双转盘共聚焦成像原理

宽视野的共聚焦微透镜增强Nipkow双转盘

采用横河电机（Yokogawa）专有的多点扫描方法，Nipkow双转盘由一个包含约20000个针孔的Nipkow旋转盘和一个包含相同数量的微透镜的辅助旋转盘（用于将激发激光聚焦到每个相应的针孔中）组成，两个转盘机械固定在电机上，并快速旋转，可以对样本上的激发光进行高速光栅扫描。针孔和微透镜按照我们的专有设计布置在每个磁盘上，以优化光栅扫描。多光束扫描不仅提高了扫描速度，而且还显著降低了光漂白和光毒性，因为多光束激发只需要样品上的低水平激光功率即可完全激发荧光。
 

产品概况

高通量细胞学开发系统Cell Voyager CV8000可以得到微孔板中和载玻片上的细胞图像，并通过图像分析细胞中目标分子的数量的增加或减少，共定位的改变，细胞运动性的改变，形态的改变等信息。此外，CV8000配备CellPathfinder，一种新型的能分析非标记细胞和样本3D图像的软件。CV8000可提高对iPS和ES细胞的药物开发研究和生物医药研究的效率。

CellVoyager CV8000是一款高端的高内涵筛选系统，通过将横河电机专有的高速共聚焦扫描仪、水浸物镜、多达四个高视场相机、维持细胞培养环境的载物台和自动移液器相结合，不仅可以实现高内涵、高分辨率成像，还可以通过更复杂的评估系统进行表型筛选。此外，横河电机的专业分析软件CellPathfinder可通过深度学习和机器学习来高精度识别目标对象，可以帮助您更好地分析图像，并用图表展示实验分析结果。

高内涵分析HCA是一种自动化的研究方法，它利用图像分析，根据单个或多个参数，按时间顺序对目标细胞进行仔细检查。它广泛的研究复杂生命事件和表型的潜力使HCA成为下一代药物发现和药物研究的最有希望的工具。具有强大分析软件的共焦成像仪。从基础科学到药物发现筛选，这是一系列研究的最佳解决方案。
 

产品特点

1、双转盘共聚焦系统

采用横河电机专有的多点扫描方法，通过串联式旋转双转盘实现1,000束激光高速扫描目标视野。这些转盘由针孔阵列转盘(拥有约20,000个按等螺距螺旋图案排列的针孔)和将激发激光聚焦到单个针孔中的微透镜阵列转盘组成。这样不仅可以实现高速成像，还可以在很大程度上防止光毒性和荧光漂白。示意图见原理部分。

2、针孔转盘交换器，更深入、更清晰的观察

可根据样本使用两种不同类型的针孔转盘（25/50 μm）。对于厚样本，减小针孔直径可以获取更精细、更清晰的图像。对于偏暗的样本，增大针孔直径可以使图像更明亮。
 

3、符合更高通量筛选的光学配置

光学系统配置可根据用途选择。一个96孔板可以通过连接四个高灵敏度宽视野sCMOS相机在一分钟内完成四种颜色的成像。该系统还支持FRET和CellPainting检测。
 

4、原装水浸物镜，捕捉更精细的结构

水浸物镜擅长捕捉液体中细胞的高分辨率图像。 CV8000可配备40x或60x水浸物镜。横河40x镜头是一款特别独特的镜头，能够进行极其先进的球面像差校正，从而可以在整个广角范围内捕捉明亮的高分辨率图像。镜片的供水也完全实现了自动化。使用该设备可以通过水浸透镜实现高内涵筛选。
 

5、高精度培养箱和自动移液器，捕捉活细胞运动

活细胞载物台采用密闭结构，可控制湿度、温度和CO2水平。自动移液器可全自动完成如下移液操作：插入吸头→从试剂板吸入试剂→添加试剂到样本板 →移除吸头。这样不仅可以在试剂滴注前后快速获取图像，还可以在单孔中多次添加试剂和调整添加速度等，从而拓展了动力学研究的检测模式。
 

6、内置稳定的活细胞载物台，可实现长时间活细胞成像

将 Hela 细胞以每孔500个细胞的密度接种在96孔板中培养24小时。然后将孔板置于内部活细胞载物台中，继续培养72小时，分析细胞占据的总面积 ( 以下称为总面积 )。结果显示，96孔板中 (不包括四个角落孔) 细胞增殖在CV8000和常规CO2培养箱中相差无几。
 

7、系统集成

实现从培养环境到传输、成像、分析和数据管理的集中过程管理。横河电机根据客户需求提供优化系统。
 

8、高内涵分析软件CellPathfinder

CPF软件可以分析CV8000捕获的图像数据，同时创建图表并导出各种数据。凭借丰富的模板和灵活的分析方案编辑功能， 初学者和专家都可以充分利用该软件。借助CE明场和机器学习功能可实现无标签分析。此外还添加了新的深度学习功能，大幅提高了细胞识别的准确性。
 

广泛的应用领域

应用包括候选药物优化、通路分析、毒性实验、基于细胞的大规模筛选和细胞质量控制。

应用展示

1、长时间活细胞成像

标配活细胞载物台，通过湿度、温度和CO2控制实现不间断、长时间观察（3天以上）。
 

2、动力学分析

通过带有一次性吸头的自动移液器可以在成像过程中添加药物，非常适合观察反应速度较快的相关动力学实验。
 

离子霉素浓度依赖性钙反应
可以在离子霉素滴注前后进行高速成像，从图像中识别单个细胞，并获取每个细胞的延时数据。
 

3、类器官/细胞球成像

即使对于难以清晰快速成像的3D培养样本，横河电机的双转盘共聚焦技术也能有效获取深层样本的图像，实现接近活体质量的评估。
 

4、无标记分析

可以通过从多个Z轴位置获取明场图像并使用CellPathfinder分析软件创建CE明场图像来进行识别和分析。通过新的深度学习功能进一步提高分析准确性。