[发明专利]一种数字全息显微及成像技术用途及检测已标记细胞样本的方法

说明书

技术领域    本发明涉及一种数字全息显微及成像技术的用途及方法，所述数字全息显微及成像技术用于检测细胞的已标记或已着色的分子或构造，或者检测已缀合抗体的所述细胞的分子或构造的方法，所述抗体直接附着在所述细胞上或者通过另外一个抗体或者另外一个链上的多个抗体附着在所述细胞上。

背景技术

人们对生物研究对象信息的更丰富更精确的需求永远都不会停止，比如人体、动物体、植物体以及其它生物体中的细胞。细胞非常细小并且只有极少的部分构造可以通过光学显微镜轻易辨识。现在已经开发了很多可以将细胞及细胞构造看得更清楚的不同方法。这些方法中有很多都会包括将整个细胞或者部分细胞构造着色的着色步骤。所着的颜色可以是荧光的或者非荧光的。比如台盼蓝就是广为使用的对整个细胞着色的非荧光着色剂。台盼蓝只能用在死细胞上。由于不同的着色剂的属性不同，给细胞着色的具体方法也随之变化。比较新颖的一种标记方法是激发细胞自身产生荧光物质，比如产生绿色荧光蛋白（GFP）。这种标记可以是选择性的，只显示特定细胞构造，或者是非选择性的，显示整个细胞。另一种广泛使用的方法叫做免疫标记，该方法使用抗体来标记细胞。抗体是脊椎动物体液中的一种蛋白质。抗体会附着到某些物质或者分子上去，比如细菌或病毒，这些东西随后就被当做外来对象，抗体针对非常特殊的结构。这一特性对生物学或者医学研究是非常有用的，因为抗体可以用于辨识细胞或者细胞的部分结构中非常特别的微小构造。抗体非常难于检测，但是他们可以跟很多种不同的分子或者构造相缀合使他们清晰可见。不同的抗体缀合物适合不同的检测方法，比如光学显微、电子显微、光谱测定或者放射性测定。缀合后的抗体可以用于直接附着目标。如果需要更强的标记，则可以通过先用未标记抗体附着目标然后用第二波的缀合后的抗体附着第一波的未缀合的抗体来对标记做放大。第一波抗体叫做主抗体而第二波叫做二级抗体。进一步地，如果标记还需要更强的话还可以使用更多层次的抗体。

不同的着色剂、标记物以及抗体缀合物有不同的光学特性，比如对几种或者许多种不同波长的光的吸收能力，释放特定波长的光的能力，散射光或者偏振光的能力。这些不同的特性使得着色剂在使用光学显微镜、相差显微镜、荧光显微镜或流式细胞仪的时候显示出不同颜色或者有荧光效果。也可以使用譬如分光光度计或者荧光分析仪测量这些着色剂、标记物或缀合物。

可以提供不同吸光率的抗体缀合物有量子点、塑料球、玻璃珠以及半导体。可以散射光或偏振光的抗体缀合物有磁性微球、金颗粒、纳米晶体或磁珠。

数字全息显微使得对活细胞的研究不再需要标记。在WO2009/154558中描述了一个数字全息显微所使用的观测器皿以及使用所述器皿进行数字全息显微的方法，其中披露了数字全息显微技术使得对活细胞的研究不再需要标记或着色。事实是数字全息显微及成像提供了单色图像，这意味着直到现在人们还没有关注把这样的技术用于分析标记或着色的细胞样本。标记的使用越来越多，对这些标记的兴趣以及将这些标记运用到不同的样本分析中去的兴趣也不断增加。

WO2007/073345披露了一种使用数字全息显微技术研究细胞的方法，其中披露了分析细胞生长阶段的方法以及实现分析的设备。

如前所述，WO2009/154558披露了另外一种使用数字全息显微技术研究细胞的方法。

如前述所言，数字全息显微及成像技术提供的是单色光图像。这意味着就像发明WO2007/073345以及发明WO2009/154558定义的那样，该技术尚未在使用已标记以及已着色的细胞样本方面引起关注。

发明内容

本发明提供一种数字全息显微及成像技术检测至少一个细胞的已标记或已着色的分子或构造，或者检测已缀合抗体的所述细胞的分子或构造的用途，所述抗体直接附着在所述细胞上或者通过另外一个抗体或者另外一个链上的多个抗体附着在所述细胞上。

而且，本发明还提供一个检测该分子或构造的方法，所述方法对细胞样品进行数字全息显微并成像的步骤，包括：

a）生成至少一束物光以及至少一束参考光，并且所述至少一束物光以及所述至少一束参考光为相干光；

b）将所述细胞样本置于所述至少一束物光照射之下；

c）将穿过所述细胞样本的所述至少一束物光与所述至少一束参考光叠加从而生成干涉图；

d）检测所述干涉图，即全息图；

e）重建所述干涉图的物光波前的相位和/或振幅信息；