用于核型分析的细胞样本的受控印刷的制作方法_4

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的膜,其从连续滚筒进给。
[0124]正位移泵120可包括注射器泵,但是也可以使用其他直流流体源。注射器泵120通过第一供给线150和开关阀145液压联接至流体存储器116或与流体存储器116流体连通。注射器泵120从流体存储器116吸出流体130并通过也与开关阀145连通的第二供给线152将其提供至分配头128’或朝向分配头128’提供。
[0125]注射器泵120在注射器桶162内具有可移动活塞118。注射器泵120通过注射器泵驱动器142操作,注射器泵驱动器142包括,例如,步进电机和相关的导螺杆,以在注射器筒162内延伸并缩回活塞118。本领域的技术人员将容易地理解,当活塞118缩回时,流体130通过开关阀145从存储器116抽取到注射器泵120中。当活塞118再延伸时,流体130被迫使经由第二供给管152从注射器桶162流动至分配头128’中,于是其通过分配头128以液滴的形式喷射至目标基片111上。
[0126]在一个实施方式中,流体130包括分配至基片111上的试剂或细胞样本。由此,存储器116、泵筒162、分配器128以及供给线150和152填充有待分配的流体130。当大量相同的试剂待被分配至基片111上时,该装置可以是特别有利的。例如,可期望制造大量的基片,其中每个具有用于进行核型分析处理的均匀分布的相同细胞样本。
[0127]在另一实施方式中,流体130包括背衬试剂,例如蒸馏水,并且分配仪器108以抽吸/分配模式操作。在该实施方式中,分配器128用于从源储存器175抽吸预定量的试剂、相对于基片111可移动地运输该试剂、计量预定量的试剂并将抽吸的试剂分配至基片111上或分配至基片111中。随着开关阀145打开,通过缩回或缩减泵活塞118来抽吸试剂以沿供给线152创建降低的压力或部分真空,从而经由其上适当的尖端205或喷嘴从源储存器175将试剂抽取至分配器128中。在某些实施方式中,该相同处理可在更小的规模上重复以混合试剂,尤其是可沉淀出溶液以提供相对同质的细胞悬液的细胞,然后该相对同质的细胞悬液可被抽吸并且随后分配至基片111上。如将理解的,可能必需按照顺序重复步骤中的一些或所有步骤,以形成期望的细胞阵列和/或分配期望的细胞样本为诊断分析作准备,例如,在细胞阵列形成之后在其上进行核型分析。
[0128]控制器114可监督分配头128’、平台112、X_Y_Z运动以及注射器泵120的操作。具体地,控制器114可协调并控制步进电机123、124、125和注射器泵驱动器142中的每个的运动,以及分配阀204的打开和闭合,从而以实时分配的模式在基片111上的预定位置处精确地计量并分配试剂的量。根据需要,控制器114还可以控制并协调来自源储存器175的试剂或细胞样本的混合和抽吸。软件程序可与控制器114接合以引导用于不同操作模式和不同应用的混合、分配和抽吸。用户定义的文本文件优选地例如,从值或模板的电子数据表生成,具有用于细胞样本的多个用户定义的分配体积以及相应的混合、抽吸和分配操作的协调的列表。控制器114可与软件程序协作使用该文本文件以精确地控制并协调分配仪器108的操作。
[0129]在某些实施方式中,分配系统或仪器108以“实时”模式操作,其并不停止分配头128’和/或平台112的运动。为了适应该实时分配而不牺牲准确性、精确性或可重复性,控制器114计算用于每个分配周期的相位调整。例如,考虑其预期的轨道,相位调整例如提前或延迟阀门204打开以及闭合的定时,使得试剂或细胞样本的分配的液滴到达基片111上的预定位置(或在期望的偏移位置处)处。
[0130]本领域的技术人员将理解,除了其他方面以外,必要的或期望的相位调整的幅值将取决于多个系统输入和输出参数以及行为特性,包括期望的滴状物偏移(如果有的话)、分配头喷嘴205与基片111的表面之间的垂直距离、分配头128’和/或基片111相对于彼此的速率和/或加速度、分配的液滴的速率、环境温度和湿度以及其他受控制的和/或不受控制的因素。虽然这些参数或特性中的某些可分离并研宄,使得其在必要的相位调整上的影响可公平地预测,但是在某些情况下可以既不分离也不预测其他参数或特性。在这种情况下,如果需要的话,可在生产之前或生产期间实验上确定对于给定生产设备的精确的相位调整,使得在大批量生产期间获得高度的准确性、精确性以及可重复性。
[0131]如本领域技术人员将要理解的,如果细胞阵列将用于基于核型分析的诊断,预定的分析物可以为能够用市售的染色体着色试剂染色的一个或多个染色体。用于分析细胞阵列的成像系统可以为能够检测所包括的试剂(例如染色剂或探针以及细胞样本中的染色体)之间的反应的自动化机器或显微镜。
[0132]在某些实施方式中,并且同样如上所述,分配系统或仪器108使用大体上包括与某些形式的数据存储器接合的主CPU或计算机的控制器114。具体地,控制器可被划分成五个基本子系统:主CPU,协调控制电路、存储器和逻辑电路、注射器停止计数电路以及阀点火电路。本领域的技术人员将理解每个子系统与其他子系统协同工作以同时控制和协调步进电机123、124、125、注射泵电机142以及阀分配器128,从而在基片111中或基片111上的预定位置处精确地混合、抽吸、运输、计量以及分配一定量的试剂或细胞样本,以在用于进行核型分析的基片上提供细胞样本点的实时散布。根据需要或期望,控制器114还可协调并控制洗涤/净化操作并且利用来自流体或细胞悬液存储器116的流体再次填充分配仪器。
[0133]在一些实施方式中,在通过引用并入本文的、题为“METHOD AND APPARATUS FORHIGH-SPEED MICROFLUIDIC DISPENSING USING TEXT FILE CONTROL (用于使用文本文件控制的高速微流体分配的方法和仪器)”的第US2002/0159919A1号美国专利申请公开中更充分公开的,分配仪器108配备有与计算机软件程序接合的控制器114,以引导用于系统的不同操作模式和不同应用的分配和/或抽吸。控制器114与软件程序协作使用文本文件数据,以精确地控制和协调分配仪器或系统108的操作。
[0134]用于核型分析和解析的染色体排列
[0135]根据某些实施方式,图4为实时液滴分配技术的简化的示意性视图,例如,具有一个或多个分配器或分配通道128的移动分配头128’,以在用于进行核型分析的基片111上精确且均匀地散布细胞样本点119。分配头128’以预定速率“U”移动以从基片111之上的预定高度“H”分配具有预定冲击速率“V”的细胞样本液滴115,从而形成具有预定铺展区域的细胞样本点119。
[0136]根据某些实施方式,图5为用于在用于进行核型分析的基片111上精确地散布以及铺展细胞样本排列117的线分配模式的简化的示意性俯视图。在一个实施方式中,与基片111有关的分配运动的优选模式有利地减小了完成特定分配操作的时间。一旦沿第一行执行第一线性通过,分配头128’就反转方向并沿相邻的第二行执行第二通过。与单向分配操作相比,这种双向分配有利地减小了完成分配操作需要的时间。还可以预想,对于非连续的或间歇的分配,控制器114通过将分配头128’直接分派至下一个期望目标位置或者分派至相邻的期望目标位置会加速操作,而不必完成每个连续的通过或每个中间行。
[0137]根据某些实施方式,图6为通过实时分配技术准备的用于利用细胞样本点119进行核型分析的基片111上的可调节的点间隔排列117的简化的示意性俯视图。细胞样本点的间隔和铺展是可调节的以提供排列117的均匀的、可重复的以及精确的形成。
[0138]根据某些实施方式,图7为通过实时分配技术准备的用于进行核型分析的基片111上的均匀排列的单细胞样本117的简化的示意性俯视图。有利地,这克服了相关的传统核型分析技术的许多不足。
[0139]根据某些实施方式,图8和图9为通过实时分配技术准备的、具有用于进行核型分析的染色体101的基本上均匀且离散的排列的基片111上的均匀排列的单细胞样本117的简化的示意性视图。有利地,这允许用于核型分析的染色体101的精确的、可重复的以及一致的解析。
[0140]根据某些实施方式,图10为与图8和图9的染色体排列相关的染色处理的简化的侧视图。染色试剂、液体或探针312被施加于染色体101,并且至少部分地由于基片111上的细胞样本117的染色体101的离散排列引起期望的染色排列。
[0141]图11是示出了根据本发明的某些实施方式的特征和优点的、用于与图8、图9和图10的染色处理和染色体排列相关的核型解析的显微处理的简化的侧视图。由于染色的细胞样本117’的染色的染色体101’在基片111上形成的有效的以及离散的排列,显微镜或其他成像装置314可精确地分析染色的细胞样本117’的染色的染色体101’。
[0142]本发明的实施方式的一些优点
[0143]所公开的方法的某些实施方式的一个优点为,使用自动化方法以将细胞从特定细胞样本的细胞悬液施加至基片或载片使得实验室处理更加有效。将细胞施加至载片的传统的手动方法不理想地高度可变并且使得其难以从每天以及从每个技术人员获得可重复的结果。该方法的一些实施方式使得能够以生成期望的结果的方式(例如,精确且适当地铺展用于进行核型解析的细胞样本的细胞及其染色体)使用自动化。
[0144]所公开的方法的某些实施方式的另一个优点为与其他方法相比获得了更好的结果。当使用本发明的实施方式的新颖的、独特的以及有创造性的方法时,质量铺展细胞的数量以及细胞和细胞样本的染色体在基片或载片上的散布显著地提高。
[0145]另一优点是基片或载片上的细胞和染色体的铺展可通过调整施加于基片或载片的滴状物的前进速率、间隔和体积以及数量而容易且精确地控制。
[0146]有利地,分配的液滴以预定方式在基片表面上铺展以与其他分配的点一起占据预定的区域,从而在用于进行核型分析目的的基片上形成细胞和/或染色体的均匀的、平均的、可再生的以及可重复的铺展和分布。
[0147]另一个优点是所期望的染色体铺展的质量影响随后分配的染色与染色体在何种程度上相互作用。染色体随后以容易且有效的方式有利地显示以通过显微镜、成像装置等进行解析。
[0148]其他优点包括,但不限于:分配系统相对于印刷区域的大小(长度和宽度)和位置的精确性和可重复性增强了自动化成像系统的效率;印刷区域的长度可从约Imm到约75_调整;印刷区域的宽度可从约mm到约25mm调整;基片或载片上的印刷区域的位置可从基片或载片原点关于基片或载片的长轴从Omm到约75mm调整;基片或载片上的印刷区域的位置可从基片或载片原点关于基片或载片的短轴从Omm到约25mm调整;基片或载片上的印刷区域的精确限定能够可期望地允许一个以上的样本施加于单个基片或载片;印刷在基片或载
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