[发明专利]活细胞可视化和分析

说明书

提供用于在培养箱中自动化成像和分析细胞样品的系统和方法。操作致动显微镜以在数天、数周或数月的时间内在样品容器的孔内生成样品图像。对于特定孔的每次扫描生成多个图像，并且将这种扫描内的所述图像用于对所述孔中的代谢活性细胞进行成像和分析。此分析包括在整个所述扫描中通过从最大强度值中减去每个像素的最小强度值来生成“范围图像”。因此，此范围图像突出在扫描期间展现活性变化的细胞或细胞部分(例如神经元、肌细胞、心肌细胞)，而不突出成像时始终展示高强度的区域(例如，展现大量与细胞活性不相关的自发荧光的区域)。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年11月10日提交的美国临时专利申请第62/584,388号的优先权，其通过引用并入本文中。

背景技术

细胞(例如，培养细胞、移植组织样品)可以在多种培养基中温育，并暴露于多种条件(例如，温度、溶解气体水平、辐射、湿度、添加的物质、电场或磁场、病毒、微生物)以评估细胞对所应用的条件的反应。可以测量细胞对所应用的条件的反应以评估药物或治疗的功效，评估物质(例如，实验药物或治疗)的毒性，研究细胞遗传修饰的作用，研究由其形成的细胞和/或组织的代谢组学、结构或其它特性，或测定其它信息。此评估可以包括从培养箱中取出样品并对样品成像(例如，使用荧光显微镜或其它成像装置)。此成像可以包括添加可能导致样品破坏的造影剂或化学试剂。但是，此方法会干扰正在成像的样品，因此需要在各自的不同的持续时间内温育多个样品集合以评估随时间推移样品群体的反应。

发明内容

本公开的一方面涉及一种方法，其包括：(i)采集细胞培养皿的影片；和(ii)从所述影片产生静态范围图像，其中所述范围图像由表示在完整扫描周期内从每个像素位置处的最大荧光强度减去的最小荧光强度的像素构成。

本公开的另一方面涉及一种标识一个或多个时间周期内的生物活性细胞的方法。所述方法包括，对于所述一个或多个时间周期内的每个时间周期：(i)生成容纳在样品容器中的样品的多个荧光活性图像，其中所述样品包括生物活性细胞，且其中所述多个荧光活性图像中的每个图像都包括各自的多个像素值，每个像素值对应于图像框内各自的像素位置；(ii)通过测定所述荧光范围图像的多个像素值从所述多个荧光活性图像生成荧光范围图像，其中测定所述荧光范围图像的给定像素值包含从所述多个荧光活性图像中的每个荧光活性图像测定具有像素位置的像素值的集合的范围，所述像素位置对应于所述图像框内所述给定像素值的像素位置；(iii)基于所述荧光范围图像，测定对应时间周期内所述样品容器内一个或多个活性对象相对于所述图像框的位置，其中所述一个或多个活性对象中的每个活性对象都是所述对应时间周期内所述样品内存在的至少一个各自的生物活性细胞的一部分；和(iv)对于所述对应时间周期内所述样品容器内所述一个或多个活性对象的每个活性对象，测定所述一个或多个活性对象中的每个活性对象在整个所述对应时间周期内各自的时变活性水平。测定所述一个或多个活性对象中的每个活性对象在整个所述对应时间周期内各自的时变活性水平可以包括基于所述多个荧光活性图像中的每个荧光活性图像的像素值的集合测定每个时变活性水平，所述像素值的集合具有接近对应的活性对象的所测定的位置的像素位置。