[发明专利]分析细胞结构及其组分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及分析包括病毒形态的细胞结构的方法。

背景技术

过去已经做了许多努力来分类和分析包括病毒和其他组分的细胞结构。使用可获得的影像技术已经发展了各种影像分析方法来描述、分段和分类病毒。例如，已经使用了冷冻电镜术，但细胞和病毒颗粒的结构没有很好地显示。还难以客观地、可重复地且可靠地描述细胞组分以准确确定细胞组分的成熟期。这部分解释了为什么在先的分析方法还不是非常有效，需要更有效的方法来分析细胞和病毒颗粒结构。

发明内容

本发明方法提供了上述问题的解决方案。更具体地说，本发明方法用于分析细胞结构及其组分。细胞结构可以提供为含有多种病毒颗粒。可以使用电子显微术拍摄第一病毒颗粒的第一影像和第二病毒颗粒的第二影像。第一病毒颗粒特征为处于第一成熟期，且第二病毒颗粒特征为处于第二成熟期。基于来自影像的像素数据或其他信息，将第一影像和第二影像分别转换为第一和第二灰度曲线。第一和第二灰度曲线分别保存为第一和第二模板。然后鉴定了第三影像中的第三病毒颗粒。第三影像被转换为第三灰度曲线。第三灰度与第一和第二模板比较，以确定第三病毒颗粒的成熟期。

附图说明

图1是含有病毒颗粒的细胞核的示意图；

图2A是第一成熟期中病毒颗粒的显微影像；

图2B是图2A中所示病毒颗粒的灰度曲线的示意图；

图3A是第二成熟期中病毒颗粒的显微影像；

图3B是图3A中所示病毒颗粒的灰度曲线的示意图；

图4A是第三成熟期中病毒颗粒的显微影像；

图4B是图4A中所示病毒颗粒的灰度曲线的示意图；

具体实施方式

参考图1-4，本发明方法涉及用于分析包括例如病毒颗粒组分的细胞结构的步骤。病毒颗粒的分析仅用作本发明方法的示例性实例，且本发明方法不限于病毒颗粒。可以使用该方法分析结构(如细胞)中的任何适当组分。本发明的重要特征在于不同的病毒颗粒生成独特的曲线图或灰度曲线。而且，不同的病毒颗粒可以处于不同的成熟期，以使本发明不仅可用于确定病毒颗粒的类型，还可以确定特定病毒颗粒的成熟期。

通常，可首先通过适当技术(例如透射电子显微术(TEM))拍摄细胞结构14的影像12。该影像可以包括处于不同成熟期的病毒颗粒16。例如，病毒颗粒可以被分类为三个或更多的成熟期，包括图2A所示的空或非常不成熟的病毒颗粒、图3A所示的过渡病毒颗粒和图4A所示的更成熟的病毒颗粒。

病毒颗粒16通常是线性变形的，使病毒颗粒看起来略象椭圆形而非圆形。为能够做出准确的半径密度曲线，希望病毒颗粒为半径对称的。因此，当进行本发明的分析时，必须反转所述变形以获得更好的结果。这可以通过调整病毒颗粒的椭圆形来完成，该病毒颗粒被假定为大致圆形的。椭圆形的主曲率半径和取向可用以确定变形并实现反转的变形。然后将旧椭圆形影像中各象素位置转换为新影像以形成照片，其中病毒颗粒结构是圆形的。所有的病毒颗粒结构优选受该变形调节。如下所述，半径对称的病毒颗粒结构可转换为灰度曲线。可通过计算从病毒颗粒结构的中心出发至外围或外壳的各距离处的平均灰度来描述所述结构。当测量颗粒半径和病毒颗粒壁的厚度时，至圆形结构的转换是特别有用的。

更具体地，图2A显示了细胞核中相对未成熟或空病毒颗粒22的影像，而图2B显示了其在图25中相应的灰度曲线。还可能开发数学算法来描述病毒颗粒结构，而不依赖灰度曲线。病毒DNA可插入病毒颗粒22，其可最终发展为具有密集DNA核心的成熟病毒颗粒，如图4A所示和以下描述。

病毒颗粒22的半径26为从中心28放射外延至病毒颗粒的外壳壁30的中央。由于病毒颗粒22实际上不含病毒组分，所以中心位置几乎为白色，其显示为在图25左侧曲线24的高灰度值。外壳30较黑暗，使曲线24在图25右侧具有逐渐降低的灰度值，因为外壳区域相应于图25的右侧。

图3A显示了并非完全成熟的病毒颗粒34的影像32。病毒颗粒34含有辅助包装病毒DNA入病毒颗粒的其他病毒蛋白。病毒颗粒壁可以包括蛋白层，以便可以确定病毒颗粒的尺寸和所述层的厚度。图3B显示了图38中相应的灰度曲线36。病毒颗粒34的半径48为从中心50延伸至病毒颗粒的外壳52的中央。黑或暗环40显示为曲线36中的局域最小值42，而白环44显示为曲线36中的局域最大值45。可通过分析灰度曲线的第二衍生物来确定环的开始和结束以及外壳壁。