АНАЛИЗ ОБРАЗЦА С ПОМОЩЬЮ МАССОВОЙ ЦИТОМЕТРИИ Российский патент 2017 года по МПК G01N27/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству и способам для анализа образца с помощью массовой цитометрии.

ВВЕДЕНИЕ

[0002] Аналитическая методика, использующая масс-спектрометрию индуктивно сопряженной плазмы (ICP) лазерной абляции (LA-ICP-MS), может быть применена к визуализации распределения иона металла в биологических тканях. Как правило, масс-спектрометрия индуктивно сопряженной плазмы лазерной абляции может использоваться для опроса образца ткани с тем, чтобы обнаружить и картировать распределение микроэлемента. Эта методика, однако, ограничена поверхностным анализом, включающим в себя двумерную визуализацию тонких образцов ткани.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Принимая во внимание вышеизложенное и в соответствии с настоящим изобретением, каждый шлейф, генерируемый каждым лазерным импульсом, может быть ионизирован и обнаружен отдельно как функция глубины образца с помощью массового цитометра, в то время как кодированная подложка, поддерживающая образец (поддержка образца) может иметь кодировку подложки, выполненную с возможностью кодирования ее положения на кодированной подложке и индикации, когда лазерный импульс подвергает образец абляции. Эта система и методика позволяют сгенерировать количественный профиль распределения по толщине образца и отображение трехмерного изображения образца.

[0004] Другим аспектом настоящего изобретения является способ для анализа образца с помощью массовой цитометрии. Этот способ включает в себя обеспечение образца, маркированного более чем одним элементарным маркером. Поддержка маркированного образца кодированной подложкой, где кодированная подложка конфигурируется с кодировкой подложки. По меньшей мере один лазерный импульс направляется на некоторое место образца для того, чтобы произвести дискретный шлейф, соответствующий каждому из по меньшей мере одного лазерного импульса. Каждый дискретный шлейф включает в себя по меньшей мере один из более чем одного элементарного маркера и кодировки подложки. Дискретные шлейфы вводятся в индуктивно сопряженную плазму (ICP), где группы элементарных ионов производятся так, что каждая из групп элементарных ионов соответствует по меньшей мере одному из каждого более чем одного элементарного маркера и кодировки подложки. Этот способ дополнительно включает в себя обнаружение каждой из групп элементарных ионов одновременно для каждого дискретного шлейфа с последующей корреляцией обнаруженных групп элементарных ионов с кодировкой подложки посредством, например, идентификации локализации более чем одного элементарного маркера как функции кодировки подложки.

[0005] Другим аспектом настоящего изобретения является система массового цитометра для анализа образца. Эта система имеет кодированную подложку для поддержки образца, и кодированная подложка выполнена с кодировкой подложки, включающей в себя массив закодированных металлических композиций. Эта система также имеет систему лазерной абляции, выполненную с возможностью генерирования шлейфа из образца и из кодировки подложки. Массовый цитометр, включающий в себя источник ионов и детектор ионов, соединяется с кодированной подложкой через определенный полный путь.

[0006] Еще одним аспектом настоящего изобретения является поддержка образца для массовой цитометрии лазерной абляции. Эта поддержка имеет кодированную подложку с поверхностью для поддержки образца. Кодированная подложка имеет кодировку подложки, такую как массив закодированных композиций изотопов переходных металлов, организованный для кодирования кодированной подложки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0007] Специалисту в данной области техники будет понятно, что описанные ниже чертежи предназначены для целей иллюстрации. Эти чертежи не предназначены для того, чтобы каким-либо образом ограничивать область охвата настоящего изобретения. В сопроводительных чертежах, где одинаковые ссылочные позиции указывают на одинаковые части:

Фиг. 1 представляет собой графическое представление системы и процесса согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 представляет собой увеличенный вид кодированной подложки в соответствии с вариантом осуществления, изображенным на Фиг. 1;

Фиг. 3 и Фиг. 4 представляют собой графические представления кодированных подложек согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 представляет собой графическое представление кодированной подложки с различными вариантами осуществления кодировки подложки в соответствии с настоящим изобретением; и

Фиг. 6 представляет собой схематическое изображение одного варианта осуществления источника ионов ICP в соответствии с настоящим изобретением.

ОПИСАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0008] Следует понимать, что неопределенные формы единственного числа, используемые в настоящем документе в отношении различных элементов, включают в себя также варианты «один или более» или «по меньшей мере один», если контекст ясно не указывает иное. На Фиг. 1 показано графическое представление системы анализа образца, в целом обозначенной ссылочной цифрой 10. Система 10 анализа образца включает в себя кодированную подложку 12, соединенную с источником 14 ионов индуктивно сопряженной плазмы (ICP) массового цитометра 16. В целом источник 14 ионов индуктивно сопряженной плазмы можно рассматривать как интегральный компонент массового цитометра 16, однако для ясности источник 14 ионов индуктивно сопряженной плазмы представлен отдельно от массового цитометра 16. Массовый цитометр 16 может включать в себя вычислительную систему (не показана) для генерирования соответствующих данных 30 элементарного маркера. Кодированная подложка 12 обеспечивает поверхность для поддержки интересующего образца 18, дополнительно имея структуру кодировки 20 подложки. Кодировка 20 подложки может обеспечить средство для представления или установления соответствия пространственного расположения или распределения локализации 22 на образце 18 во время анализа, как будет описано ниже. Система 10 анализа образца дополнительно включает в себя систему лазерной абляции (не показана) для обеспечения по меньшей мере одного лазерного импульса 24, направленного на локализацию 22 на образце 18.

[0009] При использовании по меньшей мере один лазерный импульс 24, направленный на поверхность образца 18, может удалить часть материала образца в форме дискретного шлейфа 26. Как правило, каждый лазерный импульс может произвести дискретный шлейф 26, так что серия лазерных импульсов может произвести серию соответствующих дискретных шлейфов 26. В различных вариантах осуществления интересующий образец 18 может быть маркирован более чем одним элементарным маркером Tn, обычно выбираемым из группы, включающей в себя переходные металлы, как описано в одновременно поданной американской патентной заявке № 12/513011, опубликованной как US2010/0144056, принадлежащей патентообладателям настоящего изобретения. Для удобства обозначение «n» в Tn может быть переменным для того, чтобы обозначить изотопный маркер Tn различных элементов или металлов. Например, образец ткани, содержащей интересующие клетки, может быть маркирован более чем одним типом антитела, сопряженного с металлом. Металлический или элементарный маркер Tn, сопряженный с каждым типом антитела, может быть изотопом любого одного или комбинации из, например, следующих металлов: Gd, Nd, Tb, Eu, Gd, Dy, Ho, Sm, Er, Yb. Следовательно, материал, удаленный из локализации 22 образца 18 для каждого дискретного шлейфа 26 может содержать более одного элементарного маркера Tn, например комбинацию Nd и Sm для элементарного маркера «T1» и Gd, Tb и Er для элементарного маркера «T2».

[0010] При поддержании пространственного разделения каждого последовательного шлейфа 26, каждый шлейф 26 может быть перенесен и введен в источник 14 ионов индуктивно сопряженной плазмы как дискретная и независимая сущность. По мере того, как каждый дискретный шлейф 26 проходит в источник 14 ионов индуктивно сопряженной плазмы, каждый элементарный маркер Tn может быть ионизирован в соответствующие элементарные ионы, количественно связанные с каждым элементарным маркером Tn. Поскольку может быть больше одного элементарного маркера Tn в маркированном образце 18, источник 14 ионов индуктивно сопряженной плазмы может генерировать различные группы элементарных ионов для каждого элементарного маркера Tn. Следовательно, для каждого дискретного шлейфа 26 источник 14 ионов индуктивно сопряженной плазмы может генерировать группы элементарных ионов 28, представляемые обычно как (M⁺) на Фиг. 1. Каждая из групп элементарных ионов 28 может быть обнаружена массовым цитометром 16 в соответствии с отношением массы ионов к их заряду (m/z). В соответствии с настоящим изобретением массовый цитометр 16 может обнаруживать каждый из элементарных ионов одновременно и, при его выгодно быстром переходном времени, массовый цитометр 16 может различать группы элементарных ионов, происходящие из последовательных импульсов лазеров. Данные 30 элементарного маркера, показанные на Фиг. 1 как последовательность одиночных файлов данных, представляют данные, полученные от одновременного обнаружения групп элементарных ионов 28 для последовательности каждого шлейфа 26. Следовательно, система 10 анализа образца может обнаруживать и идентифицировать каждый из более чем одного элементарного маркера Tn одновременно для каждого лазерного импульса 24. В то время как одиночный лазерный импульс может сгенерировать шлейф, содержащий более одного элементарного маркера Tn, могут быть некоторые локализации 22 на образце 18, где может потребоваться ряд лазерных импульсов 24 для того, чтобы достичь некоторой глубины образца, прежде чем проявится присутствие более одного элементарного маркера Tn. Кроме того, могут иметь место случаи отсутствия какого-либо элементарного маркера Tn в локализации 22 на образце 18, и, следовательно, ряд дискретных шлейфов 26 не содержит элементарных маркеров Tn. В этом случае отсутствие элементарных маркеров Tn может быть интерпретировано как источник информации относительно других потенциально интересующих характеристик. Соответственно, заявители установили, что информация от каждого дискретного шлейфа может выгодно использоваться в комбинации с кодировкой 20 подложки для того, чтобы генерировать профили элементарных маркеров по всей толщине образца 18 и идентифицировать его локализацию 22 относительно площади образца 18, как будет описано ниже.

[0011] Для того, чтобы помочь понять, как кодированная подложка 12 может быть структурирована для идентификации и установления соответствия каждой локализации 22 на образце 18, можно рассмотреть Фиг. 2. Для визуальной ясности образец 18 и кодированная подложка 12 разделены, чтобы показать детали кодировки 20 подложки. Кодировка 20 подложки может иметь матричную компоновку, включающую в себя различные композиции металлов или сплавов, обычно обозначенные как Xn, кодируемые в положениях на кодированной подложке 12. Для удобства обозначение «n» в Xn может быть переменным для того, чтобы обозначить различные и различимые композиции Xn. Таким образом, каждое положение на кодированной подложке 12 может быть представлено и идентифицировано его конкретной композицией металлов Xn. Для краткости в настоящем документе термины кодировка 20 подложки и соответствующая композиция металлов Xn, расположенная для создания кодировки, используются взаимозаменяемо. В различных вариантах осуществления, например, кодировка 20 подложки, может быть совокупностью изотопов переходных металлов (как отмечено выше), собранной в предопределенном сочетании и концентрациях для того, чтобы получить матрицу уникальных идентификаторов. Для различимости выбор изотопов переходных металлов, используемых для каждой из композиций металлов Xn, может быть сделан так, чтобы они были достаточно различными и различимыми от элементарных маркеров Tn, используемых для маркирования образца. Следовательно, координаты положения каждого уникального идентификатора на кодированной подложке 12 могут быть записаны для будущей перекрестной ссылки и декодирования при необходимости.

[0012] Процесс декодирования для обнаружения или идентификации уникальных идентификаторов может использовать методику, аналогичную описанной выше для высвобождения и обнаружения элементарного маркера Tn из маркированного образца 18. Соответствующим образом, когда по меньшей мере один лазерный импульс 24 направляется на кодированную подложку 12, часть кодировки 20 подложки может быть удалена и может быть сформирована в шлейф 26. Шлейф 26, включающий в себя высвобожденную композицию Xn, может быть направлен к источнику 14 ионов индуктивно сопряженной плазмы для ионизации. После этого группы элементарных ионов 28, сгенерированные источником 14 ионов индуктивно сопряженной плазмы, могут быть идентифицированы массовым цитометром 10 как соответствующие конкретному месту на кодированной подложке 12, и соответственно их положение может быть определено с помощью перекрестных ссылок координатной информации, связанной с кодировкой 20 подложки.

[0013] При использовании интересующий образец 18 может поддерживаться кодированной подложкой 12 и область или расположение образца 18 может быть представлено базовой матрицей кодировки 20 подложки. В некоторых случаях локализация 22 может быть предопределена или выбрана путем выполнения предварительного визуального анализа (такого как флюоресценция, фосфоресценция, отражение, поглощение, распознавание формы или физической особенности) маркированного образца 18 для того, чтобы идентифицировать локализации 22, проявляющие некоторое интересующее качество. Однако в соответствии с настоящим изобретением интересующая локализация 22 может быть выбрана без предварительного анализа маркированного образца 18. В различных вариантах осуществления, например, интересующая локализация 22 может быть основана на растровой структуре, например на методике осуществления структурированной выборки с использованием методов Монте-Карло, или может быть основана на способе случайного выбора. Во время анализа, по мере того, как каждый лазерный импульс 24 удаляет последовательные слои маркированного образца 18 из интересующей локализации 22, группы элементарных ионов 28, соответствующие более чем одному элементарному маркеру Tn, могут быть одновременно обнаружены массовым цитометром 16. Каждая из обнаруженных групп элементарных ионов 28 может представлять материал, удаленный в каждом слое образца 18. Как отмечено выше, некоторые из дискретных шлейфов 26 могут совсем не содержать элементарных маркеров, или некоторые из дискретных шлейфов 26 могут включать в себя градацию элементарных маркеров. Кроме того, в различных вариантах осуществления некоторые из дискретных шлейфов 26 могут включать в себя перекрывающуюся информацию от каждого из более чем одного элементарного маркера Tn. Таким образом, для каждого одновременного обнаружения, выполняемого массовым цитометром 16, данные 30 могут содержать качественную и количественную информацию, основанную на наличии и в некоторых случаях на отсутствии одного или более элементарных маркеров Tn. Каждые из полученных данных 30 могут обеспечить часть информации о поперечном сечении или профиле толщины маркированного образца 18.

[0014] По мере того, как анализ продолжается и последующие лазерные импульсы 24 проникают через толщину образца 18, по меньшей мере один из лазерных импульсов 24 может удалить или начать удалять часть кодировки 20 подложки. Соответственно, когда группы элементарных ионов 28, обнаруживаемые массовым цитометром 16, включают в себя элементарные ионы из композиции металлов Xn, система 10 может определить, что лазер завершил абляцию маркированного образца 18. Таким образом, данные 30 элементарного маркера, получаемые от каждой из предыдущих лазерных абляций, могут быть сгруппированы вместе как набор 32 данных, представляющий информацию, полученную в локализации 22, и набор 32 данных соответствует конкретной композиции металлов Xn на кодированной подложке 12. Система 10 может затем кодировать локализацию 22 на маркированном образце 18 так, чтобы она соответствовала положению обнаруженной кодировки 20 подложки. С помощью перекрестных ссылок обнаруженных групп элементарных ионов 28 и элементарных маркеров Tn и корреляции с кодировкой 20 подложки каждый из элементарных маркеров Tn и их локализация 22 на образце 18 могут быть идентифицированы как функция кодировки 20 подложки. Следовательно, набор 32 полученных данных 30 элементарного маркера может использоваться для генерирования профиля 34 распределения, соответствующего толщине маркированного образца 18 в его идентифицированной локализации 22. Этот процесс может быть повторен по мере необходимости для каждой последующей локализации 22 на маркированном образце 18. Соответственно, а также при помощи подходящего алгоритма, профиль 34 распределения может быть визуализирован для того, чтобы представить трехмерное изображение профиля элементарного маркера маркированного образца 18.

[0015] В то время как настоящее изобретение описывается в связи с различными вариантами осуществления, оно не ограничивается такими вариантами осуществления. Напротив, настоящее изобретение охватывает различные альтернативы, модификации и эквиваленты, как будет понятно специалистам в данной области техники. Например, заявители установили, что кодированные композиции металлов Xn могут быть расположены на поверхности кодированной подложки 12, залиты в нижележащий слой кодированной подложки 12 или интегрированы во всю толщину кодированной подложки 12, что может быть обычно достигнуто с использованием таких способов, как молекулярно-пучковая эпитаксия или микрообработка с применением фотолитографии или подобных методик. Углубления 36 или вытравленные желобки 38 (такие как выемки 100 мкм глубиной) на кодированной подложке 12 могут использоваться для того, чтобы обеспечить принимающие области для каждой из различных композиций металлов Xn, как показано на Фиг. 3 и Фиг. 4 соответственно. Материал для создания кодированной подложки 12 может быть выбран из любого одного или комбинации из, например, нержавеющей стали, стекла, кварца, керамики, политетрафторэтилена (PTFE) и полиэфирэфиркетона (PEEK). В то время как каждая композиция металлов Xn может быть обычно описана как дискретные вещества, несоединенные или изолированные друг от друга, заявители предположили, что малые количества или следы кодированной композиции металлов Xn в форме непрерывного осажденного слоя или покрытия могут использоваться для того, чтобы обеспечить уникальные идентификаторы. В различных вариантах осуществления, например, непрерывный осажденный слой может быть нанесен на кодированную подложку 12 таким образом, чтобы обеспечить изменяющийся градиент концентраций более чем одного переходного металла. Процесс декодирования может быть основан на обнаружении отношения концентраций металлов в данной локализации осажденного слоя. Соответственно, аналитическая система 10 может быть запрограммирована структурой осажденного слоя и соответствующими отношениями концентраций металлов для каждой кодированной подложки 12. Кодирующая и декодирующая информация может обеспечить корреляцию между маркированным образцом 18 и кодировкой 20 подложки для того, чтобы идентифицировать локализацию более одного элементарного маркера Tn относительно области маркированного образца 18, как описано выше.

[0016] В различных вариантах осуществления кодированная композиция металлов Xn может быть дополнительно охарактеризована как имеющая свойства люминесценции. Например, кодированная подложка 12 может быть изготовлена из прозрачного материала, такого как стекло, а кодированная композиция металлов Xn может быть металлом или неметаллическим флуоресцирующим материалом (таким как, например, комплексные соединения европия или флуорофоры соответственно), закодированным на поверхности, залитым в нижележащий слой или интегрированным по всей толщине кодированной подложки 12. При использовании, по мере того, как лазерные импульсы 24 проникают через толщину образца 18, по меньшей мере один из лазерных импульсов 24 может осветить кодированный флуоресцирующий материал в локализации 22 образца 18 и произвести различимые флуоресцентные спектры испускания. С подходящим оптическим детектором, установленным, например, под кодированной подложкой 12, обнаруженные спектры испускания могут использоваться в качестве обнаруженной кодировки 20 подложки для описанной выше корреляции.

[0017] Альтернативно, в соответствии с Фиг. 5, кодировка 20 подложки может быть основана на частицах 40, таких как шарики, или других формах носителей, в которые могут быть включены уникальные металлические идентификаторы. В различных вариантах осуществления, например, частицы 40 могут находиться в углублениях 36 в соответствии с Фиг. 3. Композиция металлов Xn может быть присоединена к поверхности или встроена внутрь носителя. Носители могут быть расположены на кодированной подложке в матричной структуре предопределенной ориентации, такой как сетчатая структура, так, чтобы положение носителя кодировало кодированную подложку. При использовании энергия по меньшей мере от одного лазерного импульса может удалить композицию металлов Xn, с или без материала носителя, и сформировать дискретный шлейф 26, как было обсуждено ранее.

[0018] В различных вариантах осуществления композиция металлов Xn может включать в себя опорный элемент (такой как, например, элемент Rh или Ir или их комбинация), который аналитическая система 10 может обнаруживать и использовать в качестве стандарта для калибровки системы. Альтернативно опорный элемент может быть введен в образец в форме опорной метки. Эта метка может быть неспецифично присоединена к образцу 18, обеспечивая таким образом опорный стандарт для всего образца.

[0019] Заявители настоящего изобретения установили, что для того, чтобы каждые полученные данные 30 элементарного маркера соответствовали каждому слою маркированного образца 18, должно поддерживаться пространственное разделение каждого последовательного шлейфа 26 и соответствующих ионов во время их перемещения вдоль пути между кодированной подложкой и источником 14 ионов индуктивно сопряженной плазмы и между источником ионов 14 и детектором ионов (не показан) массового цитометра 16. Например, твердотельный лазер, обычно используемый для лазерной абляции, такой как фемтосекундный импульсный лазер, может быть настроен на работу с частотой импульсов от 10 до 100 Гц. На этой частоте шлейф 26 может генерироваться каждые 10-100 мс. Рассматривая нижний предел, может потребоваться минимизировать время задержки в пределах системы 10 до уровня порядка 10 мс для того, чтобы обеспечить разделение шлейфов. В соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения массовый цитометр 16 может быть охарактеризован как «проточное» аналитическое устройство, включающее в себя линейный ионный путь с электростатическими линзами и детектором ионов, способным к параллельному обнаружению элементарных ионов. В этой конфигурации может быть достигнуто время задержки порядка 10 мс, так, чтобы группы элементарных ионов (М⁺) могли ускориться и пройти через массовый цитометр 16 для одновременного обнаружения. Следовательно, может быть реализована вероятность того, что детектор ионов сможет отдельно обнаруживать каждую из групп элементарных ионов 28.

[0020] Для того, чтобы поддержать соответствующую пространственную различительную способность после массового цитометра 16, конфигурация пути между локализацией лазерной абляции на кодированной подложке 12 и входом в плазму может быть выбрана так, чтобы максимизировать разделение шлейфов 26 при минимизации турбулентности потока. В нижнем пределе время задержки порядка 10 мс для поддержания разделения каждого шлейфа 26 перед ионизацией может быть достигнуто при пути, имеющем минимальное расстояние перемещения шлейфа и соответствующее средство ускорения этого перемещения. Обычно источник 14 ионов индуктивно сопряженной плазмы использует инжекторную трубку 42, как обозначено на Фиг. 6, и поток несущего газа (не показан) может быть применен подходящим образом для того, чтобы направить каждый дискретный шлейф 26 в плазму 44. Соответственно, инжекторная трубка 42 может быть выполнена с возможностью обеспечения ламинарной или почти ламинарной геометрии потока, имеющей значение числа Рейнольдса, например, ниже 2000 для получения шлейфа 26 и для того, чтобы несущий газ тек со шлейфом 26 так, чтобы турбулентность могла быть минимизирована. Таким образом, в различных вариантах осуществления комбинированное время задержки, соответствующее полному пути между кодированной подложкой 20 и источником ионов 14 и между источником ионов 14 и детектором ионов массового цитометра 16, может составлять от 20 мс до 200 мс.

[0021] Кроме того, в различных вариантах осуществления кодированная подложка 12 может быть позиционирована относительно источника 14 ионов индуктивно сопряженной плазмы так, что время прохождения для каждого шлейфа 26 может быть минимизировано. Например, источник 14 ионов индуктивно сопряженной плазмы может быть структурирован так, чтобы охватывать кодированную подложку 12 для обеспечения близко расположенного источника ионов индуктивно сопряженной плазмы лазерной абляции. Источник ионов индуктивно сопряженной плазмы лазерной абляции может конфигурироваться с интегрированным замкнутым пространством, имеющим оптический вход для лазерных импульсов 24, несущий газ для захвата и транспортировки шлейфа и источник ионов индуктивно сопряженной плазмы для генерирования групп элементарных ионов 28. Поток несущего газа (обычно газообразного аргона со скоростью, например, от 0,1 до 1 л/мин) может конфигурироваться так, чтобы уносить каждый дискретный шлейф 26 с локализации 22 абляции и передавать каждый шлейф 26 непосредственно в плазму 44.

[0022] В то время как были описаны усилия для создания условий поддержания пространственного разделения каждого шлейфа 26 и соответствующих групп элементарных ионов 28 во время всего анализа образца, заявители настоящего изобретения установили, что некоторое пространственное распределение или перекрытие может присутствовать. Соответственно, заявители рассмотрели комбинирование полученных элементарных данных 30 от двух или более импульсов 26 вместе для того, чтобы представить информацию для «гибридного» слоя маркированного образца 18. Гибридный способ потенциально может дать профиль 34 распределения без значительного уменьшения его разрешения. Альтернативно различные формы алгоритмов анализа шумов, таких как БПФ, могут быть применены к результирующему набору 32 полученных элементарных данных 30 для достижения необходимого разрешения для того, чтобы сгенерировать желаемый профиль 34 распределения. Различные формы алгоритмов, как упомянуто выше, могут использоваться в аналитической системе 10 или могут быть применены уже после сбора информации общеизвестным образом.

[0023] В то время как в различных вариантах осуществления термин «образец» обычно относится к тонким образцам биологических тканей, настоящее изобретение может быть в равной степени применено к образцам большей толщины, чем это обычно практикуется. В различных вариантах осуществления, например, в дополнение к срезам образцов толщиной вплоть до 100 микрометров, изготовленным с помощью типичных инструментов, в соответствии с настоящим изобретением могут быть проанализированы образцы ткани толщиной порядка миллиметров. При некоторых обстоятельствах для анализа с использованием настоящего изобретения могут использоваться цельные блоки образцов ткани, имеющие интересующие объемные свойства.

Группа изобретений относится к устройству и способам для анализа образца с помощью массовой цитометрии. В системе массового цитометра образец ткани, маркированный множеством металлических маркеров, поддерживается на кодированной подложке для построения профиля распределения с помощью лазерной абляции. Группы элементарных ионов из каждого шлейфа, сгенерированного каждым лазерным импульсом, обнаруживаются массовым цитометром, и данные картируются в соответствии с кодированной подложкой. Эта конфигурация позволяет построить трехмерный профиль распределения множества металлических маркеров в образце ткани. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ анализа образца с помощью массовой цитометрии, содержащий:

обеспечение образца (18), маркированного более чем одним элементарным маркером (Tn);

обеспечение кодированной подложки (12) для поддержки образца (18), сконфигурированной с кодировкой (20) подложки;

направление по меньшей мере одного лазерного импульса (24) на локализацию (22) образца (18) и генерирование дискретного шлейфа (26) для каждого из по меньшей мере одного лазерного импульса (24), причем каждый дискретный шлейф (26) содержит по меньшей мере одно из более чем одного элементарного маркера (Tn) и кодировки (20) подложки;

введение каждого дискретного шлейфа (26) в индуктивно сопряженную плазму (14) и генерирование групп элементарных ионов (28), каждая из которых соответствует по меньшей мере одному из каждого из более чем одного элементарного маркера (Tn) и кодировки (20) подложки;

обнаружение каждой из групп элементарных ионов (28) одновременно для каждого дискретного шлейфа (26);

корреляцию обнаруженных групп элементарных ионов (28) с кодировкой (20) подложки; и

идентификацию более чем одного элементарного маркера (Tn) как функции кодировки (20) подложки.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий идентификацию локализации (22) более чем одного элементарного маркера (Tn) как функции кодировки (20) подложки.

3. Способ по п. 2, дополнительно содержащий генерирование профиля (34) распределения, соответствующего идентифицированным более чем одному элементарным маркерам (Tn).

4. Способ по п. 3, в котором профиль (34) распределения является трехмерным профилем элементарного маркера образца (18).

5. Способ по п. 4, в котором кодировка (20) подложки содержит композиции металлов (Xn), организованные для представления положений на кодированной подложке (12).

6. Способ по п. 5, в котором каждый из дискретных шлейфов (26) содержит более одного элементарного маркера (Tn).

7. Способ по любому из пп. 1-6, дополнительно содержащий введение опорного элемента в маркированный образец (18).

8. Способ по п. 7, в котором дискретный шлейф дополнительно содержит опорный элемент, так что по меньшей мере одна из групп элементарных ионов соответствует опорному элементу.

9. Способ по п. 8, в котором локализация (22) маркированного образца (18) предопределена как имеющая интересующее свойство.

10. Способ по п. 9, в котором интересующее свойство выбирается по одному из флюоресценции, фосфоресценции, отражения, поглощения, распознавания формы и физической особенности.

11. Способ по п. 1, в котором образец (18) является образцом ткани.

12. Способ по п. 11, в котором по меньшей мере один элементарный маркер (Tn) является изотопом переходного металла.

13. Система массового цитометра для анализа образца, содержащая:

кодированную подложку (12) для поддержки образца (18), которая конфигурируется с кодировкой (20) подложки, содержащей матрицу закодированных композиций металлов (Xn);

систему лазерной абляции, выполненную с возможностью генерировать шлейф (26) из образца (18) и из кодировки (20) подложки; и

массовый цитометр (10), соединенный с кодированной подложкой (12) для получения шлейфа (26), имеющий источник (14) ионов для генерации групп элементарных ионов (28) из шлейфа (26) и детектор ионов для обнаружения групп элементарных ионов (28).

14. Система массового цитометра по п. 13, дополнительно содержащая полный путь, определяемый между кодированной подложкой (12) и детектором ионов, который выполнен с возможностью обеспечения общего времени задержки от 20 до 200 мс.

15. Система массового цитометра по п. 13 или 14, в которой кодированные композиции металлов (Xn) содержат совокупности изотопов переходных металлов.

16. Система массового цитометра по п. 15, в которой кодированные композиции металлов (Xn) располагаются на поверхности кодированной подложки (12).

17. Система массового цитометра по п. 16, в которой кодированные композиции металлов (Xn) располагаются в углублениях на поверхности кодированной подложки (12).

18. Система массового цитометра по п. 13, в которой кодированные композиции металлов (Xn) содержат металл или неметаллический флуоресцентный материал.

19. Поддержка образца для массовой цитометрии лазерной абляции, содержащая кодированную подложку (12), имеющую поверхность для поддержки интересующего образца (18), и сконфигурированную с кодировкой (20) подложки, расположенной для кодирования кодированной подложки, причем кодировка (20) подложки содержит матрицу кодированных композиций металлов (Xn).

20. Поддержка по п. 19, в которой каждая из кодированных композиций металлов (Xn) в матрице является различимой в соответствии с ее отношением массы к заряду.

21. Поддержка по п. 20, в которой кодированные композиции металлов (Xn) содержат изотопы переходных металлов.

22. Поддержка образца по п. 21, в которой изотопы переходных металлов находятся в углублениях на поверхности кодированной подложки (12).

23. Поддержка образца по п. 21, в которой кодированные композиции металлов (Xn) изготавливаются с помощью одного из процессов молекулярно-пучковой эпитаксии и фотолитографии.

24. Поддержка образца по п. 19, в которой каждая из кодированных композиций металлов (Xn) в матрице является различимой в соответствии с ее спектром флуоресцентного излучения.