3D 细胞模型

使用细胞成像和分析技术中的先进方法
研究复杂 3D 生物学。




适用于 3D 细胞培养应用和检测的细胞成像和分析

开发适用于化合物筛选且更复杂、更具生物相关性和预测性的细胞测定法是药物发现领域的主要挑战。三维 (3D) 检测模型的综合性应用越来越普遍,从而推动了转化生物学的发展。复杂性更高的细胞模型已获得了普及,因为它们对体内环境的模仿性更强,对药物治疗的反应更佳。具体而言,3D 细胞培养物具有严密概括人体组织各个方面的优势,这些方面包括结构、细胞组织、细胞间和细胞基质间的相互作用以及更具生理相关性的扩散特性。利用 3D 细胞测定法可增加研究和筛选活动的价值,跨越 2D 细胞培养物与整个动物模型之间的转化差距。通过复制体内环境的重要参数,3D 模型可提供有关干细胞行为以及体外组织发展的独到见解。

3D 细胞成像和分析工作流程

虽然使用 3D 细胞培养进行定量测定开发已成为了解复杂生物学极富吸引力的研究工具, 但极具挑战性的 3D 细胞图像采集和分析方法阻碍了3D在筛选领域的普及。用于进行显微成像检测和分析的高内涵和高通量工具可提供用于评估这种复杂生物学的创新和自动化工具。培育 3D 细胞培养物或将其转移至一块成像微孔板后,可用化合物处理细胞,并用所选的标记物对其进行染色。对于采集操作,ImageXpress 自动成像系统以及我们的细胞成像和分析软件可在单个集成界面中筛选和分析这些模型,以显著缩短得到结果所需的时间。
 

用于典型 3D 细胞培养物检测的步骤:

 

3D 细胞成像和分析技术

我们的成像技术不断发展,以使更具生理相关性的模型更易于使用。进一步了解我们的技术如何协助将 3D 细胞培养从小规模分析扩大到高通量筛选。

 

3D 采集解决方案

 

采集 3D 检测图像

近几年,已在自动化显微成像检测和分析方面取得了重大进展,从而可提供适用于药物发现和环境毒性应用的更具预测性和生理相关性的检测。使用更复杂的检测和 3D 模型要求具有较高的分辨率来获取可发表级别质量的图像和数据。

共聚焦成像通过减少离焦光来提供高信噪比,以获得更清晰的图像,从而产生更多细胞细节,即使在一个厚样品中亦可如此。观看视频以了解关于如何使用 ImageXpress Micro 共聚焦高内涵成像分析系统采集 3D 图像的高通量技术。

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3D 图像解决方案

 

分析 3D 应用的图像

即使你的样品是 3D 样品,也可能会生成不同类型的图像集。可能一个平面就已足够,也可能获得多个平面。在获得多个平面的情况下,能够单独分析它们或将它们结合成一个 2D 投影后再分析它们可能会有帮助。最后,分析完整的整体 3D 图像可能就是实验的目标。观看视频以了解更多有关使用 MetaXpress 软件分析来自多个 z 平面(作为一个 3D 体)的图像的技术。

观看视频  

 

3D 细胞模型的优势

三维 (3D) 细胞模型的主要优势包括生理相关性,并且能够近距离地表现组织微环境、细胞间相互作用以及体内发生的生物过程。现在,你可以通过结合高内涵成像 (HCI) 系统与 ImageXpress 等细胞成像设备的技术来生成更具预测性的数据。通过将高内涵成像采集和 MetaXpress® 软件等分析软件与 3D 分析模块相集成,可将其用于 3D 结构的进一步分析、显示和评估。并使您能够在不影响通量或数据质量的情况下满足 3D 采集和分析的挑战性需求,让您对研究发现充满信心。

 

了解更多有关 3D 细胞模型应用和检测的信息:

3D 细胞成像和分析工作流程

3D 细胞培养实验步骤的工作流程依赖于所培养的细胞模型的类型。此处所述的 3D 细胞成像和分析工作流程是 96 或 384 孔平底或圆底微孔板中 3D 细胞球的一个一般示例。每个步骤都分解介绍了从细胞培养到图像分析的过程,并且强调了进行细胞培养实验步骤所需的仪器和工具,包括一个自动化高内涵成像系统以及细胞成像和分析软件。

 

3D 细胞成像和分析工作流程
 
培养细胞球

培养细胞球

可以在一个 ULA 圆底板中直接培养 3D 细胞,以获得典型球形形状的细胞球。在转移至成像微孔板之前,也可以在皮氏培养皿、烧瓶或其他微孔板等替代实验室器具中培养细胞。

96 或 384 孔板

96 或 384 孔板

大多数用于高内涵和高通量筛选的 3D 细胞培养物都使用 96 或 384 孔微孔板培养。ULA 和 U 形/圆底微孔板可使球形形状形成细胞球,或者也可使用水凝胶模拟胞外基质 (ECM),以在平底微孔板中培养细胞球。针对 ImageXpress® Micro 共聚焦高内涵成像系统的优化后细胞球细胞培养实验步骤可使用 ULA 以及 U 形底 96 孔和 384 孔板和可减少检测时间和最大限度降低可变性的一步式染色流程。

01

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光谱
使用化合物处理

使用化合物处理

细胞球形成后,将化合物添加到孔中,随后孵育一天至几天(具体取决于所研究的机制)。一般来说,用于研究细胞凋亡的孵育持续时间较短,而用于多参数细胞毒性研究的孵育持续时间较长。对于需要较长持续时间的药物处理,要在孵育期间定期加入化合物。化合物浓度和孵育期取决于所需的实验步骤。

02
标记物染色

标记物染色

化合物处理完成后,直接向培养基添加染色剂。可以使用无需冲洗的染色剂,以免干扰细胞球,但在必要时,可以使用自动化技术小心冲洗细胞球。

96 或 384 孔板

试剂盒

简单易用、可靠的检测试剂盒,适用于生命科学研究、药物的探索与发现以及生物学测定。我们的检测试剂盒已经过优化,可用于我们的仪器。在药物发现中更早地筛选更多化合物并实现对测试化合物针对细胞活性、细胞增殖和自然发生的完整浓度-反应特性的特征描述。

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03
成像系统

高内涵成像系统

ImageXpress Micro 共聚焦高内涵成像分析系统是一个独特的共聚焦成像解决方案,一周可实现超过一百万个孔的成像。MetaXpress 软件能够采集 3D z-协议栈。可单独保存 z 平面图像,或使用数字算法将其合并成单张 2D 投影图像。

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采集 3D 细胞图像

采集 3D 细胞图像

可单独捕获细胞球球体内的图像,或使用专门成像设备将其捕获为 z 协议栈(在不同深度处所获得的多张图像)。

04
分析

分析 3D 细胞图像

使用细胞成像分析软件运行细胞图像定量分析,以评估和监测细胞针对不同标记物的表达情况并定量生物学读数。

高内涵成像软件

高内涵成像软件

MetaXpress 高内涵图像采集和分析软件是一个多层次分析工具,适用于众多已针对 ImageXpress Micro 共聚焦系统优化的 2D 和 3D 应用。用于 3D 细胞模型的整合采集和分析应用模块可通过测量体积、强度和距离来简化 3D 结构的高通量定量。

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05

 

3D 细胞资源

视频和演示

使用高内涵成像进行 3D 采集

使用高内涵成像的高通量 3D 采集的解决方案

3D 图像高内涵分析的解决方案

3D 图像高内涵分析的解决方案

斑马鱼肌动蛋白掩蔽

斑马鱼肌动蛋白可屏蔽 w FITC 血管掩膜

血管生成缩略图

血管生成研究:高内涵成像系统可帮助解锁 3D 组织模型的所有潜能

使用高通量芯片器官 (Organ-on-a-Chip) 平台的生理学相关组织模型

使用高通量器官芯片平台的生理相关性组织模型

相关产品和服务

ImageXpress 自动成像系统是完整解决方案中速度、灵敏度和灵活性的最终组合,适用于你的 2D 或 3D 应用,并且可迎合不同类型的玻片和孔板类型。我们的 ImageXpress 成像系统可通过尽量减弱背景荧光并增加锐度来实现厚样品的卓越显示效果,从而获得精准的图像分割。通过在 3D 空间内无缝集成细胞采集和分析以提高筛选检测细胞之间的生物相关性,从而得出体积、强度和距离测量值。


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