專利名稱：用于檢測生物樣品中熒光信號的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及利用指向生物結(jié)構(gòu)的熒光標記對生物結(jié)構(gòu)的自 動顯微檢測。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)光學顯微鏡通常采用顯徵鏡載玻片和單個物鏡，其中生物樣品
(sample)已經(jīng)附著到該顯徵鏡載玻片，該單個物鏡用于聚焦在生物樣 品的離散區(qū)域以尋找關(guān)注的結(jié)構(gòu)，例如細胞、細胞核等。通過物鏡看到 的圖像的尺寸取決于物鏡的放大倍數(shù)和數(shù)值孔徑。相對于物鏡手動移動 顯微鏡載玻片上的試樣(specimen),從而得到多個視場。使用所記錄的 圖像細節(jié)來分析在每個視場中通過物鏡看到的關(guān)注的結(jié)構(gòu)?？梢杂孟鄼C 通過采集來存儲圖像。所述多個視場用于整體上表征該樣品。當然，對 于需要試樣的完全視圖的任何應(yīng)用來說，這個過程可能是緩慢的。
用顯微鏡必須處理許多因素，包括分辨率、對比度、聚焦深度、工 作距離、》文大倍數(shù)、齊焦性(parfocality)和齊中心性(parcentricity)。 分辨率是將圖像中的兩個點辨別為兩個點的能力。分辨率對于確定樣品 中的區(qū)別特征來說是重要的。分辨率會隨著放大倍數(shù)而減小，且通常與 物鏡的數(shù)值孔徑有關(guān)。在對圖像的評估中對比度也是必要的。對比度是 圖像中的最亮點和該圖像中的最暗點之間的差異，或者是零級相對于衍 射級的相對強度。在對比度不足的情況下，圖像可能看起來最好也不過 是"淡淺的(flat)",或者最差則不可見。傳統(tǒng)上在手動顯微鏡中通過聚光鏡光闌來控制對比度。聚焦深度是指處于焦點對準的圖像的深度。聚 焦深度隨物鏡的數(shù)值孔徑的變化以及物鏡的工作距離的變化而變化(物 鏡的工作距離增大時，聚焦深度增大)。聚焦深度的重要性在于，檢測 不到位于聚焦深度外的試樣中的對象。工作距離是指從物鏡前部到試樣 平面的距離。當物鏡改變時，不僅焦距可能改變，工作距離(特別是當 物鏡具有不同的數(shù)值孔徑時)也可能改變。保持足夠的工作距離以使得 物鏡不受試樣本身的干擾，這通常是重要的。齊焦性即指當物鏡改變時 試樣仍保持焦點對準，齊中心性即指無論使用哪種物鏡位于視場中心的 對象都保持在視場中心，齊焦性和齊中心性通常也是需要的。
已知用于輔助對樣品的顯徵分析的許多方法。例如但非限制性地，
已知某些染料對于某些細胞結(jié)構(gòu)具有親合性。因此這樣的染料可通過幫 助進 一 步闡釋這樣的結(jié)構(gòu)而被用來輔助分析。
細胞和組織的熒光顯微鏡在本領(lǐng)域是公知的。使用熒光試劑處理細 胞并使該細胞成像，這在本領(lǐng)域是公知的。已經(jīng)開發(fā)出用以在顯微鏡中 使熒光細胞成像以及提取有關(guān)這些細胞中出現(xiàn)的空間分布和時間變化
的信息。在Taylor等在American Scientist 80 (1992)， p. 322 — 335的文章 中描述了 一些所述方法及其應(yīng)用。這些方法已4皮設(shè)計和優(yōu)化成用以制備 一些試樣，用于對細胞中熒光介導(reporter)分子的分布、數(shù)量和生化 環(huán)境進行高空間和時間分辨率成像測量。可以通過落射熒光顯徵鏡 (epifluorescent microscope)來檢測熒光信號，所述落射熒光顯微鏡〗吏用 發(fā)射的熒光形成圖像(而傳統(tǒng)反射顯微鏡使用散射的照射光形成圖像)。 落射熒光顯微鏡的激勵光被用于激勵樣品中的熒光標記，從而致使該熒 光標記發(fā)射熒光。落射熒光顯微鏡的優(yōu)點是，樣品可以制備成使得熒光 分子優(yōu)先附著到關(guān)注的生物結(jié)構(gòu)，從而使得可以識別這些關(guān)注的生物結(jié) 構(gòu)。
一種用于落射熒光顯微鏡中的熒光染料為DAPI或4',6-二脒基-2-苯 基叼I哚[CAS號[28718-90-3]; SMILES結(jié)構(gòu)NC(C2=CC1=C(C=C2) C=C(C3=CC=C(C(N)=N)C=C3)N1)=N],這是一種牢固結(jié)合到DNA的熒 光染劑(stain)。由于DAPI將穿過完整的細胞膜，因此它可用于對活的 固定的細胞進行染色。DAPI采用紫外光激勵。當結(jié)合到雙鏈DNA時， 其吸收最大值可能約為358nm且發(fā)光最大值可能約為461nm。 DAPI也 可結(jié)合到RNA,不過它不具有強的熒光性。結(jié)合到RNA時，其發(fā)光偏移到約400n m 。對于希望在單個樣品中使用多個熒光染劑的顯徵鏡分析 人員來說，DAPI的藍色發(fā)光是方便的。例如，DAPI與綠色熒光分子(例 如熒光素和綠色熒光蛋白(GFP))或與紅色熒光染劑(例如TexasRed) 之間的熒光交疊非常少。其他熒光染料用于檢測其他生物結(jié)構(gòu)。
其他類型的發(fā)熒光材料用于熒光原位雜交(FISH)。 FISH方法使用 熒光標記來檢測染色體結(jié)構(gòu)。這種標記可以指向特定染色體和特定染色 體區(qū)域。這種技術(shù)可以用于識別染色體異常和基因作圖。例如，針對染 色體21的FISH探針使得可以識別具有三染色體性21的細胞，即具有 額外染色體21的細胞，該細胞是Down綜合癥的起因。包含多色DNA 探針的FISH工具包在商業(yè)上是可買到的。例如，由Abbott實驗室Vysis 部門銷售的AneuVysion Multicolor DNA Probe Kit (多色DNA探針工具 包)被設(shè)計成在中期細胞和間期細胞核中通過熒光原位雜交(FISH)在 活體外診斷測試羊水樣品中的染色體13、 18、 21、 X和Y的異常。 AneuVysion Assay (CEP 18、 X、 Y-阿爾法隨體、LSI 13和21) Multi-color Probe Panel使用CEP 18/X/Y探針檢測染色體18、 X和Y的著絲粒區(qū)域 中的阿爾法隨體序列，使用LSI"/21探針檢測l;3ql4區(qū)域以及^q22.13 至21q22.2區(qū)域。對于在從被推測為高風險妊娠的對象的羊水中所獲得 的中期細胞和間期細胞核中通過熒光原位雜交來識別和列舉染色體"、 18、 21、 X和Y,該AneuVysion工具包是有用的。由標記發(fā)射的色彩的 組合被用于確定是否存在正常染色體數(shù)目或三染色體性。
類似地，Abbott實驗室Vysis部門的UroVysiot^工具包被設(shè)計成在 疑似膀胱癌的有血尿的人的尿試樣中通過熒光原位雜交檢測染色體3、 7、 17的非整倍性和9p21基因座的缺失，由此檢測與膀胱癌的發(fā)展和演 變相關(guān)聯(lián)的染色體異常。Uro Vysion工具包包括與染色體3、 7、 9和17 上的特定區(qū)域同源的DNA探針序列的四色四探針混合物。Uro Vysion探 針混合物包括Chromosome Enumeration Probe (CEP，染色體列舉探針) CEP 3 SpectmmRed (光譜紅)、CEP 7 SpectmmGreen (光譜綠)、CEP 17 SpectrumAqua和Locus Specific Identifier (基因座專用識另寸器，LSI 9p21) SpectmmGold (光譜金)。
為了克服手動顯微鏡的費力過程，包括本發(fā)明人在內(nèi)的許多研究人 員已經(jīng)提出自動顯微鏡系統(tǒng)，用于獲取和分析顯微鏡載玻片或其他樣品 保持裝置(例如多孔板)上的生物樣品的多個圖像視圖。這種系統(tǒng)具有能夠大幅提高顯微分析的效率并除去影響樣品的顯徵分析的一些主觀 輸入的潛力。
存在許多和自動顯微鏡相關(guān)聯(lián)的困難。例如，在手動顯徵鏡中執(zhí)行 的許多功能是在人眼睛和大腦控制下通過未定義的方法來指示的。這些 功能中的每一個都需要被解決，以使得可以在具有所需的清晰度的情況 下來檢查載玻片。此外，在傳統(tǒng)手動顯微鏡中進行的許多分析涉及人基 于先前經(jīng)驗的推理。例如，顯微鏡分析人員經(jīng)常能夠?qū)⑷嗽旎虮徽`處理 的樣品部分從真實的生物結(jié)構(gòu)中辨別出來，但是在被要求用言語表述時 難以表達這種判斷的依據(jù)。此外，自動顯徵鏡要求該自動裝置能夠操作 載玻片，解釋待研究的生物結(jié)構(gòu)以及執(zhí)行該解釋所借助的規(guī)程，相對于 物鏡調(diào)整載玻片，在載玻片上的許多區(qū)域進行搜索以尋找這種生物結(jié) 構(gòu)，確定載玻片上關(guān)注結(jié)構(gòu)所在的區(qū)域，將來自結(jié)構(gòu)的期望的信號從無 關(guān)信號中處理出來，解釋信號等。
本發(fā)明人已經(jīng)意識到在實施對多個樣品(例如可被用于高處理量的顯微 分析)的自動顯微鏡時的這些及相關(guān)需求，并在本發(fā)明中解決了這些需求。

發(fā)明內(nèi)容
在各實施例中，包括 一種顯微分析方法，包括
(a) 提供自動顯微鏡，所迷自動顯微鏡包括載玻片載物臺、至少 一個物鏡、圖像捕獲裝置、用于根據(jù)規(guī)程來操作所述顯徵鏡的可編程裝 置以及用于提供分析結(jié)果的可編程裝置；
(b) 提供顯徵鏡載玻片，所述顯徵鏡載玻片在其上包含可查詢數(shù) 據(jù)和樣品，其中所述可查詢數(shù)據(jù)提供與用于分析所迷樣品的規(guī)程有關(guān)的
信息；
(c) 查詢 (interrogate) 所述數(shù)據(jù)；
(d) 將所述載玻片放置在所述載玻片載物臺上；
(e )使所述顯微鏡根據(jù)被編碼在所述可查詢數(shù)據(jù)中的分析規(guī)程來 分析所迷樣品；以及
(f)使所述顯微鏡提供表示所述樣品的分析結(jié)果。 第二， 一種用于高吞吐量顯微分析的方法，包括(a) 提供自動顯微鏡，所述自動顯徵鏡包括載玻片載物臺、至少 一個物鏡、其中包含至少一個顯徵鏡載玻片的至少一個載玻片盒、用于 根據(jù)規(guī)程來操作所述顯微鏡的可編程裝置以及用于提供分析結(jié)果的可
編程裝置；
(b) 提供多個顯微鏡載玻片，每個顯徵鏡載玻片在其上包含可查 詢數(shù)據(jù)和樣品，其中所述多個載玻片被包含在所述載玻片盒的一個或多 個中，其中所述可查詢數(shù)據(jù)提供與用于分析所述樣品的規(guī)程有關(guān)的信
息；
(c) 將第一盒傳送到適于將載玻片傳送到所述顯徵鏡載物臺的位
置；
(d) 將第一載玻片從第一盒傳送到所述顯微鏡載物臺；
(e) 查詢在所述第一載玻片上發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)；
(f) 將所述第一載玻片放置在所述載玻片載物臺上；
(g) 使所述顯微鏡根據(jù)被編碼在所述可查詢數(shù)據(jù)中的分析規(guī)程來 分析所述第一載玻片上的樣品；
(h) 使所述顯微鏡提供表示所述第一載玻片上的所述樣品的分析
結(jié)果；
(i) 如果所述第一盒中剩余有其他待分析的載玻片，則重復步驟(d) 至(h);以及
(j)如果還有其他的盒，則重復步驟(c)至(i)。 第三， 一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其確實包含計算機可執(zhí)行的用于 使用自動顯微鏡進行顯徵分析的方法的指令程序，所述自動顯徵鏡包括 載玻片載物臺、至少一個物鏡、圖像捕獲裝置、用于根據(jù)規(guī)程來操作所 述顯徵鏡的可編程裝置以及用于提供分析結(jié)果的可編程裝置， 其中所述程序包括
a) 用于查詢顯徵鏡載玻片上的數(shù)據(jù)的指令集，其中所述可查詢數(shù) 據(jù)提供與用于分析所述載玻片上所包括的樣品的規(guī)程有關(guān)的信息；
b) 用于將所述載玻片安置在所述載玻片載物臺上的指令集；
c) 用于使所述顯徵鏡根據(jù)被編碼在所述可查詢數(shù)據(jù)中的分析規(guī)程
來分析所述樣品的分析指令集；以及
d) 用于使所述顯徵鏡提供表示所述樣品的分析結(jié)果的指令集。
第四， 一種吞吐量計算機可讀存儲介質(zhì)，其確實包含計算機可執(zhí)行的用于高吞吐量顯微分析的方法的指令程序，所述方法使用自動顯微 鏡，所述自動顯徵鏡包括載玻片載物臺、至少一個物鏡、其中包含至少 一個顯微鏡載玻片的至少一個載玻片盒、用于根據(jù)規(guī)程來操作所述顯徵 鏡的可編程裝置以及用于提供分析結(jié)果的可編程裝置，
其中所迷程序包括
a) 用于將第一盒傳送到適于將載玻片傳送到所述顯微鏡載物臺的 位置的指令集；
b) 用于將第一載玻片從第一盒傳送到所迷顯徵鏡載物臺的指令集；
c) 用于查詢顯微鏡載玻片上的數(shù)據(jù)的指令集，其中所述可查詢數(shù) 據(jù)提供與用于分析所述載玻片上所包括的樣品的規(guī)程有關(guān)的信息；
d) 用于將所述載玻片放置在載玻片載物臺上的指令集；
e) 用于使所述顯微鏡根據(jù)被編碼在所述可查詢數(shù)據(jù)中的分析規(guī)程
來分析所述樣品的指令分析集；
f) 用于使所述顯徵鏡提供表示所述樣品的分析結(jié)果的指令集；
g) 用于確定所述第一盒中是否剩余有其他待分析的載玻片、如果 是則重復(b)至(f)中的指令的指令集；以及
h) 用于確定是否還有其他的盒、如果是則重復a)至g)中的指令
的指令集。
第五， 一種方法，包括獲得載玻片，所述載玻片包含有與其記錄 在一起的可電查詢的數(shù)據(jù)，并且所述載玻片上具有生物樣品； 從所述載玻片讀取所述可電查詢的數(shù)據(jù)；
根據(jù)所述可電查詢的數(shù)據(jù)確定如何使用自動顯徵鏡來掃描所述生 物樣品；
按照由與其記錄在一起的所述可電查詢的數(shù)據(jù)所指示的方式，使用 自動顯微鏡掃描所述載玻片；以及
根據(jù)所述掃描確定表示所述生物樣品的狀態(tài)的測試結(jié)果。


圖1提供給出本發(fā)明實施例中的步驟的總覽的流程圖。 圖2提供給出本發(fā)明實施例中的步驟的細節(jié)的流程圖。 圖3提供給出本發(fā)明實施例中的步驟的細節(jié)的流程圖。 圖4提供給出本發(fā)明實施例中的步驟的細節(jié)的流程圖。圖5提供給出本發(fā)明實施例中的步驟的細節(jié)的流程圖。 圖6提供給出本發(fā)明實施例中的步驟的細節(jié)的流程圖。 圖7提供給出本發(fā)明實施例中的步驟的細節(jié)的流程圖。 圖8提供給出本發(fā)明實施例中的步驟的細節(jié)的流程圖。 圖9提供給出本發(fā)明實施例中的步驟的細節(jié)的流程圖。 圖IO提供給出本發(fā)明實施例中的步驟的細節(jié)的流程圖。 圖11提供給出本發(fā)明實施例中的步驟的細節(jié)的流程圖。 圖12提供給出本發(fā)明實施例中的步驟的細節(jié)的流程圖。 圖13提供給出本發(fā)明實施例中的步驟的細節(jié)的流程圖。
具體實施例方式
參考圖1，披露了本發(fā)明實施例的主示意性流程圖。圖1呈現(xiàn)用于 一起實施對多個載玻片上的樣品的自動獲取和分析的各計算模塊的總 覽。這種載玻片集合可能起因于研究設(shè)定或者診斷設(shè)定。大量栽玻片通 過此處l皮露的自動方法被有利地檢查和分析。生物試樣、細胞或組織制
的非限制性示例。這些在本說明書中總體上稱為"樣品"或"試樣"。 一般來說，樣品包含標簽，用以輔助顯徵分析。這些標簽通常為熒光標 簽。樣品還可以包含多于一個熒光標簽，其中每個標簽具有特定的可區(qū) 分的熒光特性，特別是可區(qū)分的激勵和發(fā)射波長。為了對這種樣品進行 合適的顯微分析，將適當?shù)募顬V光器安置在照射樣品的光束中，或者 選擇具有不同波長的多個激光源其中之一，且將相應(yīng)的發(fā)射濾光器安置 在樣品和諸如相機或電荷耦合檢測器(CCD)的圖像捕獲裝置之間。在 管控對這種樣品的自動顯徵分析的過程中，計算機或類似控制裝置必須 具有描述待檢查探針的性質(zhì)的可用信息?？梢允褂弥T如條形碼或條形陣 列的可查詢編碼手段來將包括該必需信息的樣品標識以及其他樣品標 識符可以編碼在每個載玻片上。當載玻片被放置于顯微鏡中時，可查詢 編碼被讀取，且相應(yīng)的信息被傳遞到計算機或控制裝置。
從圖1看出，一旦特定載玻片被載入顯微鏡載物臺的適當位置(15)， 則通過讀取存在于該載玻片上的條形碼(20)來開始對該特定載玻片進 行分析。該條形碼包括標示將被實施的顯徵分析的性質(zhì)的信息。關(guān)于各 種分析規(guī)程的細節(jié)被存儲在數(shù)據(jù)庫中以供計算機或控制裝置參考。 一旦載玻片條形碼被讀取，則根據(jù)^:編碼在條形碼中的信息在數(shù)據(jù)庫(DB)
中識別正確的實驗規(guī)程(25)。利用現(xiàn)在可用于控制顯微鏡操作的該信 息，實施調(diào)整聚焦、優(yōu)化待掃描載玻片上的區(qū)域以提供合適的圖像的一 系列接連操作，包括對開始的低放大倍數(shù)的調(diào)整并轉(zhuǎn)到較高的放大倍數(shù) 以用于實際分析(見步驟30、 35、 40、 45和50)。該^見程涉及的各種模 塊的成功實施提供在圖1中被標記為"測試結(jié)果"的結(jié)果(55)。圖1 所示的其余的循環(huán)涉及確定在給定盒中，該盒中的最后一個載玻片是 否已經(jīng)被檢查(65, 85);以及最后一盒中的載玻片是否已經(jīng)被分析(70， 80)。當最后一盒已經(jīng)被檢查時，顯微鏡的操作結(jié)束(75)。
如圖l所示，數(shù)據(jù)橋應(yīng)用被啟動(步驟5)，以作為用于文件處理的 系統(tǒng)服務(wù)與可能正在運行的其他過程并行地運行。這種服務(wù)可以是例如 圖13所示的方法，其中啟動服務(wù)(步驟300),這可包括設(shè)定該應(yīng)用將 運行的環(huán)境和參數(shù)。在圖13的方法中，讀取諸如可由 IKoDataBridge.exe.config提供(步驟305)的配置文件(步驟310)。如果 前提條件不滿足，則在文件(諸如應(yīng)用事件日志)中記錄錯誤(步驟320)， 且該過程停止(步驟325)。如果前提條件滿足(步驟315)，例如存在源 文件夾，則執(zhí)行循環(huán)(步驟335)直到請求停止為止。在啟動該循環(huán)時， 查詢?nèi)罩疚募垣@得例如".txt"文件的文件列表(步驟340)。如果發(fā) 現(xiàn)所述文件(步驟345),則啟動另一循環(huán)(步驟350)，在該另一循環(huán)中 針對相應(yīng)的文件例如".nvc"類型的文件進行另外的檢查。所述相應(yīng)文 件的存在然后會導致對這種".iwc"文件內(nèi)的成功計數(shù)的讀取，并引起 跳過原始文件中的條目(步驟360)。在從原始文件例如".txt"文件讀 取條目(步驟365)之后，執(zhí)行有關(guān)是否發(fā)現(xiàn)完整標示器(marker)的查詢 (步驟370),據(jù)此，除去該文本文件(步驟375)。進行對更多文件的查 詢(步驟380)，從而導致對于被發(fā)現(xiàn)的每一個文件(例如".txt"文件) 而啟動該循環(huán)的返回和繼續(xù)(步驟350)。如果未發(fā)現(xiàn)更多的文件(步驟 380),則如備選路徑(步驟385， 385，)所示，該系統(tǒng)就進入基于例如 在諸如".config"的配置文件中指定的時間的休眠(步驟330)。休眠時 段(步驟330)的完成導致開始被停止的循環(huán)的繼續(xù)和返回(步驟335)。 如果在步驟370中未發(fā)現(xiàn)完整標示器，則將觸發(fā)在步驟425中執(zhí)行指定 命令。如果該執(zhí)行成功(步驟405)，則如步驟365所示，重新從例如".txt" 文件讀取條目。如果步驟425的命令執(zhí)行在步驟405不成功，則記錄條目到日志文件(例如應(yīng)用事件曰志)(步驟410),查詢錯誤類型和計數(shù) (步驟415)以及在步驟430可能的增加重試計數(shù)，從而返回到執(zhí)行步 驟C5。如在步驟415所檢查的，足夠多的錯誤或者命令重試計數(shù)可能 會導致如在步驟420那樣的通知掃描器應(yīng)用并返回到步驟350以繼續(xù)針 對另一文件例如".txt"文件的循環(huán)。如果相應(yīng)文件例如".nvc"文件不 存在(步驟355),則包含零的文件將被創(chuàng)建(步驟400)，此后該過程將 從步驟365繼續(xù)按如上那樣所執(zhí)行地發(fā)生。如果在步驟345未發(fā)現(xiàn)文件， 則會導致從文件夾(例如數(shù)據(jù)庫日志文件夾)獲取文件列表(步驟390)， 以及在步驟395中查詢列表中的文件。如果未發(fā)現(xiàn)文件，則如步驟330 所示，該服務(wù)會被置于休眠模式，或者如果發(fā)現(xiàn)了文件，則該過程會返 回到步驟350處的文件循環(huán)。
回到圖1，具有條形編碼或者其他電可讀取標記的栽玻片被裝載到 盒中(步驟IO)，該盒具有多個插槽，從這些插槽可以獲得這些載玻片。 用于分析的載玻片隨后裝載到(步驟15)自動顯微鏡中。條形碼或其他 電可讀取標記被讀取(步驟20),以通過參考數(shù)據(jù)庫來確定該載玻片上 所要求的處理類型(例如，所要求的應(yīng)用的類型)(步驟25)。自動顯微 鏡隨后基于處理需要而設(shè)法執(zhí)行用以檢測樣品中的關(guān)注對象的多個步 驟。
首先，相對于物鏡使樣品被聚焦?？梢允褂靡阎獏⒖键c來進行聚焦 (步驟30),所述已知參考點例如為載玻片邊緣，由此可以實現(xiàn)聚焦。 這樣的聚焦可以是例如圖7所示的方法，其中如果某些參數(shù)使焦點未對 準情況的標志出現(xiàn)(步驟ll),則重新定義z范圍中的聚焦深度，如果 不出現(xiàn)則終止(步驟19)。在圖7描述的方法中，為了查詢使載玻片暴 露一段時間，例如100毫秒(步驟12),此時混合(binning)模式被設(shè) 定，以覆蓋相當大的區(qū)域，例如設(shè)定為4X4 (步驟13)。然后將查詢點 設(shè)定為載玻片邊緣上的參考點，例如載玻片邊緣的頂部中間(步驟14)。 隨后執(zhí)行自動聚焦以確定Z基點(Zbase)(步驟16),即，沿著Z軸的 基點，例如位于栽玻片邊緣的頂面。從Z基點，定義z聚焦的上限(例 如距Z基點為聚焦深度的25倍)(步驟n)和z聚焦的下限(步驟18)。
返回到圖l，在聚焦之后，基于預(yù)定算法確定掃描區(qū)域(步驟35)。 例如，圖2示出根據(jù)兩種不同的基于FISH的測試的兩種不同的掃描區(qū) 域定義方案，即基于載玻片上的條形編碼或其他電可讀取標記的AneuVysion (22)和UroVysion (23)(步驟21)。這些測試的不同之處 在于應(yīng)用樣品的方式，AneuVysion樣品是以涂抹的方式^皮置于載玻片 上，而施加到UroVysion載玻片的樣品是滴下的斑滴。
如在圖2所示，如果指示的是AneuVysion測試(22)，則掃描區(qū)域 在步驟24被定義為栽玻片上的整個可掃描區(qū)域，以確定在載玻片上的 涂抹位置。如所示，按照例如在27給出的圖案中的沿著載玻片的垂直 軸的序列來進行低放大倍數(shù)域瀏覽("普查瀏覽")，以快速檢測可能候 選者(步驟26)。隨后通過高放大倍數(shù)進行對單獨的可能候選者的查詢 ("調(diào)查模式")。
如圖2進一步所示，相對于UroVysion載玻片28,對可能候選者的 調(diào)查可采用許多步驟。在步驟29,設(shè)定濾光器，以選擇性地確定來自標 簽的熒光信號(例如與樣品進行交互作用的DAPI)。將曝光值設(shè)定為預(yù) 定值(步驟31),且將相機的混合模式(不同像素的合并)設(shè)定為預(yù)定 水平，例如4X4 (步驟32),以實現(xiàn)對載玻片的迅速掃描。Z電機隨后 被定位以實現(xiàn)對載玻片上的位置的固定z位置讀取，例如設(shè)定在整個z 移動范圍的中間(步驟33)。讀取UroVysion載玻片28上預(yù)先記錄的位 置，例如，如所示的登記表(registry)的2、 8、 11和5 (步驟34)。查 詢載玻片28上的預(yù)先編程的位置域，該位置域例如包含4立置1、 2和3 (36),在步驟36使該預(yù)先編程的域處的DAPI信號成像并確定每個位 置處的平均像素值。在步驟37，為每個預(yù)先編程的位置域選擇具有最大 平均像素值的位置(上界)，在步驟38/39、 41/42和43/44反復進行上 述處理。使用被識別為具有最大平均像素值的位置定義閉合邊界(步驟 46)。隨后在如此定義的閉合邊界內(nèi)指定從所定義的邊界(例如圓)的 中心開始的低放大倍數(shù)域瀏覽序列，當序列向外螺旋時序列號增大(步 驟47)。
返回到圖l,隨后在步驟40進行低放大倍數(shù)掃描。該低放大倍數(shù)掃 描可能需要如圖3所給出的離散步驟。在步驟49，將放大倍數(shù)設(shè)定為低 的值，例如，設(shè)定為物鏡具有IOX放大倍數(shù)。然后使用例如圖5所示的 方法在步驟51確定質(zhì)量控制措施(例如物鏡的可重復性)或者其他形 式的質(zhì)量檢查。
可以使用圖5所示的實施例方法來確定物鏡的可重復性。首先，為 將被用來掃描掃描區(qū)域的每一個放大倍數(shù)水平(例如，在139所列出的10X或100X)設(shè)定混合模式。例如，如圖5所示，可以將混合模式設(shè) 定為2X2 (141)或者備選地為4X4 (142)。利用#1設(shè)定到恰當?shù)姆糯?倍數(shù)(例如在143列出的10X)的物鏡，向已經(jīng)被確定為包含可能關(guān)注 的某些特征的預(yù)先定義的位置144發(fā)送查詢。對所抓取的一個圖像執(zhí)行 自動聚焦和自動曝光(步驟146),且通過確定梯度例如光學梯度來識別 出至少一個特征(步驟147)。如果在步驟U8未確定出特征，低磁場降 至更低，并重復步驟146的自動聚焦和自動曝光。如果在步驟148確定 有特征，在步驟149核查放大倍數(shù)，通過應(yīng)用預(yù)先定義的齊焦性偏移而 將關(guān)注的特征置于中心(步驟152)，且物鏡放大倍數(shù)變到如步驟153的 100X。再次執(zhí)行自動聚焦和自動曝光(步驟154)且利用梯度尋找關(guān)注 的特征(步驟155)。隨后在用于相關(guān)性匹配的單獨的特征周圍產(chǎn)生模板
(步驟157)。物鏡隨后再次變?yōu)樵嫉奈镧R位置，圖像被抓取且基于相 關(guān)性確定與前一個圖像的偏移(步驟159)。如果該偏移是可接受的(步 驟161)且偏移連續(xù)幾次(例如三次)是可接受的(步驟162),則物鏡 的可重復性測試終止(步驟164)。如果在連續(xù)的預(yù)定的最大數(shù)目的嘗試 中可接受性沒有達到偏移可接受性(步驟163),則物鏡變回到原始的位 置(步驟158)。如果在148未發(fā)現(xiàn)特征，則可以向下移動一個低放大倍 數(shù)域(151)且在步驟146繼續(xù)該路線。
回到圖3，在步驟51確認物鏡的可重復性之后，創(chuàng)建圖像處理線程
(步驟52)。作為一個同時進行的過程，首先初始化圖像處理線程(步 驟73)，且在等待隊列中的圖像處理作業(yè)(步驟74)之后，保存圖像(步 驟76)。圖像隨后被處理，且依據(jù)算法，選4奪候選細胞核且確定每個候 選細胞核目標的x-y位置(步驟77)。根據(jù)所確定的x-y位置，基于將使 用的高放大倍數(shù)來設(shè)定查詢策略，從而使每個域的細胞核數(shù)目最大以及 使瀏覽這些細胞核候選所需的高放大倍數(shù)域的總數(shù)目最小(步驟78)。 在收到圖像時確定是否應(yīng)終止所述線程(步驟79)，如果不應(yīng)該，則圖 像處理繼續(xù)(步驟74),如果應(yīng)該，則確定終止(步驟81)，然后基于測 試篩選規(guī)4呈，例如所示的AneuVysion或UroVysion (步驟83)，按照某 一方式對域進行排序以提供所需的信息。例如，相對于AneuVysion測試
(步驟82),可以基于域中的細胞核的數(shù)量對高放大倍數(shù)域的列表進行 排序(步驟86),以及相對于UroVysion測試(步驟84)，可以基于域中 的最大的細胞核尺寸對高放大倍數(shù)域的列表進行排序(步驟87)，隨后
1終止(步驟88)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3的步驟53,在如上所述的創(chuàng)建圖像處理線程(步驟52) 之后，將該系統(tǒng)設(shè)定為用于采集圖像。首先檢查成像所需的參數(shù)，例如 磁盤空間和激活源(例如燈)。隨后，按照預(yù)定瀏覽序列次序以低放大 倍數(shù)域搜索來瀏覽樣品(步驟54)。相結(jié)合地，可以實施濾光器，例如 DAPI濾光器，用于確定細胞核標記，且將混合模式調(diào)整到合適分辨率 (步驟56)。隨后通過例如圖10所述的方法來調(diào)整低放大倍數(shù)物鏡用于 聚焦(步驟57)。
在圖IO，示出了用于調(diào)整低放大倍數(shù)聚焦的方法。首先，確定低放 大倍數(shù)域是否為序列次序中的第一個低放大倍數(shù)域(步驟232)。在步驟 236如果該低放大倍數(shù)域為該序列次序中的第一個低放大倍數(shù)域，則使 用包含z聚焦范圍(233)以及從頂部邊緣到底部邊緣的z差異(如果可 能的話)(234)的數(shù)據(jù)庫通過插值來重新計算低放大倍數(shù)域的z范圍， 所述z聚焦范圍是從"在載玻片邊緣上尋找焦點"而發(fā)現(xiàn)的；如果不是 (步驟237),則終止(步驟186)。如果該低放大倍數(shù)域不是序列次序中 的第 一個低放大倍數(shù)域，則將關(guān)注的潛在的結(jié)構(gòu)的鄰域設(shè)定為規(guī)定的數(shù) 目(步驟239),且以低放大倍數(shù)查詢每個鄰域(步驟241)以確定是否 存在一個或多個具有有效z聚焦值的鄰域(步驟244)，以及如果如此， 則取所有z聚焦值的平均值(步驟247),如果不是如此，則擴展鄰域的 數(shù)目或尺寸(步驟243)直至沒有任何可擴展的鄰居(243)為止，并發(fā) 送標志(237)以完成(186)該線。
回到圖3，在步驟58，執(zhí)行自動聚焦和自動曝光。隨后可以將混合 模式改變(步驟59)為例如如同所示的1X1，從而采集圖像，例如DAPI 圖像(步驟71)。取決于用于闡釋關(guān)注對象的測試，例如AneuVysion測 試(72)，可能需要變更其他的顯微鏡參數(shù)以闡釋這種對象。例如，可 能需要變更對從樣品所發(fā)出的信號所進行的濾波(步驟61)，以及改變 樣品的曝光值(步驟62)。 一旦采集了圖像(步驟63)，則可以使用之前 所迷的處理線程來處理該圖像(步驟64),以及一旦定位了所有的候選 者(步驟66)且查詢了每個域(步驟67)，則終止圖像處理線程(步驟 81)。
取決于所4吏用的測試#見程(例如，AneuVysion或UroVysion, 82， 83， 84),按照預(yù)定方式來操縱經(jīng)處理的圖像，例如相對于AneuVysion測試而言，基于域中的細胞核的數(shù)目對高放大倍數(shù)域的列表進行排序
(步驟86)，而相對于UroVysion測試而言，基于域中的最大細胞核尺 寸對高放大倍數(shù)域的列表進行排序(步驟87)。如果不是所有候選者都 已被定位(步驟66)且不是每個域都已被查詢(步驟67)，則可重新定 義掃描區(qū)域(步驟68， 69)。
掃描器區(qū)域的重新定義可以通過圖8的方法進行，其中選定中心點， 且從該點開始例如按照圖14所列的次序來執(zhí)行螺旋掃描技術(shù)。這種螺 旋掃描可以由步驟181的等式來定義。在這種方法中，在步驟l",獲 取沿著垂直中心線被掃描的每個域中的細胞核的數(shù)目Ny。在步驟182, 使用加權(quán)平均計算所述中心的y坐標Cy。隨后在步驟183,計算x坐標 Cx，其中載玻片的垂直中心軸位于此。然后在步驟184，定義掃描區(qū)域， 該掃描區(qū)域以(Cx， Cy)為中心且直徑約為載玻片的寬度。最后在步驟 185,在終止(步驟187)之前，為該圓內(nèi)的每個低放大倍數(shù)域分配掃描 序列號。序列號從該區(qū)域的中心開始且向外螺旋時增大。應(yīng)跳過已掃描 的區(qū)域。
一旦低放大倍數(shù)掃描區(qū)域被定義(圖1的步驟35)且已以低放大倍 數(shù)掃描了樣品(圖1的步驟40)，則可以執(zhí)行高放大倍數(shù)的掃描(圖1 的步驟45)。
髙放大倍數(shù)掃描可以采用例如圖4所描繪的方法。將物鏡設(shè)定為髙 放大倍數(shù)，且將相機增益設(shè)定為最高增益(步驟89)。隨后通過以下操 作創(chuàng)建用于髙放大倍數(shù)的成像處理線程(步驟91):首先初始化(步驟 129),等待隊列中的圖像處理作業(yè)(步驟131)，保存圖像(步驟132), 處理圖像棧(stack)(步驟133)(例如DAPI和FISH圖像)，更新高放大 倍數(shù)域概率圖(步驟134)，將關(guān)注的目標(例如細胞核)進行分類(步 驟136),以及最后在適當時結(jié)束線程(步驟137/124)并在126繼續(xù)。 可以通過在圖12所示的流程圖中所說明的方法來進行步驟134的高放大 倍數(shù)域概率圖的更新。
如所示，在步驟300,提供有關(guān)一對象(例如DAPI對象)具有相 關(guān)聯(lián)的其他關(guān)注對象(例如FISH對象)的概率的輸入以及有關(guān)每個高 放大倍數(shù)域的對象的數(shù)目的輸入。接著，計算每個高放大倍數(shù)域中具有 與關(guān)注信號相關(guān)聯(lián)的其他關(guān)注對象的關(guān)注信號(例如具有FISH信號的 DAPI對象)的數(shù)目的預(yù)期值(步驟305)。隨后根據(jù)有用對象例如DAPI對象的數(shù)目對這些高放大倍數(shù)域進行排序(步驟310)。(步驟310)，對 具有最大數(shù)目的有用對象(例如DAPI對象)的高放大倍數(shù)域進行掃描， 且對低放大倍數(shù)域的有用對象(例如DAPI對象)的概率進行調(diào)整(步 驟315)。在步驟320計算每個高放大倍數(shù)域中具有期望信號的對象(例 如，具有FISH信號的DAPI對象)的數(shù)目的預(yù)期值。
例如，可以確定相對于具有FISH信號的DAPI對象的高放大倍數(shù)
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數(shù)掃描的DAPI對象進行排序，以便減少待掃描域的數(shù)目從而在最少量 的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)足夠的有用DAPI對象。具有良好FISH信號的DAPI對象 (即，包含最大數(shù)量的有用DAPI對象的對象)可被進一步排序，以減 少高放大倍數(shù)分析所需的時間。假設(shè)高放大倍數(shù)域經(jīng)恰當處理具有FISH 對象的概率為p二m/n，每一次發(fā)現(xiàn)DAPI對象包含F(xiàn)ISH對象時，可以 將概率寫成p二(m+l)/(n+l)。每一次發(fā)現(xiàn)DAPI對象包含F(xiàn)ISH對象時， 將概率調(diào)整為p二m/(n+l)。每個高放大倍數(shù)域中的有用對象的數(shù)目的預(yù) 期值于是為DAPI對象的數(shù)目與該概率的乘積?？梢蕴暨x具有最大預(yù)期 值對象數(shù)目的高放大倍數(shù)域用于掃描。注意，可以通過對典型載玻片的 實驗以統(tǒng)計學的方式來獲得p的值。在p固定的情況下，需要仔細選擇 m (或n)的值，以使得每個對象，無論其是否具有FISH信號，都可以 對該概率調(diào)整具有恰當?shù)挠绊懸蜃印?br> 可以使用的DAPI/FISH系統(tǒng)用算法的偽碼如下所述
1. 使初始低放大倍數(shù)域質(zhì)量指標為p^mi/n^p-m/n。
2. 計算每個高放大倍數(shù)域中對象的數(shù)目的預(yù)期值并對它們進行排序。
3. 選擇對象預(yù)期數(shù)目最大的高放大倍數(shù)域。
4. 如果對象的預(yù)期數(shù)目小于Ntthl,則停止。
5. 掃描并分析所選擇的高放大倍數(shù)域。
6. 對于該高放大倍數(shù)域中的每個對象，確定其是否包含F(xiàn)ISH信號。 使n尸tii+l。如果對象包含F(xiàn)ISH信號，則m尸mi+l。
7. 如果已經(jīng)發(fā)現(xiàn)足夠的有用DAPI對象，則停止。
8. 計算新的域質(zhì)量指標p「mi/iv
9 .基于當前低放大倍數(shù)域中的其余的高放大倍數(shù)域中的域質(zhì)量指 標來更新對象數(shù)目的預(yù)期值。10.對其余的高放大倍數(shù)域進行排序并轉(zhuǎn)到3。
通過從m和n挑選恰當?shù)闹?，可以得到大量的掃描策略。對于高?大倍數(shù)掃描應(yīng)用來說，可能期望算法應(yīng)該能夠擯棄其中對象不具有FISH 信號的域。為此，可以挑選小的m值和n值(例如m二l, n=2;或者如 果想更快地擯棄域，則m二0.5， n=l)?？梢詫倫挑選為例如等于0.2 0.3。
關(guān)于步驟136中對細胞核的分類，可以由正采用的特定測試規(guī)程(例 如圖11的AneuVysion/UroVysion (209、 211、 212))來指引。例如， 在對AneuVysion測試載玻片上的細胞核進行計數(shù)時，對任一 FISH通道 中的點計數(shù)是否不含有可計數(shù)標志(步驟213)的筒單判定可用于判定 所提議的細胞核點是應(yīng)被計數(shù)(216)還是不應(yīng)被計數(shù)(214)。類似地， 在對UroVysion測試載玻片上的細胞核進行計數(shù)時，關(guān)于細胞核的分類 可以使用通道計數(shù)。例如，如果多個通道中的兩個或更多通道(例如三 個通道)具有超過兩個點(217)，則可以給出異常的分類(223),或者 如果前三個通道具有兩個點而最后的(例如，金色)通道具有零個點 (219)，則可以給出異常的分類(226)，而如果前三個通道具有兩個點 而最后的(例如，金色)通道具有兩個點(221)，則正常的分類可以產(chǎn) 生(227)。如果前多個通道中僅一個通道具有超過兩個點(218)，則分 類可以為單一增益(singlegain) (224),而如果前三個通道中至少兩個通 道具有超過一個點且金色通道中具有零個點(222),則可以給出零金色 (zerogold) (228)分類或者無類別(229)。在對每個細胞核進行分類之 后，該分類過程可終止(231)。
在創(chuàng)建圖像處理線程(步驟91)之后，采用如圖4所示方法的高放 大倍數(shù)掃描(圖1的步驟45)可以進行例如前面就圖5討論的物鏡可重 復性測試(92)。同樣地可以執(zhí)行顯微鏡參數(shù)例如磁盤空間和燈的檢查 (步驟93)以及停止條件檢查(94)。
停止條件檢查(94)可以取決于所采用的特定測試規(guī)程，例如 AneuVysion或UroVysion (166、 167、 168;見圖6)。
例如，如果是AneuVysion (167),則可以確定是否總掃描區(qū)域已被 掃描(169)，并且如果是這樣，則設(shè)定停止條件(173)且該過程終止(174)。 另一方面，如果確定不是總掃描區(qū)域已被掃描(169),則可以將以高放 大倍數(shù)收集的總細胞核與閾值相比較，所述閾值例如等于或大于500(171)。如果已經(jīng)滿足了該閾值，則可以確定滿足該停止條件(173)。 如果發(fā)現(xiàn)尚不滿足該閾值，且所有細胞種類中的最高細胞核數(shù)目#:確定 為高于預(yù)定的最小閾值(例如等于或大于50) (172)，則也可以確定已 經(jīng)滿足該停止條件(173)。如果低于該預(yù)定的最小閾值，則可以確定尚 不滿足該停止條件(176)。
例如，如果采用的特定^L程為UroVysion (168),則可以確定是否 總掃描區(qū)域已被掃描(177),如果是，則滿足停止條件(173),如果否， 則使用另一參數(shù)以滿足該停止條件(173)。例如，可以將以高放大倍數(shù) 收集的總細胞核等于或大于使用者指定的值(178)這一條件作為滿足 停止條件(173)的條件(如果否，則停止條件不滿足176)。
轉(zhuǎn)回到圖4，對樣品所執(zhí)行的測試的類型(例如，AneuVysion (步 驟96))可能影響高放大倍數(shù)掃描的步驟(圖1的步驟45)。例如，如果 測試為AneuVysion (步驟96)，則可以挑選具有次最大預(yù)期細胞核數(shù)目 的高放大倍數(shù)域(步驟138)供掃描，而如果沒有采用這種測試，則可 以掃描列表中的下一個高放大倍數(shù)域(步驟9"。在該過程中可能有必 要定時地調(diào)整顯微鏡的參數(shù)，例如每50個高放大倍數(shù)域重置一次燈計 時器(步驟98)。在采集圖像之前，有利的做法是確認圖像處理隊列是 可用的(步驟99)。可能需要設(shè)定合適的濾光器(步驟102),將快門設(shè) 定為開(步驟103)以及進入高放大倍數(shù)域(步驟101)。隨后可以在混 合模式的設(shè)置下估計對于適當?shù)牟樵儾ㄩL的曝光時間(步驟104)。在調(diào) 整自動曝光和自動聚焦(步驟106)之后，可以按所找到的曝光值和聚焦 位置采集圖像(例如DAPI圖像)(步驟10"。應(yīng)通過確定齊中心性偏 移(步驟108)來確認齊中心性，如果偏移太大(步驟109)，則使物鏡 在低放大倍數(shù)和髙放大倍數(shù)之間轉(zhuǎn)換(步驟127)，重復檢查過程，或者 如果確定已經(jīng)到達最后一個髙放大倍數(shù)域(步驟123)，則圖像處理線程 終止(步驟124)。如果偏移不太大，則可以采用其他掩模例如DAPI掩 模，并更新齊中心性偏移(步驟lll)。在需要圖像棧例如九個片段之后， 可以確定最佳聚焦平面(步驟112)，設(shè)定其他濾光器(例如用于檢測 FISH信號的濾光器)(步驟113),以及重新計算曝光時間和設(shè)定混合模 式(步驟114)?？梢詫崿F(xiàn)該最佳聚焦平面上的自動曝光(步驟116),隨 后通過將混合模式重置為新的值并應(yīng)用曝光(步驟117)以獲得設(shè)定濾 光器濾光器所針對的信號(例如FISH信號)的圖像棧(步驟H8),直到用以產(chǎn)生該棧的期望數(shù)目的濾光器已經(jīng)完成為止(步驟119)。隨后可 以將圖像獲得裝置的快門設(shè)置為關(guān)(步驟121)，并將獲得的圖像發(fā)送到 圖像處理線程(步驟122)，在確定最后 一個高放大倍數(shù)域已經(jīng)被查詢(步 驟123)之后，該圖像處理線程終止(步驟124)?；谕Ｖ箺l件檢查(圖 l的步驟50)的高放大倍數(shù)掃描的結(jié)束(步驟126)(例如結(jié)合圖6如上 所述的那樣)提示自動顯徵鏡產(chǎn)生測試結(jié)果(見圖1的步驟55)。
用于確定相對于AneuVysion或UroVysion測試(188、 189、 191)的 測試結(jié)果的示例性自動方法(圖1的步驟55)示于圖9。如相對于 AneuVysion測試(189)所描述的，對于
每個熒光標簽劑(CEPv丄SI) (192)，與用于該熒光標簽劑的目標染 色體區(qū)域的結(jié)合來分析每個熒光標簽劑。例如，相對于CEP (193),確 定X、 Y和18的點計數(shù)(步驟196)，而相對于LSI (194)，獲得相對于 染色體13和21的點計數(shù)(步驟197)。隨后，針對CEP加標簽(201) 或LSI加標簽(202)，把所確定的點計數(shù)與可能的結(jié)果的數(shù)據(jù)庫進行匹 配(步驟198)。如果對于有效的CEP加標簽(201)，所獲得的點計數(shù)與 可能的點計數(shù)相匹配，則將所匹配的輸出作為測試結(jié)果發(fā)送。然而，如 果對于有效的CEP加標簽(201),所獲得的點計數(shù)與可能的點計數(shù)結(jié)果
199),如果是，則發(fā)送"小于50個細胞核圖像"的測試結(jié)果輸出(206)， 以及如果不是，則輸出的測試結(jié)果為"推薦概覽"(204)。測試結(jié)果終 止于208。
轉(zhuǎn)回到圖l,在產(chǎn)生測試結(jié)果(步驟55)之后，已^L查詢過的載玻 片被卸載(步驟60),以及如果該載玻片不是盒中的最后一個載玻片(步 驟65、 70),則從該盒載入新的載玻片(步驟85)。如果該載玻片是盒中 的最后一個載玻片(步驟70)，那么如果存在下一盒，則載入下一盒(步 驟80),以及如果沒有下一盒，則可以終止運行(步驟75)。
關(guān)于優(yōu)選實施例的聲明
盡管已經(jīng)相對于優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將 容易理解，可以對本發(fā)明進行各種變化和/或調(diào)整而不背離由所附權(quán)利 要求定義的本發(fā)明的精神或范圍。此處引用的所有參考文獻被適當?shù)赝?過引用合并于此，用于教導附加或備選的細節(jié)、特征和/或技術(shù)背景。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括獲得載玻片，所述載玻片包含與其記錄在一起的可電查詢的數(shù)據(jù)，并且所述載玻片上具有生物樣品；從所述載玻片讀取所述可電查詢的數(shù)據(jù)；根據(jù)所述可電查詢的數(shù)據(jù)確定如何通過自動顯微鏡來掃描所述生物樣品；按照由與其記錄在一起的所述可電查詢的數(shù)據(jù)所指示的方式，使用自動顯微鏡掃描所述載玻片；以及根據(jù)所述掃描確定表示所述生物樣品的狀態(tài)的測試結(jié)果。
2. —種顯微分析的方法，包括提供自動顯微鏡，所述自動顯微鏡包括載玻片載物臺、至少一個物 鏡、圖像捕獲裝置、用于根據(jù)規(guī)程來操作所述顯微鏡的可編程裝置以及 用于提供分析結(jié)果的可編程裝置；提供顯微鏡載玻片，所述顯微鏡載玻片在其上包含可查詢數(shù)據(jù)和樣 品，其中所迷可查詢數(shù)據(jù)提供與用于分析所述樣品的規(guī)程有關(guān)的信息；查詢所述數(shù)據(jù)；將所述載玻片放置在所述載玻片載物臺上； 使所述顯微鏡根據(jù)被編碼在所述可查詢數(shù)據(jù)中的分析規(guī)程來分析 所述才羊品；以及使所述顯微鏡提供表示所迷樣品的分析結(jié)果。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中使所述顯徵鏡分析所迷樣品包 括從包含一個或多個可識別規(guī)程的數(shù)據(jù)庫獲得通過查詢所述數(shù)據(jù)而識 別的S見程。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中使所述顯徵鏡分析所迷樣品包 括使所述顯微鏡在所述樣品上聚焦或者在包含在所述樣品內(nèi)的焦平面 上聚焦。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中使所述顯徵鏡分析所述樣品包 括獲得所述樣品的圖像。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中獲得所述圖像包括 使用低放大倍數(shù)的透鏡獲得圖像掃描；選擇低放大倍數(shù)掃描的一部分用于使用高放大倍數(shù)的透鏡來掃描圖像；獲得高放大倍數(shù)的圖像掃描；以及優(yōu)化所述高放大倍數(shù)掃描。
7. —種高吞吐量顯微分析的方法，包括(a) 提供自動顯徵鏡，所迷自動顯微鏡包括載玻片載物臺、至少一個物鏡、其中包含至少一個顯微鏡載玻片的至少一個載玻片盒、用于 根據(jù)規(guī)程來操作所述顯徵鏡的可編程裝置以及用于提供分析結(jié)果的可編程裝置；(b) 提供多個顯微鏡載玻片，每個顯徵鏡載玻片在其上包含有可 查詢數(shù)據(jù)和樣品，其中所述多個載玻片被包含在所述載玻片盒的一個或 多個中，其中所述可查詢數(shù)據(jù)提供與用于分析所述樣品的規(guī)程有關(guān)的信 息；(c) 將第一盒傳送到適于將載玻片傳送到所述顯微鏡載物臺的位置；(d) 將第一載玻片從第一盒傳送到所述顯微鏡載物臺；(e) 查詢在所迷第一載玻片上發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)；(f) 將所述第一載玻片放置在所述載玻片載物臺上；(g) 使所述顯微鏡根據(jù)被編碼在所述可查詢數(shù)據(jù)中的分析規(guī)程來 分析所迷第一載玻片上的樣品；(h) 使所述顯徵鏡提供表示所述第一載玻片上的所述樣品的分析結(jié)果；(i) 如果所述第一盒中剩余有其他待分析的載玻片，則重復步驟(d) 至(h);以及(j)如果還有其他的盒，則重復步驟(c)至(i)。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中使所述顯微鏡分析所述樣品包 括從包含一個或多個可識別規(guī)程的數(shù)據(jù)庫獲得通過查詢所述數(shù)據(jù)而識 別的3見程。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中使所述顯微鏡分析所述樣品包 括使所述顯微鏡在所述樣品上聚焦或者在包含在所述樣品內(nèi)的焦平面 上聚焦。
10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中使所迷顯徵鏡分析所迷樣品包 括獲得所迷樣品的圖像。
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中獲得所述圖像包括 使用低放大倍數(shù)的透鏡獲得圖像掃描；選擇低放大倍數(shù)掃描的 一部分用于使用高放大倍數(shù)的透鏡來掃描 圖像；獲得高放大倍數(shù)的圖像掃描；以及 優(yōu)化所述高放大倍數(shù)掃描。
12. —種計算機可讀取存儲介質(zhì)，其確實包含計算機可執(zhí)行的用于 使用自動顯徵鏡進行顯微分析的方法的指令程序，所述自動顯微鏡包括 載玻片載物臺、至少一個物鏡、圖像捕獲裝置、用于根據(jù)規(guī)程來操作所 述顯微鏡的可編程裝置以及用于提供分析結(jié)果的可編程裝置，其中所述程序包括用于查詢顯微鏡載玻片上的數(shù)據(jù)的指令集，其中所述可查詢數(shù) 據(jù)提供與用于分析所述載玻片上所包含的樣品的規(guī)程有關(guān)的信息；用于將所迷載玻片放置在所述載玻片載物臺上的指令集；用于使所述顯微鏡根據(jù)被編碼在所述可查詢數(shù)據(jù)中的分析規(guī) 程來分析所述樣品的分析指令集；以及用于使所迷顯微鏡提供表示所述樣品的分析結(jié)果的指令集。
13. 如權(quán)利要求12所述的存儲介質(zhì)，還包括數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫包 含用于分析顯微鏡載玻片上的樣品的 一 個或多個可識別的、被編程的規(guī) 程。
14. 如權(quán)利要求13所迷的存儲介質(zhì)，其中所述分析集包括用于從所 述數(shù)據(jù)庫獲得通過查詢所迷數(shù)據(jù)而識別的規(guī)程的指令。
15. 如權(quán)利要求12所述的存儲介質(zhì)，其中所述分析集包括用于使所 迷顯徵鏡在所述樣品上聚焦或者在包含在所述樣品內(nèi)的焦平面上聚焦 的指令。
16. 如權(quán)利要求12所述的存儲介質(zhì)，其中所述分析集包括用于獲得 所述樣品的圖像的指令。
17. 如權(quán)利要求16所述的存儲介質(zhì)，其中用于獲得所述圖像的指令 包括用于使用具有低放大倍數(shù)的顯微鏡透鏡獲得圖像掃描的指令； 用于選擇低放大倍數(shù)掃描的 一 部分用于使用高放大倍數(shù)的顯徵鏡 透鏡來掃描圖像的指令；用于獲得高放大倍數(shù)的圖像掃描的指令；以及 用于優(yōu)化所述高放大倍數(shù)掃描的指令。
18. —種計算機可讀取存儲介質(zhì)，其確實包含計算機可執(zhí)行的用于 高吞吐量顯徵分析的方法的指令程序，所述方法使用自動顯徵鏡，所述 自動顯微鏡包括載玻片載物臺、至少一個物鏡、其中包含至少一個顯徵 鏡載玻片的至少一個載玻片盒、用于根據(jù)規(guī)程來操作所述顯徵鏡的可編 程裝置以及用于提供分析結(jié)果的可編程裝置，其中所述程序包括(a) 用于將第一盒傳送到適于將載玻片傳送到所述顯徵鏡載 物臺的位置的指令集；(b) 用于將第一載玻片從第一盒傳送到所述顯微鏡載物臺的指令集；(c) 用于查詢顯微鏡載玻片上的數(shù)據(jù)的指令集，其中所述可 查詢數(shù)據(jù)提供與用于分析所述載玻片上所包含的樣品的規(guī)程有關(guān) 的信息；(d) 用于將所述載玻片放置在載玻片載物臺上的指令集；(e) 用于使所述顯微鏡根據(jù)被編碼在所述可查詢數(shù)據(jù)中的分析規(guī)程來分析所述樣品的分析指令集；(f) 用于使所述顯微鏡提供表示所述樣品的分析結(jié)果的指令集；(g) 用于確定所迷第一盒中是否剩余有其他待分析的載玻片、 如果是則重復(b)至(f)中的指令的指令集；以及(h) 用于確定是否還有其他的盒、如果是則重復(a)至(g) 中的指令的指令集。
19. 如權(quán)利要求18所述的存儲介質(zhì)，還包括數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫包 含用于分析顯微鏡載玻片上的樣品的一個或多個可識別的、被編程的規(guī) 程。
20. 如權(quán)利要求19所述的存儲介質(zhì)，其中所述分析集包括用于從所 述數(shù)據(jù)庫獲得通過查詢所述數(shù)據(jù)而識別的規(guī)程的指令。
21. 如權(quán)利要求18所述的存儲介質(zhì)，其中所述分析集包括用于使所 述顯微鏡在所述樣品上聚焦或者在包含在所述樣品中內(nèi)的焦平面上聚 焦的指令。
22. 如權(quán)利要求18所述的存儲介質(zhì)，其中所述分析集包括用于獲得 所述樣品的圖像的指令。
23. 如權(quán)利要求22所述的存儲介質(zhì)，其中用于獲得所述圖像的指令 包括用于使用具有低放大倍數(shù)的透鏡獲得圖像掃描的指令； 用于選擇低放大倍數(shù)掃描的一部分用于使用高放大倍數(shù)的透鏡來 掃描圖像的指令；用于獲得高放大倍數(shù)的圖像掃描的指令；以及用于優(yōu)化所述髙放大倍數(shù)掃描的指令。
24. —種方法，包括獲得載玻片，所述載玻片包含有與其記錄在一起的可電查詢的數(shù) 據(jù)，并且所述載玻片上具有生物樣品；從所述栽玻片讀取所述可電查詢的數(shù)據(jù)；根據(jù)所述可電查詢的數(shù)據(jù)確定如何使用自動顯微鏡來掃描所述生 物樣品；按照由與其記錄在 一起的所述可電查詢的數(shù)據(jù)所指示的方式，使用 自動顯微鏡掃描所迷載玻片；以及根據(jù)所述掃描確定表示所述生物樣品的測試結(jié)果。
全文摘要
用于對來自經(jīng)處理的生物樣品的熒光信號(29)進行自動顯微檢測(15)和分析(30)的光學裝置。
文檔編號G01N33/20GK101553823SQ200780037264
公開日2009年10月7日 申請日期2007年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者A·塞波, A·阿姆斯特隆, A·麥吉尼蒂, I·伊切托夫金, M·基爾佩特里克, P·奇普拉斯, R·博爾格丁, T·塔法斯, X·王, Y·M·金, Y·朱, Y·阿加瓦爾 申請人:伊康尼西斯公司