用于获取关于细胞样本的高内涵图像的方法、系统与流程

本发明总体上涉及生物实验的控制，并且具体地，涉及用于获取指示目标细胞样本的图像的方法和系统。

背景技术：

1、高内涵图像成像通常用于在保持活细胞结构和功能完整性的前提下，在亚显微形态下对多个样品快速成像，以用于从图片中提取大量的数据信息。高内涵图像被用于的检测范围例如包括：细胞计数、蛋白表达、细胞凋亡、蛋白转位、细胞活力、细胞迁移、受体内吞、细胞毒性、细胞周期和信号转导等。

2、在传统的高内涵细胞成像的方案中，由于要在细胞水平和细胞内部进行高清晰度的、多层共聚焦成像以获得高质量的图片，整个拍照过程会花费很长的时间，这样限制了高内涵细胞成像的通量。

3、综上，传统的高内涵细胞成像的方案所存在的不足之处在于：难以高通量地获得高质量的高内涵图像。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于获取关于细胞样本的高内涵图像的方法、用于获取关于细胞样本的高内涵图像的系统，能够高通量地获得高质量的高内涵图像。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种用于获取关于细胞样本的高内涵图像的方法。该方法包括：在控制设备处，控制第一图像采集装置，针对待测孔板的整个孔板进行荧光成像，以便生成第一图像，所述待测孔板经由细胞染色操作；基于第一图像，经由识别模型提取第一图像的特征，识别存在细胞聚集的区域和不存在细胞聚集的区域，识别模型经由神经网络模型所构建；基于不存在细胞聚集的区域，获取细胞核的位置信息；以及基于所获取的细胞核的位置信息，控制第二图像采集装置在预定时间间隔内针对目标区域进行多次显微成像，以便生成关于目标细胞样本的多个高内涵图像。

3、在一些实施例中，识别模型包括图像预处理模型和图像分割模型，识别存在细胞聚集的区域和不存在细胞聚集的区域包括：经由图像预处理模型，去除第一图像中的指示孔板和干扰的部分，以便获取经预处理的待识别图像，图像预处理模型是经由神经网络模型所构建；以及基于经预处理的待识别图像，经由图像分割模型，识别存在细胞聚集的区域和不存在细胞聚集的区域，图像分割模型是经由神经网络模型所构建。

4、在一些实施例中，基于不存在细胞聚集的区域获取细胞核的位置信息包括：基于所识别的不存在细胞聚集的区域，经由细胞识别模型，识别细胞核的位置信息，细胞识别模型是经由神经网络模型所构建；以及基于所识别的细胞核的位置信息，经由高斯滤波和系数矫正，计算出待测孔板的平均细胞密度。

5、在一些实施例中，第一图像采集装置为细胞全孔扫描成像分析装置，所述第二图像采集装置为高内涵细胞成像分析装置。

6、在一些实施例中，用于获取关于细胞样本的高内涵图像的方法还包括：获取完成化合物给药处理的孔板；读取试剂瓶的条形码，以便将相关试剂加载到洗板和分液装置的相应容器中；读取所获取的孔板的条形码，以便将孔板传递至洗板和分液装置；用洗板和分液装置所包括的蠕动泵添加染色试剂，以及控制机械臂将添加染色试剂之后的孔板传递至细胞培养箱内进行孵育操作；以及针对经由细胞培养箱孵育操作的孔板进行多次清洗操作、染色操作、室温孵育操作，以便生成用于待荧光成像的待测孔板。

7、在一些实施例中，针对经由细胞培养箱孵育操作的孔板进行多次清洗操作、染色操作、室温孵育操作，以便形成待测孔板包括：控制机械臂将经由细胞培养箱孵育操作的孔板传递至洗板装置，以用于针对经由细胞培养箱孵育操作的孔板进行离心操作和去除上清液操作；在洗板装置处，向孔板加入用于固定细胞的试剂；控制机械臂将添加用于固定细胞的试剂的孔板传递至暂存单元上，以便针对孔板进行第一次室温孵育操作；控制机械臂将经由第一次室温孵育操作的孔板传递至洗板装置处以进行离心操作和去除上清液，以及在洗板装置处，针对经由去除上清液操作的孔板，添加清洗试剂以进行细胞清洗操作；以及在洗板装置处，针对添加清洗试剂后的孔板添加细胞破膜液和封闭液，以用于针对细胞进行混合染色操作。

8、在一些实施例中，针对细胞进行混合染色操作包括：控制机械臂将添加细胞破膜液和封闭液的孔板传递至暂存单元上，以便进行第二次室温孵育操作；控制机械臂将经由第二次室温孵育操作的孔板传递至洗板装置处，以便针对经由第二次室温孵育操作的孔板进行离心操作、去除上清液操作和清洗操作；控制机械臂将完成清洗操作的孔板传递到洗板和分液装置处，以便向孔板添加混合染料试剂；将添加混合染料试剂后的孔板进行翻转，以便在洗板装置处针对翻转后的孔板进行离心操作；控制机械臂将经由离心操作的孔板传递至暂存单元上，以便进行第三次室温孵育操作；以及将经由第三次室温孵育操作的孔板传递至洗板装置处，以便针对经由第三次室温孵育操作的孔板进行离心操作和去除上清液操作。

9、在一些实施例中，生成用于待荧光成像的待测孔板包括：在洗板装置处，针对经由去除上清液操作的孔板，添加清洗试剂以进行清洗；在洗板和分液装置处，添加清洗试剂；以及针对添加清洗试剂的孔板，利用密封胶进行密封，以便生成用于待荧光成像的待测孔板。

10、根据本发明的第二方面，还提供了用于获取关于细胞样本的高内涵图像的系统，该系统包括：第一图像采集装置，被配置为基于控制设备的指令，针对待测孔板的整个孔板进行荧光成像，以便生成第一图像；第二图像采集装置，被配置为基于控制设备的指令，在预定时间间隔内针对目标区域进行多次显微成像，以便生成关于目标细胞样本的多个高内涵图像；机械臂，被配置为基于控制设备的指令实现待测孔板或孔板的传递与翻转；控制设备，用于执行根据本发明的第一方面的方法。

11、在一些实施例中，用于获取关于细胞样本的高内涵图像的系统还包括：细胞培养箱，用以针对孔板进行孵育操作；第一线性导轨，用于针对第二线性导轨在水平面上进行导向；第二线性导轨，用于针对机械臂在垂直面上进行导向；洗板装置，用于针对孔板进行加液操作、换液操作和清洗操作；以及暂存单元，用于暂存孔板，以便针对孔板进行室温孵育操作。

12、在一些实施例中，用于获取关于细胞样本的高内涵图像的系统还包括：翻板装置，用以针对孔板进行翻转操作；扫码装置，用于针对试剂瓶和孔板的条形码进行扫码；洗板和分液装置，用于针对孔板进行加液操作、换液操作；以及暂存单元。

13、在一些实施例中，用于获取关于细胞样本的高内涵图像的系统还包括：第一支撑框架，第一支撑框架包括多个第一支撑子框架，用于分别支撑细胞培养箱、第一图像采集装置、第二图像采集装置、翻板装置、扫码装置和第一线性导轨；以及第二支撑框架，第二支撑框架包括多个第二支撑子框架，用于支撑洗板和分液装置、洗板装置，暂存单元和控制设备。

14、提供
技术实现要素：
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本发明的关键特征或主要特征，也无意限制本发明的范围。

技术特征：

1.一种用于获取关于细胞样本的高内涵图像的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中识别模型包括图像预处理模型和图像分割模型，识别存在细胞聚集的区域和不存在细胞聚集的区域包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其中基于不存在细胞聚集的区域获取细胞核的位置信息包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其中第一图像采集装置为细胞全孔扫描成像分析装置，所述第二图像采集装置为高内涵细胞成像分析装置。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其中针对经由细胞培养箱孵育操作的孔板进行多次清洗操作、染色操作、室温孵育操作，以便形成待测孔板包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其中针对细胞进行混合染色操作包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中生成用于待荧光成像的待测孔板包括：

9.一种用于获取关于细胞样本的高内涵图像的系统，包括：

10.根据权利要求9所述的系统，还包括：

11.根据权利要求9所述的系统，还包括：

12.根据权利要求10所述的系统，还包括：

技术总结
本发明涉及一种用于获取关于细胞样本的高内涵图像的方法和系统。该方法包括：在控制设备处，控制第一图像采集装置，针对待测孔板的整个孔板进行荧光成像，以便生成第一图像；基于第一图像，经由识别模型识别存在细胞聚集的区域和不存在细胞聚集的区域；基于不存在细胞聚集的区域，获取细胞核的位置信息；以及基于所获取的细胞核的位置信息，控制第二图像采集装置在预定时间间隔内针对目标区域进行多次显微成像，以便生成关于目标细胞样本的多个高内涵图像。本发明能够高通量地获得高质量的高内涵图像。

技术研发人员：唐秋琼,胡潇,王海彬,石涵宇,雅各布·扎克,克里斯托弗·埃德隆,伊利亚·科瓦连科,亚历山大·扎沃龙科夫,任峰
受保护的技术使用者：英矽智能科技知识产权有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/26