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高含量分析(HCA)和高内涵筛选(HCS)

高内涵筛选专用紧凑型半导体激光

高含量分析(HCA)和高内涵筛选(HCS)是现代细胞生物学以及药物发明研究中快速发展的技术。 HCS通过使用自动化高分辨率显微镜结合分析软件可视化和量化细胞中的表型反应,从而确定化合物如小分子药物,抗体或RNAi如何影响细胞形态。该分析方法以快速,定量,高通量的方式,提供有意义的细胞活动功能参数。


样品制备

大多数HCS实验是基于细胞级别的检测,但有时也研究组织切片或整个胚胎。 细胞通常在多孔板上培养生长 —— 每个孔代表不同的实验。 每个孔中的细胞被区别处理,例如向每个孔中添加不同的药物以研究它们对细胞活力或其他参数的影响。 为了将实验条件对样品的影响可视化,细胞相关的结构(例如细胞核,细胞质,细胞膜等)需用不同的荧光染料或表达用荧光蛋白标记的蛋白质的细胞系染色。 

成像系统 

HCS系统基本上等同于一套全自动显微镜:自动化平台将多孔板从一个位置移动到另一个位置(根据提前设定的方案),在每个位置系统将执行相同的成像过程。通过自动切换二向色镜和滤光片,系统可用一个或多个激发波长照射样品,并用CCD相机记录图像(亦可选择记录明场像)。通过将基于激光的自动对焦系统和基于软件的自动对焦程序相结合,可确保样品在成像过程中始终处于对焦状态。 HCS系统不仅可用于宽场配置下,而且可以提供共焦设置以满足某些实验光学部分或3D成像所需。共聚焦HCS系统通常采用旋转微量盘的技术来确保快速图像采集。对于荧光激发,系统配备有汞灯或氙灯,或更常用于共聚焦HCS系统的激光器。当采用脉冲激光时,系统还可实现FLIM HCS实验。根据情况而定,HCS系统通常配备有装载机器人(将多孔板从样品制备输送到HCS系统)以及条形码读取器(识别每个多孔板和液体处理系统以添加或移除液体)。此外,HCS系统还可配备一个培养室,通过控制温度,湿度和二氧化碳浓度以保持细胞活跃,从而进行延时实验。

成像分析

在图像采集之后,系统将根据预设的方案自动分析图像。 在图像分析期间,系统首先通过分割算法探测到每个图像中的细胞个体。 对于每个探测到的细胞,系统将根据实验需求对各种参数进行分析。 例如,细胞(或其细胞器)内的荧光标记物的强度和空间分布,各种细胞结构的面积和其他几何参数等将被量化。

TOPTICA的二极管激光器iBeam smart是集成式单箱体激光器,可在375 nm至1060 nm的不同波长下使用,波长范围覆盖多色成像所需从UV到IR的染料和荧光蛋白的激发波长。 iBeam smart具有完美的功率稳定性和最低的噪音,因此可确保长期可靠且可重复的测量结果。 iBeam smart可以在连续和脉冲模式下运行; 快速直接调制功能使其可以在不同的激发波长中快速切换。 极高的输出功率可确保高采集速度,从而在共焦HCS系统中提供高吞吐量。 该系统占地面积小,可轻松集成到HCS系统中。 iBeam smart的高可靠性,低维护以及长寿命确保高内容筛选系统准确无误全天候运行。