用于生物样本的处理和成像的系统和方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明涉及分子病理学，并且更特定地涉及用于处理生物样本并且对其成像的系统和方法。
[0002]生物样本用于分析和诊断目的，例如在分子水平诊断患病组织。例如组织切片或组织微阵列(TMA)等生物样本典型地用形态染色来染色或用显微镜人工分析生物标记。备选地，采集组织的图像以供后续分析或比较。在施加第一染色剂并且对其成像后，可施加一个或多个系列或连续染色剂或生物标记并且可再次分析组织。然后可比较两个或更多系列图像。单个染色周期可包括在组织上施加染色剂(抗体)、对于合适时间孕育染色剂、冲洗掉染色剂来减少背景荧光、对玻片成像以及漂白掉染色剂的步骤。在一个或多个样本用多个染色剂染色的复用应用中，可需要相继染色、冲洗和漂白周期。例如在复用应用中，组织可需要用多个分子探针来染色以定量或定性地研宄蛋白质表达或空间分布。从而，总操作时间大体上是这些步骤中的每个所需要的时间之和乘以施加的染色剂的总数量。
[0003]染色过程典型地使用容易出错的耗时人工技术来进行。此外，例如显微镜等图像采集单元在处理样本以用于成像的时间期间通常是闲置的。相似地，在对样本进行成像时，例如染色装置等样本处理装置可保持闲置。在其中在样本与另一单元在一起的时间期间使图像采集单元或图像处理单元闲置的实例中，过程的总时间可明显增加。
[0004]因此，期望的是提供以增强的吞吐量和减少的闲置时间来处理生物样本并且对其成像的系统和方法。还期望的是提供减少人工干预和与系统的部件的闲置时间关联的总成本的自动过程。
【发明内容】
[0005]用于处理第一和第二多个样本并且对其成像的方法包括:处理来自该第一多个样本的至少一个样本；对来自第一多个样本的所述至少一个样本进行成像，而也能够同时处理来自第二多个样本的至少一个样本；以及对来自第二多个样本的所述至少一个被处理样本进行成像。
[0006]用于处理多个样本并且对其成像的自动方法包括处理至少一个样本同时对另一个或多个样本进行成像，其中处理包括染色、冲洗、漂白、应用成像溶液(solut1n)、可选地应用盖玻片、可选地去除盖玻片或其组合。
[0007]在一个实施例中，用于处理多个样本并且对其成像的系统包括:样本处理单元，配置成处理多个样本中的一个或多个；图像采集单元，在操作上耦合于样本处理单元；和样本运送单元，配置成将多个样本中的一个或多个传输到样本处理单元、图像采集单元或两者，其中所述系统配置成处理来自多个样本的至少一个样本同时对来自多个样本的另一个样本进行成像。
【附图说明】
[0008]当参照附图(其中在所有图中相似的符号代表相似的部件)阅读下列详细描述时，本发明的这些及其它特征、方面和优势将变得更好理解，其中:
图1是用于处理生物样本并且对其成像的示例系统的框图；
图2是用于处理设置在样本台上的相应流动格(flow cell)中的生物样本并且对其成像的示例系统的框图；
图3是示例样本运送单元的示意表示，该示例样本运送单元配置成同时处理多个样本并且相继对其成像，其中样本运送单元包括传送带；
图4是示例样本运送单元的示意表示，该示例样本运送单元配置成同时处理多个样本并且相继对其成像，其中样本运送单元包括可移动臂和样本接收部分；
图5是包括两个不连续部分的示例样本台的示意表示；
图6是用于同时处理样本并且相继对其成像的示例方法的流程图；
图7是用于同时处理样本并且相继对其成像的示例方法的详细流程图；
图8是用于处理两个或更多样本组并且对其成像的示例方法的流程图；以及图9是用于处理两个或更多样本组并且对其成像的示例方法的详细流程图。
【具体实施方式】
[0009]实施例涉及用于处理生物样本并且对其成像的分子病理学系统和方法。这些系统和方法可用别的方式减少或消除与样本处理单元、图像采集单元或两者关联的闲置时间。在某些实施例中，用于处理生物样本并且对其成像的系统和方法可自动化。在这些实施例中，系统和方法可在最小操作者干预的情况下操作，例如通过减少或消除传递样本(例如，流动格内的组织样本)的需要。
[0010]为了更清楚且简明地描述要求保护的本发明的主旨，对特定术语提供下列定义，这些术语在下列描述和附上的权利要求中使用。在整个说明书中，特定术语的例证应视为非限制性示例。
[0011]如本文使用的，术语“生物样本”指从生物受检者获得的样本，其包括体内获得或体内的生物组织或流体源的样本。这样的样本可以是但不限于与哺乳动物(其包括人类)隔离的组织、部分、流体和细胞。在一些实施例中，生物样本包括结肠组织切片、正常乳房组织、前列腺癌、结肠腺癌、乳房组织微阵列、乳房TMA或正常前列腺。组织切片可包括单部分或单片组织样本，例如从组织样本切下的组织或细胞的薄切片。在一些实施例中，如果本文公开的方法可用于关于两个或更多不同的靶向物(target)分析组织样本的相同切片(在形态或分子水平)，可取组织样本的多个切片并且对其分析。在一些实施例中，可在形态和分子水平两者分析组织样本的相同切片。组织切片(如作为生物样本而采用但不限于生物样本)可具有在小于大约100微米的范围内、在小于大约50微米的范围内、在小于大约25微米的范围内或在小于大约10微米的范围内。
[0012]如本文使用的，术语“探针”指包括结合剂、信号发生剂或两者的试剂。在一些实施例中，探针的结合剂和信号发生剂在单个实体(例如，能够结合靶向物的放射或荧光分子)中体现。在备选实施例中，结合剂和信号发生剂在离散实体(例如，能够结合靶向物的一次抗体和能够结合该一次抗体的被标记二次抗体)中体现。
[0013]如本文使用的，术语“结合剂”指可非共价地结合到生物样本中的一个或多个靶向物的生物分子。结合剂可专门结合到靶向物。适合的结合剂可包括天然或改性钛、蛋白质(例如，抗体、亲和体(affibody)或适体)、核酸(例如，多聚核苷酸、DNA、RNA或适体)、多糖(例如，凝集素、糖)、脂类、酶、酶底物或抑制剂、配体、受体、抗原、半抗原及类似物中的一个或多个。适合的结合剂可根据要分析的样本和可用于检测的靶向物来选择。
[0014]如本文使用的，术语“信号发生剂”指能够使用一个或多个检测技术(例如，光谱测定、量热、光谱或视觉检查)来提供可检测信号的分子。可检测信号的适合的示例可包括光信号、电信号或放射信号。在一个示例中，信号发生剂可包括发光团、荧光团或两者。
[0015]如本文使用的，术语“发光团”指证明发光的化合物，其包括化学发光、生物发光、磷光和光致发光。代表性示例包括但不限于发光氨、光泽精、9，10-二氢吖啶、B 丫啶酯和二氧环丁烧(d1xetane)以及焚光团。
[0016]如本文使用的，术语“荧光团”指这样的化合物，其在通过暴露于特定波长光而激发时发射光(在不同波长)。荧光团可从它们的发射剖面或“颜色”方面描述。绿色荧光团(例如Cy3、FITC和俄勒冈绿)可以它们大体上在515 — 540纳米范围内的波长的发射为特征。红色荧光团(例如得克萨斯红、Cy5和四甲基罗丹明)可以它们大体上在590 - 690纳米范围内的波长的发射为特征。荧光团的示例包括但不限于4-乙酰胺基 _4’ -异硫氛酸苗-2, 2’ 二横酸(4-acetamido_4’ -1soth1cyanatostilbene-2, 2’ disulfonic acid)、吖啶、吖啶和吖啶异硫氰酸脂的衍生物、5-(2-氨基乙基)萘胺-1-磺酸(5-(2' -aminoethyl)aminonaphthalene-l-sulfonic acid) (EDANS)、4_ 氨基-N-[3-乙稀磺酰基)苯基]萘酰亚胺 _3，5 二磺酸盐(4-amino-N-[3_vinylsulfonyl)phenyl]naphthalimide-3, 5 disulfonate)(荧光黄 VS)、N_(4_ 苯胺基-1-萘基)马来酰亚胺(N-(4-anilino-l-naphthyl)maleimide)、氨基苯甲酰胺、亮黄、香豆素、香豆素衍生物、
氨基 _4_ 甲基香豆素(7-amino-4-methylcoumarin) (AMC，香豆素 120)、7_ 氨基-三氟甲基香豆素(7-amino-trifluoromethylcouluarin)(氯杀鼠灵 151)，酸性红(cyanosine)；4’，6- 二脒基-2-苯基 B引噪(4，, 6-diaminidino-2-pheny I indole) (DAPI)、5，,5〃 -二溴邻苯三酸横駄(5，, 5〃 -dibromopyrogallol-sulfonephthalein)(溴邻苯三酸红)、7_ 二乙基氨基_3_(4’ -异硫氰酸苯脂)4-甲基香豆素(7-diethylamino_3-(4’ -1soth1cyanatophenyl) 4-methylcoumarin)、4, 4’ 二异硫氢脂-苗-2, 2’ - 二横酸(4，4’ diisoth1cyanatodihydro-stilbene-2, 2，-disulfonic acid)、4, 4，- 二异硫氢苗 _2，2，- 二横酸(4, 4' -diisoth1cyanatostilbene-2, 2' -disulfonic acid)、5_[二甲基氨基]萘-1-横酰氯(5-[dimethylamino]naphthalene-l_sulfonyl chloride) (DNS,丹横酰氯)、曙红、曙红的衍生物(例如曙红异硫氰酸酯)、赤藓红、赤藓红的衍生物(例如赤藓红B和赤藓红异硫氰酸醋)、乙啶、焚光素和衍生物(例如5-羧基焚光素(5-carboxyfluorescein)(FAM),5-(4, 6- 二氯三唑-2-基)氨基荧光素(5_(4，6-dichlorotriazin_2-yl)aminofluorescein) (DTAF)、2，7’ - 二甲氧基-4，5’ - 二氯-6-羧基焚光素(2，7’ -dimethoxy-4’ 5’ -dichloro-6-carboxyfluorescein) (JOE)、焚光素、焚光素异硫氰酸醋(FITC)、荧光胺衍生物(与胺反应时的荧光));IR144 ;IR1446 ;孔雀绿异硫氰酸酯；4-甲基伞形酮(4-methylumbelIiferone);邻甲酸酞；硝基酪氨酸；副品红；酸红，B-藻红蛋白；邻苯二甲醛衍生物(与胺反应时的荧光)；芘和衍生物，例如芘、芘丁酸和琥珀酰亚胺1-芘丁酸；活性红4 (Cibacron.RTM.亮红3B-A);罗丹明和衍生物，例如6-羧基-X-罗丹明(6-carboxy-X-rhodamine) (R0X)、6_ 羧基罗丹明(6-carboxyrhodamine) (R6G)、刚丝胺罗丹明B磺酰氯、罗丹明(Rhod)、罗丹明B、罗丹明12