CELENA® X自动化的细胞融合度测量与分析

【字体: 时间:2025年01月24日 来源:基因有限公司

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  基于CELENA® X高内涵成像系统及其激光自动对焦模块,可以自动化且更加快速、方便地捕获图像,结合集成的CELENA® X Cell Analyzer软件,可以为细胞融合度的定量分析提供更加准确的数据。

融合度是对培养基中贴壁细胞覆盖的表面积百分比的测量。在细胞培养生物学中,融合度评估对可视化确定基于细胞学实验(如细胞传代、生长、转染、药物处理等)的时机是非常重要的。通常,研究人员使用标准显微镜直接观察和判断细胞融合度,但这种方法存在着一定的局限性,不能够很好地进行自动化检测和定量分析。而基于CELENA® X高内涵成像系统及其激光自动对焦模块,可以自动化且更加快速、方便地捕获图像,结合集成的CELENA® X Cell Analyzer软件,可以为细胞融合度的定量分析提供更加准确的数据。本篇内容,我们将介绍如何使用CELENA® X高内涵成像系统进行明场细胞图像采集并分析融合度。

实验1:细胞增殖的融合度测量

  • LUNA II™自动细胞计数仪进行McCoy细胞计数,在96孔板中接种至 2x104个细胞,设置4个重复。

  • 置于CELENA®X载物台孵育系统中,设置95%湿度、5%CO2、37°C温度的培养环境进行培养和监测。

  • CELENA® X高内涵成像系统采用10X LWD高数值孔径物镜和基于图像的自动对焦,以20分钟的间隔进行自动图像采集,持续48小时。

  • 使用CELENA® X Cell Analyzer软件对采集的图像进行细胞融合度分析,分析方法是基于明场图像识别整体细胞,测量细胞所占据的面积。

在Cell Analyzer中创建了一个pipeline来自动批量处理和分析图像(表1)。

  1. 使用EnhanceEdges模块创建二进制图像,将前景(细胞)与背景区分开来。

  2. 使用平滑模块使细胞均匀化,边缘平滑,除去背景中的碎片。

  3. 使用IdentifyPrimaryObjects模块将得到的分割区域识别为细胞,以便识别细胞团而非单个细胞。

  4. 接着使用MeasureImage AreaOccupied模块对已识别区域进行测量,以量化在视野内细胞所占据的表面积。

  5. 最后,使用OverlayOutlines模块将原始亮场图像与分割区域的轮廓叠加,以直观确认分割的精度。

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表1. CELENA® X Cell Analyzer软件中创建一个pipeline,用于自动化批量处理和分析图像。

图1显示了48小时内明场图像的分割。图像分割采用CELENA®X Cell Analyzer软件依据表1中的方案执行,分别捕获0、16、32、48小时的图像信息,细胞融合度分别为17.1%、47.0%、62.4%和66.8%。该实验设置4个复孔,能够观察到随着时间的延长,细胞融合度逐渐增加。

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图1. McCoy细胞随时间变化的生长情况。红色边框表示背景与完整细胞覆盖区域之间的分离。

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图2. 融合度随时间变化的曲线。以20分钟为时间间隔捕获图像,共48小时,并以4小时为间隔在图表上用点表示。N=4。

实验2:划痕实验融合度的测量与分析

细胞迁移是维持细胞内相互连接的协调运动,对包括胚胎发育、免疫反应和癌症转移等各种生物过程至关重要。创口愈合实验,也称为划痕实验,是在单层细胞上形成均匀的“伤口”或“划痕”,并通过延时成像观察伤口边缘周围细胞向无细胞空间迁移。这是一种用于测量体外细胞迁移简单而经济的方法。CELENA®X高内涵成像系统进行多孔板划痕实验测定的方法,该方法可用于定量。

  • 用LUNA-II™自动细胞计数器计数牛主动脉内皮细胞(BAEC),以1 x 106个细胞/孔的密度在6孔板(SPL,30006)中铺板,并培养24-48小时直到融合。

  • 使用SPLScar 划痕仪 (SPL, 201906)进行划痕。

  • 将孔板置于湿度为95%、二氧化碳含量为5%、温度为37°C的CELENA®X活细胞工作站中,并使用CELENA®X高内涵成像系统设置自动动力学成像程序。

  • 分别在实验开始时(t=0)和每隔2小时对细胞进行成像,共16小时,使用4X 物镜和基于图像的自动对焦,每孔垂直捕获10个连续的视野。

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图3. 为了量化划痕随时间的变化,使用CELENA®X Cell Analyzer分析软件处理在同一时间点拍摄的图像。量化划痕闭合的策略是基于区分背景细胞和测量所占表面积的变化。

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图4. BAEC细胞的图像分析显示随着时间的推移划痕的闭合过程。红色边框说明了背景和完整细胞覆盖区域之间的分隔。白色方框标出了初始划痕位置。

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图5. 从实验开始到结束,通过所占表面积来推断BAEC细胞图像中体外划痕愈合的量化情况。每组有6个孔, 每个孔有10个视野。

实验3:基于融合度的细胞毒性分析

细胞毒性测定是筛选和开发治疗抗癌药物的关键步骤。针对大多数体外测定细胞毒性的实验,能够测定处理后细胞膜完整性和代谢活性,但这些实验通常基于单个时间点,并且会影响培养过程中细胞的生长。在这里,我们通过处理后细胞的融合度所受到的影响,来监测和量化细胞毒性,这是一种自动化、非破坏性的方法。这种方法使用明场成像,避免使用荧光染料,因为荧光染料在长时间孵育时可能有毒性。

  • 1 × 104细胞/孔的密度于96孔板中播种Hela细胞,培养过夜。

  • 用连续稀释的喜树碱(DMSO, 0.3125M, 0.625M, 1.25M, 2.5M和5M)处理,每种条件下处理8个孔。

  • 使用CELENA®X高内涵成像系统搭载的活细胞装置,使用4X LWD物镜和基于图像的自动对焦成像。每隔2小时拍一次,共拍16小时。

  • 采集的图像使用CELENA®X分析软件进行分析。

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图6. 喜树碱(CPT)处理16小时后HeLa细胞的图像分析。红色边框表示背景与完整细胞覆盖区域之间的分离。应用图像处理和目标识别模块来确定融合度。

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图7. 根据细胞融合度变化生成剂量-反应曲线。随着CPT浓度的增加,观察到细胞的显著减少。N =8孔。* p: <0.05。

结论

使用CELENA®X高内涵成像系统和CELENA®X Cell Analyzer分析软件,可以重复使用相同的实验条件和相同的分析流程来验证实验结果。活细胞动力学成像结合细胞表面积变化的定量分析提供了一种易于使用、可重复和客观的方法,以生成准确的细胞增殖、迁移、毒性的数据。

产品介绍   

CELENA®X拥有基于图像和激光的自动对焦模块,以及全电动的XYZ移动载物台,大大简化了多孔板扫描以及切片扫描的时间。无论简单的固定细胞分析还是复杂的、延时活细胞分析,强大而灵活的软件都可以让你建立高级图像分析程序,用来定量分析固定细胞和活细胞的特征。CELENA®X是药物发现与生命科学研究的有利工具。

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自动化成像系统

01 四种成像模式

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4通道荧光、明场、彩色明场、相差成像。

02 全自动的孔板扫描

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全自动的孔板扫描,电动XYZ载物台,自动的光源、荧光通道和物镜切换。

03 基于激光的快速自动对焦

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除了基于图像的自动聚焦还支持基于激光的快速和可重复的自动聚焦,减少光毒性和光漂白,加快拍摄速度。

04 强大易用的采集和分析软件

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简单直观的成像protocol设置,与分析流程无缝衔接。

05 自定义的高内涵分析

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自定义的高内涵分析流程,基于表型批量分析多通道成像图片。

06 支持活细胞成像

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载物台孵育系统适适用于各种生理或非生理条件下的成像实验。

07 多种配件可选

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多种适配器:显微玻片、腔室玻片、各种规格培养瓶、培养皿、6-1536多孔板。

多种物镜:1.25-100x放大倍数的空气镜或油镜可选。

可置换荧光光立方:12种不同波段的光立方,覆盖市面上常见的荧光染料的波长,支持特殊波段光立方定制,用户可在实验室自主完成滤镜更换。

如果您对以上产品感兴趣,请扫码添加工作人员企业微信咨询 

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