当高内涵成像系统遇上3D培养，它们擦出了什么火花？

与传统显微镜相比，高内涵成像系统让研究人员能够测定更多的参数，提取更多的数据。高内涵系统通常分为两类：高内涵筛选（HCS）系统提供灵敏的测定和高通量能力，在实验中分析尽可能多的样品；而高内涵分析（HCA）系统则可能牺牲一些速度，以换取更复杂、更丰富的数据。

最近，HCS和HCA系统的通量都有明显上升。它们几乎都与机器人系统兼容，实现无人值守的自动化。在此，我们讨论一些最新推出的产品，以及高内涵成像系统的新应用。

更多选择

GE Healthcare的细胞分析主管Leanna Ferrand说：“对于活细胞成像，人们总希望更快。”GE的系统能在2.5分钟内对96孔板中的每个孔拍摄一张图像，这对于筛选来说是足够快的，但无法捕获活细胞检测的动态过程，那可比2.5分钟要快得多。GE的解决方案是在单个孔内使用快速成像，就像每个孔的延时拍摄。“如果这是一个非常动态的过程，那么我们就留在某个孔中，捕获快速事件，”Ferrand解释。

随着越来越多的高内涵成像系统上市，科学家也在精挑细选，看看哪个型号最符合他们的需求，即使是来自同一家公司的。例如，赛默飞世尔科技就有多个选择，从入门级的CellInsight™ CX5高内涵筛选平台，到进阶级的CellInsight™ CX7高内涵平台，再到高级的模块化设计ArrayScan™高内涵平台。

赛默飞旗下的Invitrogen荧光标记也为研究人员提供了多重检测的丰富选择。实际上，高内涵成像系统的多重检测能力已经在新的应用中凸显。“随着基因组编辑如CRISPR的广泛应用，快速筛选多个表型的影响，这带来了敲除或敲入实验的快速验证和反馈，”赛默飞的细胞分析经理Stephen Oldfield谈道。

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3D培养

如今，癌症研究人员逐渐采用3D细胞培养来研究肿瘤生物学，而高内涵成像也与3D样品相适应。球体是3D细胞培养中的常见类型，它们来自健康或肿瘤组织。GE Healthcare最近与Nano3D Biosciences合作，以促进球体的3D成像。Nano3D的技术是将球体定位在每个孔的中央，这样在成像时更容易找到。

PerkinElmer的Opera Phenix™ HCS系统也适用于球体研究。这家公司的Synchrony™光学设计优化了3D细胞培养的数据采集，并消除了样品之间的串扰，从而提高了灵敏度。据PerkinElmer的高内涵仪器总监Jacob Tesdorpf介绍，他们最近增加了HCS的微孔板，适用于通过悬滴法培养球体，包括CellCarrier™ Spheroid ULA板、GravityPLUS™ ULA板和GravityPLUS™悬滴系统。

了解PerkinElmer的Opera Phenix HCS系统

软件更新

高内涵成像产生了庞大的数据文件，因此，采集、分析、显示和存储数据的软件都显得很重要。许多供应商在设计软件时都考虑了研究人员的需求。据Ferrand介绍，GE Healthcare特别注重软件界面的直观和易用，可以快速评估某些参数，这样用户在分析所有数据之前可预览结果。

另一个关键的软件功能是数据链接。GE软件提供了数据表及其他显示方式的内置链接，这意味着你只要点击一下散点图上的一个点，它就会呈现那个细胞的图像，并在数据表中高亮显示那个细胞。“这使得研究人员能够灵活地研究每个细胞的问题以及群体水平的问题，”Ferrand说。

PerkinElmer也带来了升级版的Columbus™软件（用于大容量图像存储和分析）和High Content Profiler™软件（用于多参数匹配选择）。“这些最新的版本在集成方面有所改善，现在能够在High Content Profiler™软件中直接浏览、搜索、下载和集成Columbus的内容，”Tesdorpf说。用户不再需要手动地导入数据、导出数据或合并数据，这意味着节省时间和减少数据传输的错误。

对付Zika

目前，研究人员正利用3D培养，如神经球和大脑组织，来研究寨卡病毒（Zika virus）对神经形成和发育的影响。

巴西里约热内卢的研究人员正利用PerkinElmer的Operetta® CLS™系统来研究寨卡病毒。这个系统，以及Opera Phenix™ HCS系统，都有着转盘式的共聚焦光学元件，这有助于消除背景，带来出色的图像数据质量，并最大限度减少活细胞的光毒性和光漂白。

Tesdorpf表示，研究人员创造了所谓的“迷你大脑”来模拟胎儿在不同发育阶段的大脑功能。此外，德克萨斯大学的科学家正利用Opera Phenix™ HCS系统来鉴定FDA批准的药物，以预防或治疗寨卡病毒的感染。到目前为止，这些药物共有20多种。

当然，3D组织的成像仍是一大挑战，这也意味着这一领域将出现更多的创新。不过，我们现在已经体会到高内涵成像的好处。未来，也许有更多的惊喜。

（作者：Caitlin Smith /生物通编译）