还在手动调参数?cellSens流程管理让复杂成像实验一键搞定!
你是否也曾面对这样的困境:活细胞成像需要每隔5分钟拍一次,中途还要加药、换激光、调焦面……手忙脚乱一整天,最后发现某个步骤漏掉了?或者当你好不容易把所有参数都设置正确了,实验数据也成功得到了,可导师却让你再进行重复实验来增加其可信度。这时你才发现,之前设置的那些复杂参数全都只记录在实验记录本上,还得焦头烂额地将它们一一手动输入到软件里,又得要大半天的前期准备,才能开始你的实验?
科研人的时间不该浪费在这些重复操作上!
EVIDENT显微镜成像软件 cellSens 的实验流程管理功能,正是为解决这类“复杂到令人头秃”的实验而生。配合上专为快速活细胞超分辨成像利器 IXplore IX85 SpinSR,使得它能够轻松应对各式各样高难度的活细胞成像实验,把科研人从繁琐的重复调参工作中解放出来。
01 复杂实验,一键编程
告别手动切换参数的时代
活细胞实验目的是为了在不干扰正常生理状态的前提下,完整地记录到微观尺度下生命体的动态过程,从而更加深化对基础生物学的理解,以推动生物学研究更进一步。EVIDENT全新推出的超分辨转盘共聚焦成像系统 IXplore IX85 SpinSR最多可以支持200幅/秒、110nm分辨率的成像速度和成像精度(图一)。再配合上低光毒性的双转盘成像系统,使得 IXplore IX85 SpinSR 成为更适合快速、超分辨、活细胞成像的科研利器。而随着科研水平的提升,我们对于活细胞成像的需求已经不仅仅局限于观察一个单一的动态过程了。老师们更希望能够看到细胞对于一些外界环境的改变做出响应。包括像一些加药、激光损伤、灌流等多种不同的刺激。同时老师们还有可能想看不同时间尺度或空间维度下细胞的变化,因此还可能涉及到通道和焦平面的切换或者拍摄时间间隔的变化。
图一:EVIDENT全新一代超分辨转盘共聚焦成像系统 IXplore IX85 SpinSR
而活细胞长时间成像、光刺激操控、多通道荧光采集、按时间点加药……这些步骤组合在一起,手动调节参数不仅费事费力,而且还容易出错。一旦有哪一个步骤有疏忽或者遗漏,可能整个实验过程就前功尽弃了。
而 cellSens 的实验流程管理功能,就是完全为了应对这些复杂流程参数而设计的。它允许你像搭积木一样,将各种成像命令、硬件控制、外部触发信号串联成一个完整的实验流程。图形化的流程设计,即使是对于编程完全不懂的小白也能轻松掌控。无论是:
• 延时摄影 + 自动对焦
• FRAP 光漂白后立即采集恢复图像
• 指定时间点触发加药泵
统统可以使用拖拽式编程,设定好后一键启动,系统自动执行到底。你只需要泡杯咖啡,坐等数据出炉即可。
例如,我们来看一篇2024年的 Nature Communication 文章:CEP112 coordinates translational regulation of essential fertility genes during spermiogenesis through phase separation in humans and mice 。
(https://doi.org/10.1038/s41467-024-52705-8)
主要阐述了 CEP112 通过相分离协调人和小鼠精子发生过程中必需生育基因的翻译调控。其中的活细胞实验,用到的就是 EVIDENT 的 SpinSR 进行数据采集的。我们可以看到,文章中既有对于 GFP-CEP112 相分离液滴快速 fusion 和 fission 过程的动态记录(明场和绿色荧光通道);也有对于单个相分离液滴进行激光刺激,观察并记录液滴荧光漂白和恢复的动态变化(图二)。
图二:使用 SpinSR 采集数据并发表的高分文章,图中记录了 CEP112 分子相分离液滴发生的动态过程
对于这样的实验,使用实验流程管理的功能我们能轻松实现:如下图所示(图三),我们可以提前设置一些点位(Live cell组),用于拍摄整个细胞中相分离液滴的动态过程(明场/CF488,时间间隔为15秒/张)。随后我们在同一次实验过程中,对于已经找好的相分离液滴(FRAP组)施加一个激光刺激,用 5秒/张的时间间隔来拍摄整个 FRAP 实验(仅CF488)。对于每一个不同位点,我们都可以设置不同的锁焦平面(ZDC)来保证焦平面的稳定。而得益于我们的实时控制器 U-RTCE,我们在不同拍摄条件切换、激光刺激和成像切换的时候,软件控制与硬件联动之间的延迟都是微秒级别,从而能够进一步确保整体实验的精度。
图三:使用 cellSens 的实验流程管理功能一次性完成多个复杂实验的参数设置
这样一来,我们原本需要多次设置调参才能够完成的复杂实验,就能够直接毕其功于一役。只需提前设置好参数,点击启动按钮,就能够一次性得到我们想要的所有不同数据,真正达到事半功倍的效果。
02 流程储存,一劳永逸
重复实验的精度,交给软件来保证
诸如上文所提到的这些复杂实验,往往都是非常重要的实验。而对于重要实验而言,重复实验拿到确定结果是必不可少的一步。而且,有很多经典实验范式需要反复使用,比如细胞迁移的划痕实验每2小时拍一次,连续48小时。对于这些经典实验而言,可能每次都只需要对于参数进行微调来满足实验需求。而这样仅仅只是微调参数,若是没有合适的实验模板,我们只能从头开始我们的实验设计,未免又要耗费大量时间。
cellSens支持将已验证的实验流程保存为模板,下次调用时:
- 参数完全一致,只需将某些按需模块进行微调
- 拍摄时间间隔精准到毫秒,确保多次重复实验之间的精度
- 所有硬件自动复位到预设状态,无需再次记忆复杂参数
图四:实验流程管理功能,支持一键式执行复杂实验以及复杂参数保存和调用
一次调试,永久复用。尤其适合课题组内多人协作进行高难度成像实验,也非常适合实验室新人上手直接调用前辈的“黄金流程”,实验结果的重现性瞬间拉满。
03 高通量筛选,事半功倍
一块板子,多种条件,一个流程全搞定
做药物筛选时,孔板里不同孔的药物浓度、处理时间各不相同,对应的成像参数(曝光时间、Z轴层数、通道选择)也可能需要差异化设置。
传统做法是:分组 → 设参数 → 拍一组 → 再换参数拍下一组……效率低且容易混淆。
cellSens 实验流程管理的优势在于:可以在同一个流程中为不同孔位指定不同的成像方案。利用精准的孔板导航和实验流程管理的功能,我们能做到一块孔板产生多种实验数据,同时每种实验数据之间有序归纳不混淆。
如下图(图五)的12孔板导航所示我们可以:
图五:使用孔板导航功能对12孔板不同孔位进行分组,并对不同组孔位执行不同拍摄条件
B1、B2孔:A组、明场、单层扫描
A2、A3孔:B组、三通道荧光成像、Z轴层扫
B3孔:C组、明场+三通道荧光、过夜时间序列成像
其中每一个孔位都均匀设置四个点位进行扫描,之后系统自动识别孔位并切换对应参数,一次跑板,多种数据同步产出,真正实现高通量实验的“高速”与“高通”。
写在最后
科研的本质是探索未知,而探索的路上不该被繁琐的仪器操作绊住脚步。
cellSens 的实验流程管理功能,把灵活性、重复精度、高通量效率融为一体,让你把精力更多地从“怎么拍”转移到“拍什么、怎么分析”上。
如果你也在寻找让成像实验更省心、更可靠的方案,不妨试试这个隐藏技能。
让机器替你动手,让大脑专注思考。
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