案提供快速选择、分配以及可视化和分析单个细胞的方法，包括：a)使用泊松分布稀释并以每孔单个细胞的浓度将细胞分配到微流体装置的多个孔中；和b)使用显微镜和快速显微镜图像分析软件使所述孔可视化，以检测、可视化和选择含有单个细胞的那些孔。在一些实施方案中，该方法还包括以下步骤：进行额外的分配循环(例如，重复一次或多次)将含有细胞的溶液分配到被明确识别为细胞计数为0或具有多于1 个细胞的各个孔中。在其他实施方案中，图像分析和芯片映射位置(chip mapped positions)(例如，通过分配图文件(dispense map file))指导选择用以添加试剂和材料的孔，以允许进行进一步的生物化学或生物物理学和/或基于细胞活力的研究。

另外的实施方案提供一种系统，包括：a)微流体装置；以及b)显微镜组件，其包括显微镜和计算机软件以及配置为执行快速显微镜图像分析软件以检测、可视化和选择包含单个细胞的孔的计算机处理器。在某些实施方案中，该系统还包括分配图文件。