淺談細胞成像

許多科學研究人員通過加入特定化合物刺激細胞后繼而來觀察細胞的 2D 或 3D 結構變化，借此來闡釋復雜的細胞內信號通路變化。科學研究者利用新的細胞成像和分析技術，大大提升了他們對未知領域的理解水平。 擁有一臺低成本、高效率、高通量檢測分析儀器，例如 ImageXpress? 細胞成像分析系統，研究人員能夠更好了解細胞在不同條件下差異以及變化， 加深對其了解的程度、加速研究的進程。此手冊作為一本有效的工具將給你帶來一些新的思路，能夠更好地理解并有效運用復雜的成像模式。

透射光模式進行細胞計數

無標記細胞計數可廣泛地應用于多種細胞生物學相關檢測領域，如監測細胞數量、增殖、健康度、匯合度和細胞毒性等。這種技術的應用需要儀器具有全自動透射光 (TL) 成像功能，以及軟件具有精確的圖像分割、運算能力，用于評估細胞的各種反應所導致的形態變化。在這里，我們演示了如何使用透射光系統準確地分割和量化未標記的細胞。

優勢

? 無需任何熒光染料進行標記，可以獲得一致的細胞計數結果

? 軟件內預制各種算法可以針對各種不同類型細胞精確計算

? 精確定量細胞數目用于評估各種不同細胞反應和狀態的變化

基于 TL 細胞分割和計數模塊，比較不同方法對 HeLa 和 CHO 細胞的總細胞計數差別，從 20,000個細胞 / 孔開始，細胞的濃度稀釋比例 1∶2

使用自動細胞成像系統進行細胞毒性評價和細胞活 / 死測定

細胞活 / 死測定被廣泛應用于各種研究領域，包括各種化合物的細胞毒性作用、 實驗處理或基因表達變化的研究。自動細胞成像和分析系統提供了一種評價細胞活性和細胞死亡的好方法。在本篇應用文獻中，我們介紹了使用 ImageXpress? Pico 自動細胞成像系統以及 CellReporterXpress 自動圖像采集和分析軟件對 EarlyToxTM Live/Dead檢測試劑處理的細胞進行成像。

優勢

? 利用一種高效免洗實驗方法來測定細胞活性

? 準確定量活細胞或死細胞

? 通過預設分析模塊快速獲得相關統計學結果

陰性對照細胞和 0.1 μM 十字孢堿處理的細胞圖像。左側： Hoechst 核染色 ( 藍色 )、Calcein AM 染色 ( 綠色 ) 和 EthD-III 染色 ( 紅色 ) 的 HeLa 細胞 ，10x 采集到的圖像； 右側： 分析識別結果展示了綠色的活細胞核和紅色的死細胞核

利用自動成像系統檢測細胞自噬

細胞的自噬是一個高度調控的過程，針對細胞的各種應激反應，如營養缺乏、病毒感染和遺傳毒性等，此過程可以降解和去除各種受損的蛋白質和細胞器。 已經確認自噬過程 的失調與各種神經退行性疾病和癌癥發病過程的相關性，針對這一過程的不同階段的新 的治療手段的研究，成為新型治療藥物研發的一個方向。 這里，我們展示出自動化成像 系統可利用其高效、精確、可靠的手段，來篩選和探索不同化合物的效應結果。

優勢

? 簡化流程，評估各種化合物針對自噬過程影響

? 早期藥物研發階段，針對自噬過程找到有效治療手段

自噬過程成像分析。左側: Chloroquine 對 PC12 細胞進行處理， 24 小時后使用 Cyto-ID 自噬檢測試劑盒，MitoTracker 染料和 Hoechst 染料進行染色，圖像分析利用 ImageXpress? Nano 自動細胞成像分析系統， 40x 物鏡，自噬顆粒 ( 綠色 )，線粒體 ( 紅色 )，細胞核 ( 藍色 )； 右側: 軟件專用顆粒度分析模塊進行分析后，標記自噬細胞顆粒和細胞核

細胞自噬檢測。 使用 Chloroquine 對 PC12 細胞進行處理，24 小時后使用 Cyto-ID 自噬檢測試劑盒染色，利用全自動細胞成像分析系統ImageXpress? Nano 進行成像分析， 20x 倍物鏡情況下，圖像顯示自噬顆粒標記為綠色，核標記為藍色化合物對自噬影響。 我們利用濃度效應學曲線評價細胞的自噬效果，主要進行顆粒度數目評估，三種不同化合物，其中包括 Chloroquine ( 紅色 )，Verapamil ( 綠色 ) 和 Amiodarone ( 藍色 )

看如何利用自動細胞成像系統評價線

粒體完整性和膜電位變化線粒體功能作為細胞健康度評價的關鍵指標，可以通過檢測其膜電位變化情況獲得相應數據。陽離子熒光染料是用于線粒體膜電位評估的有效工具。這里，我們利用ImageXpress?Pico 自動細胞成像系統和 CellReporterXpress 軟件來評價線粒體膜電位變化。

抗癌藥物的表型特征

發現和評價抗癌手段是比較熱門的研究領域，其中包括了基于細胞的模型的新藥的研發和篩選、藥效的比較以及對機制的深入理解。對比與基于靶標的傳統藥物篩選過程，表征型方式進行新藥物研發已被證明更具優勢。在這里，我們利用自動化細胞成像系統特點及優勢，呈現了一種更加簡便、有效的方法，可用于監測和分析抗癌化合物的效果。

多參數下進行細胞表型的評估

自動細胞成像是一種分析化合物對包括細胞形態、活力和標志物表達在內的細胞表型的影響的有效方法。這里，我們將展示 ImageXpress? Pico 自動細胞成像系統和CellReporterXpress 自動成像分析軟件如何應用于化合物影響的表型分析。成像和分析方法可提供工具來鑒定細胞活力、細胞形態、細胞黏附和伸展、細胞骨架完整性和線粒體膜電位等多種參數。

智能型的延時成像方式

提高了活細胞成像分析的水平一段特定時間內監測細胞活性的變化，優勢在于可為細胞生物學研究人員提供了更多檢測分析的手段。對于常規的基于細胞的檢測篩選系統，我們僅需要在特點時間終止并以終點法的方式檢測其結果即可。高內涵延時成像分析功能，可同時用于獲得并分析多個反應的動力學過程，監測細胞增殖或死亡。這里，我們利用 ImageXpress Micro系統進行相應評價。

低吸附微孔板中進行 3D 細胞的培養以及自動化分析過程

3D 細胞培養模式較傳統的單層細胞培養模式能夠更加真實地反應出細胞相互作用和化合物篩選過程中其生理變化的過程。采用手動操作進行相應檢測分析會復雜而繁瑣，而且隨著樣品量增加變得越來越困難。自動化系統能夠以更加精準、更高通量的方式進行 3D 細胞成像分析。這里，我們展示使用 ultra-low attachment (ULA) 微孔板來促進細胞聚集成 3D 細胞球 ，利用 ImageXpress Micro Confocal 系統可用來測量和確認球體大小以及一致性， 加快數據的采集和分析。