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活细胞成像

开发优质的模拟细胞体内环境的成像检测方法

什么是活细胞成像?

活细胞成像是通过显微观察研究活细胞的细胞结构和功能的研究方法。它可以实时显示和定量细胞的动态变化过程。并且可以研究活体系统中的细胞和亚细胞结构、功能和组织,有助于开发在生物学上更加相关且能更好预测人体对新候选药物反应的测定方法。活细胞成像可应用在多种研究方向和生物应用 ——无论是对活细胞进行长期动力学监测,还是进行荧光标记检测。

成纤维细胞分裂的延时视频。延时成像的总时间为 18 小时。成纤维细胞稳定表达 mCherry-H2B(红色,细胞核)和 GFP-β 微管蛋白(绿色,微管蛋白)。

活细胞研究的好处

活细胞成像是细胞生物学实验室和许多行业的一种基础研究工具,它助力了药物靶标、候选药物、以及与疾病相关的分子机制的发现。对这些研究人员来说,最重要的是能够开发出最能模拟细胞体内特性的测定方法。活细胞成像的好处包括:

  • 随着时间的推移对活细胞进行监测,不仅可以提供细胞中正在发生的事情的快照,同时还将在终点测定中可能错过的瞬变事件可视化,并揭示终点测定的最佳时间点。
  • 严格调控环境条件以确保正在研究的细胞结构和过程处于原始生理状态。
  • 对在自然状态下的活细胞成像可以最大程度减少因其他成像技术(如细胞固定和免疫染色)造成的伪影。
  • 可实时同步研究细胞生物分子的定位、转运以及多个通路的进展。
  • 侧向、轴向和即时性采集图像可生成 4D 图像和数据。
  • 针对分子动力学的活细胞成像产生的定性和定量数据不能从其他生化方法获得

 

细胞成像和分析工作流程

在不同的细胞模型中,活细胞培养、平板接种和维持活细胞状态的实验步骤不尽相同,但以下步骤概述了活细胞检测的一般工作流程。

 

 

  1. 细胞接种—将细胞接种到所选的实验室器具(腔室载玻片、培养皿、微孔板)中。

  2. 处理细胞 – 使用所需化合物、RNAi 等处理细胞(如果这是检测工作流程中的一部分)。

  3. 标记物染色 –  如有需要,使用所需荧光团(荧光染料、荧光蛋白等)–标记细胞

  4. 环境控制—如果采集需要很长时间,或该实验是一个活细胞延时实验(连续或非连续),则启用完整的环境控制,包括空气、温度和湿度。

  5. 采集细胞图像 – 将平板放入自动成像系统,然后开始采集您的活细胞图像

  6. 分析细胞图像 – 使用细胞成像分析软件对活细胞图像进行定量分析
     

 

活细胞成像系统

精密的活细胞成像系统能够调控环境条件,以维持细胞的健康和活性,同时监测从单细胞到生物体层面上的分子和细胞动力学数据。从研究快速动力学事件到进行长期延时检测,自动活细胞成像均可直接观察活细胞的动态生物学过程,并能够生成大量细胞信息。

  • 从无标记的明场成像到多色荧光成像功能,可提供大多数活细胞成像应用所需的灵活性。
  • 高帧率的采集速度可检测快速动力学事件,例如心肌细胞中的钙振荡。
  • 自动活细胞成像仪器的稳定聚焦能力可确保在整个采集过程中保持最佳聚焦,这对生成准确的活细胞成像数据至关重要。

 

应用和检测

带集成环境控制室的自动显微镜以及荧光蛋白和合成荧光团技术不断取得进展,使得研究人员研究活细胞生物过程的能力不断提升。

我们的高内涵成像和分析系统有灵活的可扩展性,可轻松随着您的研究需求来改进。它们具备可满足您特定研究需求的选项和模块,包括物镜、滤光片、成像模式和环境控制。以下应用和测定方法中均使用了这些关键功能,可满足您进行活细胞成像研究的需求:

活细胞成像和分析工作流程

所述的活细胞成像工作流程是连续长期延时活细胞检测的一个一般示例。该工作流程分多个步骤介绍了从细胞平板接种到图像分析的过程,并强调了进行活细胞检测所需的材料和仪器,包括自动化高内涵成像系统及细胞成像和分析软件。

 

活细胞成像和分析工作流程
 
平板接种细胞

平板接种细胞

将贴壁或悬浮细胞平板接种到所选的实验器皿中,包括培养皿、载玻片和微孔板。在正常培养条件(即 37°C,5% CO2)下孵育细胞。对于贴壁细胞,过夜孵育平板接种细胞,有充裕的时间让细胞贴壁和生长。

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细胞培养都使用 96 或 384 孔微孔板进行。

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光谱
使用化合物处理

使用化合物处理

如果实验步骤中有需要,用目标化合物处理细胞。

化合物可加入细胞数分钟至数天,具体取决于化合物的作用机制和研究的生物反应。例如,凋亡或受体内化检测通常所需的孵育时间更短,而多参数细胞毒性检测需要的时间更长。若化合物处理时间更长,则可能需要在孵育期间更换化合物。

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标记物染色

标记染色

活细胞可使用各种荧光团染色,或使用含荧光蛋白-肽融合物的表达载体转染/转导。染色时,应遵循制造商的实验说明。活细胞应用并不是都需要进行染色,无标记成像和分析可只通过明场成像进行细胞的追踪和监控。

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针对我们的仪器进行了优化。有助于在药物发现中更早地筛选更多化合物,并鉴定待测试化合物的浓度-反应完整特性。

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ImageXpress 高内涵成像产品组合

ImageXpress 高内涵成像产品线

我们的高内涵成像和分析系统提供灵活的可扩展性,可轻松根据您的研究需求来升级您的系统。它们具备可满足您特定研究需求的选项和模块,包括物镜、滤光片、成像模式和环境条件。

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配置环境控制设置

配置环境控制设置

加入染料和化合物后,将平板放在集成了环境控制功能(如空气 (CO2, O2)、温度和湿度)的适宜的成像仪器中。

对于长期延时检测,务必维持一个自然的生理环境,以确保活细胞的健康,并防止整个延时采集过程中出现焦点漂移。

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采集活细胞图像

获取活细胞图像

对于连续的延时成像,设置整个实验时程的总时长和成像间隔,例如,每小时成像,持续 24 小时。

在将孔板放入孵育器及取出孔板并在不同时间点进行成像时,可进行非连续的延时成像。

ImageXpress Pico 自动

自动化细胞成像分析系统

ImageXpress® Pico 自动化细胞成像分析系统不仅是一台数字显微镜,还结合了高分辨率成像及强大的分析功能。无论是进行荧光成像,还是进行明场检测,该自动成像仪都具备细胞检测的全面预配置实验步骤,可缩短学习曲线,从而让您能够快速开始进行实验。

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CellReporterXpress 软件

细胞成像采集和分析软件

CellReporterXpress 自动图像采集和分析软件兼容 ImageXpress® Pico 系统。它有一个简洁易学的界面,便于对自动化细胞成像分析系统采集到的图像进行定量分析。该软件可实现在更高通量下对图像进行分布式分析,非常适用于对玻片或微孔板进行缩放式显微成像。

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分析活细胞图像

分析活细胞图像

使用细胞成像分析软件分析活细胞图像,生成有关正在研究的生物反应的多参数实验数据。可对延时采集图像生成动力学数据并进行分析。

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活细胞成像资源

视频和网络研讨会

使用高内涵和自动成像加速您的筛选

2D 和 3D 细胞模型的高内涵分析和表型表征

ImageXpress Micro

在 ImageXpress Micro 上采集间断延时视频

干细胞共培养的活细胞成像

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