一、活细胞与固定细胞的区别?
二、什么是活细胞成像?
《奶酪螨》由马丁·邓肯于1903年拍摄,是最早的微型电影之一。1907年,尤利乌斯·里斯(Julius Ries)利用这一新技术向医学生教授医学知识,拍摄了海胆卵受精和发育的第一部时间延迟影片。19世纪已经开始在活细胞显微镜实验中拍摄单个图像。然而,随着活细胞成像的出现,图像的连续记录及其分析使得我们可以更加详细地研究细胞过程。如今,活细胞成像可以在多种显微镜模式下进行,如相位差显微镜、荧光成像、共聚焦成像、超分辨率成像或3D成像。随着数字相机在2000年代初的引入,活细胞成像变得更加容易获得。时间延迟设置可以预先定义,自动记录单个图像,从而也能实现长时间不间断的实验。越来越多的科学出版物包括活细胞成像数据,突显了空间时间分析在细胞研究中的重要性。活细胞成像是一种通过光学显微镜时间延迟观察活细胞的技术。通过这种方法,可以在较长的时间内观察细胞,从而可视化一些人眼无法察觉的非常缓慢的过程。活细胞成像实验的典型应用包括细胞迁移、创伤愈合、受精、细胞发育和分化过程等。
三、活细胞成像是如何工作的?
在活细胞成像中,活细胞需要在显微镜下进行一个较长时间段内的观察。为了支持自动化的活细胞成像工作流程,当今的活细胞成像解决方案主要包括一台全自动化的研究显微镜系统,配备数字显微镜相机以及专门的软件,用于设计和执行实验并分析数据。成像系统通过一定时间间隔逐步记录单个视野或整个样本区域,以便对样本进行长期观察。为了确保细胞在整个实验过程中维持在生理条件下,活细胞成像系统通常配备了恒温培养箱,以精确控制温度、湿度和二氧化碳浓度。这些参数必须能够根据细胞的需求进行调整,并在整个实验过程中保持恒定。
细胞可以通过不同的成像模式进行成像,例如明场显微镜,可以辅以相位差方法。此外,随着特定的活细胞荧光染料的使用,已经发展出了多种活细胞成像技术,能够识别感兴趣的细胞,并选择性地监测细胞的发育、分化或存活。因此,活细胞荧光显微镜是一种非常有用的工具,可以可视化细胞的更多信息。活细胞超高分辨率显微镜或3D活细胞成像为生物细胞分析提供了更多的深度和洞察力。
四、活细胞成像何时使用?
活细胞成像被用来可视化非常缓慢的细胞过程,这些过程通常低于人类的感知阈值。因此,像受精和细胞发育、细胞信号传递、细胞迁移或细胞分化等过程可以被观察和理解。除了基础研究,活细胞成像在药物发现和开发中也发挥着重要作用。活细胞荧光成像允许选择性地标记不同类型的细胞以及不同分化阶段的细胞,提供对细胞机制和过程的深刻洞察。此外,荧光染料还可以用来标记细胞内的各个细胞器和结构。因此,甚至细胞内的动态过程也可以在活细胞成像实验中得到可视化,例如在发育或细胞迁移过程中。
五、活细胞成像的方法与技术?
为了研究详细的细胞过程,活细胞成像可以结合不同的显微镜技术。活细胞荧光显微镜或活细胞超分辨率显微镜提供了对细胞身份和动态的详细洞察。荧光染料可以与抗体偶联,特异性地标记一种细胞类型或发育阶段的细胞表面蛋白。此外,细胞结构也可以通过荧光融合蛋白(如GFP融合蛋白)选择性地进行可视化。3D活细胞成像为细胞的空间时间分析增加了一个额外的维度。目前市场上已经有专门的活细胞分析系统,提供高端的活细胞成像硬件和软件解决方案。
六、活细胞显微镜可分为哪几类?
首先是相位差显微镜,当光通过密度较大的介质(如水、油、玻璃等)时,它 的传播速度会减慢。离开密度较大的介质后,光的相位会相对于未通过任何密
度较大介质的光发生轻微的偏移,这被称为相位偏移。如果相位偏移的光与正常光相遇,它们几乎会相互抵消(破坏性干涉),导致它们相遇的地方光强度大幅降低。相位差显微镜利用相位偏移来调节光的强度。样本被照射时,光会通过一个光阑,形成一个光环。这个光环通过样本(样本比周围的空气密度大)并发生相位偏移,光的折射方向会根据样本通过的厚度不同而有所变化。大多数生物样本的厚度不均匀,因此会产生不同的折射效果。折射后的相位偏移光通过一个相位环,这个环由内外两个部分组成。如果折射光通过相位环的外部部分,它会进一步发生相位偏移,看起来较暗;如果光通过内部分,它则会显得较亮。通过这种方式,细胞的不同部分会根据其厚度表现出不同的亮暗程度,从而显著提高图像的对比度。随着相机技术、像素密度和灵敏度的提高,相位差显微镜技术也得到了进步,催生了定量相位差显微镜的开发。使用定量相位差显微镜技术拍摄的图像可以自动处理,从动态细胞的时间序列中提取大量信息。图像还可以在不同的焦平面上拍摄,仅通过一次曝光就能获得更好的三维成像,特别是通过旋转扫描技术,可以获得高分辨率的活细胞三维图像。这些进展使得活细胞成像可以进行更精确的分析。其次是活细胞荧光显微镜,相位差显微镜无法像荧光显微镜那样观察特定的蛋白质和细胞组分,这限制了可进行的实验范围。但是通过选择合适的活细胞成像试剂包括靶向荧光蛋白和小分子膜透过性荧光染料,通过活细胞荧光显微镜也可以进行长时间的活细胞拍摄(持续几个小时或几天)。例如荧光蛋白(FPs)。其中最著名的是绿色荧光蛋白(GFP),各种不同颜色的荧光蛋白使得活细胞荧光实验变得和固定细胞荧光成像一样深入且可根据需求个性定制。通过将GFP基因直接插入细胞基因组,基因编码的荧光蛋白可以作为非侵入性荧光标记物,附着到任何蛋白质或细胞组分上进行成像,甚至可以在多个世代中传递,因为荧光蛋白通常是遗传的。尽管最初荧光活细胞成像存在不确定性,但随着荧光蛋白的引入,细胞的详细时间延迟成像变得可行且简单,从而开辟了活细胞成像的新领域。
总的来说,活细胞成像是固定细胞成像的强大替代方法,随着定量相位差显微镜和活细胞荧光技术等新技术的进展,越来越多的研究人员选择对活细胞进行成像,以获得最具生物学相关性的数据。
七、活细胞成像的未来发展?
随着超分辨率显微技术(如STED、PALM、STORM等)的发展,活细胞成像的分辨率不断提升。未来,随着新的显微技术的不断出现,活细胞成像的分析可能会达到分子水平,使我们能够更加精确地观察细胞内部的细微结构和分子动态。随着人工智能(AI)和机器学习技术的快速发展,未来活细胞成像将越来越多地借助AI进行数据分析、图像识别和模式识别。这将使得从成像数据中提取有价值的信息更加高效,甚至可以自动化处理复杂的细胞行为分析,提供更深入的生物学理解。
活细胞成像将对个性化医疗和药物研发产生重要影响。例如,研究人员可以通过实时监测药物对活细胞的影响,评估其疗效和副作用,推动精准医学的发展。此外,活细胞成像可以在药物筛选过程中提供更直观的细胞响应数据,帮助筛选潜在的新药物。随着成像技术的不断进步,未来可能会出现更多高通量的活细胞成像平台。这些平台能够快速、自动地处理大量样本,帮助科研人员在短时间内获得大量数据,促进高效的生物学研究和药物筛选。
八、我们产品的优势是什么?
我们LEGO系列活细胞工作站是一种便携、操作简便的显微培养系统,可以提供稳定的生物组织和细胞生长环境条件,并实时监测细胞形态行为。它兼容多种孔板、培养皿和载玻片,工作方式灵活,兼容性强,可为生物医学研究和临床应用提供稳定的实验环境。其特点是培养箱体在实现完美密闭性的同时,箱体侧面窗方便对样品的观察、显微操作和样品处理;产品集成度高,温度、湿度、气体浓度均可通过集成的控制盒控制,一键操作,方便使用。箱体内环境稳定,操作中关闭培养箱舱门后培养环境恢复迅速,适合长时间的活细胞培养。载物台上细胞培养小室配有温度反馈器,预设度和浓度的混合气体直接导入细胞培养小室。为细胞培养。提供稳定、精确、灵活的培养环境提供定制化活细胞工作站搭建。最多同时对12个孔板进行拍摄,适配多种孔板,最高可对1152组样本进行并行分析,简单便捷的程序分析界面,保障结果的效率与准确。