[发明专利]细胞种群自动分析器及种群计数法

说明书

一般说来本发明与一种自动分析器以及用这种自动分析器筛选生物细胞或成形体以进行种群计数的方法有关。这种群计数表征了一些我们选来用于研究、诊断、医疗或工业上的特性。具体些说，具体体现本发明的一些自动分析器和方法由于独特地将电子技术和有选择能力的生物分子（诸如抗体）的特殊性能结合在一起来对细胞和成形体进行筛选和选择分类，就能够对细胞和成形体实行多部分类，将细胞和成形体功能表型，以及在其它细胞中把白血病细胞、淋巴瘤细胞和硬肿瘤细胞区分出来。

采用佛洛里达，海里厄的柯尔特电子公司的A型柯尔特计数器可以成功地使自动血细胞计数器对人体周血液进行全血细胞（CBC）常规分析达到自动化。这种仪器的电子微粒传感系统原理在1953年10月20日颁发给瓦拉斯H。柯尔特的美国专利2，656，508中有所报道。采用只是根据这柯尔特电子传感原理工作的微粒分析仪就能避免使用故障多、耗资大的光学传感装置或激光传感装置。

这柯尔特电子传感原理发展推广到诸如各种S型柯尔特计数器的更为复杂的仪器，这些仪器用专用的计算机程序使CBC参数，绝对细胞计数，血小板计数和形态，红血细胞（RBC）形态能解释正常的和不正常的血样。

柯尔特电子微粒传感原理应用了一个使用直流（DC）孔径电源的孔径传感电路。这种微粒传感器结构简单，非常稳定可靠，美国和世界其它各地的临床试验室大都普遍肯定柯尔特计数器自动分析器证明了这点。这个基本的孔径传感电路的一个改进型在1970年颁发给瓦杭斯·柯尔特和瓦尔特·霍克的美国专利3，502，974中有所报导。除了标准的直流孔径电源外，还加了一个高频孔径电流，这使检测一个用来分类的附加参数成为可能。高频孔径电流产生了一个信号，这信号是血细胞内部的导电性以及细胞体积的函数。由直流孔径电路同时产生的信号是一个通常的直流幅度信号，这个信号基本上指示了细胞的体积。高速除法电路将射频振幅除以直流脉冲幅度，得到一个商，这个商是细胞体积和内部电阻的函数，通常称做“浊度”。这原理在1970年也是颁发给瓦拉斯·柯尔特和瓦尔特·霍克的美国专利3，502，973中有进一步的说明。这个参数可以用于细胞分类系统。无论是一个单独的口径或是一对分开的孔径都可用作这种用途。

不同种群的分类是通过检验所产生的一对对信号的数据来进行的。一个度量微粒体积，而另一个度量细胞内部电阻率或浊度。表示这数据的一种方便的形式是称为散布图的二维图形。这类图在梅拉拉美特·梅拉耐和孟拉尔松主编的“流式细胞计数和分类”（约翰·威廉父子公司1979年版）第371页中有详细说明。

图5A是正常血样数据图的一个例示。每一点代表一个单独的细胞。离底线的高度表示这细胞的相对体积。点离右方垂直基线的距离表示相对浊度。正常白血细胞（WBC）（在去掉红血细胞情况下）的图呈现三个点簇，分别表示三个独特的种群，这是因为它们的大小和内部成份有本质的不同而引起的。如果需要的话，可以用适当的电路对这些种群进行计数，得到每一种群的细胞数。依据这些固有的差别可以对细胞进行分类。

起初柯尔特电子微粒传感原理用来对红血细胞进行计数，而后用来确定红血细胞的一些其它参数，这就较为复杂一些。将红血细胞从全外周血液中除去后就可着手对白血细胞的种群进行分析，只要去除红血细胞过程并不显著地损害留下要测定的白血细胞种群的性质。为此开发了各种红血细胞溶胞物，这些溶胞物虽然很有用，而且广泛地使用着，但对于接着测定白血细胞来说并不是一切都完全令人满意的。

上述就使用直流体积或使用各个角度光散射进行白血球流式分析的方法已经显示出三簇白血球，分别相应于淋巴细胞，单核细胞和粒性白细胞。粒性白细胞包括嗜中性、嗜碱性和嗜酸性这三个种群。根据一些采样能对嗜酸性种群浓度作一个粗略而有用的估计。对于这种方法第五主种群相对说来是太小了。采用专门的荧光技术也已经观察到一簇清晰的嗜酸性种群。

这些荧光技术已用于诸如柯尔特公司的EPICS流式血细胞计数器之类的流式血细胞计数仪器。此类仪器应用了细胞在鞘流限定的一个气柱中以排成一个单列逐个通过激光束的方式运动的原理。从细胞来的光散射信号和/或荧光信号就用来对细胞的种群进行分类。染有吸收或荧光染料的细胞使有可能对另外的细胞种群进行分类。自动多参数分析的测试方法和荧光染料的这种进展由R·C里夫等人在临床化学（1977年卷23，1492-98页）中作了进一步说明。这些进展将同时进行白血球种群分类数扩展为四个，即淋巴细胞，单核细胞，嗜酸细胞和“粒性细胞”（嗜中性细胞和嗜碱性细胞）。