一数胜千图,从定性到定量的飞跃

【字体: 时间:2015年03月20日 来源:生物通

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  自动细胞定量成像分析将荧光显微镜、自动细胞计算和表型分析结合起来,主要通过图像处理和信息学工具检测细胞表型的改变。这种技术可以进行全面的细胞分析,也能进行快速的药物筛选,是基础研究和药物开发领域的强大工具。

生物通报道:现在,越来越多的研究者已经不满足于传统的定性细胞研究。他们需要同时检测大量细胞的多个参数,得到精确的量化数据,自动细胞定量成像分析就这样应运而生。

自动细胞定量成像分析将荧光显微镜、自动细胞计算和表型分析结合起来,主要通过图像处理和信息学工具检测细胞表型的改变。这种技术可以进行全面的细胞分析,也能进行快速的药物筛选,是基础研究和药物开发领域的强大工具。

为什么要定量

生物学中有种说法叫做一图胜千言,一数胜千图。定量分析可以使我们获得丰富而准确的数据。这样的数据有助于深入理解复杂的细胞机理,得出更有科学说服力的结论,大大提高论文的质量。

自动化解放我们的双手

过去我们只能定量少数几个细胞参数,这是一项既耗时又费力的工作。自动细胞定量成像分析可以瞬间处理数百种参数,真正解放我们的双手。你只需要定义自己的研究目标,剩下的都可以交给仪器。

此外,越是精密的实验就越容易受到人为因素的影响。自动细胞定量成像分析可以消除人为偏差,标准化实验流程,得出客观的分析结论(所有样品的分析条件完全相同)。

自动细胞定量成像分析VS传统细胞分析

自动细胞定量成像分析是一种成熟的技术,可以检测细胞水平的信号强度和形态学变化,适用于完整细胞、固定细胞和活细胞。与实验室常用的几种细胞分析法相比,自动细胞定量成像分析有着无可比拟的优势(见下表)。

 

广泛的应用范围

自动细胞定量成像分析的应用范围非常广泛,涵盖了肿瘤学、免疫学、毒理学、药学、神经生物学、组织学等多个领域,比如细胞健康和毒性分析、肿瘤/癌症分析、信号通路分析、神经学分析等等。(欲知详情,请下载Cellomics应用集锦》

 

细胞周期分析

在细胞周期的不同阶段,细胞的DNA含量并不相同。使用可掺入DNA的荧光染料对DNA进行定量,就可以区分细胞所处的周期。自动细胞定量成像分析能够同时检测与细胞周期相关的多个靶点,并根据细胞周期对细胞进行分类。

与常规的流式细胞分析相比,自动细胞定量成像分析有一些独特的优势:可实现高通量,96384孔板的检测速度在5-20分钟之间;贴壁细胞不用消化悬浮可原位检测,大大简化了中间洗涤和染色流程;从制板到检测分析可模板化操作,实现无人值守的自动化细胞分析。(延伸阅读:专家经验谈:实现完美的哺乳动物细胞培养

神经元分析

自动细胞定量成像分析能够对神经元亚结构进行准确客观的评估,排除用肉眼进行主观分辨带来的误差。迈阿密大学的研究人员就用这一方法找了促进神经元再生的物质。他们在96孔板中进行表型筛选,并通过自动细胞定量成像分析评估轴突生长的情况,最终找到了四种能够克服再生抑制,促进轴突生长的化合物。(原文:A Chemical Screen Identifies Novel Compounds That Overcome Glial-Mediated Inhibition Of Neuronal Regeneration. J Neurosci

细胞凋亡分析

药物处理会引起细胞多方面的凋亡应激反应,包括细胞增殖、抑癌基因P53、凋亡效应分子Caspase3的变化。通过染料和抗体检测上述分子,可以判断药物的作用机理。因此,监测细胞凋亡在细胞生物学研究和药物开发中是非常关键的。研发人员曾通过实验证明,自动细胞定量成像分析能够同时检测多个凋亡和自噬指标,是区分这两种程序性细胞死亡的有效途径。(原文:Automated, Quantitative, Multi-Parametric Monitoring of Different Programmed Cell Death Pathways Using Cell-Based High-Content Screening Assays

 


细胞形态分析

细胞骨架结构受到影响会导致细胞形态学改变,对不同的骨架组分和亚细胞结构进行染色,就能分析细胞形态学参数的变化。举例来说,Celgene公司的研究团队在原代人单核细胞中发现,一种IMiD免疫调节药物(pomalidomide)能够选择性激活Rho GTPase。随后,他们对F-actin进行染色并且进行了自动细胞定量成像分析。研究表明,这种药物能够促进F-actin形成、稳定微管和增强细胞迁移能力。(原文:Immunomodulatory drugs reorganize cytoskeleton by modulating Rho GTPases. Blood

信号传导分析

外界刺激会引起细胞内多条信号通路同时传导,形成一个复杂的网络。对多个靶点进行定量分析,可以挖掘出不同通路的先后效应和协同效应,深入解析细胞内部的分子机制。

有多条信号通路在AKT汇集,共同决定细胞的命运。不过,检测这一通路的改变一直比较困难。研发人员证实,自动细胞定量成像分析可以同时监控目标激活及其细胞定位,在信号传导过程中确定活化蛋白之间的关系。他们通过这种方法检测了AKT通路有关的六个靶标(AKTGSK-3FOXO1AFOXO3AS64E-BP1),全面展示了细胞内复杂的信号传导。(原文:High-Content Analysis of Multiple Key Proteins in the AKT Signaling Pathway

自动细胞定量成像分析离你并不远

为了将自动细胞定量成像分析带到每一个细胞生物学或筛选实验室,赛默飞推出了CellInsight CX5全自动细胞定量成像分析仪。CellInsight CX5体积小巧但功能强大,可以对单个细胞进行多达五种荧光分析,在一次实验中同时得到成像和定量结果。该平台可兼容从载玻片到1536孔板的各种应用,为实验者提供了极大的便利。

              免费获取CellInsight CX5全自动细胞定量成像分析仪的最新资料

据介绍,CX5系统配备有强大的成像工具——X1照相机。其扩展的2208 x 2208像素微阵列,可从更少的图像中获得更多生物学信息。CX5的自动聚焦和智能微孔板扫描方法,能在不影响灵敏度和分辨率的情况下,提高细胞群体和表型分析的速度和精确度,大大加快研究项目的进度。CX5平台也提供有透射光,让用户能够深入探索细胞生物学,而不受荧光染料的限制。

强大的分析软件

赛默飞HCS Studio细胞分析软件可以对图像的细微之处进行全面分析,处理数百种图像参数和生物学表型,帮助用户进一步了解细胞及其功能。

值得一提的是,这个分析软件提供超过30 种预设分析。用户可以根据简单直观的图标,轻松选择合适的工作流程。赛默飞已经完成了这些分析方案的优化工作,大大提升用户的工作效率。此外,该款软件为新用户提供了便捷性,可以帮助用户高效地进行数据分析。同时,HCS Studio也提供各种灵活的工具,帮助用户快速构建自定义分析程序,满足他们需要设计更为复杂的实验分析的需求。

 

从主观的定性描述到客观的定量体系,CellInsight CX5全自动细胞定量成像分析仪实现了从定性到定量的飞跃。这种精益求精的强大工具可以帮助我们探索未知的世界,深入挖掘每一个生物学现象背后的秘密。

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