[发明专利]用于促进克隆选择的系统和方法

说明书

一种用于促进克隆选择的方法包括生成包含培养基的孔的时间序列图像，这些时间序列图像包括第一图像和稍后的第二图像。该方法还包括：通过一个或多个处理器分析该第一图像来检测该第一图像中描绘的一个或多个候选对象；以及针对这些候选图像中的每一个，通过使用卷积神经网络分析该对象的图像来确定该对象是否为单个细胞。该方法进一步包括：通过利用该一个或多个处理器分析该第二图像来检测该第二图像中描绘的细胞集落；以及由该一个或多个处理器至少基于每个候选对象是否被确定为来单个细胞确定该集落是否仅由一个细胞形成。该方法进一步包括：由该一个或多个处理器生成指示该集落是否仅由一个细胞形成的输出数据。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年11月30日提交的美国临时专利申请号62/774,154的优先权，该申请的全部内容通过援引并入本文。

技术领域

本申请总体上涉及克隆选择技术，并且更具体地涉及用于确定细胞集落是否已由单个克隆/细胞形成的技术。

背景技术

在各种细胞系发展过程中，克隆选择需要了解细胞集落是否由单个克隆细胞形成。例如，可以通过流式细胞术技术(如荧光活化细胞分选(FACS)技术)将单独的细胞接种到单独的孔(例如，96孔板的孔)中，然后将细胞孵育持续合适的时间段(例如，14天)。在整个孵育期中，以合适的时间间隔(如每天或每七天等)捕获孔的数字图像。分析员查看在孵育期结束时(例如，第14天)捕获的孔图像，以便识别细胞集落，并且如果特定孔包含集落，则分析员可以还查看该孔的一个或多个较早的图像(例如，在孵育的第一天捕获的图像)以确定该集落是否仅由单个克隆形成。如果分析员可以确认该集落是由单个克隆形成的，则可以将该特定样本转送至细胞系发展过程的一个或多个附加阶段。如果该集落不是由单个克隆形成的，则可以丢弃该样本。

这个过程非常耗时且繁琐。例如，单个项目需要花费数百个工时来分析显微图像，这并不罕见。此外，当试图识别集落的祖细胞时，分析员可能难以准确地识别出孔内的单个细胞。例如，无法聚焦于被成像对象可能导致假阳性(即，错误地将对象标记为单个细胞)。作为另一个示例，双细胞或“堆叠”细胞可能难以与单个细胞区分开。假阳性(和/或假阴性)也可能由如碎片、孔壁产生的阴影和/或孔壁内周上的像差等其他因素引起。

发明内容

本文描述的实施例涉及对用于克隆选择的传统目视检查技术进行改进的系统和方法。具体地，在一些实施例中，自动化目视检查系统会在孵育期(例如，几天或几周)内以一定间隔捕获孔板内的每个孔的一系列数字图像。根据实施例，可以仅在孵育期的第一天和最后一天、每天或以某个其他合适的时间表捕获图像。系统可以识别来自单个细胞的候选对象集落。基于识别出的候选对象，系统可以移动孔的位置以进行进一步的图像捕获。可以将来自被识别为包括来自单个细胞的集落的孔的细胞转移到新的培养环境并进行培养。如本文所使用的，“孔”是指允许对其内容物进行光学检查的任何实验室规模的细胞培养环境。尽管本文通过示例的方式讨论了多孔板上的孔，但是应当理解的是，除非另有说明，否则凡提及“孔”和“孔板”的地方，均预期这些术语涵盖允许对其内容物进行光学检查的任何合适的实验室规模的细胞培养环境。