活细胞荧光成像系统

2018年10月23日，美国Etaluma CEO Chris Shumate, PHD来访锘海生命科学。Etaluma公司的全自动活细胞成像系统Lumascope可广泛应用于各类活细胞，细胞球体，组织，切片，微流控，细菌，活体成像。Dr. Shumate 给大家进行了专业的显微成像原理，Etaluma对比传统显微镜的优势，以及应用方向等的培训。大家就建立市场合作、了解中国客户需求、在各地高校进行巡回演讲等进行了深入的探讨和学习交流。关于Etaluma全自动活细胞成像系统 Lumascope美国的etaluma公司的全自动活细胞成像系统Lumascope，还可以放入培养箱内进行长时间的活细胞成像观察，保证细胞稳定的生长环境。同时也适用于观察动物、植物组织以及活体。形态小巧可便携式携带，可放入超净台中，自由组合度高。它光路设计简单，灵敏度高，成像质量好，媲美传统共聚焦显微镜。同时该显微镜可以做三色荧光（红、绿、蓝），物镜选择范围1.25X-100X，支持Z轴成像。支持培养皿，培养瓶，载玻片以及微孔板，并且通可以做1536板。其配套显微成像分析软件Lumaquant操作简单，功能强大。Lumaquant可以帮您实现在荧光，在相差和明场成像中2D以及长时间2D图像的分析，可实现检测和跟踪物体（细胞，细胞核，颗粒等）。欢迎参加慕尼黑生化展，现场测样！案例分享BPAE细胞里的DNA，alpha微管蛋白，以及F-肌动蛋白使用LS620拍摄的BPAE细胞里的DNA（蓝），alpha微管蛋白（绿），以及F-肌动蛋白（红）。使用奥林巴斯40x镜头，LifeTech FluoCell slide #2。 小鼠肾脏组织切片细胞球体形成心肌细胞钙流信号检测相差成像关于锘海：锘海生物科学仪器（上海）股份有限公司（Nuohai Life Science）成立于2004年，总部设在上海，并陆续在北京，广州，成都等地设立了8个办事处。锘海致力于提供先进的实验/研究与生产仪器、相关试剂耗材, 并提供专业的应用和技术服务支持。不断促进生命科学领域新技术发展，及时引进国外最新的技术和产品。同时，锘海生命科学为科研及企业客户提供全方位的CRO/CMO 服务，满足产业中的研发和生产需求。

我们知道以往的固定组织或固定细胞成像揭示了非常多的自然秘密，给了我们很大的启示，但现在的科学研究则希望在最真实的条件下观察细胞。纵观显微镜的发展历史，直到15年前，科学家主要还是处理死细胞。现在，活细胞研究的重要性已经越来越被意识到。 东胜创新（DeltaVision Elite活细胞成像系统） 加拿大McGill大学成像实验室主任Claire M. Brown表示：“要达到这个研究目的，我们非常需要一个不损坏细胞的封闭环境、且具有比较理想的成像条件。这一条件尤其对于进行动态、三维成像的多标记样品来说尤其重要。”让人高兴的是，近年来在光学设计、高灵敏检测器、优选探针和先进软件方面的改善，使得这一切成为可能。今天的活细胞工作站，不仅仅限于观察，目前的趋势已经从结构或细胞器的分析，转向了功能的相互影响观察研究。现在，科学家可以便利的购买到活组织应用的整合新设备，而不用将系统简单的拼凑在一起。如GE公司的活细胞工作站DeltaVision Elite提供适用于活细胞成像的高分辨率、高灵敏度、全自动化设备。通过对活细胞进行实时、长时间的成像，观察细胞内的动态变化过程，如细胞的有丝分裂、钙火花传导、细胞运动和迁移等。同时，搭载全内发射荧光模块（TIRF）对分子和膜运输之间的囊泡转运、相互作用成像尤其有用；搭载单分子成像技术，如PALM，STORM等，可实现超高分辨率成像，分辨率可达20nm。在照明波动中，DeltaVision Elite通过TruLight均一照明光学系统，控制光照的强度和均一性。计算机对这些变量的完全控制，确保了精确的、可重复的成像效果。 DeltaVision Elite通过专利的InsightSSI光源，大幅度的降低光毒性和光损伤，实现对活细胞长达500小时的连续成像；同时，专利的还原型迭代去卷积技术保证高分辨率、高灵敏度的图像获取。这一系列的专利设计在保证高质量图像的同时，实现了对活细胞的长时间连续成像，“鱼”与“熊掌”兼而得之。 正在分裂的Hela细胞，其中绿色标记微管蛋白，红色标记染色体。 另外，专利的UltimateFocus自动对焦系统通过远红外激光实时监测盖玻片和物镜镜头之间的距离，保持成像焦平面的稳定，防止长时间time-lapse成像过程中跑焦现象的发生。活细胞培养环境控制系统能够实时控制细胞培养的温度、湿度和CO2浓度，以及整个成像系统的温度稳定性，保证成像的精确和可重复性。功能强大的SoftWoRx图像处理软件能够实现XYZ-λ（波长）-T（时间）-P（位置）六维活细胞成像、Time-Lapse成像、去卷积、三维重建、视频电影制作、多点观察、细胞跟踪、共定位分析、FRET/FRAP/TIRF成像、荧光强度定量分析等。 目前，活细胞成像方面的进展仍然在不断涌现。快速的、不断改善的动态分析方法，将对活细胞内部的功能蛋白质进行更好的研究。成像专家也在进一步推动原位成像的真实性。人们不仅想去观察一个动物体中的一个细胞，并且用显微镜进行成像，而且也期望看到全貌。你将会看到越来越多的整体动物的成像。对活细胞成像来说，能同时进行多通道成像，并且区别多重荧光信号将变得越来越重要。致力于生命科学最前沿技术—东胜创新分子影像微信服务号：eastwin_mi欢迎您和我们一起见证生命科学的成长

项目编号：GZZJ-ZFG-2023080项目名称：华南理工大学全时程动态活细胞成像及功能分析系统项目预算金额：220.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：220.0000000 万元（人民币）采购需求：序号标的名称数量（单位）简要技术需求或服务要求（具体详见采购需求）最高限价万元（人民币）1全时程动态活细胞成像及功能分析系统1套功能：全时程动态活细胞成像及功能分析系统可放置于培养箱中，兼容多种规格尺寸的孔板、培养皿、培养瓶，可在明场及红色、绿色双色荧光通道条件下，对培养的细胞进行实时长时间的自动成像。一次可同时进行多块多孔板的实验，每块多孔板可独立运行，使用不同的物镜和荧光通道，采用不同的时间间隔拍照，用户可通过联网的电脑自定义实验流程和进行远程控制，获取各种格式的图像或动态视频，自动依据相位图、荧光信号分析生成的基于图像应用的图表，以显示细胞的变化及趋势。用途：全时程动态活细胞成像及功能分析系统主要应用于基础研究领域，结合其实时、长时间观察、自动分析的特点，可实时观测多组细胞生长过程，可获得每个时间点的照片、数值、曲线、影像等资料，为细胞生长发育、肿瘤研究、免疫研究、干细胞研究、药物评价、基因编辑与转染效率分析等多种应用提供丰富可靠的数据支持。人民币220万元经政府采购管理部门同意，本项目（全时程动态活细胞成像及功能分析系统）允许采购本国产品或不属于国家法律法规政策明确规定限制的进口产品，具体详见采购需求。本项目采购标的所属行业为：工业合同履行期限：国内供货：在合同签订后（30）天内完成供货、安装和调试并交付用户单位使用；境外供货（可办理免税）：办理免税证明后（90）天内。本项目( 不接受 )联合体投标。对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名称：华南理工大学地址：广州市天河区五山路381号联系方式：文老师020-871129622.采购代理机构信息名称：广州中经招标有限公司地址：广州市越秀区寺右一马路18号泰恒大厦14楼1409室联系方式：陈小姐、庄小姐 020-87385151、020-37639369、020-87371812、020-873722963.项目联系方式项目联系人：陈小姐、庄小姐电话：020-87385151

活体光学成像(Optical in vivo Imaging)主要采用生物发光（bioluminescence）技术与荧光（fluorescence）技术。生物发光是用荧光素酶(Luciferase)基因标记细胞或DNA，今天，生物发光标记物可以标记到任何一种基因上，使对基因功能的全面细致研究成为现实。而荧光技术则采用荧光报告基团（GFP、RFP, Cyt及dyes等）进行标记，利用荧光蛋白在外源光源或是内源发光照射下被激发产生的荧光作为检测信号。研究人员能够利用一套非常灵敏的光学检测仪器直接监控活体生物体内的细胞活动和基因行为。 该技术可被广泛应用于标记细胞或基因的示踪及检测；基因治疗在活体动物体内直接的观察和检测；基因组、蛋白组学、药学及生物技术在活体动物内的研究；药物及化学合成药物的药物代谢及毒理学监测；食品菌落生长成像；皮肤医学中皮肤疾病的体内成像；法医鉴定；微孔板成像，例如：免疫分析、报告基因、基因探针和嗜菌作用分析等；荧光团的体内成像，例如：Alzheimer疾病研究中结合嗪的β-淀粉沉淀物分析；转基因植物中通过报告基因对生理周期节奏的研究；凝胶成像分析等等。 但在研究过程中，研究者们必须事先用基因技术进行荧光素酶基因标记，或者某种荧光报告基团标记。目前活体光学成像系统的知名制造商，如Berthold、GE、Xenogen、Photometrics、Carestream Health等，不仅为客户提供先进的仪器，也提供具体实验所需的整套解决方案，包括试剂、实验手册、特殊用途的质粒、细胞株、转基因动物、细胞处理和动物处理设施等配套技术支持。出色的多任务处理能力，人性化的整体设计，便捷精确的操作系统，使实验室影像分析领域进入了一个全新的时代。 下面以研究干细胞活体移植后的存活率为例，简介一两种内源性荧光色素标记的实验方法，供专业人士参考。 用荧光色素DiD标记 间充质干细胞 1. 先用胰蛋白酶消化待标记材料，使之成为一定密度的悬浮液； 2. 从细胞培养箱中取出间充质干细胞，吸取含原有培养基的细胞悬浮液进行标记； 3. 用10 ml Mg/Ca-free PBS （不含钙镁离子的磷酸缓冲液）清洗细胞，吸去PBS， 钙镁离子会影响胰蛋白酶的活性，必须小心； 4. 加入预热的0.05% 胰蛋白酶液，加液量以T75型瓶为例，每瓶加5ml， 确保瓶的表面被完全覆盖； 5. 在细胞培养箱中37° C 孵育约 5 分钟； 6. 然后在显微镜下确认细胞已经完全分散，如果有细胞贴壁情况，轻拍若干次或延长孵育时间直至酶解消化完全成功； 7. 加入等量含 10% FCS的培养基中和胰蛋白酶； 8. 用移液器反复吸取几次确保细胞均匀分散； 9. 然后移取细胞悬浮液至15ml 已灭菌的有盖聚丙烯离心管中； 10. 400 RCF离心5 分钟； 11. 小心移去上清液，不要扰动细胞； 12. 将细胞重新悬浮于DMEM 并进行计数； 13. 需要待标记细胞在无血清DMEM溶液中的密度应为1x106 /ml ； 14. 每ml细胞悬浮液加入5 ?L DiD 染色液； 15. 用移液器将染色液与细胞悬浮液混合均匀； 16. 在6孔低附着性细胞板上37 °C 孵育20分钟； 17. 孵育完全后移取细胞悬浮液至15ml 已灭菌的有盖聚丙烯离心管中； 18. 400 RCF离心5 分钟； 19. 小心移去染色液，不要扰动细胞； 20. 用PBS清洗细胞，用移液器反复吸取几次确保细胞均匀分散； 21. 重复洗三次； 22. 细胞重新计数并用台盼蓝染色法检测细胞活性； 23. 可以进行活细胞成像了！ 用荧光色素ICG标记 人胚胎干细胞 1. 必须先准备好吲哚菁绿溶液（血容量、心输出量、肝功能测定剂）作为对照品 ，然后使之与转染试剂鱼精蛋白（抗凝血作用）混合； 2. 测出1ml吲哚菁绿溶液的活力，然后在100 ?L DMSO中溶解ICG； 3. 向混合物中加入 400 ?L Dulbecco的改良Eagles 培养基 (DMEM + 10% 胎牛血清)， 震荡均匀，吲哚菁绿溶液终浓度为2mg/ml； 4. 加入转染试剂鱼精蛋白，鱼精蛋白作为对照品的载体，使之能够有效进入细胞； 5. 在300 ?L ICG 和 300 ?L 无血清Dulbecco改良 Eagles 培养基中混入 5 ?L 硫酸鱼精蛋白溶液, 使之终浓度为 10mg/ml,； 6. 震荡5分钟使之形成复合物，标记溶液制备完毕； 7. 从 hESC 10mm Petri 培养皿中移去原有培养基； 8. 加入5ml预热的 DMEM； 9. 加入制备好的鱼精蛋白/ICG 溶液， 37 °C下孵育1h； 10. 孵育完全后移去染色液； 11. 用5 ml PBS漂洗培养皿以清除染色液； 12. 移去 PBS 再加入 5ml 0.25 % 胰蛋白酶液，37 °C下孵育5分钟使之酶解，适当震摇培养皿效果会更好； 13. 用移液器反复吸取几次确保细胞均匀分散； 14. 加入等量含 10% KSR的培养基中和胰蛋白酶； 15. 然后移取细胞悬浮液至15ml 已灭菌的有盖聚丙烯离心管中，400 RCF离心5 分钟； 16. 在全培养基中悬浮细胞； 17. 如果还有细胞团块，可以移去原有培养基用10ml预热的全ESC培养基重新悬浮细胞，重复酶解再离心； 18. 在这一点上，鼠源饲喂细胞需从hESCs中分离； 19. 然后将细胞悬浮液移至涂布琼脂的10 cm 培养皿中； 20. 37 °C 孵育 45 分钟，注意不要晃动培养皿，如此鼠源饲喂细胞会贴壁而干细胞保持悬浮； 21. 从Petri 培养皿中移出已标记的单细胞人胚胎干细胞悬浮液； 22. 细胞重新计数并用台盼蓝染色法检测细胞活性； 23. 可进行活细胞成像了！

• 什么是活细胞成像？ 活细胞成像(live cell imaging)统称为捕捉活的、活动状态的细胞图像的技术，这些细胞图像可以是单个静态图像，也可以是延时系列图像。相应地，活细胞成像的应用可以分为两大类：❶ 细胞在自然状态下的图像记录。❷ 实时观察和记录细胞、组织或整个生物体的动态过程。• 观察分析活细胞时面临的挑战 ▷ 在相对较短的时间内采集大量信息。▷ 要保持细胞保存在可调节培养环境气体浓度和温度（在很多情况下）的培养室中。▷ 激发光源会损害活细胞。▷ 细胞焦面漂移，无法聚焦。▷ 需要使用配备有软件或硬件控制自动对焦的成像仪器来避免这种情况。Revolution全自动显微镜成像系统Revolution全自动显微镜成像系统部件高度集成内置，节省空间，避免繁琐调试及维护；触屏式操控观察工作站，界面直观简洁，易于学习，方便使用。Revolution全自动显微镜成像系统的光源采用高能LED光源，自动荧光切换把光毒降到最低。▌智能化全自动多功能系统：▶ TimeLapse延时摄影：可以根据设定在特定时间内完成特定间隔时间和特定的拍照张数。▶ 独有的Hyperscan快速成像：30帧高速成像，可以在几秒钟内完成上百张照片的采集。▶ Multi-well Point孔板导航成像：不限定孔位大小，只需输入参数就可以自动完成多孔或单孔采集。▶ Focus Map自定义多点聚焦：可以自动完成不同层面的自动聚焦。▶ Z-Stacking多层扫描大景深成像：完成多层面大景深成像。▶ DHR智能实时数字化降噪：实时完成反卷积计算，得到清晰图像。▌ECHO INCUBATOR为活细胞观察提供一个稳定而灵活的培养环境ECHO INCUBATOR采用紧凑的一体式设计，方便用户快速安装和拆卸。箱体结构透明和大型前置开门设计，可为用户提供清晰的观察视野并方便操作样本。采用无风扇对流加热和循环热空气方案，在消除振动的同时并可防止外部灰尘进入您的样品和仪器光学元件。提供稳定的细胞生长环境，确保适合的细胞培养条件，使细胞处于最佳生长状态。

6月28日，苏州大学附属第一医院发布类器官/活细胞共聚焦微孔板成像系统等设备招标公告，预算为485万元人民币。项目概况类器官/活细胞共聚焦微孔板成像系统等设备 JSZC-320000-SZWK-G2024-0186 招标项目的潜在投标人应在苏州市干将西路1296号（深业姑苏中心）1幢17层 获取招标文件，并于2024-07-19 13:30 （北京时间）前递交投标文件。采购需求：采购包名称数量简要说明是否接受进口产品投标预算金额（万元）1类器官/活细胞共聚焦微孔板成像系统1台成像模式：激光共聚焦成像、宽场荧光成像、明场及真彩色明场成像，相差成像。成像方式：单色，多色，图像拼接，时间延迟，Z-轴层切叠加和触发模式等等。是4852中央纯水处理系统1台可应用于生化流水线、免疫流水线、全自动凝血分析仪流水线、血细胞分析仪、化学发光仪等的常规检测用水。是100获取招标文件时间：2024年06月28日至2024年07月05日，每天上午08:30-11:30，下午13:00-17:00（北京时间，法定节假日除外）地点：苏州市干将西路1296号（深业姑苏中心）1幢17层方式：提供以下材料现场获取 （1）营业执照副本复印件； （2）法人授权委托书； 上述材料每页均须加盖单位公章。售价：500.00元提交投标文件截止时间、开标时间和地点2024-07-19 13:30 （北京时间）地点：苏州市干将西路1296号（深业姑苏中心）1幢17层详情点击查看

p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/8285de06-fab1-432b-acd4-3147494e96d5.jpg" title=" tpxw2017-08-10-03_副本.jpg" / /p p 　　在国家自然科学基金重大研究计划、国家杰出青年科学基金项目和面上项目的资助下，华东理工大学杨弋教授团队开发了一系列特异性检测还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)的高性能遗传编码荧光探针iNap，相关研究成果以“Genetically encoded fluorescent sensors reveal dynamic regulation of NADPH metabolism”(遗传编码的荧光探针揭示NADPH代谢的动态调节)为题于2017年6月5日以“研究长文”的形式在线发表在Nature Methods，2017年7月28日正式刊出。陶荣坤博士、赵玉政研究员和初环宇博士为共同第一作者。华东理工大学杨弋教授和中国科学技术大学刘海燕教授为文章的共同通讯作者。 /p p 　　烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH/NAD+)及其磷酸化形式(NADPH/NADP+)，作为生物体内两对最重要的辅酶和核心代谢物，常被用作评价细胞代谢状态的关键指标，与衰老及相关疾病如癌症、糖尿病、肥胖症、心脑血管疾病、神经性退行性疾病等的发生发展密切相关。长久以来，细胞代谢的检测主要依赖酶学、色谱、质谱等，这些方法不仅破坏了细胞或生物体的完整性，更难以应用于高通量筛选。为了解决这一重要科学难题，2011年，杨弋教授团队利用合成生物学方法开发了一系列遗传编码的NADH荧光探针，实现了在活细胞及各种亚细胞结构中对NADH分子的实时动态、特异性的检测与成像(Cell Metabolism, 2011, 14, 555)。2015年，该团队又报道了可同时检测NAD+，NADH及其比率的第二代细胞代谢荧光探针NADH氧化还原比率探针(SoNar)，像火眼金睛一样，可察觉到癌细胞与正常细胞的微细代谢差异(Cell Metabolism, 2015, 21, 777)。并进一步建立了细胞代谢荧光探针在单细胞、活体动物成像及高通量药物筛选方面的系统研究方法(Nature Protocols, 2016, 11, 1345)。 /p p 　　NADH和NADPH的荧光光谱相似，但是二者的生理功能却显著不同。NADH主要参与物质能量代谢，而NADPH主要参与合成代谢以及抗氧化，传统的自发荧光分析方法很难区分这两种小分子。该研究团队在第二代NADH荧光探针SoNar的基础上，通过对底物结合蛋白的理性设计和改造，开发了一系列高性能遗传编码荧光探针iNap，特异性检测NADPH，实现了在活体、活细胞及各种亚细胞结构中对NADPH代谢的高时空分辨检测与成像。该研究首次报道了癌细胞内不同亚细胞结构中游离的NADPH水平，发现了氧化应激时癌细胞内NADPH代谢受葡萄糖水平动态调节。研究团队也进一步发现人体内源性类固醇激素DHEA通过抑制G6PD活性和激活AMPK活性，对NADPH代谢实现双向调节作用。鉴于AMPK信号通路在衰老、糖尿病、肥胖症以及癌症中的重要角色，这一研究结果有望破解DHEA作为一种药物和膳食补充剂在这些疾病方面发挥出的有益作用。NADPH作为细胞内的还原力，在生理或病理条件下发挥重要角色。该研究报道的细胞代谢荧光探针iNap，不仅可应用于抗氧化、AMPK、脂肪酸合成等代谢途径与通路分析，也可用于衰老及相关疾病创新药物的发现。 /p

p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 500px HEIGHT: 404px" title=" 2015812530441140.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201508/uepic/28a495d3-f847-4968-980e-a818f89bc0ae.jpg" width=" 500" height=" 404" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 活细胞中的塑料球能发出激光。图片来源：M. SCHUBERT /strong /p p 　　两组研究人员分别将微小激光器放置在了活细胞内。这听上去可能有点像蚂蚁侠的下一代武器，但这个“小玩意”将极大提高生物学家追踪单个细胞活动的能力——这可能惠及从发育生物学到癌症研究的诸多领域。 /p p 　　“这有可能做一些你利用其他技术做不到的事。”英国敦提大学生物物理学家David McGloin说。例如，该激光器能追踪的细胞比荧光标记能追踪的更多，并且比高频ID等萌芽技术更简单易用。剑桥大学神经生物学家Kristian Franze也赞同这一观点。“如果他们能开发出适用于活细胞的此类技术，那对许多人而言将非常有趣。”他说。 /p p 　　要制作一个激光器，你需要两件东西：一种能被激发产生光的材料或“媒介”以及一个回荡着特定波长的光的“共振腔”，就像管风琴会同特有频率的声波共鸣一样。与谐振腔共振的光会刺激该材料发出更多光，极大地放大其效果来创造激光，结果将产生一个能放大光量的反馈回路。 /p p 　　之前，科学家也曾“摆弄”过以细胞为基础的激光器。例如，2011年，美国哈佛大学医学院生物医学家Seok Hyun Yun和现供职于英国圣· 安德鲁大学的物理学家Malte Gather，利用工程改造后包含绿色荧光蛋白的单个细胞作为发光媒介，并将其置于一个共振腔内，从而制造了一个激光器。但没有人制出放置在单个细胞内的激光器。 /p p 　　研究小组多年来一直在探索以单细胞为基础的激光，希望在活组织内造出会发荧光的细胞，以便在这些细胞工作时跟踪它们，深入揭示身体内部机制，比如癌症是如何开始的。目前，Gather和Yun正在利用类似技术分别进行研究。 /p p 　　一个困难环节是将腔囊放置在细胞内。Gather和同事将细胞与直径约为5~10微米的塑料球混合，这些小球被掺杂了荧光染料。小珠子充当了空腔，而染料则充当了媒介。细胞经由内吞作用将小球吸入“体内”，这一过程就像免疫细胞吞噬病原体。由于这些球体用荧光染料浸过，所以用一种颜色的光撞击后，它们会发出另一种颜色的光。这种光接着在球体内共振，引发激光作用，并放大自己。重要的是，每一束激光会根据球体的精确尺寸发出12种不同波长的光。相关论文发表在近日出版的《纳米快报》上。这一技术能作用于4类细胞，包括人类巨噬细胞和一种白血细胞。 /p p 　　研究人员指出，这一技术在细胞传感、医疗成像等领域有着广泛应用。“改写传统激光研究领域的知识并在这个平台上展开研究以便将激光性能最优化，将是一件有趣或者说非常激动人心的事情。”Yun表示。 /p p 　　之后，研究人员设计出一种5纳秒的光脉冲激活这些染料。它发射的光能沿球体的中间线运行——通过一种名为全内反射的过程进行约束。特定波长的共振和增加会更强烈，直到珠子发出足够的激光。 /p p 　　Yun和同事Matjaz Humar还设法诱导细胞“吞下”塑料珠子，并且他们制造了两类共振球，相关成果日前在线发表于《自然—光子学》期刊。研究人员利用一个细胞内的脂肪滴或油滴反射和放大光，从而产生激光。Yun和Humar报告说，他们能改变波长，并且利用不同直径的荧光聚苯乙烯微球而不是被注射进去的油滴或脂肪滴标记单个细胞。理论上，利用不同组合的微球和具有不同光谱特性的染料，应当可以使为人体中存在的几乎所有细胞进行单独标记成为可能。 /p p 　　Yun和Gather表示，这些激光器最显著的应用可能将是追踪单个细胞的行动。每个塑料珠子的直径和光学特性都略有不同，因此它们能有效区分波长，充当细胞条形码。Gather和同事用19小时在细胞培养皿中追踪了少量巨噬细胞，而Yun和Humar也进行了类似验证。 /p p 　　由于激光器能在明确的波长上照亮细胞，这让它们比荧光蛋白质标记等其他细胞追踪技术更有优势。包含荧光染料和蛋白的传统荧光探针拥有相对较宽的发射光谱——约30～100纳米。这限制了能被同时使用的探针数量，因为通常很难从组织中天然分子广泛的背景发射中区分出这些发光源。但这种激光器的光谱特性使其能同时追踪数千个微小指向标。研究人员通过为每个细胞装载数个小球将这一数字扩展到数百万或数十亿。然后，每个细胞将以不同的波长组合发射激光。 /p p 　　但这一技术还有很长的路要走。首先，研究人员需要确定不同的细胞类型都能“吞下”小球，尤其是活组织中的细胞。Gather预测，这将不是问题。“我相信该技术是可归纳的。”他说。另外，研发人员必须缩小塑料球的尺寸。Yun承认，现在的小球会将细胞填满。但Yun和Gather已经证实，他们可以用更小的玻璃球代替塑料球。 /p p 　　由于细胞发光可以持续一个较长的周期，可以在较长时间里识别和跟踪活组织内的细胞，有望为研究人员提供一种很有潜力的手段，执行细胞内传感、自适应成像，还可能真正看到肿瘤细胞的生长过程。但科学家指出，目前这一技术还只用在实验室培养的活细胞中，但他们希望进一步研究能带来用于动物实验的细胞跟踪系统，并最终用于人类。“不管怎样，它非常酷!”McGloin说。 /p

目前，制药、生物技术和疾病研究实验室致力于开展细胞功能、行为和通路方面的研究，以求深入了解疾病的机理和对治疗的反应，活细胞成像是从珍贵细胞样本中获取最多信息的关键。不同于传统的终点法检测特定时间点的细胞反应，活细胞成像可以更全面地了解实验处理对细胞的影响，要获取更接近细胞生理反应的数据，需要使细胞持续保持活力。而这正是MuviCyte™ 活细胞成像系统的专长所在。MuviCyte 系统能够在培养箱内工作，因此用户可以将细胞维持在最佳条件下，并使其在连续数周内保持健康状态。由于该系统是由外部工作站控制的，因此用户可以远程观察细胞，从而有助于将培养条件保持在最佳的温度、CO2和湿度条件下。自动化操作使用户可以在无需监管仪器的情况下更专注于科学研究。借助三色荧光成像、z轴层扫和图像拼接功能，用户可以在各种培养器皿中进行多种测定，包括载玻片、培养皿、培养瓶和微孔板。长达数天甚至数周的自动化成像功能，帮助用户获得比传统显微镜方法高得多的实验通量。再结合灵活的视频制作软件，用户可以方便的分享交流实验结果，对细胞的行为、功能和治疗的反馈获得更真实、更深层次的理解。创新点：珀金埃尔默MuviCyte™ 活细胞成像系统是市面上唯一为活细胞成像类仪器配置了灭菌相关设置的仪器； 珀金埃尔默MuviCyte™ 活细胞成像系统是唯一一个同时具有开放式载物台和封闭式载物台两种模式的仪器。 珀金埃尔默MuviCyte™ 活细胞成像系统

2023年8月6日至12日，由清华大学蛋白质研究技术中心、生物医学测试中心、中国细胞生物学学会细胞器生物学分会联合主办的第四届活细胞与超高分辨成像高级研讨会在清华大学成功举办。众多领域专家学者、行业头部翘楚齐聚一堂，和来自全国各地的100余位青年学者一起见证了这场学术盛宴。研讨会邀请了北京大学席鹏教授、陈良怡教授、孙育杰教授，中科院生物物理所李栋研究员，中国科技大学唐爱辉教授，西湖大学章永登研究员、清华大学陈春来副教授等十数位在活细胞、超分辨、单分子成像等领域的知名专家进行报告，还邀请了尼康、徕卡、蔡司等公司就超分辨成像、一体化活细胞成像等仪器进行了专业介绍和体验展示。在本次研讨会上，力显智能科技联合创始人兼COO张猛博士就《单分子定位超高分辨率显微镜iSTORM在生物医学领域的应用》进行了相关报告分享。会议期间，力显智能科技研发的新品活细胞超高分辨率显微成像系统iSTORM VIVO在清华大学正式发布，更是为这场精彩盛宴增添了一抹亮色。现场，清华大学高级工程师王文娟老师与力显智能科技联合创始人兼COO张猛博士共同为活细胞超高分辨率显微成像系统iSTORM VIVO揭幕。揭幕仪式力显智能科技联合创始人兼COO张猛博士表示：非常感谢一路支持力显的各位朋友和老师，是大家的支持和帮助，促成了这次活细胞超分辨新品在清华大学的圆满发布，这是广大用户对力显超分辨的再一次肯定，也是力显智能科技自研国产超分辨之路的又一个重要里程碑。活细胞超高分辨率显微成像系统iSTORM VIVO作为目前国内唯一的商业化单分子超分辨显微系统，iSTORM成功实现了光学显微镜对衍射极限的突破，使得在20纳米的分辨率尺度上从事生物大分子的单分子定位与计数、亚细胞及大分子复合物结构解析、生物大分子生物动力学等的研究成为现实。在原先标准版iSTORM的基础上，经光机系统、染料、算法协同开发，iSTORM VIVO在活细胞超分辨成像领域获得极大技术提高，提升原始图像拍摄速度，搭配高密度快速荧光定位算法，可以在维生条件下进行快速活细胞超高成像，以高精密度的成像能力解析活细胞的各种生命生理过程，极大弥补了传统STORM技术在活细胞超分辨成像领域的短板，给生命科学、医学等领域带来重大突破。

20世纪60年代，自骨髓移植成功治疗造血系统疾病以来，人们对干细胞治疗的研究产生了极大的兴趣。干细胞是具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是机体的起源细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞或组织器官。干细胞治疗是把健康的干细胞移植到病人体内，以达到修复病变细胞或重建功能正常的细胞和组织的目的。 在刚刚结束的&ldquo 2011细胞治疗技术研讨会&rdquo 上， GE医疗的全球研发总监Dr. Stephen Minger做了题为《Therapeutic and Research Potential of Human Stem Cells》的演讲，分享了他对人类干细胞研究与临床应用潜力的看法。 Dr. Stephen Minger 演讲现场 干细胞疗法就像给机体注入新的活力，相比于常规方法，具有很多突出优势。目前很多细胞退行性疾病的发病机理幵不明确，如心脑血管疾病、糖尿病、肝硬化、肢体缺血性疾病等，由于干细胞具有"修复再生"的生物学特性，干细胞治疗有可能成为此类疾病的终结者。无论是自体干细胞移植还是异体干细胞移植，由于所采用的干细胞免疫原性非常低，几乎不引起排异反应，因此，干细胞治疗高效安全、无毒副作用，同时，干细胞治疗可以很好的与基因治疗相结合，还是基因治疗的良好载体。成体干细胞取自成人自体或胎盘和脐带血，因此来源十分广泛，不用担心治病"原材料"短缺的问题。 干细胞技术是当今生命科学的聚焦点，被誉为二十一世纪生物和医学技术领域可能取得革命性突破的项目，有望启动具有划时代影响的一场"医学革命"，将会为社会带来巨大的社会效益。 干细胞研究和临床应用需要严格的监测细胞的属性，以确定该细胞是否保留其多能性，处于分化阶段，这对于确认干细胞性质非常重要。此外，也需要有适当的分析方法用于测试和优化干细胞的培养和分化条件。这些方法通常包括使用流式细胞仪分析生物标志物的表达，以及用RT - PCR迚行基因表达的研究。然而当前，高内涵分析技术较上述技术体现了更多的研究优势，帮助研究者更好地定量研究干细胞的多能性与分化作用，实现科研与临床的转化。 通用电气医疗集团（GE Healthcare）推出了IN Cell系列最新一代高端产品IN Cell Analyzer 6000 激光共聚焦高内涵细胞成像分析系统，它将高质量激光光源和高内涵细胞成像分析相结合的系统，使高速度和高质量细胞图像获取和分析达到统一，为客户提供了快速而精准的细胞技术分析平台。它可以满足要求更高的高内涵分析和筛选。拥有专利技术的光学系统采用了全新的设计理念：IN Cell Analyzer 6000的共聚焦光阑是可变的，类似于眼球虹膜控制瞳孔的大小；感光成像采用了新一代科研级sCMOS技术。针对不同要求和难度的实验，IN Cell Anaylzer 6000提供成像速度和图像质量最优组合。 与此同时，GE还推出了以金属卤素为荧光光源的IN Cell Analyzer 2000全自动荧光显微镜型细胞高内涵成像分析系统。该系统非常灵活，使用广泛，可以为您实现一些以前无法完成的实验设想。可实现从显微观察到自动化筛选，以及细胞器、细胞、组织和整个生物体的成像。IN Cell Analyzer 2000有着硬件和软件的独特组合，能够非常快速地获取图像，是筛选的理想选择。该仪器是利用六西格玛原理来设计的，结构坚固，能确保它在多用户环境中高通量应用的可靠性。

预计到2019年，全球活细胞成像市场将达54.5亿美元, 2014年该市场规模为35.7亿美元, 2014年到2019年之间的复合年增长率为8.8%。 　　市场的主要贡献来自于北美,其次为欧洲、亚洲和世界其他地区。在此期间预计亚洲增长速度最快。 　　活细胞成像包括利用显微镜和高内涵筛选系统获得的活细胞图像的研究。它已经成为单细胞生物机制和动态功能研究的受欢迎的分析工具。 　　全球市场可以按照产品、技术、应用和地区进行划分。基于产品，市场可以划分为设备、耗材、软件。2014年,设备部分占的市场份额最大。设备可以进一步划分为显微镜、独立的系统、细胞分析仪、影像捕获设备。2014年活细胞成像设备市场中,显微镜占比最大。耗材进一步划分为检测试剂盒、试剂、培养基等。其中，检测试剂盒占了耗材市场最大的份额。 　　在技术方面, 活细胞成像市场可以划分为荧光共振能量转移(FRET)，荧光原位杂交(FISH)，高内涵分析(HCA)，荧光光漂白恢复(FRAP)，比率成像、全内反射荧光显微术(TRIF)，多光子激发显微镜(MPE)以及其他技术。荧光共振能量转移(FRET)技术占最大的市场份额。 　　根据应用,活细胞成像市场可以划分为细胞生物学、干细胞、发育生物学和药物发现。2014年，细胞生物学市场份额最大。 　　有望刺激这个市场的关键因素包括：全球单克隆抗体需求的增加、制药和生物技术公司研发支出的上升。此外，新兴的亚洲市场,高内涵筛选逐渐成为主要的筛选手段，个性化医疗中活细胞成像技术应用的增加等可能会给市场带来巨大的机遇。然而，高内涵筛选系统的成本和知识渊博的专业技能人员的缺乏等可能会阻碍这个市场的增长。 　　全球市场中主要的厂商包括Carl Zeiss AG (Germany)、Leica Microsystems (Germany)、 Nikon (Japan)、 Molecular Devices (U.S.)、 PerkinElmer.(U.S.)、 GE Healthcare (U.K.)、 Becton, Dickinson and Company (U.S.)、Olympus Corporation (Japan)、 Sigma-Aldrich (U.S.)、Thermo Fisher(U.S.).

项目编号：中大招（货）[2022]035号项目名称：中山大学生态学院荧光显微镜和荧光细胞成像仪采购项目预算金额：205.0000000 万元（人民币）采购需求：1、招标采购项目内容及数量：包组1采购倒置荧光显微镜2台、正置荧光显微镜2台、宏观变倍荧光显微镜1台；包组2采购荧光细胞成像仪2台。（本项目允许产自中华人民共和国关境外的进口货物投标，本项目不属于专门面向中小企业采购项目，本项目所属行业属于工业。具体内容及要求详见公告附件招标文件）。 2、项目（包组）预算及经费来源： 项目总预算为2,050,000.00元人民币，包组1预算为 1870000.00 元人民币（倒置荧光显微镜的预算为720,000.00元人民币，单项预算价格（最高限价）为360,000元人民币；正置荧光显微镜的预算为700,000.00元人民币，单项预算价格（最高限价）为350,000元人民币；宏观变倍荧光显微镜的预算为450,000.00元人民币，单项预算价格（最高限价）为450,000元人民币）；包组2预算为 180000.00 元人民币，单项预算价格（最高限价）为90,000元人民币。经费来源为财政性资金。合同履行期限：交货时间：合同签订后100个日历天以内。交货地点：深圳校区理学园707。本项目( 不接受 )联合体投标。

2023年8月12日，由清华大学蛋白质研究技术中心、生物医学测试中心和中国细胞生物学学会细胞器生物学分会共同举办的为期6天的【第四届活细胞与超高分辨成像高级研讨会】在清华大学生物医学馆圆满结束。参会人员合影8月7-9日的理论研讨部分，来自清华大学、北京大学、中国科学院、中国科学技术大学、北京脑科学与类脑研究中心、西湖大学的十位专家就他们在活细胞、超分辨、单分子成像、透明化、光片成像和图像处理领域的研究和应用做了深入详尽的报告，为参会者带来一场视听盛宴。报告嘉宾及主题除此之外，清华大学也邀请了当前热门技术如空间组学、全息断层、高内涵、荧光寿命等厂家代表进行了成像技术原理和应用的介绍，并围绕超分辨成像、高内涵与活细胞、光片与光声、扫描与转盘共聚焦、图像处理等模块开展了上机操作培训，让参会人员可以实现活细胞与超分辨成像领域的跨越式成长。安捷伦作为清华大学的设备供应商和中国细胞学学会企业会员，深度参与了本届高级研讨会。安捷伦细胞分析事业部产品应用经理王慧，以【活细胞与高内涵成像领域的闪耀新星——CytationC10Technology】为主题介绍了集成化活细胞转盘共聚焦成像系统的原理与应用，通过1活细胞成像过程中如何降低光猝灭/光毒性？2样本量大，筛选速度慢怎么办？3动力学实验，是不是需要熬夜做实验？三个问题，将CytationC10+BioSpa8自动化共聚焦活细胞成像系统的特点、应用和给用户带来的便利性娓娓道来。安捷伦细胞分析产品应用经理王慧做会议报告CytationC10的技术特点吸引了众多参会者到蛋白质研究技术中心影像平台观摩仪器，其中不乏带着样本的老师来体验CytationC10的灵活应用。CytationC10+BioSpa8智能化共聚焦活细胞成像分析系统CytationC10+BioSpa8，能够在一个实验周期内对8块孔板样本相同或者不同实验条件的动力学成像与分析。CytationC10上机实操培训王慧带领上机操作培训的老师们体验了明场观察，Beacon定位，激光聚焦以及共聚焦多色荧光多视野图像拍摄，老师对图像质量和多视野图像拼接结果非常满意，随后，王慧又向老师们演示了图像分析功能，老师们对Gen5软件的直观性、易用性和灵活性给与很高的评价。上机操作的过程中，王慧与老师们还深入探讨了关于活细胞成像标记方法、荧光探针设计和药物筛选等话题。如果您对CytationC10共聚焦细胞成像分析系统和BioSpa自动化孵育器感兴趣，请您扫描下方二维码留下您的联系方式。

近日，华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室及光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心教授杨弋团队和浙江大学研究员任艾明团队合作，在活细胞RNA成像技术研究中取得突破性进展，相关研究在线发表于《自然-方法》。RNA是活细胞中最重要的生物大分子之一，它不仅能将遗传信息从DNA传递到蛋白质，还在各种细胞生命活动功能调控方面发挥重要作用。活细胞中的RNA是高度时空动态变化的，它们往往需要在特定时间、空间和丰度下才能执行正确的生物学功能。因此，发展活细胞RNA成像技术对于探究RNA的复杂时空动态变化规律和生物学功能至关重要。荧光RNA是近年新兴发展的RNA荧光标记与成像技术，其原理是利用RNA适配体作为标签，特异性结合小分子染料并激活其荧光。相较于其他RNA标记与成像技术，荧光RNA具有操作简单直接、对靶标RNA干扰小、信噪比高等优点。研究人员只需要将靶标RNA序列与荧光RNA适配体序列融合，加入染料配体即可实现靶标RNA的低背景原位实时标记与成像。杨弋与朱麟勇组成的交叉学科联合攻关团队此前发展系列高性能荧光RNA，在国际上首次实现高等生物细胞内不同种类RNA的原位标记与高信噪比成像，成功解决了活细胞RNA实时标记与成像的难题。然而，许多细胞生命过程需要多种RNA分子同时参与。因此，亟需发展具有生物正交的高性能荧光RNA来实现活细胞内多种RNA分子的同时标记与成像，进而解析它们的功能与调控机制。针对这一挑战，联合团队基于全新的分子设计理念与分子共同定向进化策略，发展了国际上首个可用于细胞成像的大斯托克斯位移荧光RNA，实现了活细胞RNA与基因位点的单激光双发射多色实时成像，并进一步在活细胞与活体动物上完成了RNA-蛋白质相互作用的实时监测。研究人员发展出一种Clivia荧光RNA适配体，它由30个核苷酸构成，同时结合不发光的染料分子，进而激活高亮度荧光。通过对染料分子进行修饰改造，该团队成功获得了光谱涵盖黄色到红色系列高亮度荧光RNA，再结合两种荧光RNA光谱特性，利用单色激光实现了两种活细胞RNA或基因位点的荧光成像。受益于Clivia小巧的结构，这种成像方式可被插入到多种小核RNA序列中，在不影响这些RNA本身定位与功能的情况下，实现高信噪比原位实时RNA标记与动态成像。研究人员随后发展了RNA-蛋白质相互作用检测技术，首次实现了活体动物中RNA-蛋白质相互作用的原位实时检测。Clivia具有高稳定性、高信噪比、高亮度，是目前唯一可用于活细胞分析的大斯托克斯位移荧光RNA，也是唯一可在活体上对RNA动态进行测量的荧光RNA。Clivia将为活细胞与活体RNA的多色成像以及RNA功能与调控机制研究提供极具价值的实用工具，也有望为活细胞与活体生物传感、即时诊断甚至实时诊断技术的发展提供新的机遇。

华中科技大学光电国家实验室生物医学光子学功能实验室张玉慧教授研究团队通过对细胞穿膜肽的研究，利用其运载能力将不能透膜的荧光染料及特异性识别基团携带进入活细胞，突破以往光激活荧光化学探针中荧光染料及识别基团本身需要透膜的限制，为活细胞超分辨成像化学探针的构建提供了一种新策略。 　　2014年11月20日，张玉慧教授和黄振立教授的合作研究成果&mdash &mdash 论文&ldquo 用于活细胞超分辨成像的透膜光激活有机荧光探针构建新策略&rdquo (A general strategy for developing cell-permeable photo-modulatable organic ?uorescent probes for live-cell super-resolution imaging)在《自然&bull 通讯》(Nature Communications)发表。 　　张玉慧教授研究小组在国际上首次将细胞穿膜肽引入光激活荧光探针的构建中，得到了一系列新型透膜靶向光激活荧光化学探针，实现了在活细胞内对内源蛋白的直接特异性标记。与黄振立教授研究小组合作，利用其建立的TIRF超分辨成像系统及PALMER高密度定位算法，对活细胞内的溶酶体及肌动蛋白进行了超分辨成像，并在活细胞内首次记录了肌动蛋白重新排列的动态过程。该研究中的透膜靶向光激活探针是国际上首类能实现对活细胞内的内源蛋白直接进行标记的光激活荧光探针，在活细胞超分辨成像领域有着广阔的应用前景。 　　超分辨光学成像技术主要包括受激发射损耗显微术(Stimulated emission depletion microscopy，简称STED)和基于单分子定位的超分辨成像技术(Single-molecule localization microscopy，包括PALM，STORM等)。两种技术均突破了光的阿贝/瑞利极限，实现了在细胞内进行纳米尺度的光学检测。PALM与STED技术共同获得2014年诺贝尔化学奖。而PALM，STORM等的单分子定位超分辨成像技术的应用极大地依赖于光激活荧光探针。 　　此项工作由武汉光电国家实验室生物医学光子学功能实验室潘登、胡哲、仇丰武、黄振立、马意龙、王伊娜、秦岭松、张智红、曾绍群、张玉慧(通讯作者)共同完成。 　　该研究得到了国家&ldquo 973&rdquo 计划、国家自然科学基金创新群体、国家自然科学基金面上项目的支持。

p 　　生物研究人员需要从他们的细胞和样本中获得高质量的图像和数据，但是往往没有更多的时间和资源去获得他们，赛默飞EVOS M7000全自动活细胞成像系统配备了高端的相机和更强大的计算机，可以在更短的时间内为科研人员提供更好的图像。 /p p 　　EVOS M7000显微镜是赛默飞细胞成像系统系列的最新产品，旨在满足尖端生物学研究日益苛刻的应用需求，从观察样本到更好地诊断疾病，再到分析药物对肿瘤细胞的影响。它配备了全自动、高精度的荧光显微镜系统，具有超高速采集引擎和生物学家为生物学家开发的用户界面。 /p p 　　“每天，我们的客户都在生成数不清的千兆字节的细胞数据，用于监测细胞的健康状况，收集图像，并向相关者报告。”赛默飞负责蛋白质和细胞分析的副总裁兼总经理Dara Grantham Wright说，“EVOS M7000显微镜的设计目的是为生物研究人员提供一个更强大的平台，以更快的速度收集高质量图像数据，推动科学向前发展。” /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/c59c60a4-ce44-40a7-b448-a37f335e29b0.jpg" title=" EVOS_M7000_3Q2_UI_650.jpg-250.jpg" alt=" EVOS_M7000_3Q2_UI_650.jpg-250.jpg" / /p p 　　EVOS M7000显微镜建立在其前身EVOS FL Auto和FL Auto 2细胞成像系统的基础上，采用升级的XE3计算机和Quadro显卡，大大减少了获取和保存图像的时间。在使用黑白相机进行50x50扫描时，EVOS M7000显微镜与FL Auto 2相比，平均图像获取时间减少了19分钟，平均节省时间15.9分钟。用彩色相机扫描1000幅图像时，EVOS M7000显微镜平均采集时间减少7.76分钟，平均节省时间21.5分钟。 /p p br/ /p

近日，华东理工大学光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心杨弋、朱麟勇、陈显军团队在活细胞蛋白质标记与成像研究中取得重要进展，相关研究在《细胞发现》发表。 人造荧光蛋白及荧光探针。华东理工供图生物过程可视化一直吸引着科学家的好奇心。不同类型的荧光成像工具可以帮助科学家观察生命体中多种生物事件的发生过程，其中最著名的是荧光蛋白标记技术。荧光蛋白及其衍生技术经历了近30年的飞速发展，为生物学各个领域的研究作出了极大贡献，但伴随着显微镜技术的飞速发展，现有荧光蛋白的性质已经难以适应新型仪器的成像要求。相比之下，基于蛋白质标签和激活型荧光团的荧光标记工具凭借其理化性质成为新的研究热点。该团队针对自催化蛋白质标签SNAP-tag，设计开发了高信噪比的青色人造荧光蛋白SmFP485。SmFP485的荧光产生十分迅速，避免了荧光蛋白生色团成熟导致的延迟，因此可以用于实时监测蛋白质的合成过程。研究团队随后对SmFP485的结构进行了解析，探究了人造荧光蛋白的荧光激活原理。在此基础上，研究团队通过化学进化方法设计出一系列光谱覆盖绿色到近红外波段的人造荧光蛋白，它们均具有高亮度和高信噪比特点，特别是其在近红外波段的亮度已远超现有成像工具，能够对活细胞以及活体动物中的蛋白质表达、蛋白质降解、蛋白质组装、蛋白质相互作用以及蛋白质运输进行原位实时标记与成像。最后，研究团队在多色人造荧光蛋白的基础上，采用蛋白质与荧光团共进化的方法设计开发出一系列光谱涵盖青色到近红外波段的钙离子遗传编码荧光探针，实现了对哺乳动物细胞中钙离子震荡的实时监测，为荧光探针的构建提供了新的荧光载体。综上，研究团队开发了一系列高性能人造荧光蛋白，它们具有荧光产生迅速、亮度高、信噪比高、光谱范围广等优点，为活细胞以及活体动物中蛋白质的可视化提供了有力工具，同时也为荧光探针的构建提供了新的思路和策略。

高校及科研院所重大科研基础设施和大型科研仪器是国家科技基础条件资源的重要组成部分。但由于管理模式及制度，高内涵细胞成像分析系统等科学仪器设备不对外开放，大多养在“深闺”，大量科研资源潜能没有得到充分发挥。为解决这个问题并加速释放科技创新的动能，中央及各级政府在近几年来制订颁布了关于科学仪器、科研数据等科技资源的共享与平台建设文件。2021年1月22日，科技部和财政部联合发布《科技部 财政部关于开展2021年度国家科技基础条件资源调查工作的通知（国科发基〔2020〕342号）》，全国众多高校和科研院所将各种科学仪器上传共享。仪器信息网对平台高校和科研院所上传的高内涵细胞成像分析系统数量和品牌分布进行统计分析，在一定程度上可反映科研用高内涵细胞成像分析系统的市场信息。（注：本文搜集信息来源于重大科研基础设施和大型科研仪器国家网络管理平台，不完全统计分析仅供读者参考）。高内涵细胞成像分析系统是什么？高内涵细胞成像分析系统又称高内涵筛选系统（high content screening, HCS），是一种结合自动化荧光显微镜的细胞定量成像分析技术。HCS可同时检测多个细胞参数，通过实时监测多种信号通路阐明细胞损伤，在单一实验中获取大量与基因、蛋白及其他细胞成分相关的信息, 确定其生物活性和潜在毒性，被广泛应用于大规模的药物筛选，具有微量、快速、灵敏和准确等特点。全国共享HCS市场调研据统计，网络管理平台上HCS的总数量为144台，涉及25个省份、直辖市、自治区。其中，北京、上海、江苏等地区共享HCS数量最多，分别为40台、16台、16台。除此之外，湖北、广东、浙江均大于5台，分别为9台、9台、8台。从全国共享HCS地区分布图可以看出，共享HCS主要分布在高校教育资源集中的地区。全国共享HCS地区分布图这144台HCS的单位来源共涉及113所高校及研究院所，共享HCS数量超过1台的单位有15所，分别为北京大学、清华大学、中山大学、中国科学院上海药物研究所等。其中，北京作为共享HCS最多的地区，涉及28所高校及研究院所，且高校的共享HCS数量比科研院所多。全国共享HCS数量超过1台的单位北京28所共享HCS单位从全国共享HCS品牌分布来看，HCS市场完全被进口垄断。美谷分子、珀金埃尔默、赛默飞世尔、GE占据了85%的市场，其中，前二者更是抢占到总份额的60%，在高校和科研院所中占据绝对优势。除此之外，BD、奥林巴斯、Leica也在HCS市场中存在一定的竞争力。全国共享HCS品牌分布从全国共享HCS产地分布来看，HCS市场完全被来自美国的仪器生产厂商垄断，它们占据总市场份额的90%。日本的尼康、奥林巴斯等，德国的Leica、蔡司，抢占剩余的市场，在高校和科研院所的仪器采购中占有一席之地。全国共享HCS产地分布更多高内涵细胞成像分析系统讯息，点击专场查看。

生命科学研究过程离不开各类科学仪器的帮助，仪器信息网特别策划话题：“生命科学技术平台经验分享”，邀请高校、科研院所公共技术平台的老师分享技术心得和经验，方便生命科学领域研究人员了解相关技术进展，学习仪器使用方法。本篇由中国科学院分子细胞科学卓越创新中心化学生物学技术平台陈铭研究员和高级工程师赵宏伟联合供稿，以下为供稿内容：高内涵成像分析系统，通俗来讲就是自动化成像平台和图像定量分析平台的集成，于20世纪90年代中后期推出第一代产品。高内涵成像分析系统的出现得益于自动化技术的进步，也依赖于计算机辅助的图像自动采集和信息提取能力的提升，其鲜明特点就是图像采集速度快、样品检测通量高、数据分析功能强。高内涵主要应用于高通量药物筛选和功能基因组筛选的细胞表型类实验检测，也适用于中低通量的细胞学研究中实验条件的摸索和优化。本文主要从图像高通量采集和图像批量分析两个方面介绍一下应用心得，并简要介绍一下我们在高内涵使用中遇到的一些思考。1. 自动化成像：图像采集要兼顾成像速度和成像质量的平衡作为高通量检测设备，高内涵的成像速度非常快，现在的技术能在5分钟之内完成一整块384孔板的单通道单视野的高质量图像采集。高内涵的成像对象通常是板底透明的微量多孔板，包括1-1536孔板，其中以96孔板和384孔板的使用最为常见。当然，借助于适配器的使用，也可以实现对培养皿和玻片的观察。根据板底材质的不同，分为PS材质多孔板和玻璃底多孔板，其中板底透明的黑色PS材质微孔板使用较广泛。根据板底厚度的不同，板底厚度大于200 μm的属于厚底板，小于等于200 μm的属于薄底板。薄底板多用于高数值孔径物镜的成像，厚底板适配于长工作距离物镜。同时，由于高数值孔径物镜比较宽，容易与多孔板边缘的裙边相撞，导致多孔板最外面的一圈的孔无法成像，现在也有低裙边的多孔板来兼容高数值孔径物镜的整板成像。此外，出于特定的实验目的，还有一些特殊的板型，也可以在高内涵上进行图像采集，比如适用于3D 类器官培养的U型底多孔板，用于研究细胞迁移能力的Transwell孔板等。区别于一般的荧光显微镜，高内涵属于自动化的倒置荧光显微镜，通常搭配自动化的载物台来驱动多孔板的移动。目前通用的载物台是机械载物台和高精度磁悬浮载物台，可以实现连续时间点成像后稳定的视频输出。由于所有的微孔板的板底都无法保证厚度是绝对一样的，因此高质量图像采集的自动化还依赖于精确自动聚焦技术的发展。常用的聚焦方式包括基于激光的硬件聚焦和基于图像的软件聚焦。基于激光的硬件聚焦是通过光源的反射或折射实现的，利用近红外激光探测微孔板的底部界面作为自动聚焦的参照，特点是速度快、重复性高、光毒性低。我们平台目前使用的高内涵设备的聚焦方式为硬件聚焦，包括双峰探测和单峰探测两种板底探测方式。双峰探测的原理是利用激光探测微孔板板底下表面和空气之间的界面得到第一个探测峰，物镜继续向上移动，激光会探测到微孔板板底上表面和溶液之间的界面得到第二个探测峰，对于样品的聚焦就是在第二个探测界面上加上聚焦高度实现的。这种双峰探测方式可以保证同一个荧光通道的图像都是在样品的同一高度上采集得到，聚焦精确，但同时也相对容易受到一些因素的干扰造成聚焦困难，包括微孔板板底的厚度及均一度，以及溶液的性质和体积等。当使用低倍物镜或检测玻片样品时，双峰探测模式不再适用，只能使用单峰探测方式，即在自动聚焦时只能探测到多孔板板底的下表面和空气之间的界面或者玻片和空气之间的界面。单峰探测模式下，自动聚焦的实现是把单峰界面作为聚焦参照，加上板底厚度或玻片厚度作为理论上的第二个界面从而实现样品的自动聚焦。这种单峰探测方式下聚焦更容易些，但共聚焦成像的精确度会降低。需要特别注意的是硬件聚焦对于板底的洁净程度要求较高，多孔板在进行成像前最好用喷过消毒酒精的无尘纸擦拭，而且要保证物镜镜头洁净无尘，避免因为板底和物镜上的灰尘造成聚焦失败。另外有些自动化微孔板成像设备，还配置了软件聚焦模式。软件聚焦是指机器自动在z轴上拍摄一系列图像，根据算法挑选最大对比度的图像作为样品图像，这种软件聚焦模式速度通常较慢，而且容易因细胞碎片或死细胞等原因导致聚焦不精确。作为显微镜，高内涵的成像模式也包括宽场成像和共聚焦成像。高内涵仪器上宽场成像用途比较广泛，但对于一些信噪比很低的实验或者需要观察亚细胞结构的筛选则必须使用共聚焦成像。为了适配检测通量和检测速度，因此高内涵上的共聚焦只能是转盘共聚焦，有效提高了成像速度的同时但也会导致图像分辨率受一定损失。目前主流的高内涵品牌推出的共聚焦，有较低端的LED光源的单转盘共聚焦，也有激光光源的双转盘共聚焦。由于共聚焦排除了非焦平面的杂散光，到达样品的激发光的光子数量的急剧锐减，微透镜双转盘共聚焦能极大地提高到达样品的光子数量，从而达到比较好的成像效果。高内涵的共聚焦通常搭配水镜使用，与空气镜相比，水镜的透光量是空气镜的4倍以上。另外，目前虽然有的高内涵搭配了油镜，但是油镜并不适用于高通量筛选，进行稳定的大规模自动化实验时还是空气镜和水镜更为适用。作为高通量自动化仪器，高内涵通常会搭配机械臂和多孔板堆栈来提高检测通量。考虑到荧光成像样品最好避光保存，降低荧光淬灭或衰减风险，在使用多孔板堆栈时，条件允许的情况下最好能做适当的避光措施以更好地保护样品的荧光信号。在实际科研应用中，有的实验细胞密度较低，有的实验因为药物处理或siRNA处理导致的细胞毒性问题使部分样品孔内细胞比较稀疏，有的类器官成像实验中样品只存在于孔内的部分区域，对于上述这些情况可以考虑使用低倍物镜进行预扫描，对扫描结果进行简单的图像分析确认精确的检测区域，再对目标区域进行高倍物镜下的正常图像采集。这不仅可以节省大量的检测时间，同时也避免了大量冗余数据的产生。2. 细胞图像分析：标准化、多参数、高通量、无偏差高内涵图像采集速度快和检测通量高的直接结果是会产生海量的图像数据，因此，标准的、无偏差的批量图像分析是必不可少的。同一批次的筛选样品，设置一个通用的图像分析方法，可以稳定的用于所有筛选数据的批量分析。高内涵分析软件能够根据细胞图像提取数百到数千个特征参数，用于定义或区分不同细胞表型，也可以输出所有的特征参数用于实验数据的评价。高内涵的图像分析软件可包含三个难度的分析模式：简单的预设方法模式，灵活的模块化组合模式，以及难度最大的个性化分析方法开发模式。预设方法模式对操作新手比较友好，按照实验类型简单修改后套用即可，比如细胞计数、荧光强度分析、细胞增殖分析、细胞凋亡分析、蛋白核质转位分析、蛋白受体内化分析、Spot分析等等。由于面临的实验需求多种多样，在我们平台的实际科研应用中高内涵图像分析通常采用灵活的模块化组合模式，优化调整不同的模块参数使其更加贴合具体的实验需求。基于这种分析模式，细胞的亚群分析、基于图像的纹理分析、细胞周期分析、Spot分析、神经细胞分化分析、单细胞迁移轨迹追踪分析、微核分析、类器官分析、免疫细胞杀伤分析等实验类型，都已获得很好的分析效果。图像分析主要包括以下步骤：图像的处理、图像分割、特征参数的定量和提取、细胞亚群分类和结果输出。图像分析环节特别具有挑战性的步骤就是图像分割，尤其是对于样品质量比较差或者是没有荧光标记的明场图像而言。对于细胞分布不均匀，细胞核拥挤成团的样品的分割，往往要尝试很多分割方法，包括对图像进行锐化或模糊化处理、通道叠加、调整细胞识别方法的荧光阈值或对比度、优化不同切割方法的参数等，从而获得最好的分割效果。对于分割不理想的图像，可以将细胞区域和背景区域分割，对细胞区域进行整体定量。现在随着机器深度学习技术在高内涵图像分析软件中的应用拓展，软件图像分割能力已得到很大提升。当微孔板上孔内细胞表型的异质性比较大的时候，采用整孔平均值这样的参数定义不同处理之间的差异时，往往信号的窗口比较小。为了增大信号窗口，可以考虑采用将细胞群体划分为不同的亚群，针对不同的亚群进行数据分析，或者是计算某个亚群在群体细胞中的占比。对于荧光图像的分析，多数情况下平均荧光强度（即mean-mean值，每个孔内所有像素点的平均荧光强度）可以反映不同孔之间的差异，但当不同处理导致细胞形态发生变化时，总荧光强度的平均值（即sum-mean，每个孔内所有细胞的总荧光强度的平均值）更能反映真实的孔间差异。对于一些荧光强度比较低的样品，阴性样品和阳性样品的信号窗口不够大的时候， 通过扣除背景信号，也可以提高阴性阳性之间的信号窗口。我们常用的背景信号的计算方法有四种：① 通过平均荧光强度和对比度，反推背景荧光强度；②通过纹理分析，找出没有细胞的区域定义为背景区域，定量该背景区域的荧光值为背景荧光强度；③圈选细胞之外的一圈无细胞区域为背景区域，定量该区域的荧光强度；④制备没有荧光标记的细胞孔，该孔的荧光值作为背景荧光。高内涵分析软件虽然能够对细胞图像提取成百上千个生物学参数，但大多数情况下，简单表型只需要其中一个或几个参数就可以进行数据评价，判断药物处理效果和反映趋势。常用的参数包括：荧光强度、荧光总强度、细胞数量、细胞面积、阳性细胞比例、荧光强度比值等。但是有一些复杂的细胞表型，无法用单个或几个参数进行简单区分，这时候结合软件的机器自学习功能/深度学习功能，利用多参数体系对细胞群体进行分类，可能更容易实现不同表型的区分。3. 高内涵系统使用过程中需注意完善的地方总的来说，高内涵细胞成像和图像分析功能都很强大，但是在实际的使用中也面临着一些问题和挑战。首先，高内涵实验产生的数据量非常庞大，高效安全的数据存储管理非常重要。如果由于配套电脑的硬盘容量跟不上实际实验规模的需求，仪器管理员往往会处于频繁的数据备份和硬盘清理工作中。同时也需要有高速稳定的数据信息传输途径，确保采集好的图像能及时传输到分析软件系统，避免发生数据丢失的情况。其次，图像分析对电脑的运算性能要求比较高，特别是有些类型的图像分析方法步骤复杂，定量参数繁多。比如单细胞实时追踪实验，需要对单个细胞的多个连续时间点进行多参数定量统计，最后的结果输出阶段也需要对单个细胞数据进行呈现，因此对电脑的运算能力很有挑战。如果配置的数据分析电脑性能与这类图像分析的需求不太匹配，往往会导致分析速度过慢甚至容易发生宕机现象。最后，对于实心的类器官样品，目前常见的高内涵系统的激光穿透效率和成像分辨率还不足够理想，重构获得的三维图像可以用于获取体积面积等参数，但还不太能对球体深处内部细胞进行高质量分割，也较难获取准确的蛋白定位信息。相信这也是高内涵成像系统在未来发展提升中会逐渐优化解决的一些要点。本文作者：赵宏伟，化学生物学技术平台，高级工程师陈铭，化学生物学技术平台，平台主任，研究员

Cytation™ 7 细胞成像多功能检测系统具有独特的专利设计，它将数字化的正置和倒置显微成像技术与传统的多模式微孔板检测技术结合于一体，支持透射光成像模式和反射光成像模式，集高通量、自动化、多模式为一套系统中，进一步拓宽了Cytation系列产品在细胞成像领域的应用范围，为生命科学领域提供有力的研究工具。产品特点1. 机载多种模式的检测方式，其中包括正置和倒置显微成像光路，从而可以实现广泛的透射和反射光应用，支持明场、彩色明场、荧光场的成像模式，适用于常规细胞学、组织学等不同样品成像，也可以用于于植物和动物样品成像。2、 一体化避光设计，体积小巧，同时具有专利的4-Zone温度控制功能，良好的温控均一性，能有效避免边缘效应和凝结水蒸气的产生。可选Peltier冷却模块，支持气体控制和自动加样器的扩展，适合活细胞检测。3、正置成像模块可以快速实现ELISpot、HE染色、明胶图片拍摄、克隆计数等应用。4、全功能酶标检测模块采用第四代光栅技术，满足吸收光、荧光、发光检测需求，可调带宽功能可以兼顾不同荧光染料的灵敏度和特异性，实现无与伦比的微孔板检测性能。5、独特的Hit-pick功能专业用于高通量筛选实验，可以实现快速的高通量筛选检测并减少数据的存贮空间。6、Gen5™ 软件具有易用性和强大的处理分析功能7、 广泛的应用空间 创新点：Cytation 7 细胞成像微孔板检测系统创新的整合了全自动数字正置和倒置宽视场显微镜以及便捷的多功能微孔板测读系统，三种功能模块采用专利设计集成于一套小巧的系统之中。倒置显微成像模块可以完成1.25× 至60× 物镜的荧光场，明场和彩色明场成像，应用范围非常广泛。正置显微镜可以完成反射光和透射光明场成像，可以进一步拓展产品的应用范围，创新的将正倒置成像系统整合在一台仪器上可以极大的满足成像用户的实验需求。 BioTek Cytation 7 细胞成像多功能检测系统

记者从中国科学技术大学了解到，该校工程科学学院Zachary J. Smith教授团队与合作者一起，提出了一种基于线扫描拉曼成像系统和偶氮增强拉曼探针相结合的快速生物成像方法，实现了对细胞器动态过程的高分辨率、低功耗的影像。相关研究成果日前在线发表于学术期刊《美国化学学会杂志》。拉曼成像是一种无标记的单细胞分析技术，能够从分子水平获得细胞的结构和组成信息，广泛应用于生物医药研究领域。然而，拉曼散射截面十分微小，通常需要在高激光照度下历经数小时才能获得一帧细胞拉曼图像，无法捕捉到细胞器的时空演变信息。拉曼探针作为另一种拉曼信号增强方法，具有细胞可透过性、靶向性、低毒性等特点，但是常见的炔烃标记的拉曼探针还无法满足高分辨率的快速细胞动态成像。为此，研究人员设计了一种动态偶氮增强拉曼成像系统，能够实现对细胞器动态过程的高分辨低功耗快速拉曼成像。研究人员采用了一种新型的超灵敏共振拉曼探针，即偶氮增强拉曼散射探针，在极大提高拉曼信号的同时，能够抑制荧光背景，相对拉曼强度提高了3-4个数量级。结合自主设计的线扫描自发拉曼成像系统，实现对偶氮增强拉曼探针标记后的活细胞中多种细胞器的快速拉曼成像，并且能够获得全拉曼光谱信息。

活细胞荧光成像是生命科学中不可或缺的研究工具。在荧光成像实验中，研究人员通常需将一个荧光团连接于细胞中的目标生物分子上。常用的荧光团包括荧光蛋白、量子点和小分子荧光染料等。其中，尺寸最小的小分子染料约为几个纳米，而多数生物分子本身的尺寸即在纳米级别。因此，如何进一步减小荧光团的尺寸，从而降低荧光标记对目标分子生物学功能的干扰是活细胞成像技术发展的一大挑战。 　　最近，生命科学联合中心陈兴研究组与北京大学生物动态光学成像中心黄岩谊研究组合作，开发了一种全新的活细胞成像技术，突破了成像标记基团的尺寸极限。为了实现这一目标，他们转向探索另外一种成像模式，即受激拉曼散射显微成像(Stimulated Raman Scattering Microscopy, SRS)。拉曼散射技术检测入射光与分子运动相互作用而引起的频率变化。一个化学键的振动即可产生特定的拉曼散射信号。基于这一特点，拉曼标记基团理论上可以小到一个化学键。 　　为了实现这一设想，两个研究组合作，发展了一种命名为&ldquo 生物正交受激拉曼散射成像&rdquo 的技术。自发拉曼由于散射截面小、灵敏度低，在生物成像的应用上受到很大的限制。近年来出现的受激拉曼散射成像技术极大地提高了成像的灵敏度和速度。在这项工作中，他们正是采用了这一前沿拉曼成像技术。同时，他们采用炔基作为拉曼报告基团。炔基的碳碳三键长0.12纳米，并具有较大的拉曼散射截面。更为重要的是，炔基的拉曼信号落在了细胞的&ldquo 拉曼静默区&rdquo (细胞中天然生物分子在1800 cm-1至2800 cm-1区间没有拉曼信号)。因此，炔基报告基团几乎没有背景干扰，即在拉曼光谱上&ldquo 生物正交&rdquo 。结合炔基代谢标记生物分子技术和受激拉曼显微成像技术，他们成功实现分子特异地标记成像活细胞的脂类、核酸、蛋白质和糖类。这一研究成果于近期发表于Angew. Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/anie.201400328)。这项工作为活细胞成像提供了一种全新的技术，有望开启一系列荧光成像难以实现的研究。 　　北京大学博士研究生洪森炼和陈涛为该论文共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金委员会和科技部的资助。

设备优点：体积小尺寸（WxHxD)18cmx10.5cmx18cm ,可置于细胞培养箱任何隔层兼容各种进口、 国产细胞培养箱兼容各种品牌的培养皿、 培养瓶、 培养板通量高内置24个显微镜头 ， 等于24个显微镜同时成像 ，效率快 ， 拍照30秒（ 24孔板 ）每个显微镜头可独立设置、 观测和记录明场相差成像 ， 自动保存图像并生成相关曲线及视频拍照间隔5min-24h , 总拍照时长无限制单台PC可控多台zenCELL , 更高通量品质优耐湿 ： 工作相对湿度20 - 95%耐温 ： 工作温度20 - 45°C 一体式设计 ： 通过一根USB3.0提供电源、 实时传输数据封闭式设计 ： 无机械移动、 无清洁死角 主要功能：细胞迁移检测：划痕、侵袭、趋药性等实验细胞培养监测：胚胎干细胞或间充质干细胞重编程如iPSC，细胞追踪形态记录细胞培养记录：可实时监测各种条件（低氧条件/GMP等）下细胞培养情况细胞培养标准化：记录细胞生长曲线 、增殖曲线、汇合度等zenCELL owl活细胞动态成像及分析系统可置于细胞培养箱中， 具备24个基于CMOS的成像模块， 可同时对24个视野进行快速成像， 实现对细胞连续长时间的观察和监测， 并通过联网的电脑进行远程控制、 数据读取与分析。 软件界面提前看：图示：24个孔独立选择观察并记录相关图片和数据创新点：可以实时的动态的观察细胞的生长变化，电脑软件自动分析生长曲线，体积小巧可以放在任何尺寸的培养箱中观测，内置24个显微镜头，全方位无死角观测细胞。 zenCell owl活细胞成像及分析系统

• Inara Aguiar来自生物纳米光子系统实验室（BIOS）、EPFL和日内瓦大学的研究人员开发了一种光学成像方法，可以在空间和时间上提供细胞分泌物的四维视图。通过将单个细胞放入纳米结构镀金芯片的微孔中，并在芯片表面诱导一种称为等离子体共振的现象，他们可以在分泌物产生时绘制分泌物的图谱。这项研究发表在《自然生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering ）杂志上，详细介绍了细胞的功能和交流方式，有助于药物开发和基础研究。芯片上的单个单元。（图片来源：BIOS EPFL）细胞分泌物（即蛋白质、抗体和神经递质）在免疫反应、代谢和细胞之间的交流中起着至关重要的作用。了解细胞分泌物的过程对开发疾病治疗至关重要；然而，现有的方法只能量化分泌物，而不能提供其产生机制的任何细节。BIOS负责人Hatice Altug表示：“我们工作的一个关键方面是，它使我们能够以高通量的方式单独筛选细胞。对许多细胞平均反应的集体测量并不能反映它们的异质性……在生物学中，从免疫反应到癌症细胞，一切都是异质性的。这就是为什么癌症如此难以治疗。”筛选细胞分泌物该方法包括一个1cm2的纳米等离子体芯片，由数百万个小孔和数百个用于单个细胞的腔室组成；该芯片由覆盖有薄聚合物网的纳米结构金基底组成。用细胞培养基填充腔室以在测量过程中保持细胞存活。Saeid Ansaryan说：“我们仪器的美妙之处在于，分布在整个表面的纳米孔将每个点都转化为传感元件。这使我们能够观察释放蛋白质的空间模式，而不考虑细胞的位置。”使用这种新方法，可以评估两个重要的细胞过程，细胞分裂和死亡。此外，还对分泌精细抗体的人类供体B细胞进行了研究。研究小组可以看到两种形式的细胞死亡过程中的细胞分泌，细胞凋亡和坏死。在后者中，内容以不对称的方式释放，产生了图像指纹——这是科学家首次能够在单细胞水平上捕捉到细胞特征。由于测量是在营养丰富的细胞培养基中进行的，因此与其他成像技术一样，它不需要有毒的荧光标记，并且所研究的细胞可以很容易地回收。根据作者的说法，“该系统的多功能性和性能及其与粘附细胞和非粘附细胞的兼容性表明，它可以为全面了解单细胞分泌行为铺平道路，应用范围从基础研究到药物发现和个性化细胞治疗。”原始出版物：Ansaryan, S., Liu, YC., Li, X., et al.: High-throughput spatiotemporal monitoring of single-cell secretions via plasmonic microwell arrays. Nat. Biomed. Eng. (2023) DOI: 10.1038/s41551-023-01017-1作者简介Inara AguiarInara是一位拥有无机化学博士学位的科学编辑和作家。在获得计算化学博士后后，她开始在化学、工程、生物工程和生物化学领域担任科学编辑。她一直在几家科学出版商担任技术作家/编辑，最近加入威利分析科学公司，担任自由职业内容创作者。本文来源：Real-time nanoplasmonic imaging of cell secretions——New nanoplasmonic imaging system allows spatiotemporal monitoring of single-cell secretions。Microscopy Light Microscopy ，13 April 2023供稿：符 斌，北京中实国金国际实验室能力验证研究有限公司

Innome是一家位于德国慕尼黑的新型高科技公司，创立于2015年，源于全球顶级原材料供应商Erwin Quarder Group。Innome公司专注于高精密仪器的定制和生产，业务涉及生命科学、临床诊断和药物研发，具备8级洁净度的高精密生产工艺车间该公司的zenCell owl活细胞动态成像及分析系统可置于细胞培养箱中，对细胞进行连续长时间的监测，并通过联网的电脑进行远程控制、数据读取与分析。该系统具备24个基于CMOS的成像模块，可同时对24个视野进行快速成像。设备优点：1. 体积小：可置于任何细胞培养箱内工作2. 通量高：内置24个显微镜头独立观测和记录，明场/暗场相差成像3. 成本低：无需额外耗材，兼容各种培养皿/板/瓶主要功能： 细胞迁移检测：划痕、侵袭、趋药性等实验 细胞培养监测：胚胎干细胞或间充质干细胞重编程如iPSC，细胞追踪形态记录 细胞培养记录：可实时监测各种条件（低氧条件/GMP等）下细胞培养情况 细胞培养标准化：记录细胞生长曲线 、增殖曲线、汇合度等 软件界面提前看： 图示：24个孔独立选择观察并记录相关图片和数据 更多功能持续更新中，敬请期待。。。更多信息了解或获取相关资料请联系我们。

● 快讯近日，同济大学医学院附属上海市第十人民医院神经内科赵延欣教授及刘学源教授课题组在细胞外囊泡与神经退行性疾病关系研究领域取得了新的进展。该项研究从小细胞外囊泡的角度为阿尔兹海默症中发生的兴奋抑制失衡提供了新见解。相关研究成果已发表在国际知名期刊《Journal of Nanobiotechnology》（IF:10.435，JCR 2区）。图1｜国际知名期刊《Journal of Nanobiotechnology》（IF:10.435，JCR2区）细胞外囊泡 (EV) 是由细胞释放到细胞外环境中的小囊泡。EVs 由脂质双层膜组成，该膜包裹着小的无细胞器的细胞质。根据它们的大小，通常分为三种类型，小EVs (sEVs) (50-150 nm)、大EVs (100-1000 nm) 和凋亡小体 ( 5 μm)。其中，sEVs 通常可通过血脑屏障 (BBB)，成为中枢神经系统 (CNS) 细胞之间通讯的关键介质，有证据表明，sEV 中的微小RNA (miRNA)参与到众多细胞和生物过程，例如神经元细胞的生长和凋亡。目前，E/I（兴奋/抑制）失衡假设被概念化为谷氨酸能和氨基丁酸（GABA）能突触输入之间的不平衡。E/I 失衡被认为是神经退行性疾病脑功能障碍的基础，包括阿尔茨海默病 (AD)、帕金森病 (PD)、精神分裂症和其他神经疾病。谷氨酸兴奋性毒性和 GABA 能神经元功能障碍似乎是 AD 中发生的神经元细胞死亡的关键原因。但是关于 E/I 失衡对AD的影响，其中的机制仍不明确。为了对该机制进行进一步阐释，赵延欣教授及刘学源教授团队在本研究中用谷氨酸/GABA/PBS 处理原代培养的神经元，并分离出 sEV。然后，将不同来源的 sEV 添加到用 Aβ（β淀粉样蛋白）处理的神经元或注射到 AD 模型小鼠中。此后对经 Aβ 治疗的小鼠和神经元进行了评估。经GABA 处理的神经元释放的 sEVs 减轻了 Aβ 诱导的损伤，而谷氨酸处理的神经元释放的 sEVs 加重了 Aβ 的毒性。此外，本研究通过 miRNA 测序比较了从谷氨酸/GABA/PBS 处理的神经元中分离的 sEV 的 miRNA 组成。该研究进一步表明，sEV 中 miR-132 的变化加速了表征病理的生化改变。图2｜实验方案示意图分离原代神经元后，用谷氨酸/GABA/PBS 处理原代培养的神经元，并分离出 sEV。将不同来源的 sEV 添加到用 Aβ 处理的神经元或注射到 AD 模型小鼠中，并对小鼠进行MWM测试。文章中，在评估在小鼠体内系统传递的 sEVs 的分布的实验中，使用了博鹭腾AniView100多模式动物活体成像系统拍摄。该实验中使用近红外染料DiR进行标记，同时进行了阴性对照实验（仅注射 DiR，不注射 sEV）。通过 APP/PS1 小鼠的尾静脉注射 DiR 标记的 sEV，使用Aniview100活体成像系统在注射后 24 小时拍摄小鼠的图像并评估分布情况。在带有 DiR 标记的 sEV 的小鼠的大脑和重要器官中均检测到荧光。随后，处死小鼠，取出器官并成像，目的为识别荧光信号来源的器官并使信号干扰最小化。此外，为了排除游离染料干扰实验结果的可能，在收集器官前用不含 sEV 的游离 DiR处理小鼠。实验结果显示，脑、心、肝、肺、脾、肠、肾均呈不同程度荧光。图3｜sEV的体内外分布情况在注射 DiR 标记的 sEV 后 24 小时，使用活体成像系统对A - C活小鼠进行成像。a)、小鼠背面成像b)、小鼠腹侧成像c)、收集指定器官后使用活体成像系统成像本研究中证明了 sEV 的功能可以受神经递质平衡状态的调节，并对神经元中的 Aβ 毒性有不同的影响。并且该研究从 sEV 的角度为 AD 中发生的 E/I 失衡提供了新见解，并表明通过GABA 能系统对 sEV 进行生物学改造可能是预防或减轻 AD 发病机制的治疗途径。论文链接：https://doi.org/10.1186/s12951-021-01070-5

中国神经科学学会第九届全国学术会议暨第五次会员代表大会于2011年7月29日&mdash 8月1日在河南郑州召开。中国神经科学学会全国学术会议是我国神经科学研究领域的盛会，出席本次会议的代表将包括来自美洲、欧洲、亚洲等世界各地的神经科学家及神经病学、精神病学、神经外科等学科的临床医生，会议规模超过1000人。北京五洲东方科技发展有限公司独家代理的TILL活体细胞成像系统在成功亮相于中国细胞生物学学会第十二次全体会员代表大会暨学术大会后再次在国内科研领域亮相。 会议流程 大会现场 　　德国TILL Photonics GmbH公司的活细胞实时成像激光共聚焦显微成像系统意味着不止一个荧光显微镜，而是应用最快速，精准的科学控制平台，以模块化的设计和微秒级实时控制TILL成像系统的ICU.独家开发的应用软件能完美控制荧光成像和光源切换的系统。这个复杂的方法需要一系列的周边仪器：高敏感度相机，快速切换的光源，甚至需要一些激光光源和其他设备。系统的灵活性允许每个组件的升级，只需要根据实验要求配备额外的模块。 展台

近年来，红外光谱和显微成像技术有了突飞猛进的发展,尤其是在生命科学领域，得益于红外光谱技术对于分子结构的敏感性，其能够在无任何标记的情况下实现对生物样品成分的鉴定和分布解析，这对于不便于荧光标记的一些生物样品鉴别十分有利。然而目前大多数的红外光谱空间分辨率受限于红外光的衍射限，只有10-20 μm，且依赖于红外光波波长。另外多数红外检测设备对于生物样品制样过程也有着严格要求，如样品切片厚度，细胞和组织尺寸，含水量，需要荧光染色等，这对于生命科学研究非常不利。 针对上述问题，美国photothermal spectroscopy corp公司经多年潜心攻关，研发出非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统—mirage，该设备凭借其有的光学光热红外（o-ptir, optical photothermal infrared）技术克服了上述问题，将红外光谱的空间分辨率提升至亚微米（~500 nm）；无需制备薄片，直接测试较厚样品，大地简化了制样过程、提高测试效率；同时可实现无接触式地快速简易测量，有效避免了传统atr模式下的散射像差和交叉污染。且该设备在反射模式下所得谱图与透射模式下ftir完全一致，还可以选配透射模式，十分适用于液体样品和一些特殊混合样品，大的扩展了光热红外在生命科学领域的应用范围(如图1所示)。这项先进技术让mirage有别于传统的红外测试设备，能够对生命科学领域的常用样本，诸如细胞爬片，病理组织切片，单细胞细菌等有良好的兼容性，并让活细胞观测成为可能。除此之外，mirage还可与拉曼光谱进行联用，实现同时同地相同分辨率的ir和raman测试，且无荧光风险，能够帮助研究者更快速全面的确定所分析生物样品的化学组成信息。图1. o-ptir光学光热红外显微镜，工作原理及钙化乳腺组织的o-ptir红外成像图 光学光热红外o-ptir在生命科学领域应用的显著优势：1.亚微米的空间分辨率；2.可直接获取液体中活细胞的红外成像；3.灵敏度高，可直接观测单细胞 (如细菌、哺乳动物细胞等)；4.无米氏散射干扰，即使在细胞边缘也不受影响；5.高的光谱分辨率；6.无需直接接触即可测量软组织的红外光谱；7.可实现红外和拉曼同步测量；8.可实现超过10 μm厚的样品测试，直接置于载玻片上观察分析；9.可配置化的红外光源；典型案例分析：1.感染疟原虫的红细胞表征 疟原虫属寄生虫引起的疟疾是威胁生命的主要疾病之一，而疟原虫引发的感染周期十分复杂，因此在细胞和分子水平观察疟原虫的变化对于研究疟原虫的致病有着重要意义。agnieszka m. banas等人通过使用o-ptir对疟原虫感染的红细胞在亚微米尺度的分子特征变化进行了表征，结果显示正常红细胞的蛋白呈现环状分布，而感染后的红细胞蛋白质则呈现无规则分布。通过对比传统ftir与基于o-ptir技术能够发现，o-ptir能够提供更为详细的图像分辨率并且能够测量红细胞不同位置的光谱信息。而传统ftir受制于米氏散射限制，效果较差。图2. 对比ftir与o-ptir对红细胞成像的结果：(a)红细胞的白光图；(b)图a中红色方块放大的区域；(c,e)ftir的蛋白/脂质空间分布的红外成像；(d,f)o-ptir的蛋白/脂质空间分布的红外成像；(g)红细胞的ftir红外光谱；(h)红细胞的o-ptir红外光谱 (g,i)疟原虫感染红细胞和正常红细胞的pca（pc1&pc2，pc1&pc3）得分；(h,j)疟原虫感染红细胞和正常红细胞的pca（pc1&pc2，pc1&pc3）得分 参考文献：b. [malaria] “comparing infrared spectroscopic methods for the characterization of plasmodium falciparum-infected human erythrocytes” (nature communication chemistry, https://doi.org/10.1038/s42004-021-00567-2). advantages: 1, 3, 4, 5, 6 2.单个病毒的红外成像 受制于红外限分辨率的限制，单个病毒的红外光谱成像一直以来都是十分困难的，对于只有100 nm左右的病毒进行红外光谱成像显得十分无力。yi zhang等人使用o-ptir技术成功实现对单个痘病毒进行了检测，并成功观测到了病毒的外形，并对病毒表面的蛋白的光谱进行了表征。图3.单个痘病毒的光谱和成像表征。(a)痘病毒的干涉散射图像 (b)痘病毒1550cm-1波束下的mip图像 (c)痘病毒1650cm-1波束下的mip图像 (d)随机选取病毒上4个点的光谱 参考文献：“vibrational spectroscopic detection of a single virus by mid-infrared photothermal microscopy” (analytical chemistry, https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.0c05333). advantages: 1, 3, 4, 5, 6 3. 光学光热红外o-ptir与raman光谱协同分析固定或活的单细胞 英国曼彻斯特大学的peter gardner教授近期发表了他们关于活(和固定)细胞振动光谱分析的新研究结果。作者使用光学光热红外o-ptir与raman光谱，并借助于两个激发源（qcl和opo激光器），对细胞进行了宽光谱范围的覆盖，从而使所有与生物学相关的分子振动都能被检测到，且保持一致的亚微米的空间分辨率。此外，红外光谱采集与拉曼光谱有效的结合起来，在相同的激发位置，形成振动互补，得到一套完整的振动光谱信息。如下图所示，该红外和拉曼的组合方式可以用来分析液体环境中固定或活细胞的亚细胞结构，其中的蛋白质二次结构及富脂体均可以在亚微米尺度上被有效地识别出来。 图4. o-ptir观测固定未染色mia paca-2细胞成像。(a)固定的未染色的mia paca-2细胞的光学图像；(b)红色方块区域的放大图像；(c)opo波束段的o-ptir红外光谱；(d)qcl波束段o-ptir的红外光谱；(e)黑色区域的拉曼和红外光谱 参考文献d. [mammalian cancer cell] “analysis of fixed and live single cells using optical photothermal infrared with concomitant raman spectroscopy” (analytical chemistry, https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.0c04846). advantages: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 74. o-ptir与s-xrf联用探究阿尔兹海默症阿尔兹海默症是老年痴呆症常见的病因之一，而淀粉样β蛋白沉淀是引发ad的重要病因之一，因此对于淀粉样β蛋白分布的研究就显得十分重要。nadja gustavsson等人通过o-ptir成功观测到了神经中的淀粉样β蛋白分布，并且结合s-xrf分析发现铁簇与淀粉样β-折叠结构和氧化的脂质存在共定位关系。这项研究充分预示了o-ptir/s-xrf联合技术可在ad疾病的研究中发挥重要作用。图5.单个神经元的o-ptir与x光荧光成像。（a）单个神经元的光学（左）与o-ptir图像（中和右）（b）神经元上铜、铁的分布（c）铁与蛋白叠合图（d）铁与脂质的叠合图参考文献[neuron] “correlative optical photothermal infrared and x-ray fluorescence for chemical imaging of trace elements and relevant molecular structures directly in neurons” (“light: science & applications” https://doi.org/10.1038/s41377-021-00590-x) advantages: 1, 3, 4, 5, 6 用户单位： 用户评价：

利用ImageXpress Micro进行长时间活细胞成像和心肌细胞功能评价 活细胞成像技术是最近几年兴起的一项技术，能够在细胞接近生理的状态下观察细胞形态改变和蛋白的表达，该技术能够避免传统采用固定细胞或组织的研究方法中，固定细胞过程中造成的细胞形态的改变和结构改变，能够更加真实的反映出细胞的特性，因而广受推崇。MD ImageXpress Micro高内涵系统具有多种特性能够进行长达数天的活细胞的观察，同时，由于采用著名的MD软件产品MetaMorph为基础的MetaXpress高内涵分析软件，具有极高的灵活性和扩展能力，除活细胞成像之外还能够能够对某些细胞（如心肌细胞）的生理药理特性进行评价。 神经细胞长时间成像 神经细胞是公认的较为敏感和脆弱的细胞，对于外界环境较为敏感。对于活的神经细胞的长时间培养和观察具有较大困难。采用ImageXpress Micro系统能够实现神经细胞的长时间观察培养。方法：从新生大鼠大脑海马获得约1立方毫米大小组织块。移入含有0.25%胰酶的离心管中37℃，5%CO2 孵育箱内消化20～30 min。加入含胎牛血清的培养液终止消化，离心重悬细胞，按0.6× 105/ml 铺于96 孔板中。24 h 后换为NeurolbasalMedium/B27 无血清培养液，以后每2~3 d 半量换液1 次。7 d 后获得原代神经细胞。 图像获取： 将样品放入有环境控制功能的MD ImageXpress Micro高内涵系统内，采用激光自动聚焦进行样品聚焦，在10X物镜下每隔5分钟进行一次相差图像拍摄，结果如下： 小结： ImageXpress Micro采用的环境控制系统能够维持细胞所需的温度、湿度和CO2条件，其中温度为细胞的酶活性提供了温度保障，确保细胞的生理机能，湿度维持能够保证细胞外液不会蒸发，避免了胞外渗透压的升高造成的细胞脱水，CO2能够维持细胞外液的pH值。 除了维持细胞的生存环境外，在进行敏感、脆弱细胞（如神经细胞）的长时间观察过程中，最为重要的是减小对细胞的刺激，尽可能的保持细胞的活性。ImageXpress Micro采用激光自动聚焦技术，在聚焦的过程中，细胞无需受到光照，这样就避免了细胞内的光化学反应和光照升温，能够很好的维持细胞的活性状态。因此，在长时间活细胞的观察过程中，以上两点不可或缺。心肌干细胞细胞的功能评价 ImageXpress Micro采用的软件系统功能强大，具有无限的扩展功能。因此，除了能够实现活细胞的长时间观察和细胞的形态、蛋白表达等分析，ImageXpress Micro还能够实现细胞功能学的评价。 干细胞研究是目前生物学研究的热点，采用人类的干细胞（如心肌干细胞）能够加快研究的速度，同时还能够真实反映人体细胞的功能，还能加快药物进入临床的速度。iPS来源的心肌细胞因其表达的离子通道、自发节律特性、与原代心肌细胞特性相似的特性尤其引人注目，通过该细胞可以进行心肌细胞特性的研究，并能缩短药物筛选的时间与临床前实验的周期。 方法： 采用Cellular Dynamics公司的iPS来源的心肌细胞，将其铺于96孔板，并在培养液中孵育2-7天，以Calcein AM孵育10分钟，将培养液弃去后，加入不同浓度的激动剂和抑制剂。 图像获取和结果： 心肌细胞的成熟状况要通过细胞自发的节律性收缩来进行判定。细胞的节律性收缩可以通过电生理的方法进行检测。但是电生理的方法相对较复杂，因此我们采用荧光图像的自动分析来取代。 首先采用延时拍摄或实时拍摄的方法我们可以获得细胞节律性收缩的一组图像，MetaXpress对心肌细胞跳动进行自动分析 图3. 将获得的心肌细胞跳动的一组图像生成图像堆栈，采用Journal扩展获得的功能模块自动分析相邻两个时间点图像的差别，一次来判定心肌细胞的跳动频率和幅度，采用功能模块中的计数器自动计算心肌跳动的频率和幅度。在Journal扩展的功能模块中以上功能自动完成，并直接报告心肌细胞跳动频率和幅度信息。 心肌跳动模式检测 我们采用经典阳性药物异丙肾上腺素、肾上腺素、咖啡因作为刺激剂，用已知的心肌细胞抑制剂乙酰胆碱来进行心肌跳动模式的检测和心肌跳动分析模块的功能。 图4：肾上腺素作用10分钟后，用ImageXpress Micro酶300ms拍摄一次，共拍摄15秒获得的一组图像分析获得的心肌细胞跳动的频率和幅度。 四种药物不同浓度作用下心肌细胞跳动频率的变化。细胞自发跳动节律各有不同，通常为20-40次/分钟。给药后的5-60分钟内，心肌跳动频率稳定，因此以上均为给药后10分钟检测结果。 小结：ImageXpress Micro采用的高度灵活的系统能够对心肌细胞进行自动成像，其采用的MetaXpress软件具有极高的灵活性，其具有的Journal功能能够根据图像和实验要求进行随意的扩展，除了进行心肌细胞生理学评价之外，还能进行超过1000个功能的扩展。