介紹

在藥物研發(fā)的市場中，隨著基于細胞的測定和表型篩選的需求，對用于藥物療效評估的高內(nèi)涵分析系統(tǒng)的需求也在增加。為了提高篩選效率，需要更高速（更高內(nèi)涵）的設備。

另一方面，為了彌合藥物研發(fā)過程中的“死亡谷”，必須提高篩選命中率的質(zhì)量。
這需要構建更復雜的評估系統(tǒng)，通過3D培養(yǎng)系統(tǒng)、活細胞成像和更詳細的圖像分析，利用多方面的參數(shù)。在當前的藥物研發(fā)中，確定如何并行實施內(nèi)涵篩選和復雜評估系統(tǒng)篩選是一個重要問題。

我們的解決方案

CellVoyager CV8000是一款的雙轉(zhuǎn)盤式超高分辨共聚焦掃描系統(tǒng)，可解決這一相互矛盾的篩選難題。
通過將橫河專有的高速共聚焦掃描單元、水浸式鏡頭、多達四個高視角相機、帶有細胞培養(yǎng)環(huán)境的顯微鏡臺和集成機器人移液器相結(jié)合，我們不僅實現(xiàn)了高內(nèi)涵、高分辨率成像，還可以通過更復雜的評估系統(tǒng)進行表型篩選。
此外，我們的專業(yè)分析軟件 CellPathfinder 雙轉(zhuǎn)盤式超高分辨共聚焦掃描系統(tǒng)使用深度學習和機器學習來高精度識別目標對象，支持客戶從圖像分析到使用圖表顯示結(jié)果。

橫河電機的優(yōu)勢

共聚焦掃描單元

活體/動力學實驗兼容

高內(nèi)涵

可靠、成熟的技術

前往未知世界

實時共聚焦、無標記成像

長時間活細胞成像

標準配備的物載培養(yǎng)箱，通過濕度、溫度和二氧化碳控制實現(xiàn)長時間觀察（3天以上）。

左：培養(yǎng)前　右：培養(yǎng)68小時后

動力學分析

通過帶有一次性吸頭的集成機器人移液器，可以在成像期間添加藥物。
非常適合于觀察高速現(xiàn)象的動力學實驗。

左：培養(yǎng)前　右：藥物刺激后

類器官/球體

橫河電機的轉(zhuǎn)盤共聚焦技術在厚的樣本成像方面表現(xiàn)良好，例如難以清晰快速成像的 3D 培養(yǎng)樣本，都可以進行接近活體質(zhì)量的評估。

左：原圖　右：識別圖

無標記分析

通過從多個Z位置獲取明場圖像，并使用附帶的CellPathfinder分析軟件創(chuàng)建CE明場圖像，來執(zhí)行識別和分析。通過新的深度學習選項，進一步提高分析準確性。

左：CE明場區(qū)　右：細胞識別圖像

詳細介紹

可以實現(xiàn)客戶需求的技術

觀察細胞現(xiàn)狀-雙轉(zhuǎn)盤共聚焦系統(tǒng)-

橫河電機專有的多點同步掃描方法，是在掃描區(qū)域同時使用約1,000幀/秒的激光束和高速旋轉(zhuǎn)的圓盤。這些圓盤包括一個針孔陣列盤，其具有大約20,000個以等螺距螺旋排列的針孔，以及一個將激發(fā)光聚焦到單個針孔中的微透鏡陣列盤。這不僅可以實現(xiàn)高速成像，而且還可以在很大程度上降低光損傷和光漂白。

更深入、更清晰的觀察 -針孔陣列盤交換器-

根據(jù)樣品，可以使用兩種不同類型的針孔盤（25/50μm）。對于厚的樣品，減小針孔直徑可以獲得更高的共聚焦度，使圖像更清晰。對于暗的樣品，增加針孔直徑可獲得更明亮的圖像。

類器官成像示例　針孔直徑大于25μm　針孔直徑小于50μm

更高內(nèi)涵篩選-光學配置-

光學系統(tǒng)配置可根據(jù)用途進行選擇。通過安裝四個高靈敏度、寬視野的sCMOS攝像機，一個96孔板可以在一分鐘內(nèi)以四種顏色成像。該系統(tǒng)還兼容FRET和CellPainting測定。

捕捉更精細的結(jié)構 -水浸式物鏡-

水浸式物鏡擅長捕捉液體中細胞的高分辨率圖像，而CV8000可配備40倍或60倍水浸式物鏡。橫河的40倍物鏡是一款獨特的物鏡，能夠進行球面像差校正，從而可以捕捉明亮的高分辨率圖像。鏡片供水也實現(xiàn)自動化。該設備使通過水浸式物鏡進行高內(nèi)涵篩選成為可能。

捕捉活細胞運動軌跡 -高精度培養(yǎng)箱和機器人移液器-

物載培養(yǎng)箱采用密閉結(jié)構，可管理濕度、溫度和二氧化碳水平。集成機器人移液器自動執(zhí)行以下過程：吸頭拾取→從試劑板收集試劑→將試劑添加到樣品板→丟棄吸頭。不僅可以快速獲取試劑滴注前后的圖像，還可以在單孔中多次添加試劑，調(diào)整添加速度等，拓寬試劑滴注動態(tài)觀察的范圍。

一種更適合活細胞的HCA系統(tǒng)

使長時間活細胞成像成為可能-具有穩(wěn)定的內(nèi)置物載培養(yǎng)箱-

將HeLa細胞以每孔500個細胞的密度接種在96孔板中，培養(yǎng)24小時。然后將孔板置于內(nèi)部物載培養(yǎng)箱中，進行72小時的細胞培養(yǎng)，并分析細胞占據(jù)的總面積（以下簡稱總面積）。結(jié)果與常規(guī)二氧化碳培養(yǎng)箱相比，在96孔（不包括四個角孔）中觀察到細胞增殖的微弱不均勻性。

培養(yǎng)72小時后與普通二氧化碳培養(yǎng)箱的細胞增殖比較（n=3）

l96 孔平均值：90

l最外層36孔的平均值：81

l60孔的平均值（不包括最外層）：96

數(shù)值表示如下：CV8000 72小時后的總面積/0小時的總面積（以下簡稱總面積比）/二氧化碳培養(yǎng)箱總面積比x100。（接近100 me的數(shù)字表明，CV8000和二氧化碳培養(yǎng)箱的細胞增殖大致相等）
驗證了與二氧化碳培養(yǎng)箱的細胞增殖大致相等，不包括四個角孔。

96孔板每個孔的細胞增殖曲線

l縱軸：總面積

l橫軸：時間（0-72小時）

四個角孔的細胞增殖率較低；然而，其他孔的情況仍在繼續(xù)發(fā)展。

培養(yǎng)開始后的總面積比（24、48和72小時）(n=3)

不包括四個角孔，即使在72小時后，細胞增殖也沒有太大的差異。
細胞增殖速度在24小時、48小時、72小時內(nèi)變化較小。

系統(tǒng)集成

集成化過程管理，從培養(yǎng)環(huán)境到傳輸、成像、分析和數(shù)據(jù)管理。
我們根據(jù)客戶的需求提供適合的系統(tǒng)。

高內(nèi)涵分析軟件CellPathfinder

該軟件分析使用CV8000捕獲的圖像數(shù)據(jù)，創(chuàng)建圖表并導出各種數(shù)據(jù)。憑借豐富的模板和靈活的協(xié)議編輯功能，初學者和專家用戶都可以充分利用該軟件。CE明場和機器學習功能使無標記分析成為可能。此外還添加了新的深度學習選項，大大提高了細胞識別的準確性。

只需點擊菜單項進行分析

只需按照屏幕頂部顯示的流程進行操作即可。分析菜單具有易于理解的圖標，只需單擊所需的菜單項，即可加載協(xié)議。

快速得出的結(jié)果可以即時驗證和研究

計算出的數(shù)值數(shù)據(jù)可以以多種方式顯示。圖表和細胞圖像鏈接，便于結(jié)果驗證和查詢。

基于AI人工智能的無偏表型評估

機器學習還提供了視覺評估實驗的無偏差數(shù)字化。只需單擊客戶希望軟件學習的圖形，即可實現(xiàn)自動識別。

無標記表型分析

消除了與細胞標記相關的時間、成本和對細胞的影響。通過與深度學習相結(jié)合，可以實現(xiàn)更高精度的分類。