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zenCELL owl 活细胞动态成像系统在细胞研究中的应用

2026-09-08     来源:微信公众号     点击次数:16

活细胞动态监测
 
活细胞动态监测,记录缓慢的细胞动态变化过程,如细胞增殖、细胞分化、细胞迁移、类器官发育、细胞间互作等,进行可视化呈现,是细胞生物学、药物筛选、肿瘤发生机制、干细胞等众多研究领域的核心手段。细胞生理活性高度依赖稳定的体外培养微环境。温湿度、CO₂浓度波动、外源染料标记与频繁人工操作均会干扰细胞正常状态,最终导致实验数据失真、重复性不佳。

两种活细胞动态监测的方法

细胞增殖/生长状态监测多采取两种手段:终点生化检测法与培养箱内原位无标记活细胞动态成像监测技术。
 
1. 终点生化检测法
测定细胞代谢活性或裂解产物评估细胞状态。在预设时间节点,用特定检测试剂(如MTT、CCK8、荧光底物等)处理细胞,利用细胞代谢显色、胞内裂解发光、核酸荧光标记等方式,结合酶标仪读取吸光度 / 荧光值,间接获取细胞数据。

该方法通过外源试剂处理细胞,破坏了细胞的原位状态;仅获取终点的细胞数值结果,无法反映动态过程;同一时间点无法重复检测,难以获取时间进程数据;样本前处理周期长,步骤多,容易漏掉细胞动态细节。
 
2. 活细胞动态成像监测
 培养箱内原位一体化设备,无标记明场、非侵入式成像,全程不移动培养样本与光学镜头,24×7 小时不间断自动成像。可完整记录细胞增殖、细胞融合、细胞迁移、细胞分化、类器官生长动态全过程,结合分析软件自动量化细胞数量、细胞汇合度、迁移速率,自动生成标准化增殖曲线、动态影像,全程无人工干预,最大程度维持细胞自然生理状态。
 
活细胞动态监测方法比较
 
/ 终点生化检测 长时间活细胞原位动态成像 长时间活细胞原位动态成像优势
监测原理 裂解/固定染色;
基于代谢/荧光信号定量活细胞总量
无标记明场光学成像  /
监测模式 终点检测,定点间断取样,获取单一时间点的数值结果 全程置于培养箱内,24×7 h 连续动态实时监测,支持分钟级高频次采样 培养箱内原位连续监测,细胞生长环境稳定,保证结果连续性
细胞状态 生化试剂处理样本,破坏细胞三维结构及活性;
细胞死亡无法继续培养
培养箱内原位监测,温湿度、气体环境稳定;
无外源试剂干扰细胞球状态
保留类器官的三维结构和细胞的真实生理状态;
数据更全面、更可靠
监测连续性 终点检测,仅获取终点的细胞数值结果,无法反映过程 支持24×7 小时不间断自动监测,用户根据实验需要自主设置信息采集时间 长时程,无间断,无人值守动态监测;
保留类器官细胞生长动态的全过程
动态过程 无法观察细胞形态变化、迁移、互作等动态行为 完整记录细胞增殖、迁移、自组装等全过程 直观呈现细胞生物学行为变化的全过程
数据维度 仅单一细胞数值;
无细胞形态、行为等信息
自动输出细胞图像、动态视频、细胞数量、汇合度数值;
自动生成细胞生长曲线
数据结果种类丰富,数据维度多样化
自动化程度 定时人工加试剂、孵育、读数;
人工投入量大
全自动运行
细胞影像结果自动保存;
自动进行细胞数量分析及生成细胞生长曲线
大幅解放人力;
灵活安排实验周期
 
综上,终点生化检测法可用于快速、一定批量的细胞样本初筛,然而无法获取细胞动态行为、形态变化及时间进程的相关信息。培养箱内原位、无标记的活细胞动态成像及分析系统,在更稳定的原始生长环境下,维持细胞三维构架及细胞间的相互作用,对细胞生长动态进行无标记24×7小时连续监测,获取更可靠的结果,自动输出细胞图片、动态视频、细胞数量及生长曲线等多种数据结果。同时24通道并行监测,全自动运行,无人工值守,是终点生化检测方法的升级优化方案。
 
zenCELL owl 活细胞动态成像及分析系统

基于现有方法的系统比较,活细胞动态成像设备如来自德国innoME公司的zenCELL owl 活细胞动态成像及分析系统,可实现无标记、非侵入、培养箱内原位记录细胞实时生长状态,输出图片、视频、细胞数量,并绘制细胞的汇合度曲线、生长曲线和迁移率曲线。

核心特点:
 24通道高通量并行成像:24组独立的光源、镜头和相机,同时监测24个细胞样本/视野,可实现各种自定义的多组对比实验如3个重复×8个分组;单台电脑可同时控制 6 台设备,满足高通量筛选需求;
 ​培养箱内长时间运行:外形尺寸18 cm×10.5 cm×18 cm,体型小巧,可置于培养箱的任意隔层,不影响其他细胞实验; 小时不间断监测,无需人工值守;
 ​性能稳定数据可靠:整机无任何机械位移,避免机械误差和抖动;无机械疲劳,避免XY轴的图像位移偏差和Z轴反复移动的脱焦问题,保证视野固定和数据连续稳定,实验结果重复性高;
 ​自动输出定量数据:设备自动记录细胞图片,生成动态视频,输出细胞汇合度、细胞数量、细胞生长曲线等
 ​开放兼容极简操作:兼容各品牌细胞培养板/瓶/皿,无需专用耗材,软件界面简洁,全自动运行;
 ​封闭设计方便消杀:一体化构造,外表面无清洁死角,可整机酒精消毒;内部无机械移动部件,无需风扇开口散热降温,避免仪器内滋生细菌、污染培养细胞,避免水蒸气、弱酸蒸汽进入设备腐蚀内部电子器件。


应用方向:
 ​细胞增殖/增殖抑制:药物/化合物筛选,细胞毒理研究,细胞因子/基因编辑对增殖的影响
 ​细胞划痕/迁移实验:肿瘤侵袭,伤口愈合,药物对细胞迁移能力的影响研究
 ​活细胞行为观测:细胞吞噬/杀伤、细胞凋亡、病毒侵染细胞、细胞形态变化、干细胞分化等过程观测
 ​细胞培养质控与条件优化:接种密度、培养基、血清、培养环境的标准化与参数优化
 ​3D 模型监测:肿瘤球、类器官形成、生长、药物响应的长时程动态追踪
 ​其它动态监测:神经突触的形成,血管的形成,胚胎的分裂,心肌细胞的搏动等
 
环亚生物科技有限公司
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