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高内涵细胞成像分析技术的优势与应用

2020.5.19

高内涵技术优势

高内涵细胞成像分析系统由三个部分组成:全自动高速显微成像,全自动图像分析和数据管理。全自动高速显微成像在短时间内生成大量的图像,全自动图像分析从这些图像中提取大量的数据,数据管理软件负责建档存储、注释比较、检索分享这些图像和数据。

高内涵,意味着丰富的信息。这些信息包括:单个细胞图像和各项指标,细胞群体的统计分析结果,细胞数量和形态的改变,亚细胞结构的变化,荧光信号随时间的变化,荧光信号空间分布的改变等等。人们往往因为特定的问题去设计实验,在图像中找到答案的同时,其他的信息会带来意外的新发现。

科学论文中单张的荧光显微图像通常显示的是阳性目标的有或无,强或弱,是定性分析。高内涵技术的研究对象不是一个或少数细胞,而是对大量细胞的同时观察和分析,从大量图像中得到细胞群体的定量统计结果,结论更有科学说服力。因为分析的对象是完整的细胞,在一个实验中可以同时使用多种荧光探针,大量细胞的多参数同时分析可以对复杂的细胞学机理和相互作用有更深入的理解。

高内涵技术实现了高速显微成像,以前耗时费力的工作瞬间完成,综合海量信息更快做出决策。在药物靶标的确认,化合物的药理和毒性筛选中HCA优势明显,对于复杂细胞学机理的研究,HCA所提供的有价值的信息可以帮助研究人员在日益激烈的科研竞赛中胜出。

高内涵技术消除了人为偏差,人会选择比较好的细胞来拍摄和分析,而机器是客观的,所有样品的成像分析条件是完全相同的。

高内涵技术应用

高内涵技术最初应用于药物筛选,随着技术的进步和发展,近年来在生命科学研究中得到了广泛的应用,包括细胞信号通路,肿瘤学,神经生物学,免疫学,传染病学,干细胞的研究等等。HCA提供的信息不可能从传统方法中获得,很多实验用高内涵平台来完成,比现有的方法更灵敏,通量更高,成本更低,结果更准确和可靠。

RNAi技术可以特异性剔除或关闭特定基因的表达,所以该技术已被广泛用于探索基因功能,进入生物科学许多领域,成为一种主要的生物学研究工具。很多文献报道了使用高内涵平台高通量分析细胞表型变化进行RNAi筛选找到靶基因,IN Cell用户发表了将近30篇此类论文。

斑马鱼作为模式生物用于遗传学、发育生物学研究,也广泛应用于药物筛选,建立了很多人类重大疾病斑马鱼模型,如神经系统疾病、肿瘤血管生成、先天性心脏病。斑马鱼胚胎是透明的,无需固定就可以在显微镜下观察,体积小可以培养在96或384孔板中,方便施加各种条件进行高通量筛选。IN Cell 2000大芯片CCD相机和2×物镜结合使用时,可以对96孔板整孔成像,特别适合对斑马鱼胚胎的观察,短时间内可以获得大量活体斑马鱼胚胎图像,IN Cell Investigator图像分析软件的Zebra Fish模块可以对这些图像进行自动分析。浙江大学X.Xu等的文章发表在J Neurosci Methods. 2011 Sep 15;200(2):229-36。


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