提取感兴趣的生物样品区域和分子的装置和盒的制作方法

文档序号:25541023发布日期:2021-06-18 20:36
提取感兴趣的生物样品区域和分子的装置和盒的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年8月7日提交的题为“用于提取感兴趣的生物样品区域和分子的装置和盒”的美国临时申请序列号62/715,541的优先权,其全部内容通过引用并入本文。

本公开涉及从生物样品中提取感兴趣的区域和分子的方法,特别是通过使用利用专门设计的生物盒的自动化方法。



背景技术:

已经使用多种技术从获得自医学或科学研究的患者或受试者的生物样品中提取特定的生物靶标。传统上,这样的技术通常需要使用剃刀、针头或其他操纵装置对组织进行困难的(和粗略的)手动解剖,以获取根据其可见的组织学特征识别的单个细胞的数量。

有效诊断患者并对其进行治疗的关键新挑战是将蛋白质、核苷酸、药物和其他诊断和/或分子筛选应用于来自患者样品的足够量的纯化生物材料。例如,为了从遗传学上筛查癌症患者的癌症类型或有效的抗癌药物或疗法,从业者必须拥有足够的癌细胞,以便他或她可以对这些细胞进行遗传或药物筛查而不会被来自周围非癌性细胞的物质混淆。在患者样品中,只有一小部分组织和细胞可能癌变,而那些细胞可能在组织或生物样品中占据复杂的形状。为了从癌细胞而不是从周围的非癌细胞中收集足够的遗传物质,并且为了具有良好的信噪比(癌细胞中的遗传物质比非癌细胞中的遗传物质更多),从患者样品中纯化疾病物质是有利的,并且纯化必须与随后的患者分析、诊断、随访和治疗相结合。

美国专利申请第14/341,523号公开了用于将生物样品区域和物质的提取和纯化与患者分析、诊断、随访和治疗相结合的方法、装置和系统。本发明提供了一种将公开的基底、盒和一种或多种盒处理仪器插入标准诊所或病理实验室工作流程的手段。具体地,本发明公开了用于将标准病理载玻片手动地,半自动地,自动地或通过机器人装置插入所公开的盒和盒处理仪器中的方法、装置和系统。美国专利申请第14/341,523号中公开的方法、装置和系统被并入本文。

美国专利号8,597,715公开了一种从生物样品中去除靶标的方法,该方法包括使转移表面与生物样品接触,然后聚焦改变转移表面以允许从生物样品中选择性分离靶标。靶标是组织切片的细胞或细胞成分,并且转移表面是可以聚焦改变以将靶粘附到转移表面的膜。膜从组织部分的随后分离选择性地从组织部分去除粘附的靶标。转移表面被靶标局部改变(例如,通过染料或标记物的抗体结合的光诱导加热),然后激活该改变以将靶标粘附到转移表面上。可以通过将生物样品暴露于特异性结合靶标(或靶标组分)的免疫试剂来实现这种原位改变。免疫试剂可以直接(例如用免疫试剂携带的生热酶)改变转移表面,或间接(例如通过吸收来自光学照明的热量并将该热量集中转移到靶标上)改变转移表面。活化可以例如通过照射或加热靶标以将其粘附到热塑性转移表面上而发生。免疫试剂可以在靶标中存放沉淀物,该沉淀物相对于周围组织增加其光吸收,从而可以使生物样品暴露于光以选择性地加热靶标。备选地,免疫试剂是携带吸收光并发射热量的荧光团的免疫荧光剂。美国专利第8,597,715号及其相关专利,美国专利第7,695,752号和美国专利第7,709,047号中公开的方法和基底均结合在本文中。

下面,我们公开了将生物样品区域和材料的提取和纯化与患者分析、诊断、随访和治疗相结合的方法、装置和系统。



技术实现要素:

我们公开了用于从生物样品中提取感兴趣的区域和分子的装置、系统、软件、算法和方法。我们还公开了相关方法、装置和系统,可使用提取的区域和分子更好地分析患者的健康状况、患者的疾病和病理状况、患者的随访情况,并为患者选择最有效的治疗方案(例如,发现根据患者样品中提取的区域和分子最佳或更佳治疗患者的药物或治疗方法)。相关分析可以包括但不限于核苷酸筛选(针对是否存在遗传区域)、蛋白质筛选、抗体结合、药物或疗法结合(例如,选择哪些药物可能对从患者生物样品中提取的癌细胞或其他患病细胞/材料/分子有效)。我们进一步公开了用于将样品提取及其实现的样品纯化(例如,从包含许多其他类型细胞的患者样品中提取癌细胞)与用于患者诊断和治疗的现有以及未来装置、系统和方法整合在一起的装置、系统、软件和工作流程(例如病理学和参考实验室工作流程)。例如,我们公开了从患者样品中提取疾病细胞(例如癌细胞),并将该提取和纯化与病理学实验室中发现的装置、系统和方法整合在一起,以改善患者的诊断、随访和治疗。我们进一步公开了盒的设计,以将转移表面压到生物材料上,例如压到玻璃载玻片上的生物材料上(活检玻片上)。还公开了一些方法,该方法然后从盒中去除转移材料,并自动处理(例如溶解,研磨)转移材料以释放其包含的生物材料。

这些优点和其他优点可以由例如用于分子测试的盒提供,该分子测试包括从组织中提取一种或多种生物材料。该盒包括基座,该基座具有在基座内部的容器,放置在该容器上方的盖以及在基座中的垫圈。基座包括放置在容器下方的透明窗,并且容器包含载玻片,在载玻片上布置有组织。膜设置在盖的内表面上,并且该膜适合于从组织中提取一种或多种生物材料。基座中的垫圈围绕着滑块。盖在封闭载玻片的垫圈周围形成密封腔,然后通过基座的端口施加真空吸力,将膜压在载玻片上的组织上。

这些和其他优点可以通过例如用于一种或多种生物材料的分子测试的方法来提供。该方法包括以下步骤:将组织安装在载玻片上;将具有组织的载玻片装载到盒的容器中,该容器包含设置在盒的盖的内表面上的膜;将膜压在载于载玻片上的组织上,从盒中去除膜;从组织中提取一种或多种生物材料。组织包括一种或多种生物材料。该膜适合于从组织中提取一种或多种生物材料。组织或组织的至少一部分粘附至膜。

这些优点和其他优点可以由例如用于分子测试的盒处理系统提供,该分子测试包括从组织中提取一种或多种生物材料。盒处理系统包括密封装置,一个或多个盒,以及包含一个或多个盒并且允许每个盒被输送到密封装置中的转盘。密封装置对放置在密封装置中的盒施加真空抽吸。该盒包括基座,该基座具有在基座内部的容器,放置在该容器上方的盖,以及在基座中的垫圈。基座包括放置在容器下方的透明窗,并且容器包含载玻片,在载玻片上布置有组织。膜设置在盖的内表面上,并且该膜适合于从组织中提取一种或多种生物材料。基座中的垫圈围绕着载玻片。盖在封闭载玻片的垫圈周围形成密封腔,然后通过基座的端口施加真空吸力,将膜压在载玻片上的组织上。

这些和其他优点可以由例如用于分子测试的盒处理系统提供,该分子测试包括从组织中提取一种或多种生物材料。盒处理系统包括桌面平台,设置在桌面平台上的盖,以及设置在桌面平台与盖之间的一个或多个盒。该盒包括基座,该基座具有在基座内部的容器,放置在该容器上方的盖以及在基座中的垫圈。基座包括放置在容器下方的透明窗,并且容器包含载玻片,在载玻片上放置组织。膜设置在盖的内表面上,并且该膜适合于从组织中提取一种或多种生物材料。基座中的垫圈围绕着滑块。盖在封闭载玻片的垫圈周围形成密封腔,然后通过基座的端口施加真空吸力,将膜压在载玻片上的组织上。

这些和其他优点可以由例如用于分子测试的盒处理系统提供,该分子测试包括从组织中提取一种或多种生物材料。盒处理系统包括桌面平台,设置在桌面平台上的盖以及设置在盖和桌面平台之间的盖的内表面上的膜。该膜适合于从组织中提取一种或多种生物材料。将一个或多个载有组织的载玻片放在桌面平台上。膜覆盖了一个或多个载玻片。

这些优点和其他优点可以由例如用于分析从癌症患者提取的生物材料中的基因表达的装置来提供。该装置包括:用于将来自患者的癌症基因掺入活细胞中以表达该癌症基因的仪器,用于将包含表达癌症基因的所述活细胞的生物样品成从患者转移至一个或多个载玻片或一个或多个盒的机构,其中将生物样品安装在一个或多个载玻片上,或其中一个或多个盒已附接到一个或多个载有生物样品的载玻片上,从而盒和载玻形成单个单元,用于处理所述一个或多个载玻片或一个或多个盒的仪器,该仪器内的用于从一个或多个载玻片或一个或多个盒在的生物样品中提取生物材料的机构,其中该机构可通过手动,自动或机器人的方式运行,仪器内的处理器,可控制将提取的不同生物材料存放到一种或多种不同的单独容器中,仪器内用于将提取的生物材料存放在一个或多个不同的单独容器中的机构,仪器内将一个或多个不同的单独容器机械或气动或电气地插入分析装置的机构,并且其中分析装置可以进行分析,包括对存放在一个或多个不同的单独容器中的不同提取的生物材料的性质进行比较分析。

例如,可以通过从生物样品中纯化和提取生物材料以进行科学分析的方法来提供这些和其他优点。该方法包括将一个或多个载玻片或一个或多个盒插入用于处理所述载玻片或盒的仪器中,其中生物样品已被安装在一个或多个载玻片上,或其中一个或多个盒已被附接到一个或多个载有生物样品的载玻片上,以便盒和载玻片形成单个单元,从一个或多个载玻片或一个或多个盒上的生物样品中提取生物材料,其中提取可通过手动,自动或仪器内的机器人装置进行,将用于提取生物材料的单独容器的放置与仪器内每个载玻片或盒的放置对齐,将提取的生物材料存放在一个或多个单独的容器中,将各个容器插入装置中,该装置用于纯化生物材料(包括组织、细胞、核苷酸或蛋白质),纯化单独容器中的提取的生物生物材料,通过机械,气动或电气手段将纯化和提取的生物材料转移到分析装置,其中单独容器中的提取的生物材料可用于分析装置进行分析,其中分析装置可以进行包括细胞培养分析在内的分析。

这些和其他优点可以由例如用于科学分析从生物样品中纯化和提取的生物材料的装置提供。该装置包括用于处理一个或多个载玻片或一个或多个盒的仪器,其中将生物样品安装在一个或多个载玻片上,或其中将一个或多个盒附接到一个或多个载玻片上,载玻片上已经载有生物样品,以使盒和载玻片形成单个单元,该仪器内的用于从一个或多个载玻片或一个或多个盒上的生物样品中提取生物材料的机构,其中该机构可通过手动,自动或机器人的方式运行,仪器内的用于将提取的生物材料存放在一个或多个单独容器中的机构,仪器内的以机械或气动或电气方式将单独容器插入用于纯化包括组织、细胞、核苷酸或蛋白质的生物材料的装置中的机构,用于纯化生物材料的装置内的以机械或气动或电气方式将提取的生物材料转移至分析装置的机构,其中分析装置可以进行包括细胞培养分析在内的分析。

这些和其他优点可以通过例如从生物样品中纯化和提取生物材料以进行科学分析的方法来提供。该方法包括将一个或多个载玻片或一个或多个盒插入用于处理所述一个或多个载玻片或盒的仪器中,其中生物样品已被安装在一个或多个载玻片上,或其中一个或多个盒已被附接到一个或多个载有生物样品的载玻片上,以便盒和载玻片形成单个单元,从一个或多个载玻片或一个或多个盒上的生物样品中提取生物材料,其中提取可通过手动,自动或仪器内的机器人装置进行,将用于提取生物材料的单独容器的放置与仪器内每个载玻片或盒的放置对齐,将提取的生物材料存放在一个或多个单独的容器中,将单独容器插入装置中,该装置用于纯化生物材料(包括组织、细胞、核苷酸或蛋白质),纯化单独容器中的提取的生物材料,通过机械,气动或电气手段将纯化和提取的生物材料转移到分析装置,其中单独容器中的提取生物材料可用于分析装置进行分析,其中该分析装置可以进行分析,包括对纯化和提取的生物材料进行药物筛选或基因筛选。进一步的实施方案公开了该方法,其中用于纯化生物材料的装置和分析装置均处理包含提取的生物材料的单个单独容器。

这些和其他优点可以通过例如从生物样品中提取生物材料用于基因分析的方法来提供。该方法包括将一个或多个载玻片或一个或多个盒插入用于处理所述一个或多个载玻片或盒的仪器中,其中生物样品已经被安装在一个或多个载玻片上,或者其中一个或多个盒已经被附接到一个或多个载有生物样品的载玻片上,以便盒和载玻片形成单个单元,从一个或多个载玻片或一个或多个盒上的生物样品中提取生物材料,其中提取可通过手动,自动或仪器内的机器人装置进行,将用于提取生物材料的单独容器的放置与仪器内每个载玻片或盒的放置对齐,将提取的生物材料存放在一个或多个单独的容器中,通过机械,气动或电气方式将单独容器插入基因筛选装置,其中单独容器内的提取的生物材料可用于基因筛查装置进行分析。

这些和其他优点可以由例如用于对从生物样品中提取的生物材料进行基因分析的装置来提供。该装置包括用于处理一个或多个载玻片或一个或多个盒的仪器,其中将生物样品安装在一个或多个载玻片上,或者其中将一个或多个盒附接到一个或多个载玻片上,载玻片上已经安装了生物样品,以使盒和载玻片形成单个单元,该仪器内的用于从一个或多个载玻片或一个或多个盒上的生物样品中提取生物材料的机构,其中该机构可通过手动,自动或仪器内的机器人装置运行,仪器内的用于将提取的生物材料存放在一个或多个单独容器中的机构,仪器内的以机械或气动或电气方式将单独容器插入基因筛选装置的机构,其中仪器和基因筛选装置在空间上排列成使得每个载玻片或盒在仪器内的放置都可以与单独容器的放置对齐以提取生物材料。

这些和其他优点可以通过例如从生物样品中提取生物材料用于科学分析的方法来提供。该方法包括从受试者获得生物样品,将生物样品安装在载玻片上,任选地,将载玻片附接到盒,使得载玻片和盒形成单个单元,将载玻片或盒插入用于处理一个或多个载玻片或一个或多个盒的仪器中,处理该一个或多个载玻片或一个或多个盒,以通过手动,自动或机器人的方式从仪器内的生物样品中提取生物材料,将提取的生物材料存放在仪器内的位置使提取的生物材料可用于科学分析,将提取的生物材料通过手动、半自动或机器人的方式转移到分析装置,其中分析装置对提取的生物材料进行科学分析,包括基因筛选或蛋白质筛选。进一步的实施方案公开了一种方法,其中分析装置与仪器集成在一起,使得分析装置和仪器形成单个单元,该方法中,分析装置是单独的装置,其通过手动,半自动与机器人装置与仪器对接,科学分析是临床分析或病理分析的方法。

这些和其他优点可以由例如用于从生物样品提取生物材料用于科学分析的系统提供。该系统包括用于处理一个或多个载玻片或一个或多个盒的仪器,其中生物样品已经被安装在一个或多个载玻片上,或者其中一个或多个盒已被附接到一个或多个载玻片上,载玻片上已经安装了生物样品,以使盒和载玻片形成单个单元,该仪器内的用于从一个或多个载玻片或一个或多个盒上的生物样品中提取生物材料的机构,其中该机构可通过手动,自动或机器人的方式运行,仪器内的用于将提取的生物材料存放在仪器内的某个位置上以使提取的生物材料可用于科学分析的机构;与仪器对接的分析装置,以便提取的生物材料通过手动,半自动或机器人的方式转移到分析装置,其中分析装置执行功能分析,包括基因筛选或蛋白质筛选。

这些和其他优点可以由例如用于从生物样品提取生物材料用于科学分析的系统提供。该系统包括用于处理一个或多个载玻片或一个或多个盒的仪器,其中生物样品已经被安装在一个或多个载玻片上,或者其中一个或多个盒已被附接到一个或多个载玻片上,载玻片上已经安装了生物样品,以使盒和载玻片形成单个单元,该仪器内的用于从一个或多个载玻片或一个或多个盒上的生物样品中提取生物材料的机构,其中该机构可通过手动,自动或机器人的方式运行,仪器内的用于将提取的生物材料存放在仪器内的某个位置上以使提取的生物材料可用于科学分析的机构;分析装置,与仪器集成在一起以便分析装置和仪器组成单个单元,分析装置在其中进行科学分析,包括基因筛选或蛋白质筛选。

这些和其他优点可以由例如用于从生物样品提取生物材料用于科学分析的系统提供。该系统包括用于处理一个或多个载玻片或一个或多个盒的仪器,其中生物样品已被安装在一个或多个载玻片上,或其中一个或多个盒已被附接到一个或多个载玻片上,载玻片上已经安装了生物样品,以使盒和载玻片形成单个单元,该仪器内的用于从一个或多个载玻片或一个或多个盒上的生物样品中提取生物材料的机构,其中该机构可通过手动,自动或机器人的方式运行,仪器内的用于将提取的生物材料存放在仪器内的某个位置以使提取的生物材料可用于科学分析的机构。进一步的实施方案公开了其中提取的生物材料可用于遗传筛选的系统,包括核苷酸、dna和mrna的筛选,其中提取的生物材料可用于蛋白质筛选的系统,其中科学分析可以仪器自身内部进行或者通过与仪器对接的一个或多个单独的分析装置进行的系统。

这些和其他优点可以由例如用于从一个或多个生物样品中提取生物材料的载玻片处理系统提供。该系统包括转盘,其中所述转盘包含一个或多个狭槽,可通过手动或自动或机器人的方式将一个或多个载有生物样品的载玻片放置在该狭槽中,该转盘的旋转机构,在该旋转机构中一个或多个载玻片旋转以移动通过转盘上一系列有序的位置,即转盘上的第一位置,在该第一位置上,载玻片上有一层膜压在安装于载玻片上的生物样品上,并且该膜包含适用于从生物样品中提取生物材料的基底,并且可以在其中对膜成像;在转盘上的第二位置,在该第二位置,可以激活该膜,以便从生物样品中提取的所需的生物材料粘附到膜上,转盘上的第三位置,在该第三位置,可以通过手动或自动或机器人的方式将膜去除而不压在生物样品上,转盘上的第四位置,在该第四位置,可以对膜进行重新成像,转盘上的第五位置,在该第五位置可以将膜存放到容器中,以进一步分析提取的生物材料。进一步的实施方案公开了载玻片处理系统,其中,对提取的生物材料的分析包括将提取的生物材料存放在转盘内的一个或多个单独的容器上,或存放在与转盘对接的另一仪器中。

这些和其他优点可以由例如用于从一个或多个生物样品提取生物材料的盒处理系统提供。该系统包括转盘,其中所述转盘包含一个或多个狭槽,可将一个或多个装有生物样品的盒放置在狭槽中,所述转盘的旋转机构,在旋转机构中,使所述一个或多个盒旋转以进入装置内部,并且其中所述装置操作密封机构,其中所述密封机构可以通过机械,液压或电气手段或通过施加真空来密封所述装置和盒,定时机构,所述定时机构控制用于控制通过密封机构将装置和盒密封的时间段,其中,一旦经过了将装置和盒密封的时间段,盒将通过转盘旋转而脱离装置。进一步的实施方案公开了盒处理系统,其中旋转机构可以通过手动或自动或机器人的方式操作,盒处理系统,通过手动或自动或机器人的方式将盒放置在转盘上或从其上移除,盒处理系统,其中可在将盒插入转盘的狭槽中时对其进行照明或成像,该盒处理系统,其中可在通过手动,自动化或机器人的方式进行处理之前通过以下方法组装盒,该方法包括:获取生物样品,将生物样品对准盒背衬或将盒背衬对准生物样品,将预先装载在盒上的膜压在生物样品上,然后通过手动,自动或机器人的方式来密封盒,药盒处理系统,其中生物样品可以是组织切片、整个组织样品、组织学切片、活检材料或样品,冷冻或固定(如福尔马林、石蜡或乙醇固定)样品,细胞标本或细胞制剂,细胞涂片,细胞学制剂,盒处理系统,其中通过冲压、滚动或其他类型的施加的压力或通过收缩密封或其他机械或化学手段将膜附着到盒背衬上,盒处理系统,在盒中装有试剂盒,该试剂盒包含通过盒从生物样品提取生物材料所必需的试剂,其中试剂盒可包含光学,电磁或热活化分子,化学物质,生物分子,液体或固体试剂,配体,抗体,融合分子,聚合物,可视化剂,蛋白质,dna,mrna,酶,脂质和碳水化合物,盒处理系统,其中提取的生物材料可以存放在位于转盘下方的单独容器中。

这些和其他优点可以由例如用于从一个或多个生物样品提取生物材料的盒处理系统提供。该系统包括桌面平台,其中,该桌面平台包括用于在装置内部传送包含生物样品的盒的机构,其中,所述装置操作密封机构,其中,密封机构可以通过机械,液压或电气方式或施加真空来密封该装置和盒,定时机构,控制通过密封机构密封装置和盒的时间段,其中如果已经经过了装置和盒被密封的时间段,则将盒从装置中取出。进一步的实施方案公开了盒处理系统,其中,当通过密封机构密封装置和盒的时间段结束时,定时机构激活听觉或视觉信号,盒处理系统,其中通过手动或自动或机器人的方式将盒放置在桌面平台上或从桌面平台上去除。

这些和其他优点可以由例如用于从一个或多个生物样品提取生物材料的盒处理系统提供。该系统包括盒处理仪器,其中所述盒处理仪器包括通过铰链机构连接的上半部和下半部,所述下半部形成用于放置一个或多个装有生物样品的盒的台架,所述上半部形成盖,其中所述盖可以在盒上关闭,使得盒处理仪器将盒完全封闭,膜粘附到所述下半部,其中所述膜包括适合于从安装在盒上的生物样品提取生物材料的基底,其中所述膜还粘附到所述上半部,从而关闭一个或多个盒上的盖将膜压在一个或多个生物样品上,空间,该空间是当盒处理仪器的盖开放时的空间,因此盒可以通过手动或自动或机器人的方式放置在仪器内部,用于盒处理仪器的密封机构,其中密封机构可以通过机械,液压或电气方式或施加真空来密封仪器和压在盒上的膜。进一步的实施方案公开了盒处理系统,其中该系统还包括定时机构,该定时机构控制通过密封机构密封桌面平台的时间段,该盒处理系统,其中当桌面平台被密封机构密封的时间段结束时,定时机构激活听觉或视觉信号,盒处理系统,其中对提取的生物材料进行分析包括将提取的生物材料存放在桌面平台内的一个或多个单独的容器中或与桌面平台对接的另一台仪器中。

这些和其他优点可以由例如用于从一个或多个生物样品提取生物材料的载玻片处理系统提供。该系统包括载玻片处理仪器,其中所述载玻片处理仪器包括通过铰链机构连接的上半部和下半部,所述下半部形成用于放置一个或多个载有生物样品的载玻片的台架,所述上半部形成盖,其中所述盖可以在载玻片上关闭,使得载玻片被载玻片处理仪器完全封闭,膜粘附到所述下半部,其中所述膜包括适合于从安装在载玻片上的生物样品提取生物材料的基底,其中所述膜还粘附到所述上半部,从而关闭一个或多个载玻片上的盖将膜压在一个或多个生物样品上,空间,该空间是当盖的载玻片处理仪器的盖开放时的空间,因此可以通过手动或自动或机器人的方式将载玻片放置在仪器内部,该载玻片处理仪器的密封机构,其中密封机构可以通过机械,液压或电气方式或施加真空来密封仪器和压在载玻片上的膜。进一步的实施方案公开了载玻片处理系统,其中该系统还包括定时机构,该定时机构控制通过密封机构密封载玻片处理仪器的时间段,该载玻片处理系统,其中当通过密封机构密封载玻片处理仪器的时间段结束时,该定时机构激活听觉或视觉信号,载玻片处理系统,其中对提取的生物材料进行分析包括将提取的生物材料存放在桌面平台内的一个或多个单独容器上或与桌面平台对接的另一台仪器中。

这些和其他优点可以由例如用于从一个或多个生物样品提取生物材料的载玻片处理系统提供。该系统包括桌面平台,其中所述桌面平台包括通过铰链机构连接的上半部和下半部,所述下半部形成用于放置一个或多个载有生物样品的载玻片的台架,所述上半部形成盖,其中所述盖可以在一个或多个载玻片上关闭,使得所述载玻片被桌面平台完全封闭,该膜附接至所述盖,其中所述膜包括适合用于从安装在载玻片上的生物样品中提取生物材料的基底,并且其中关闭一个或多个载玻片上的盖将膜压在一个或多个生物样品上,用于桌面平台的密封机构,其中该密封机构可以通过机械,液压或电气方式或施加真空来密封平台和压在载玻片上的膜。

这些和其他优点可以由例如用于从一个或多个生物样品提取生物材料的盒处理系统提供。该系统包括桌面平台,其中所述桌面平台包括通过铰链机构连接的上半部和下半部,所述下半部形成用于放置一个或多个容纳生物样品的盒的台架,所述上半部形成盖,其中所述盖可以在一个或多个盒上关闭,从而盒被桌面平台完全封闭,用于桌面平台的密封机构,其中,密封机构可以通过机械、液压或电气方式或通过施加真空来密封平台和盒。

这些和其他优点可以由例如用于从生物样品提取生物材料的试剂盒提供。该试剂盒包括:载玻片,其中可以将生物样品安装在载玻片上;盒,其中可以将生物样品附着在载玻片上以形成单个单元;膜,其中盒可预加载膜,所述膜包括适合于从生物样品中提取生物材料的基底。

这些和其他优点可以通过例如从生物样品提取生物材料的方法来提供。该方法包括:将生物样品安装在载玻片上,将载玻片附接至包含预装载膜的盒,其中膜包含适合于从生物样品中提取生物材料的基底,将膜压在已安装于载玻片上的生物样品上,结束将膜压在安装于载玻片上的生物样品上,通过使用附着在膜上的拉片从盒上移除膜,从已经粘附在膜上的生物样品中提取生物材料。

这些和其他优点可以由例如用于从生物样品提取生物材料的盒提供。盒包括预先装载在盒上的膜,其中该膜包括适合于从生物样品中提取生物材料的基底,用于将盒附接到载有生物样品的载玻片上的可调节连杆去,其中在将盒附接至载玻片之后,盒和载玻片形成单个单元,用于当将载玻片附接至盒时将膜压在安装于载玻片上的生物样品上的机构,用于当将载玻片连接到盒上时结束将膜压在安装于载玻片上的生物样品的机构,附接到膜上的拉片,其中该拉片可将膜从盒中取出。

这些和其他优点也可以通过一次性使用的盒来实现,该盒提供真空密封并包括端口,该端口能够施加真空以便将膜真空密封到盒中玻璃载玻片上的组织上。实施方案还可包括滚针,其使得能够自动地将具有组织的膜从盒中去除并且将细胞从盒外的膜上去除。

通过以下结合附图的描述,本发明的其他方面和优点将变得明显。

附图说明

在结合附图考虑以下详细描述时,本发明的上述和其他目的和优点将变得显而易见,在附图中,相同的附图标记始终指代相同的部分。

图1a是优选实施方案的视图,该一次性盒被设计为“卡”在载有生物样品的显微镜载玻片上。图1b示出了盒在显微镜载玻片上卡入到位。

图2a是另一优选实施方案的视图,该可重复使用的盒被设计成容纳已载有生物样品的显微镜载玻片。图2b示出了盒,其中载玻片被插入并容纳在盒中。图2c示出了已经发生了从载玻片上的样品中提取生物材料之后打开的盒。图2d示出了粘附有提取的生物材料的膜从盒的上半部去除。

图3a是优选实施方案的视图,该实施方案是手动操作的桌面式盒处理系统,其设计成当盒处理平台的盖关闭时,使用户能够对盒进行真空密封。图3b示出了本发明的另一实施方案,其中载有生物样品的载玻片平行放置在桌面平台上,该桌面平台设计成当盖关闭时使基底与样品接触。

图4是优选实施方案的视图,该实施方案是被设计为半自动操作的“串联”盒处理系统。

图5是优选实施方案的视图,该实施方案是可将处理盒系统设计为转盘,其中将带有组织的盒插入狭槽中,并且转盘的旋转使每个盒都被处理。

图6是优选实施方案的视图,该实施方案是通过自动过程创建和处理盒装置的盒组装系统。

图7a-7c是能够真空密封的盒的优选实施方案的视图。

图8是具有盖的盒的实施方案的透视图,该盖可以被打开或移除以容易地接近下面的膜

图9a-9d是具有带有一个或多个部件的盖的盒的优选实施方案的剖视图,盖的这些部件中的一个可以被打开或移除以使容易接近下面的膜。

图10a-10c是盒的优选实施方案的视图,能够从盒中自动去除具有组织的膜并且从膜中自动去除组织细胞。

图11示出了包括示例性癌症类型和基因突变列表的表格,针对该表格可以使用公开的发明的方法和系统来进行和改善分子测试。

图12是示例性成像系统的视图,该系统拍摄所公开发明的实施方案的盒内的膜。

图13是优选实施方案的视图,其是盒处理系统,可以被设计成转盘,其中具有组织的盒进入水平板中。

具体实施方式

根据本发明的优选实施方案呈现了用于实施本发明的一种模式,在此在图1中示出。然而,本发明不限于所描述的实施方案,并且本领域技术人员将理解,在不脱离本发明的基本概念的情况下,本发明的许多其他实施方案是可能的,并且任何这样的变通方案也将落在本发明的范围内。可以预见,可以将本发明的其他样式和配置容易地并入本发明的教导中,并且为了清楚和公开的目的,并且不通过对范围的限制,仅示出和描述一种特定的配置。

在此使用的标题仅用于组织目的,并不意味着用于限制说明书或权利要求的范围。如在本申请中通篇所使用的,单词“可以”以允许的意义(即,意味着有可能)而不是强制性的意义(即,必须)使用。本文中的术语“一个”和“一种”不表示数量限制,而是表示存在至少一个所引用的项目。

盒设计

根据本发明,盒被设计成允许以快速且有效的方式包括单个步骤来提取生物样品的期望区域。每个盒将确保基底接触组织或生物样品,基底与生物样品之间的相互作用会改变基底,从而将其聚焦在感兴趣区域上,然后激活该改变,从而使基底将选择性结合特定的组织区域、细胞和感兴趣分子(例如,来自许多其他细胞环境的癌细胞),然后提取这些组织区域、细胞和感兴趣分子。

现在参考图1a,示出了本发明的一个优选实施方案,其中已经预先装载有由用于提取生物材料的合适基底制成的膜4的盒3被设计为“卡”到已安装了生物样品2的显微镜载玻片1上。该盒与载玻片结合形成单个单元,该单元包括夹在比样品更硬的背衬和比样品不硬的密封膜之间的生物样品。如图1b所示,盒被设计成装配在显微镜载玻片上,使得膜7被压在安装于载玻片上的生物样品上。所用盒的大小可能会有所不同,以适合可用的载玻片大小。如图所示,每个盒包含膜,该膜连接到拉片5,拉片5从盒的一端延伸足够远,以允许使用者有效地抓住拉片。将盒附接到滑块的实际机制可以根据本领域中已知的方法而变化,例如塑料钩保持足够的柔性以允许在盒附接6的情况下将载玻片固定在适当位置,但是这将还可以在提取过程完成后取出盒。膜通过本领域公知的手段附接到盒上。

图1b示出了根据本发明的一种优选实施方案的盒和载玻片附接在一起。盒和载玻片压紧在一起,将载玻片上的生物样品与盒上的膜结合在一起,该膜是光学、电磁或热激活的基底,或包含允许提取生物样品所需目标区域的特定分子。当将载玻片插入盒中时,可以通过例如机械,电气或光学方式触发在盒内或从盒外部操作的机构将膜向上压在组织上的方式,将膜置于组织上。按压可以通过机械的,液压的或电气的方式或者优选地通过施加真空来完成。可替代地,在插入载玻片之后,用户可以按压盒或者可以激活按钮或开关,或者盒可以自我激活,以开始基底和组织之间的接触。在适当的时间段之后,该时间段可以由普通技术人员根据所执行的特定提取类型确定,或者通过计时器或其他方式确定,然后从载玻片上取下盒,此时生物材料也根据所使用的特定提取技术而附接到膜上。在一些实施方案中,本申请的盒装置用于表达显微解剖,该技术允许通过分子靶向获得期望的细胞或组织。

优选地,密封膜包含或已附着有光学或热活化的粘合剂。盒装置还被设计成使得生物样品区域、感兴趣的区域或分子可以随后与密封膜分离。舌片、手柄、一个或多个凹槽、膜的材料特性或临时或永久性地附着在密封膜上,使得很容易由使用者或用户将盒插入其中的父盒处理系统将其从样品中取出。例如,父系统或用户可以通过抓住拉片,使用适合凹槽的小销子或导向器将膜拉出或暂时粘附到柔性密封膜上表面而将其拉离的辊子来移除膜。当去除时,密封膜从生物样品中带走期望的区域、感兴趣的区域或分子,例如在表达显微解剖的情况下。然后,使用者拉动拉片以从盒中取出膜。密封膜也可以通过机械装置自动地从盒上取下,机械装置作为将盒插入其中以进行处理的较大装置的一部分。最初从载玻片中取出盒后,或者通过拉片将盒本身从盒中取出后,可以在按在载玻片顶部上的同时将膜成像。在将膜从盒中取出后,可以根据使用者的实验目的进一步分析膜,同时处置盒本身。在该优选实施方案中,盒由一次性塑料或替代的类似材料制成,它们便宜但耐用。制造盒的材料不限制本发明。盒装置还被设计成使得生物样品区域、感兴趣的区域或分子可以随后与密封膜分离。

在优选的实施方案中,选择/设计密封膜材料,使得其可以容易地溶解,或者使得其粘附可以反转,从而将生物样品的目标部分释放到形成更大的盒处理系统的部分的腔室或试管中。替代地,可通过盒处理系统内部或外部的其他装置刮擦,洗净或去除生物学区域或分子。

盒的背衬材料的示例包括但不限于玻璃、硅、聚合物、聚苯乙烯、塑料、橡胶、纸、木材、金属或合金。密封膜材料的示例包括但不限于聚合物、聚苯乙烯、蜡、橡胶、硅、硅树脂、纸、布、金属、合金、浸渍的幅材,或干燥或硬化而形成柔性、半柔性或刚性覆盖物的液体材料。

本发明不取决于盒设计的特定实施方案。例如,在一个实施方案中,盒可以仅安装在载玻片的一侧,或者在另一实施方案中,盒可以设计成在载玻片的所有角或仅在某些边缘(例如,适合载玻片的三个边缘的c形)接触载玻片。盒装置可包括刚性、半刚性或柔性层。盒可以以特定的方式成形,以使其正确地定向在特定的盒处理系统内部,包括在需要时与照明和生物样品去除机构对准。生物样品可以在盒装置的柔性、半柔性或刚性部分上朝上或朝下定向。盒装置可以仅具有最少数量的层,或者包括更多的层以减轻,改善或加速从生物样品中去除和随后处理靶标可能是有利的。

现在参考图2a,示出了本发明的一个优选实施方案,其中,盒装置10被设计成使得其将完全包围载有生物样品9的显微镜载玻片8。如图所示,盒被设计成使得显微镜载玻片将装配到盒装置的下半部14中。所用盒的大小可能会有所不同,以适合可用的载玻片大小。如图所示,每个盒的上半部13包含膜11,该膜11连接至拉片12,该拉片12从盒的一端延伸足够远以允许使用者有效地抓握该拉片。盒的上半部和下半部相互作用的装置可以根据本领域中公知的装置而变化。将盒的上半部附接到盒的下半部的实际机制并不限制本发明。例如,盒可以在一端铰接,从而盒的上半部可以从其在载玻片上方的位置向上卡住,或者可以设计盒,以使载玻片的上半部可以完全从载玻片的下半部分拆卸下来。不管盒的上半部与盒的下半部相互作用的方式如何,载玻片均牢固地容纳在盒的下半部中。膜通过本领域公知的方法附接到盒的上半部。

图2b示出了根据本发明的一个优选实施方案的盒和载玻片附接在一起。在该优选实施方案中,载玻片15完全被容纳在盒16内,使得不能从周围环境接近它。盒和载玻片压紧在一起将载玻片上的生物样品17与盒上的膜结合在一起,该膜是光学、电磁或热激活的基底,或包含允许提取生物样品所需目标区域的特定分子。在通过例如机械,电气或光学方式触发盒内将膜向上压在组织上的机构来将载玻片插入盒的下半部后,可以将膜置于样品上。按压可以通过机械的,液压的或电气的方式或者优选地通过施加真空来完成。可替代地,在插入载玻片之后,用户可以按压盒或者可以激活按钮或开关,或者盒可以自我激活,以开始基底和组织之间的接触。

图2c示出了在提取完成并且盒的上半部20已经从盒的下半部升高或分离从而可以按照本发明的一个优选实施方案去除膜21之后的盒18和载玻片19的下半部。在可以由普通技术人员根据所执行的特定提取类型来确定的适当的时间段之后,该时间段,然后将盒的上半部从载玻片上抬起,这时生物材料22也将根据使用的特定提取技术而附接到膜上。然后,使用者拉动拉片23以从盒的上半部去除膜。

可以在按压载玻片顶部时或在通过拉片将膜本身从盒中取出后对膜进行成像。图2d示出了借助于拉片23从盒的上半部20移除的膜21。然后可以将膜放置在如图所示的试管、样品瓶或其他合适的容器中。在将膜从盒的上半部去除之后,可以根据用户的实验目标进一步分析膜,同时盒本身可以重新使用或处置。在该优选实施方案中,盒可以由可重复使用的塑料或替代的类似材料制成,它们既便宜又耐用。制造盒的材料不限制本发明。

实施方案提供了将公开的基底、盒和一种或多种盒处理仪器插入标准诊所或病理实验室工作流程中的装置。具体地,我们公开了用于将标准病理载玻片以手动,半自动,自动或通过机器人装置插入公开的盒和盒处理仪器中的方法、装置和系统。我们进一步公开了用于向系统和仪器提供附着有材料(提取和纯化的组织、细胞、分子、蛋白质、核苷酸)的基底以用于进行基因筛选、蛋白质筛选、药物或疗法筛选的方法、装置和系统,以及建议患者诊断(例如,通过基因筛查,通过自动计算机视觉或成像和软件处理以评估形态并诊断疾病),建议和跟踪患者的随访以及建议或选择患者治疗的系统和方法。后续的筛选和诊断步骤可以通过与我们公开的载玻片和盒处理仪器相连的仪器进行,例如,让载玻片和盒处理仪器向下游dna分析仪器提供纯化的材料。可替代地,可以将两个系统合并为一个可以同时完成两个或更多个任务的仪器。

这些和其他优点可以通过例如分析从受试者提取的生物材料的方法来提供。该方法可以从受试者获取或获得一种或多种生物样品,将生物样品转移至一个或多个载玻片或一个或多个盒,其中生物样品已经安装在一个或多个载玻片上,或者一个或多个盒已经附接到一个或多个载有生物样品的载玻片上,以使盒和载玻片形成单个单元,将所述一个或多个载玻片或一个或多个盒插入到用于处理所述一个或多个载玻片或一个或多个盒的仪器中,从一个或多个载玻片或一个或多个盒上的生物样品中提取生物材料,将从一种或多种生物样品提取中的生物材料存放到单独的容器中,将单独的容器插入用于纯化生物材料的装置中,生物材料包括组织、细胞、核苷酸或蛋白质,其中用于纯化生物材料的仪器和装置集成为单个单元或作为对接的分离单元存在,并将经纯化和提取的生物材料转移至分析装置,其中分析装置可以进行包括遗传或蛋白质分析在内的分析。

盒处理系统

盒处理系统可以“并行”或“串行”运行,从而可以将带有患者组织的一个或多个载玻片放置到一个父装置中。现在参考图3a,示出了一个优选实施方案,其中,通过“并行”盒处理系统处理盒,该“并行”盒处理系统被设计为手动操作。这样的“并行”盒处理系统可以被设计为可以是正方形、矩形或任何其他合适形状的桌面平台。如图所示,该系统被设计成允许将包含生物样品的手动组装的盒24放置在为此目的而设计的“华夫铁式”桌面平台25中。然后,该平台配备有铰接的盖26,该盖被密封在盒上,并且通过本领域已知的标准方法施加真空以密封盒。盒处理系统可以配备有计时器以控制施加真空的时间。通过平台发出的光或声音,可以提醒用户真空密封过程的完成。然后,使用者可以打开铰链的盖,并手动取出盒并取出膜,以根据使用者的需要进行进一步的处理/分析。铰接盖可以被设计成包含例如光源或热源,其可以用于激活生物材料的粘附以提取到每个盒中所包含的膜上。

在这样的实施方案中,带有患者组织的一个或多个载玻片可以例如通过将组织向上或组织向下放置到以优选的平面配置布置在盒处理系统中的容器中而存放到“华夫铁式”桌面平台中。载玻片可以手动存放,或通过狭槽和导轨,辊子,马达,其他机械方式,气动方式或机器人放置方式来存放。本发明不受盒放置在盒处理系统中的特定方式或过程是手动还是自动的限制。

图3b示出了“并行”盒处理系统的替代实施方案,其包括桌面平台25,桌面平台25配备有盖28,盖28被密封在载玻片27上。可以通过本领域已知的标准手段施加真空抽吸来密封载玻片。当盒处理系统的盖28在带有组织的载玻片27的顶部上关闭时,足够大以覆盖所有载玻片的基底膜29将与载玻片的组织接触。当盖关闭时,可以通过气动方式(例如通过空气抽吸)或通过机械方式(将基底向下压到载玻片的组织上的垫)来改善接触。应当理解,可以针对每个载玻片或盒设计确保所有样品在基底与生物组织之间充分接触的装置(例如,许多单独的压力机,每个组织样品或盒上方各一个)或可以配置为一次作用在所有载玻片或盒上(例如,一台大型压力机,其大小足以覆盖平面的盒处理仪器中的所有载玻片或盒)。还应理解,是否处理载玻片或盒并不限制本发明,并且本文公开的所有装置可被设计成与载玻片或盒一起使用。

基底也可以是袋的形式或为袋的部分。袋的底部可以粘附到例如载玻片处理仪器的底部,而袋的顶部粘附到载玻片处理仪器的盖。当盖打开时,袋也被打开,从而可以通过手动或自动或机器人的方式将载玻片或盒放置在载玻片处理仪器内。仪器关闭后,将密封袋,然后将其抽真空(除去空气)或通过机械方式压紧,以确保基底与所有载玻片或打开的盒之间有足够的接触。

在另一实施方案中,盒处理仪器可以被配置为使得存在许多基底袋,包括每个载玻片或盒一个袋或每几个载玻片或盒一个袋。应当理解,袋不必完全由基底材料制成,而仅袋中将与组织或生物样品接触的部分应当由可以与感兴趣的组织区域或分子结合的基底制成。

应当理解,上述“并行”盒处理仪器可以以许多不同的配置来配置,例如,盒或载玻片或其他生物样品可以水平或垂直或倾斜放置,基底可以是在载玻片或盒的上方或下方,并且还有其他修改形式,对于本领域技术人员来说是显而易见的。该仪器将“并行”执行以下步骤:将基底紧贴在载玻片上或盒中或盒上的组织上。基底将通过与生物样品的相互作用而改变,然后通过例如照明激活,从而感兴趣的目标区域粘附到基底上。激活后,将基底从基底上的提取的/所需的组织、细胞和分子上拉离(例如,通过打开仪器的盖并将基底从组织或生物样品上剥离下来)。提取后,可以将基底存放到容器中,每个单独的容器都与单个载玻片或盒相关联,然后进行处理(提取的材料被释放,或者基底溶解),以将患者样品中所需的选定和纯化的材料存放到各个容器中,以用于在“并行”盒处理仪器或后续仪器中进行后续分析。如果在随后的仪器(例如,dna筛选仪器)中,可以通过机械或气动或机器人的方式来实现从载玻片或盒处理仪器中转移纯化的材料。特别地,盒处理仪器和随后的仪器可以具有匹配的接口(用于样品的狭槽的相同位置),使得材料从一个仪器到另一个仪器的转移将是简单,可靠,快速和方便的。

现在参考图4,示出了一个优选实施方案,其中,盒由“串行”盒处理系统处理,该系统被设计为半自动操作。可以手动组装包含生物样品的盒30,然后将其放置在设计为将盒串行输送到真空密封装置32中的平台(例如传送带31)上。在应用真空密封过程之后,随后将盒处理系统设计成将盒从真空密封装置中移出,然后可以根据用户的需要取出膜进行进一步的处理/分析。本发明不受“串行”输送系统的设计,密封膜的方法或装置主要是手动操作还是自动操作来限制。

现在参考图5,在本发明的一个优选实施方案中,盒处理系统可以设计为转盘33,其中带有组织的载玻片或盒35进入狭槽34,并且转盘的旋转导致每个盒被处理。可以手动组装包含生物样品的盒,然后将其放置在轮盘上,该转盘设计用于将盒串行输送到真空密封装置36或具有不同密封机制的装置(例如,由盒/载玻片内部或外部的机制触发的机械按压力进行密封)。在施加真空密封过程之后,然后将盒处理系统设计为将盒从密封装置中移出,然后可以提取膜以供用户根据需要进行进一步的处理/分析。本发明不受轮盘的设计、密封膜的方法或装置主要是手动操作还是自动操作的限制。

在一些实施方案中,载玻片或盒可以被插入到盒处理系统中,该系统对盒进行照明和成像。这样的盒处理系统可以被设计为在记录这样的图像的同时有效地并且自动地处理一个或多个盒。

现在参考图6,在本发明的另一个实施方案中,可以将载玻片或盒插入到照亮盒并对其成像的父盒处理系统中,并且盒设计允许以快速和有效的方式提取生物样品的期望区域,包括在一个步骤中进行。这样的父仪器将有效且自动地处理一个或多个盒。这将确保基底接触组织或生物样品,将激活基底以选择性结合感兴趣的特定的组织区域、细胞和分子(例如,来自许多其他细胞环境的癌细胞),然后提取这些感兴趣的组织区域、细胞和分子。父盒处理系统可以设计为转盘,其中带有组织的载玻片进入狭槽,并且转盘的旋转导致每个载玻片都得到处理。

例如,可以在第一位置37,将基底放置在载玻片上的组织上并成像,在第二位置38可以激活基底,在第三位置39可以将基底从基底上的提取的/所需的组织、细胞和分子拉离,可以在第四位置40对载玻片进行重新成像,在第五位置41中,可以将基底存放在容器中并进行处理(提取的材料释放或基底溶解)以将来自患者样品的所需的选定和纯化的材料存放入容器中。带有组织样品或其他生物样品的载玻片将从一个位置移动到另一位置,从而确保转盘盒处理系统按顺序处理许多患者载玻片。然后可以在父盒处理系统中对每个样品的提取和纯化的材料进行分析(dna筛选,蛋白质分析,药物或疗法筛选或结合分析),或者可以由下游仪器或系统手动或自动提供。

纯化的材料从载玻片或盒处理仪器到另一后续分析仪器的转移可以通过机械或气动或机器人的方式来实现。特别地,盒处理仪器和任何随后的仪器可以具有匹配的接口(用于样品的狭槽的相同位置),使得材料从一个仪器到另一个仪器的转移将是简单,可靠,快速和方便的。

例如,可以通过用于分析从受试者提取的生物材料的自动化系统来提供所公开的发明的这些和其他优点。该系统包括用于通过自动化方式从受试者获取一个或多个生物样品的仪器,该仪器内的用于将生物样品转移至一个或多个载玻片或一个或多个盒中的机构,其中生物样品已经安装在所述一个或多个载玻片或一个或多个盒已经附接到一个或多个载有生物样品的载玻片上,从而使盒和载玻片形成单个单元,仪器内的用于处理所述一个或多个载玻片或一个或多个盒的机构,仪器内的用于从一个或多个载玻片或一个或多个盒上的生物样品中提取生物材料的机构,仪器内的可以控制从一种或多种生物样品中提取的生物材料存放到单独的容器中的处理器,仪器内的用于将从一种或多种生物样品中提取的生物材料存放到单独的容器中的机构,以及仪器中的以机械方式或气动方式或电气方式将单独的容器插入用于纯化生物材料(包括组织、细胞、核苷酸或蛋白质)的装置中的机构。用于纯化生物材料的系统可以集成为单个单元,也可以作为单独的单元存在,这些单元通过自动方式连接,并且该系统还可以包括用于纯化生物材料的机构,该机构将提取的生物材料机械或气动或电气地转移至分析物装置,其中分析装置可以进行包括遗传或蛋白质分析在内的分析。

盒组装系统

我们还公开了用于创建盒装置的盒组装系统。该组装系统可以是将处理盒装置的盒处理系统的部分,也可以是单独的系统。在盒组装系统中,生物样品(例如组织切片、整个组织样品、组织学切片、活检材料或样品、冷冻或固定(例如福尔马林、石蜡或乙醇固定)样品、细胞样品或细胞制剂、细胞涂片、细胞学制剂和生物膜通过压印、滚动或其他类型的施加压力,通过收缩密封或通过其他机械或化学方法而附着到盒背衬上。组装系统接收生物样品,将其定向到盒背衬上或将盒背衬定向到生物样品上,然后通过上述方式产生并密封盒。

盒也可以与提供给用户的试剂盒中提供的必要试剂组合。例如,盒组装系统可以接收生物样品、盒材料(例如背衬、膜等)以及试剂盒中提供的任何必要试剂(例如光学、电磁或热活化分子、化学药品、生物分子、液体或固体试剂、配体、抗体、融合分子、聚合物、可视化剂、蛋白质、dna、mrna、酶、脂质、碳水化合物等),然后对其进行处理,以制成组装好的盒装置。试剂盒中的盒材料和试剂一起将提供所有必需的材料,以从生物样品中提取所需的一个或多个区域或分子。

后盒处理分析

载玻片或盒由“串行”或“并行”盒处理仪器处理,该仪器将针对每个样品提取和纯化来自患者样品的基因(dna、mrna等)、蛋白质、癌细胞或其他材料/分子。在该过程之后,为了将组织、细胞和分子的提取和纯化与遗传和蛋白质筛选整合在一起,将使用本领域已知的方法对纯化的材料进行核苷酸或蛋白质筛选。

例如,在盒处理仪器中处理后,纯化的样品将自动或以机器人方式存放到样品瓶或试管中,来自每个样品的纯化材料存放到单独的样品瓶或试管中。在转盘“串行”配置中,样品瓶或试管可以位于转盘下方,一旦提取并纯化了每个样品,就将其存放到样品瓶或试管中。

类似地,在“并行”载玻片或盒处理仪器中,例如,载玻片或样品瓶或其他容器将被放置在每个载玻片或盒的下方,纯化的材料将存放在其中。在一个优选的实施方案中,来自每个载玻片或盒的纯化的材料将被存放到一个样品瓶或容器中。然后,使用当前已知的方法或将来的方法,分析遗传物质,例如筛选一种或多种特定基因或基因片段或dna或mrna序列的存在与否。同样,也可以使用已知方法或未来方法对蛋白质或其他材料进行筛选,定量或分析。此类分析可以在同一仪器内完成,也可以在下游仪器内完成。如果是在下游仪器中,我们将公开这两个仪器之间的接口设计,以实现可靠,快速和方便的材料传输。例如,仪器可以设计为两层操作,一层进行提取,另一层进行分析阶段。

例如,dna分析可以在置于载玻片或盒分析仪器下方的仪器中进行,其中样品瓶或试管(每个均填充有来自单个样品的纯化材料)将掉落或以机械或气动或电气方式滴下放到dna筛选仪器中。两个仪器的载玻片/盒和样品瓶/试管(或其他容器)的空间布置相同,从而使材料从一个仪器到另一个仪器的转移变得方便,无错误,简单且快速。应当理解,其他实施方案也是可能的,例如,材料的转移可以是水平的而不是垂直的,以某种角度可以通过机械方式或通过其他方式实现向上而不是向下的转移。

本发明还公开了将生物样品纯化与针对患者的药物或疗法的筛选和选择整合的方法。如上所述,将纯化的材料(例如组织、细胞、核苷酸、蛋白质或其他生物物质)提供给同一仪器的另一部分或随后的仪器。然后使用已知方法,针对纯化的物质比针对未纯化的物质更有效地筛选药物或疗法。例如,在每个样品瓶、试管或其他容器中(在一个优选实施方案中,每个患者样品一个容器),可以进行已知或将来的药物选择筛选。药物或疗法与纯化材料的结合或活性可通过每个容器进行测试。

将纯化的患者材料提供给活细胞培养物,测试活细胞中核苷酸的表达,或对已经与来自每个患者样品的纯化材料组合的活细胞进行药物和疗法筛选也是有利的。

例如,可以将来自患者的癌症基因掺入活细胞中,进行表达,然后针对药物或其他疗法进行测试。将来自单个患者样品的不同材料存放到多个容器和活细胞培养物中(例如,将患者癌症基因放入带有细胞的一个样品瓶中,将患者免疫细胞放入第二个样品瓶中,以测试药物是否可以调节患者的免疫反应以更好地杀死表达该患者癌症基因的细胞)可能是有利的。因此,本发明还公开了将来自一种样品的材料存放到多个不同容器中的仪器。例如,在设计有两层的仪器中,一层用于提取,另一层用于分析,每个载玻片/盒的分析层可以提供多达三个或更多不同的样品瓶,用于存放提取的生物材料以进行进一步分析。

相反,本发明还公开了将来自多个样品的材料存放到一个容器中,例如,用于进一步的材料富集(例如,来自同一患者的5张载玻片的癌细胞的dna全部存放到一个样品瓶中,以提供该患者的更多的dna)。计算机程序和软件可以跟踪哪些样品在哪里。射频(rf)标签、彩色标记、机械标签或其他已知或将来的方式也可以用于标记和跟踪盒、样品瓶和试管,以提供额外的跟踪层以了解哪些样品在哪里。

这些和其他优点可以通过例如从生物样品中纯化和提取生物材料以进行科学分析的方法来提供。该方法将一个或多个载玻片或一个或多个盒插入用于处理所述载玻片或盒的仪器中,其中生物样品已经被安装在一个或多个载玻片上,或者一个或多个盒已经被附着到一个或多个在其上已经安装了生物样品的载玻片上,以便盒和载玻片形成单个单元,从一个或多个载玻片或一个或多个盒上的生物样品中提取生物材料,其中提取可以通过手动,自动或仪器内的机器人装置来进行,将用于提取生物材料的单独容器的放置与仪器内每个载玻片或盒的放置对齐,将提取的生物材料存放在一个或多个单独的容器中,将单个容器插入用于纯化生物材料的装置中,生物材料包括组织、细胞、核苷酸或蛋白质,将单独容器内的提取的生物材料进行纯化,通过机械、气动或电气方式将纯化和提取的生物材料转移到分析装置,其中各个容器中的提取的生物材料可用于分析装置进行分析,分析装置可以进行包括图像分析在内的分析,显示从图像分析获得的医学信息,其中医学信息通过网络连接传递到计算机数据库。进一步的实施方案公开了图像分析包括显示诊断和治疗信息,图像分析包括通过网络连接链接到包含在计算机数据库中的信息,该计算机数据库包括来自与疾病相关的形态学、遗传筛选、蛋白质筛选或生物分子的信息,图像分析包括访问能够显示医学信息的计算机代码,其中所述医学信息包括诊断或治疗信息,图像分析包括显示其他度量,包括1)具有表示癌症类型并且会与基底结合并且使得可见的表达抗体的细胞百分比,以及2)与该类型癌症相关的基因,图像分析包括显示分层信息,其中所述分层信息包括有关形态学、基因或活细胞反应的信息。

分层成像

在癌症和其他疾病中,患者诊断的很大一部分是观察组织和细胞的形状和颜色(组织/细胞形态)。本发明公开了通过提供组织样品的提取前和提取后图像,以及在组织图像上覆盖核苷酸和蛋白质以及其他分子信息来改善形态学分析的方法。在公开的载玻片和盒处理仪器中,将提供一个或多个高分辨率相机和软件。一个或多个相机将在每个阶段为所有样品拍摄高分辨率照片。第一幅图像可能类似于临床和病理实验室已经常规使用的形态学(组织学)图像(例如,h&e染色剂或其他染色剂或未染色)。一旦去除了感兴趣的组织(例如癌细胞或其他疾病细胞),便会拍摄去除的和剩余的组织的照片或图像。

然后,可以将被去除的组织的位置(例如,癌症的位置)准确地显示给临床医生或病理学家,覆盖在每个患者样品的原始图像上。这将为临床医生/病理学家提供附加信息(例如,确切的癌症位置以及在载玻片上取样的区域),并且将有助于诊断和随后的治疗选择。此外,图像分析可以估算从样品中去除的生物材料的数量,并且该信息可以更好地决定下游检测的数量和/或类型(例如,如果对大量组织进行了采样,则软件可以确定有足够的细胞材料可用于众多下游测试,而仅对少量组织进行采样(仅用于单个测试)。

当收集附加信息,例如该患者的癌细胞中存在哪些癌症基因时,该信息也可以以有用的方式覆盖在图像顶部(作为透明色,作为动画层,作为三维分层图像,作为可点击的图像,或通过其他已知的或未来的方式(将在视觉上提供有效信息)。这将进一步提高诊断和治疗能力。现在,临床医生或病理学家将能够查看哪些基因存在于何处,例如,从而更好地诊断和选择治疗方法。

例如,这将允许更好地估计患者的肿瘤程度。蛋白质、抗体和其他信息也可以覆盖在图像上。还可以覆盖进一步的附加信息,例如,当该区域中的基因在细胞中表达时,该药物也能够治疗那些细胞。将为从业者提供丰富的信息,这些信息可用于诊断和治疗患者-例如,他们可以看到哪些药物将对肿瘤的哪个区域有用,从而选择可以治疗整个肿瘤的药物组合或聚焦药物于患者肿瘤的侵袭性成分。

本领域技术人员将认识到,存在许多其他实施方案,各种遗传筛选,各种药物筛选,各种视觉呈现,其等同于本文呈现的那些。将患者样品纯化与遗传、蛋白质和药物分析相结合,并将数据提供给临床医生和病理学家,可以极大地改善患者的诊断和治疗。

本发明进一步公开了自动图像处理以建议诊断和治疗。与疾病有关的细胞的形状和颜色在一定程度上是已知的。与疾病有关的基因和蛋白质概况也开始被人们所了解,并且在将来将被更好地了解。

本发明公开了如上所述的用于存储,检索组织样品的图像并将组织样品的图像与用于形态学、基因筛选、蛋白质筛选和与疾病数据库相关的其他生物分子的数据库耦合的仪器,并且公开了将向医生建议诊断和治疗选择的软件。

例如,如果患者组织样品的图像显示出可能与癌症相关的形状,但是细胞的形状和颜色不足以诊断出癌症,我们将公开增加其他指标,例如:1)具有表示癌症且可与我们的基底结合并使得可见的表达抗体的细胞百分比,以及2)与该类型癌症相关的基因。自动向临床医生提供形态学、抗体和癌症的基因证据,将提示癌症的可能性更高,并使软件可以建议诊断癌症。同样,例如将来自形态、基因和活细胞反应的信息分层,也可能建议进行疗法。如果临床医生可以看到肿瘤的侵袭性部分具有某种类型的基因,并且当这些基因在细胞中表达时,它对某种药物反应良好,则表明该药物可能是该患者的可行治疗选择。

数据处理,患者记录

本发明公开了标签(例如,颜色、rf标签、机械标签、电标签等)以及用于自动样品和数据管理的软件和硬件。在一个实施方案中,每个载玻片或盒将用样品或患者特定的标识符标记。从那时起,在过程的每个步骤中,将通过标签和软件来跟踪样品的位置、状态和处理。仪器和软件中的读取器将在组织提取之前和之后将图像(例如形态照片)分配给每个样品。提取的和残留的组织图像将被拍摄并与之前的图像相关联。当纯化的材料存放到样品瓶、试管或容器中时,将在软件和硬件中跟踪该容器。

还将再次通过容器上的标签和软件来跟踪随后的分析(遗传筛选,蛋白质筛选,药物或疗法筛选,活细胞培养筛选),以跟踪哪些筛选适用于哪些原始样品。当来自基因和药物筛选的信息叠加到组织样品的原始图像上时,这些信息也将通过软件进行跟踪并存储在数据库中。临床医生或病理学家将能够查询过程的任何部分-他们将能够在任何阶段提取和检查任何图像或数据。

此外,在优选实施方案中,收集到的数据将自动传输到患者记录。当临床医生查看患者的记录时,将提供该患者样品的丰富分层数据。在患者样品处理之后或期间,临床医生将能够从存储的数据库远程访问此类数据。在另一个实施方案中,临床医生或病理学家将能够远程操纵执行样品纯化并收集图像和数据的仪器。

本发明进一步公开了随着患者疾病和治疗的进展对其进行随访的方法。当患者返回进行随访时,将使用链接到同一患者的患者标识符来识别其样品。患者样品的分析将如上所述进行,但此外,后续随访的数据和图像将与前次随访的数据和图像链接。原始图像和后续图像和数据将并排呈现给临床医生或病理学家,或者彼此叠加,或者作为动画,或者通过其他已知或未来的方式呈现,以便从业者可以轻松地查看患者的病情进展,并可以评估治疗是否有效。这将使临床医生能够更好地跟踪患者的预后和治疗效果,并使患者能够更好地选择治疗方法。

从业者将能够远程访问数据和图像。将软件和基底、载玻片、盒和盒处理仪器硬件与病理实验室工作流程以及现有和新兴的遗传、蛋白质和药物筛选进行集成,将可以对患者进行出色的分析、诊断、随访和治疗。与这些系统集成的软件将为临床医生和病理医生提供改善的服务,并改善患者的护理。

在使从业者可以获得患者的出色分析,诊断,随访和治疗的同时,患者也将从我们的系统中受益。还将开发从业者与患者之间的其他软件和通讯工具,不仅包括放置在电子病历中的信息,而且还向患者提供与健康有关的信息,例如治疗随访,治疗选择和疾病管理方案。

本发明进一步公开了将收集的数据和图像链接到现有疾病和病理数据库。在一个实施方案中,将收集的癌症形态学图像和重叠的遗传标记与现有的细胞形态学数据库(例如,癌症进展评分测试)和癌症的遗传标记进行交叉引用。搜索算法将为临床医生或病理学家提供与癌症数据库中相关命中(相似细胞形态,共享遗传标记)的链接。因此,当临床医生或病理学家查看患者记录时,我们公开的系统将不仅提供覆盖有遗传信息和潜在药物反应指标的组织样品形态,还将根据已知的癌症数据库对该形态和遗传概况进行评分。

其他指示/整体使用

在上文中,已经在很大程度上提供了针对癌症的说明性示例。然而,本领域技术人员会认识到,相同的方法对于癌症以外的其他疾病和病理也有用。我们公开了将上述方法用于其他疾病或病理学,包括具有遗传易感性或成分的疾病或病理学。

所公开的集成硬件和软件系统将从患者的样品开始,并且将在一个自动化的整体系统中,对该样品进行从初始安装到纯化再到基因和药物筛选的整个过程。它将为从业者提供集成的,自动化的工作流程,在一个实验室中使用一套仪器即可完成从最初的患者样品到最终的疾病诊断和疗法筛查的全过程。结果将自动与患者记录相关联,可远程和实时访问,并允许通过随后的随访来监测患者对疗法的反应。

进一步改进

进一步的实施方案向本文所述的盒添加压力密封和膜剥离、浸渍、消化和加热。实施方案包括一次性使用的盒,该盒既能够进行压力密封(前端)又可以进行膜剥离、浸渍和消化(后端)。

本文描述的盒的实施方案允许组织和膜之间的真空密封。现在参考图7a-c,示出了盒101和从组织样品103提取生物样品的过程的实施方案。每个这样的盒接受玻璃载玻片104(例如,通常用于安装人类活检样品的75mm×26mm玻璃载玻片),其上存在组织样品103。当盒101被夹紧关闭时,膜102放在组织上并在转移膜102与空气出口107之间提供气密空间。盒101具有端口107,该端口107能够向盒内部施加真空并且是气密性的,以实现真空密封。当插入到例如盒处理系统的仪器中时,盒处理系统然后通过盒中存在的端口107施加真空。该真空将膜102压在组织103上,以确保组织和膜之间的良好的热接触。盒内部包括膜和密封件,使盒处理系统可以施加真空,而不必依靠外部真空源,例如食品袋和食品封口机。

在一个实施方案中,如图7a-7c所示,每个盒可以容纳一个带有组织的玻璃载玻片(见图7a)。盒101夹紧关闭以将膜102放置在组织103的顶部上,并在膜和右下角的出口107之间提供气密空间(见图7b)。盒处理系统通过出口107抽真空,该真空将膜102压在组织上(见图7c)。这消除了对诸如食物袋和真空封口机的外部封口机的需要。盒101的底部中有无色的(透明的)窗口105,以允许光闪烁到盒中并到达组织和膜。

能够容易地将能够施加例如0.8或更大的真空大气压的足够压力的真空泵集成到盒处理系统中。盒可轻松打开和关闭,良好的真空密封以及将闪烁的光线有效地传输到膜。实施方案可以包括在盒内部的袋囊,该袋囊接受玻璃载玻片并且与盒一起打开和关闭以提供气密密封。

参考图8,示出了盒的实施方案的透视图。盒101a具有基座110,基座110包括底板111和顶板112。在基座110内部是容器114,该容器114容纳载玻片104,在该载玻片104上布置有组织103。顶板112可以通过铰链或铰链机构连接到底板111。盒101a包括覆盖容器114的盖106。盖106可以从顶板112移除或打开。图8示出的实施方案示例性地示出了可以从顶板112移除的盖106。在顶板112的前侧(其是铰链机构的相对侧),基座110可以具有凹槽或开口108以及可以围绕容器的唇部109a。盒101a接收载有组织103的载玻片104。膜102布置在盖106的下表面上。当膜102被放置为覆盖载玻片104时,膜102的边缘或附接到膜边缘的拉片可以设置在开口108中,从而在将组织上的生物样品提取到膜上之后,可以很容易地去除膜(参见图9b和图9d)。

盒101a的基座可以具有容器,以接受载有人类或动物组织103的玻璃载玻片104。容器下方的区域具有透明窗105,该透明窗可以全部或部分由透明材料(例如玻璃或透明塑料)组成,从而使系统或装置可以将光投射到整个盒中并到达玻璃载玻片和组织。在容器的唇部109a处,或者以其他方式围绕容器(例如,在唇部上方或下方),可以存在例如由一些可变形材料制成的垫圈113,当在两个表面之间按压时,垫圈113提供良好的真空密封。盒的盖106可具有面向下的唇部或突出部109b,使得当通过机械,半机械,手动或机器人方式关闭盖时,在盒的基座、可变形垫圈和盖之间形成真空密封。盒基座、垫圈和盖的这种组合物在带有组织的玻璃载玻片周围提供真空密封的腔室,还可以具有至少一个端口。该端口可以位于盒的基座中,盒的盖中,也可以位于盒的前,后或侧面的垫片上的开口中。将盒放置在仪器或装置内部时,此端口会密封,以防止与空气泵的连接,从而可以从盒中密封的容器中排出空气。空气的这种去除导致膜向下压在玻璃载玻片上的组织上。进一步公开的是,盒的基座和盖可以设计成膜形成真空密封容器的顶部,并且该容器基本上在六个侧面上由作为底部盒的基座、作为侧面垫圈的四个壁、作为顶部的膜构成,完全封闭带组织的玻璃载玻片。因此,当将空气从端口中抽出时,膜会受到真空的挤压,从而覆盖玻璃载玻片顶部的组织,并且在各处均会在膜和玻璃载玻片顶部的组织之间产生良好的接触。在施加闪光之后,膜已经被激活并且组织的期望部分(例如所有肿瘤细胞)被附着到膜上。然后可以通过机械,半机械,手动或机器人的方式打开盒。盒的盖可以具有一个或多个部件,并且盖的部件之一可以打开或可以移除,以提供对膜的容易接近。然后可以通过机械的,半机械的,手动的或机器人的方式去除膜,例如可以使用附接到膜的突片将膜剥离。

参考图9a-9d,示出了在膜已经被激活之后用于访问膜的系统和方法。盒101a的盖106可以具有一个或多个可以手动,半手动,通过自动方式或机器人方式打开或移除的部件。这样做可以提供对下面的膜的增加的容易接近,从而可以通过例如拉片去除膜102。也可以通过其他方式去除膜,包括通过手动,半手动,自动或机器人方式。在一个实施方案中,如图9a-9d所示,盒101a接收带有组织103的载玻片104(见图9a)。盒101a夹紧关闭以将膜102放置在组织103的顶部上(见图9b)。膜或连接到膜的拉片的边缘可能向外突出,超出盒。但是,如上所述,当关闭盖时,在盒的底部、可变形垫圈和盖之间形成真空密封。可以通过出口107施加真空,该真空将膜102压在组织103上(见图9c)。从组织103中提取出诸如靶细胞之类的生物材料之后,将盖106打开,并将具有生物材料的膜102从盒101a中移除(见图9d)。

现在参考图10a-10c,示出了用于自动释放膜中的细胞或从膜中去除细胞的系统和方法。该自动处理系统具有滚针201,该滚针201设置在盒101b的、位于盖106下方的边缘。盒101b接受载有组织103的玻璃载玻片104,并且当将盒101b夹紧关闭时,膜102放置在组织103上并在转移膜102与空气出口107之间提供气密空间。盒101b具有端口107,该端口107使得能够向盒内部施加真空并且是气密密封的,以实现真空密封,如参照图7a-7c所述。在使用中,本文所述的实施方案可从组织样品中提取靶细胞用于下游精确分子测试。可以使用任何免疫组织化学(ihc)染色剂,与非靶标细胞相比,将靶标细胞染成深色(步骤1)。在临床上每天都使用这种染色剂,并且有许多染色剂可用。在接收到载有组织样品103的载玻片104并将膜102放在组织103上之后,滚针201可以按压膜102的边缘。盖106紧紧闭合,以按压滚针201,并且通过出口107施加真空。该真空将膜102压在组织103上,以确保组织和膜之间的良好热接触。在将膜压到存在组织103的载玻片上之后(步骤2),使灯泡202闪烁(步骤3,见图10a)。深色染色剂吸收光并局部加热并使膜融化,结果使膜仅粘附在染色的细胞上。然后,使用滚针201将膜剥离(步骤4,参见图10b),并在溶液203中释放膜102上的细胞(步骤5,参见图10c)。整个过程简单,快捷,并以高特异性和高效率回收靶细胞。

图10a-10c所示的系统和方法可以用于使此处描述的步骤4和5自动化。在仪器中的灯泡202闪烁以通过盒101b底部的透明窗105点亮以将组织103中的靶细胞结合到膜102上之后,滚针201将转移膜102从载玻片104上剥离下来。剥落的膜可能包裹滚针。该滚针不会破坏膜102与真空端口107之间的气密密封,因为该针位于膜上方。所示的实施方案在盒中使用滚针和一次性使用的预填充锯齿样品瓶204,以从膜释放收集的材料。如图所示,在通过盒底部的透明窗使光线闪烁以将靶细胞结合到膜上后(参见图10a),应用滚针201将膜102从载玻片104上剥离(参见图10b)。添加该滚针不会破坏膜与真空端口之间的气密密封(参考图7a-7c进行讨论),因为该针位于膜上方。仪器(自动处理系统)平移并旋转针(灰色箭头)以轻轻地卷起膜。将其上已卷有膜的滚针插入到一次性使用的预填充样品瓶204中(请参见图10c)。将该样品瓶(和盒)一次性使用,可以避免患者样品之间被污染的任何可能性。将滚针上下移动并使其相对于样品瓶的锯齿状边缘旋转,以使膜破裂并使预填充的消解缓冲液203渗透到膜的所有部分中,以释放靶细胞(参见图10c)。也可以施加轻微的热量(例如55℃或其他选定的温度)。一旦浸软和消化完成,可以通过底部的样品瓶出口205排出现在包含靶材料的流体(见图10c)。

在一个实施方案中,盒使用单个移动部件,即滚针,以实现从膜释放细胞所需的所有步骤。由于针是一次性盒的部分(自动化系统仅抓住针的底部,而不会接触膜),并且由于预填充的锯齿样品瓶也是一次性使用的,因此没有从一个患者样品到另一个患者样品发生交叉污染的机会。而且,样品瓶很小,不比针和膜大很多,这减小了缓冲液的体积,并向下游仪器提供了浓缩的样品(以实现高信噪比)。

参照图13,在本发明的一个优选实施方案中,盒处理系统400可以被设计为转盘401,其基座或狭槽水平地布置。在示例性实施方案中,带有活检组织的载玻片402可以直接放置在固定到转盘401的例如八个基座403中的一个基座中。消耗品由包括盖、膜和框架的三个部件制成。这些可以在供应商处组装并可以发送到实验室。组件可以放置在已经包含载玻片的基座403的顶部。具有窗口和垫圈的基座403可以固定到转盘401上,但是可以移开以进行维修。转盘的旋转导致每个盒都需要处理。可以将包含生物样品的盒或基座放置在转盘上,该转盘设计用于将盒串联输送到真空密封装置404中。在应用了真空密封工艺之后,然后将盒处理系统400设计为将盒输送出密封装置,然后可以提取膜以供用户根据需要进行进一步的处理/分析。

本文公开的方法和系统可以部分地用于进行和改进分子测试。激活膜以从组织样品中提取靶区域、靶细胞(例如肿瘤细胞)、靶细胞细胞器,可以纯化实现或改善分子测试所需的分子。例如,从玻璃载玻片上的组织样品中提取癌细胞为下游的分子检测提供了纯化的癌细胞(例如,用于乳腺癌的oncotypedx测试或neogenomics分子测试或许多其他类似测试)。从样品中提取癌细胞会增加与癌症有关的dna、rna或蛋白质的信号(信号增加),并减少与癌症无关的信号(因为较少的非癌细胞提供给分子测试,因此较少噪声)。因此,本文公开的方法和系统可以为分子测试提供更多的材料以使它们能够进行,并且可以提高测试的质量和成功率(例如,通过提高信噪比)。特别地,公开的用于组织样品纯化的系统和方法可用于实现和改善针对遗传癌症、针对癌症生物标记物、针对个性化医药的分子测试结果(基于测量肿瘤或疾病部位的遗传或蛋白质组学特征选择治疗癌症或其他疾病的药物或疗法)。

参考图11,示出了包括可以使用公开的发明的方法和系统进行和改善分子测试的示例性癌症类型和基因突变列表的表。

所公开的发明的方法和系统可以用于癌症和疾病的分子测试,所述癌症和疾病可以包括但不限于:急性淋巴细胞白血病(all),急性髓细胞白血病(aml),肾上腺皮质癌,儿童时期肾上腺皮质癌,艾滋病相关癌症,卡波济肉瘤(软组织肉瘤),艾滋病相关淋巴瘤(淋巴瘤),原发性中枢神经系统淋巴瘤(淋巴瘤),肛门癌,阑尾癌,星形细胞瘤,非典型类畸胎/类瘤,皮肤基底细胞癌,胆汁导管癌,膀胱癌,骨癌(包括尤文氏肉瘤和骨肉瘤以及恶性纤维组织细胞瘤),脑肿瘤,乳腺癌,支气管肿瘤,伯基特淋巴瘤,类癌(胃肠道),未知原发性癌,心(心脏)瘤,中枢神经系统,非典型畸胎瘤/大戟样瘤,胚胎肿瘤,生殖细胞肿瘤,原发性中枢神经系统淋巴瘤,宫颈癌,胆管癌,脊索瘤,慢性淋巴细胞性白血病(cll),慢性粒细胞性白血病(cml),慢性骨髓增生性肿瘤,结肠直肠癌,颅咽管瘤,皮肤t细胞淋巴瘤,原位导管癌(dcis),胚胎肿瘤,中枢神经系统,子宫内膜癌(子宫内膜癌),膜上皮细胞瘤,食管癌,鼻腔神经胶质瘤(头颈癌),尤文肉瘤(骨癌),颅外生殖细胞瘤,性腺外生殖细胞瘤,眼癌,眼内黑素瘤,视网膜母细胞瘤,输卵管癌,骨纤维组织细胞瘤,恶性和骨肉瘤,胆囊癌,胃癌(胃)癌,胃肠道类癌,胃肠道间质瘤(gist)(软组织肉瘤),生殖细胞瘤,性腺外生殖细胞瘤,卵巢生殖细胞瘤,睾丸癌,妊娠滋养细胞疾病,毛细胞白血病,头颈癌,肝细胞(肝)癌,组织细胞增多症,朗格汉斯细胞,霍奇金淋巴瘤,下咽喉癌(头颈癌),眼内黑色素瘤,胰岛细胞瘤,胰腺神经内分泌肿瘤,卡波济肉瘤(软组织肉瘤),肾脏(肾细胞)癌,朗格汉斯细胞组织细胞增生症,喉癌(头颈癌),白血病,嘴唇和口腔癌(头颈癌),肝癌,肺癌(非小细胞和小细胞),淋巴瘤,男性乳腺癌,骨和骨肉瘤的恶性纤维组织细胞瘤,黑素瘤,黑色素瘤,眼内(眼),默克尔细胞癌(皮肤癌),间皮瘤,恶性,转移癌,隐匿性原发性鳞状鳞癌(头颈癌),nut基因改变的中线癌,口腔癌(头颈癌),多发性内分泌肿瘤,多发性骨髓瘤/白细胞瘤,霉菌病(淋巴瘤),骨髓增生异常综合征,骨髓增生异常/骨髓增生性肿瘤,骨髓性白血病,慢性(cml),骨髓性白血病,急性(aml),骨髓增生性肿瘤,慢性,鼻腔和鼻旁窦癌(头颈癌),鼻咽癌(头颈癌),神经母细胞瘤,非霍奇金淋巴瘤,非小细胞肺癌,口腔癌,唇和口腔癌和口咽癌(头颈癌),骨肉瘤和骨恶性纤维组织细胞瘤,卵巢癌,胰腺癌,胰腺神经内分泌肿瘤(胰岛细胞瘤),毛细血管瘤(儿童喉癌),副神经节瘤,鼻旁窦和鼻腔鼻癌(头颈癌),甲状旁腺癌,阴茎癌,咽癌(头颈癌),嗜铬细胞瘤,垂体瘤,浆细胞瘤/多发性骨髓瘤,胸膜肺母细胞瘤,妊娠和乳腺癌,原发性中枢神经系统(cns)淋巴瘤,原发性腹膜癌,前列腺癌,直肠癌,复发癌症,肾细胞(肾脏)癌,视网膜母细胞瘤,横纹肌肉瘤,唾液腺癌(头颈癌),肉瘤,尤因肉瘤(骨癌),卡波济肉瘤(软组织肉瘤),骨肉瘤(骨癌),软组织肉瘤,子宫肉瘤,塞氏综合症(淋巴瘤),皮肤癌,小细胞肺癌,小肠癌,软组织肉瘤,皮肤鳞状细胞癌,鳞状颈癌隐匿性原发性,转移性(头颈癌),胃部癌(胃癌),t细胞淋巴瘤,皮肤癌,睾丸癌,咽喉癌(头颈癌),鼻咽癌,口咽癌,下咽喉癌,胸腺癌和胸腺癌,甲状腺癌,肾盂和输尿管的移行细胞癌(肾脏(肾细胞)癌),输尿管和肾盂的移行细胞癌(肾脏(肾细胞))癌,尿道癌,子宫癌,子宫内膜,子宫肉瘤,阴道癌,血管肿瘤(软组织肉瘤),外阴癌,肾母细胞瘤和其他儿童肾脏肿瘤。

本文公开的方法和系统可以使用多个ihc(免疫组织化学)染色剂。本文公开了通过ihc染色剂吸收的光使活化膜与组织中的靶区域或细胞结合。这些ihc染色剂可以是任何常用的用于将组织中的靶区域和细胞与非靶区域和细胞区分开的染色剂。特别是遗传性癌症或具有遗传成分的疾病的染色剂。

染色剂的实例包括但不限于a-1-抗胰凝乳蛋白酶(多克隆),a-1-抗胰蛋白酶(多克隆),acth(多克隆),肌动蛋白,肌肉特异性(hhf35),肌动蛋白,平滑肌(1a4)小鼠单克隆抗体,肌动蛋白肌(huc1-1)一抗,alk(d5f3)cdx分析,alk1(alk01)一抗,甲胎蛋白兔多克隆抗体,雄激素受体(sp107)兔单克隆一抗,膜联蛋白a1(mrq-3),抗s100p(16/f5)小鼠单克隆一抗,精氨酸酶1(sp156),兔单克隆一抗,基础细胞鸡尾酒(34βe12+p63),50,基础细胞鸡尾酒(34βe12+p63),250,bca-225(cu-18),bcl-2(124)小鼠单克隆一抗,bcl-2(sp66)兔单克隆一抗,bcl-6(gi191e/a8),β-连环蛋白(14),bg8,路易斯(f3),bob.1(sp92),brafv600e(ve1),c-kit(9.7)一抗,c-myc(y69)兔单克隆一抗,c3d兔多克隆抗体,c4d(多克隆),c4d(sp91),ca-125(oc125),ca19-9(121sle),钙黏着蛋白17(sp183),兔单克隆一抗,降钙素(多克隆),降钙素(sp17),兔单克隆一抗,卡尔德斯蒙(e89),钙蛋白1(ep798y),钙调蛋白(sp65)兔单克隆一抗,碳酸酐酶ix(ep161)兔单克隆一抗,caveolin-1(sp43)兔单克隆一抗,cd1a(ep3622),cd2(mrq-11),cd3(2gv6)兔单克隆一抗,cd4(sp35)兔单克隆一抗,confirm,cd5(sp19)兔单克隆一抗,cd7(sp94)兔单克隆一抗,cd8(sp57)兔单克隆一抗,cd10(sp67)兔单克隆一抗,cd13(sp187)兔单克隆一抗,cd14(epr3653)兔单克隆抗体,cd15(mma)小鼠单克隆,一抗,cd16(sp175)兔单克隆一抗,cd20(l26)一抗,cd21(2g9),cd21(ep3093),cd22(sp104)兔单克隆一抗,cd23(sp23)兔单克隆一抗,cd25(4c9),cd30(ber-h2)小鼠单克隆一抗,cd31(jc70),cd33(sp266)兔单克隆一抗,cd34(qbend/10)一抗,cd38(sp149)兔单克隆一抗,cd43(l60)小鼠单克隆一抗,cd44(sp37)兔单克隆一抗,cd45(lca)(2b11&pd7/26),cd45,lca(rp2/18)一抗,cd45r(mb1),cd45ro(uchl-1)一抗,cd56(123c3)小鼠单克隆一抗,cd56(mrq-42),cd57(nk-1),cd61(2f2),cd63(nki/c3),cd68(kp-1)一抗,cd71(mrq-48)小鼠单克隆抗体,cd79a(sp18)兔单克隆一抗,cd99(o13)小鼠单克隆一抗,cd138/syndecan-1(b-a38),cd163(mrq-26),cdx-2(epr2764y),cea(cea31)小鼠单克隆抗体,cea(tf3h8-1)一抗,嗜铬粒蛋白a(lk2h10)一抗,cldn18(43-14a)分析,iv型胶原(civ22),cox-2(sp21),cyclind1(sp4-r)兔单克隆一抗,细胞角蛋白(35betah11),细胞角蛋白(ae1)一抗,细胞角蛋白(cam5.2)小鼠单克隆一抗,细胞角蛋白5(sp27)兔单克隆一抗,细胞角蛋白5/6(d5/16b4)小鼠单克隆一抗,细胞角蛋白5/14(ep1601y/ll002)兔和小鼠单克隆一抗,细胞角蛋白7(sp52)兔单克隆一抗,细胞角蛋白8和18(b22.1和b23.1),细胞角蛋白10(sp99)兔单克隆一抗,细胞角蛋白14(ll002),细胞角蛋白14(sp53)兔单克隆一抗,细胞角蛋白17(sp95)兔单克隆原发抗体,细胞角蛋白19(a53-b/a2.26),细胞角蛋白20(sp33)兔单克隆一抗体,结蛋白(de-r-11)一抗,桥粒芯蛋白3(5g11)小鼠单克隆一抗,dll3(sp347)分析,dog1(sp31)兔单克隆抗体,e-钙粘蛋白(36)小鼠单克隆一抗,e-钙黏着蛋白(ep700y),egfr(3c6)一抗,egfr(5b7)兔单克隆一抗,egfre746-a750del(sp111)兔单克隆一抗,egfrl858r(sp125)兔单克隆一抗,ema(e29)小鼠单克隆一抗,ep-cam(ber-ep4),上皮相关抗原(moc-31)小鼠单克隆一抗,erg(epr3864)兔单克隆一抗,雌激素受体(er)(sp1)兔单克隆一抗,雌激素受体(er)(sp1)兔单克隆一抗,ezh2(sp129)兔单克隆一抗,因子viii-rag.(多克隆),因子xiiia(ac-1a1),因子xiiia(ep3372),成束蛋白(55k-2),fitc白蛋白一抗,fitcc1q一抗,fitcc3一抗,fitc纤维蛋白原一抗,fitciga一抗,fitcigg一抗,fitcigm一抗,fitckappa一抗,fitclambda一抗,滤泡树突状细胞,foxa1(2f83)小鼠单克隆一抗,foxp1(sp133)兔单克隆一抗,fsh(多克隆),半乳糖凝集素-3(9c4),胃泌素(多克隆),gata3(l50-823)小鼠单克隆一抗,gcdfp-15(ep1582y)兔单克隆抗体,gh(多克隆),胶质纤维酸性蛋白(gfap)(ep672y),胰高血糖素兔多克隆一抗,glut1兔多克隆抗体,谷氨酰胺合成酶(gs-6)小鼠单克隆一抗,糖皮质激素a(ga-r2),磷脂酰肌醇蛋白聚糖3(1g12),磷脂酰肌醇蛋白聚糖3(gc33)小鼠单克隆一抗,颗粒酶b(多克隆),ha分析,hbme-1(hbme-1),hcg(多克隆),幽门螺杆菌幽门螺杆菌(sp48)兔单克隆一抗,幽门螺杆菌(sp48)兔单克隆一抗,血红蛋白a(sp212)兔单克隆一抗,肝细胞特异性抗原(och1e5),her-2/neu(4b5)兔单克隆一抗,hgal(mrq-49)小鼠单克隆抗体,人类平衡核苷转运蛋白1(sp120)兔单克隆一抗,人类胎盘乳原(hpl)(多克隆),iga(多克隆),igd(多克隆),igf-1r(g11)兔单克隆一抗,igg(多克隆),igg4(mrq-44)小鼠单克隆抗体,igm(多克隆),抑制素,α(mrq-63)兔单克隆一抗,抑制素,α(r1),ini-1(mrq-27)小鼠单克隆一抗,kappa兔多克隆抗,角蛋白(34βe12)小鼠单克隆一抗,角蛋白(ae3)一抗,ki-67(30-9)兔单克隆一抗,ksp-钙粘着蛋白(mrq-33),lambda兔多克隆原代,lh(多克隆),lmo2(1a9-1)小鼠单克隆一抗,lmo2(sp51),溶菌酶(多克隆),巨噬细胞(ham-56),乳珠蛋白(31a5),mart-1/黑色素a(a103)小鼠单克隆一抗,黑色素瘤相关抗原(kba.62)小鼠单克隆抗体,黑素瘤相关抗原(pnl2)小鼠单克隆抗体,黑素瘤三重鸡尾酒(hmb45+a103+t311)一抗,黑素体(hmb45)小鼠单克隆一抗,mitf(c5/d5)小鼠单克隆一抗,mlh1(m1),msh2(g219-1129),msh6(sp93),msln(sp74)分析,muc1(h23)小鼠单克隆一抗,muc2(mrq-18),muc5ac(mrq-19),muc6(mrq-20),mum1(ep190)兔单克隆一抗,mum1(mrq-43),髓过氧化物酶(多克隆),myod1(ep212)兔单克隆一抗,肌生成素(f5d),肌红蛋白(多克隆),肌球蛋白,平滑肌(smms-1),棉桃a(mrq-60)小鼠单克隆一级抗体,天冬氨酸蛋白酶a(多克隆),阴性对照(单克隆),阴性对照兔ig,神经生长因子受体(ngfr)(mrq-21),神经丝(2f11),嗜中性粒细胞弹性蛋白酶(sp203)兔单克隆一抗,nkx3.1(ep356)兔单克隆一抗,nse(mrq-55)小鼠单克隆一抗,oct-2(mrq-2),oct-4(mrq-10),olig2(ep112)兔单克隆一抗,p21waf1(dcs-60.2),p27kip1(sx53g8),p40(bc28)小鼠单克隆一抗,p53(bp53-11)一抗,p53(do-7)一抗,p57kip2(kp10)小鼠单克隆一抗,p63(4a4)小鼠单克隆一抗,p120catenin(98)小鼠单克隆一抗,p504s(sp116)兔单克隆一抗,泛trk(epr17341)分析,泛角蛋白(ae1/ae3/pck26)一抗,泛角蛋白(ae1/ae3/pck26)一抗,甲状旁腺激素(pth)(mrq-31)小鼠单克隆抗体,pax-8(mrq-50),pax5(sp34)兔单克隆一抗,pd-1(nat105)小鼠单克隆抗体,pd-l1(sp142)分析,pd-l1(sp263)分析,pd-l1(sp263)兔单克隆抗抗体,穿孔蛋白(mrq-23),pgp9.5兔多克隆抗体,磷脂h3(phh3),plap(nb10),pms2(a16-4),肾小球足突细胞膜黏蛋白(d2-40)小鼠单克隆抗体,孕激素受体(pr)(1e2)兔单克隆初级抗体,孕酮受体(pr)(1e2)兔单克隆初级抗体,催乳素(多克隆),前列腺特异性抗原(psa)兔多克隆一抗,psa(er-pr8),psap(pase/4lj),psma(ep192)兔单克隆一抗,pten(sp218)兔单克隆一抗,兔单克隆阴性对照ig,肾细胞癌(pn-15),ros1(sp384)兔单克隆一抗,s100(4c4.9)一抗,s100(多克隆)一抗,sall4(6e3)小鼠单克隆一抗,平滑肌蛋白(r4a)小鼠单克隆抗体,生长抑素(多克隆),sox-2(sp76),sox-10(sp267)兔单克隆一抗,sox-11(mrq-58)小鼠单克隆一抗,血影蛋白(rbc2/3d5),突触素(mrq-40)兔单克隆抗体,突触素(sp11)兔单克隆一抗,t-bet(mrq-46)兔单克隆抗体,tag-72(b72.3),tdt(多克隆),tfe3(mrq-37)兔单克隆一抗,tff3(7f1.21)小鼠单克隆一抗,胸苷磷酸化酶(p-gf.44c)小鼠单克隆一抗,甲状腺球蛋白(2h11+6e1),甲状腺转录因子1(8g7g3/1)小鼠单克隆一抗,甲状腺转录因子1(sp141)兔单克隆一抗,拓扑异构酶iiα(js5b4)兔单克隆一抗,总c-met(sp44)兔单克隆一抗,tracp(9c5)小鼠单克隆一抗,类胰蛋白酶(g3),tsh(多克隆),酪氨酸酶(t311)小鼠单克隆一抗,尿白蛋白iii(sp73)兔单克隆抗体,绒毛蛋白(cwwb1),波形蛋白(v9)一抗,波形蛋白(vim3b4)一抗,wt1(6f-h2)和zap-70(2f3.2)。

所公开的发明的方法和系统可用于心血管遗传疾病、传染病、阿尔茨海默氏病和糖尿病的分子测试。传染病可能包括但不限于疟疾、分枝杆菌病(麻风和结核病)和病毒性疾病(hiv/aids、乙型肝炎或丙型肝炎病毒)。心血管遗传疾病可包括但不限于遗传性心脏病,通常称为遗传性心脏病,肥厚性,限制性,致心律失常的右心室和扩张型心肌病,遗传性心律失调(例如longqt和brugada综合征),家族性心脏淀粉样蛋白和其他遗传性心脏病。

所公开的方法和系统还可以与组织学和病理学或活检成像能力相结合。特别地,可以在区域/细胞提取之前和之后对组织样品进行成像,以记录在提取区域之前和之后的组织的组织学、形态或图像。可以记录保留在载玻片上的组织,也可以对通过膜提取的组织进行成像和记录(通过在膜仍附着在盒的盖上的同时拍摄膜,或者在膜已经被去除之后拍摄,或通过减法处理,意味着膜上的图像是原始图像减去提取后剩余的图像)。常用的成像平台可以作为集成的组件,作为附加的模块或作为下游能力附接到所公开的系统和方法或与所公开的系统和方法结合。

参考图参照图12,示出了在盒101、101a或101b内部拍摄膜的示例性成像系统。成像系统301面对透明窗105放置并且连接到图像控制系统302,该图像控制系统302控制成像系统301的操作并且可以收集由成像系统301捕获的图像。成像系统可以包括任何常用的成像平台,例如作为静像相机和摄像机。

为了说明和描述的目的,已经给出了本发明的特定实施方案的前述描述。它们并不旨在穷举或将本发明和使用方法限于所公开的精确形式。显然,根据以上教导,许多修改和变化是可能的。应当理解,可以根据情况提示或为了方便而设想各种省略或等效物的替换,但是在不背离本发明权利要求的精神或范围的情况下,各种省略或等效物的替换旨在覆盖本申请或实施方式。

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