共聚焦高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)

簡介

在藥物發(fā)現(xiàn)市場，對用于藥物療效評估篩選的高內(nèi)涵分析系統(tǒng)的需求逐年增加。
常規(guī)用途已從2D轉(zhuǎn)向3D和活細(xì)胞評估。
此外，人們還尋求構(gòu)建更復(fù)雜的評估系統(tǒng)，包括更接近人體的環(huán)境中的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，例如復(fù)制各種器官或器官芯片某部分的類器官，以及細(xì)胞繪畫。它通過使用多種熒光染料的多色成像對細(xì)胞組分和細(xì)胞器進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析。

解決方案

CellVoyager共聚焦高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)CQ3000是一款臺(tái)式HCA系統(tǒng)，能夠快速采集高分辨率圖像。
橫河電機(jī)的專有技術(shù)共聚焦掃描單元“CSU”和高精度培養(yǎng)箱可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的活細(xì)胞觀察和高速成像，具有低光漂白、低光毒性。
根據(jù)用戶的應(yīng)用，我們可以組合多種可選項(xiàng)，提供合適的系統(tǒng)。高數(shù)值孔徑（NA）的水浸物鏡可輕松觀察深部區(qū)域，均勻照明對組織切片等平鋪成像有效，目標(biāo)搜索符合條件的樣品進(jìn)行自動(dòng)成像，所有這些不僅有助于提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，而且有助于加速實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化。
結(jié)合支持深度學(xué)習(xí)的專用分析軟件CellPathfinder，該系統(tǒng)可以支持復(fù)雜的分析，并以圖形形式顯示結(jié)果。

為實(shí)驗(yàn)室優(yōu)化的高性能HCA

根據(jù)應(yīng)用，可以選擇用于高質(zhì)量成像的高數(shù)值孔徑浸沒式物鏡、用于整個(gè)FOV均勻高效成像的均化器，以及用于同時(shí)對兩個(gè)通道進(jìn)行成像的第二個(gè)攝像頭。

高內(nèi)涵

? 使用橫河電機(jī)的掃描方式進(jìn)行快速3D成像
? 使用第二個(gè)攝像頭進(jìn)行同步雙波長成像
? 快速100 fps選項(xiàng)，適用于心肌和鈣放電等高速應(yīng)用

高清圖像

? 高數(shù)值孔徑水浸物鏡，可實(shí)現(xiàn)明亮、深度成像
? 高量子效率sCMOS攝像頭
? “均化器”，實(shí)現(xiàn)圖像各個(gè)角落的均勻照明

活細(xì)胞成像

? 良好的培養(yǎng)箱性能，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的活細(xì)胞成像
? 培養(yǎng)時(shí)間長達(dá)7天
? CSU實(shí)現(xiàn)低漂白和低光毒性成像

自動(dòng)化

? 掃描并自動(dòng)捕獲符合條件的樣本
? 支持多種接口（API），以進(jìn)行外部協(xié)作
? 輸出易于集成的數(shù)據(jù)類型，例如OME-TIFF和Omero

詳細(xì)介紹

硬件

通過簡單的操作實(shí)現(xiàn)高內(nèi)涵成像

使用第二個(gè)攝像頭選項(xiàng)時(shí)的流通量比較。
同時(shí)檢測兩種顏色，因此縮短了采集時(shí)間。
此外，如果共聚焦性能不必要，例如在低倍率成像期間，寬視野成像可以進(jìn)一步縮短曝光時(shí)間。

橫河電機(jī)的活細(xì)胞成像

CQ3000共聚焦高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)在保持與傳統(tǒng)CO2培養(yǎng)箱相同環(huán)境的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)和成像。
它不僅環(huán)保，而且可盡量減少對細(xì)胞的影響。

包含大量信息的高分辨率圖像

l水浸物鏡以高信噪比捕捉清晰的圖像。

l除了通過高放大倍率進(jìn)行精細(xì)觀察外，由于采用高數(shù)值孔徑物鏡，即使視場角（FOV）比以前小，它也可以準(zhǔn)確分析圖像。

橫河電機(jī)自主研發(fā)的高數(shù)值孔徑20倍水浸物鏡可實(shí)現(xiàn)比20倍干透鏡更高的圖像分辨率。用戶可以使用40倍和60倍進(jìn)行高效的圖像分析。

球狀體的成像示例
20倍水浸物鏡可實(shí)現(xiàn)更深層次的成像和高信噪比。

均化器

調(diào)整勵(lì)磁系統(tǒng)，使整個(gè)視場的勵(lì)磁均勻。它獲取的圖像具有均勻的亮度分布，圖像中心和邊緣的亮度沒有差異。在拼接和評估多個(gè)視場的平鋪分析中，它可以減少視場之間接縫處由陰影引起的亮度差異，從而在分析時(shí)減少接縫的影響。

軟件

目標(biāo)搜索

它可以用低倍率掃描整個(gè)孔，根據(jù)分析結(jié)果檢測物體的位置，并以高倍率獲取圖像。這樣，可在無法知道物體在孔中的位置的情況下，對樣品進(jìn)行成像，或者在大量細(xì)胞中，僅對符合條件的細(xì)胞進(jìn)行成像和分析。

l僅在檢測到目標(biāo)的區(qū)域進(jìn)行高倍率成像，大大降低了數(shù)據(jù)量和流通量。

l在目標(biāo)中心成像，減少不必要的圖像和平鋪。

l兩個(gè)成像過程自動(dòng)進(jìn)行，減少了人為干預(yù)時(shí)間和人為錯(cuò)誤。

快速延時(shí)功能

能夠以每秒100幀（100 fps）的速度同時(shí)捕獲兩個(gè)波長的圖像。
它可以捕捉到快速的動(dòng)態(tài)，例如心肌搏動(dòng)、鈣放電和軸突內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，這些動(dòng)態(tài)到目前為止一直難以捕獲。

在明膠纖維基質(zhì)上培養(yǎng)的iPSC衍生心肌細(xì)胞用于細(xì)胞培養(yǎng)（Genocell®心肌評估板，日本毛織株式會(huì)社） 明場圖像（左），用鈣敏感熒光染料染色（右）

鈣信號(hào)波形隨心肌搏動(dòng)而周期性波動(dòng)（上圖）。每秒100幀的高速成像允許以足夠的采樣頻率捕獲波形的快速上升部分。

CE-明場

從在多個(gè)Z位置采集的明場圖像創(chuàng)建兩種類型的對比度增強(qiáng)圖像。一種是落射熒光樣圖像（Fluor型），可用于識(shí)別細(xì)胞核。另一種是正常的DPC樣圖像（位相型），可用于識(shí)別細(xì)胞質(zhì)。
通過增強(qiáng)明場圖像的輪廓，可以準(zhǔn)確識(shí)別細(xì)胞狀態(tài)的變化。當(dāng)在明場圖像分析中遇到難以識(shí)別的區(qū)域時(shí)，它也很有效。

分析軟件：高內(nèi)涵分析系統(tǒng)CellPathfinder（可選）

直觀、易用的界面可指導(dǎo)用戶從不同角度分析數(shù)千個(gè)圖像數(shù)據(jù)，通過生成多種圖形類型來可視化結(jié)果。
此外，機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)功能顯著提高了目標(biāo)識(shí)別能力。它也非常適合復(fù)雜和高難度的分析，例如分析3D培養(yǎng)和活細(xì)胞成像的數(shù)據(jù)。
CellPathfinder軟件是高內(nèi)涵分析的強(qiáng)大工具。

機(jī)器學(xué)習(xí)

軟件學(xué)習(xí)用戶收集的樣本對象的特征。

3D分析

無標(biāo)記分析

寬場*1功能是分析未染色明場樣品的強(qiáng)大工具。

*1 當(dāng)選用“均化器”選項(xiàng)時(shí)，可以獲取。