[发明专利]使用振动光谱法评估样本固定持续时间和质量的系统和方法

说明书

本公开涉及用于使用经训练的固定估计引擎(210)定量地测定生物学样本的固定持续时间的自动化系统(200)和方法。在一些实施方案中，经训练的固定估计引擎(210)包括神经网络。在一些实施方案中，所述经训练的固定估计引擎(210)包括监督分类器。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2019年8月28日提交的美国专利申请号62/892,678的申请日的权益，该专利申请的公开内容的全文特此通过引用并入本文。

背景技术

免疫组化(IHC)载片染色可以用来识别组织切片细胞中的蛋白质，因此被广泛用于研究不同类型的细胞，如生物组织中的癌细胞和免疫细胞。因此，IHC染色可用于研究了解免疫细胞(如T细胞或B细胞)差异表达的生物标志物在癌组织中的分布和定位，用于免疫应答研究。例如，肿瘤中通常含有免疫细胞的浸润物，这可能会阻止肿瘤的发展或促进肿瘤生长。

原位杂交(ISH)可用于确定是否存在遗传畸形或例如致癌基因在显微镜下观察时形态上呈恶性的细胞中特异性扩增等情况。原位杂交(ISH)采用标记的与靶基因序列或转录物反义的DNA或RNA探针分子来检测或定位细胞或组织样品内的被靶向的核酸靶基因。通过将固定在载玻片上的细胞或组织样品暴露在标记的核酸探针上完成ISH，所述探针能够与所述细胞或组织样品中给定的靶基因进行特异性杂交。可通过将细胞或组织样品暴露在多个核酸探针上来同时分析多个靶基因，所述核酸探针已经由多个不同的核酸标签标记。利用具有不同发射波长的标记，可在单一步骤中，对单个靶细胞或组织样品执行同时的多色分析。

在组织学中使用薄组织切片以获得关于组织样品的代表性信息。薄切片的质量应满足一些特征，以便适当地代表进行样品切除的整个组织区域。虽然操作指南可根据组织类型和用途而变化，但薄切片的尺寸通常不应小于2μm。通常，组织切片在2至5μm的范围内制备，并且在薄切片的横向伸展上的厚度变化不应超过50％，以允许适当的进一步处理。影响组织切片质量的其它因素可包括切片过程中保持的适当样品湿度和温度。

福尔马林在组织学领域的应用已超过半个世纪。当在室温下使用时，福尔马林扩散到组织切片中并使蛋白质和核酸交联，从而使代谢中断，保留生物分子并使组织准备好用于石蜡浸润。实际上，福尔马林固定主要发生在室温或更高的温度下。一些组在略微升高的温度下进行固定，可能是为了增加交联速率。正如加热增加交联速率一样，冷福尔马林显著降低交联速率。为此，组织学家通常在室温或更高温度下进行组织固定。一些组已经使用冷甲醛，但是仅在专门的情况下使用并且不是用于固定组织。例如，一些组使用冷福尔马林检查脂滴或其它特殊情况。

在未充分暴露于或过度暴露于福尔马林的组织中观察到几种效应。如果组织样品没有用福尔马林处理足够长的时间，当组织经受标准组织处理时，组织形态通常非常差。例如，在固定不充分的组织中，随后暴露于乙醇会使细胞结构收缩并使细胞核凝聚，因为组织将没有机会形成适当的交联晶格。如果对未固定下的组织染色，诸如使用苏木精和曙红(HE)染色时，在细胞和组织结构之间观察到许多白色空间；使用苏木精染液时，凝聚的细胞核和细胞质损失以及样品呈现粉红色且不均衡。暴露于福尔马林时间过长的组织通常不能很好地用于随后的免疫组化过程，大概是因为核酸和/或蛋白质变性和降解。结果，这些组织的最佳抗原修复条件不能正常发挥作用，因此组织样品看起来是染色不充分的。

正确的医疗诊断和患者安全要求在染色前适当地固定组织样品。因此，肿瘤学家和病理学家已经制定了用于适当固定组织样品的操作指南。例如，根据美国临床肿瘤学会(ASCO)，针对用于HER2免疫组化分析的中性缓冲福尔马林液中的固定持续时间的现行操作指南为至少6小时，优选更多，并且多至72小时。有利的是开发一种用于快速固定组织样品的方法，用于在发生显著降解之前更好地保护生物分子和组织形态，并且尽可能快地向医学专业人员和患者提供准确的测试结果。

发明内容