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泽泉开放实验室

泽 泉 科 技 有 限 公 司

Zealquest Laboratory

Zealquest Scientific Technology Co., Ltd.

96 孔板中细胞和细胞聚合的高通量筛选

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简介 LemnaTec 提供特殊的相机和镜头系统,达到 96 孔板中细胞定量所必需的分辨率。这种高清晰度成 像范围可清晰识别 96 孔板的每一个孔的图像。采用先进的光学和强大的图像处理相结合,在高通量的 条件下使细胞和细胞聚合的量化成为可能。结合多孔板板输送系统,多达 100 个多孔板可以在没有任何 人为干预的情况下被检测筛选。成像可以区分细胞的大小、颜色和形状,为高效鉴定样品提供高容量结 果。

图像获取 符合行业标准的高品质索尼 130 万像素的摄像头用于图像采集。无论是彩色摄像机或类似的黑/白高 感光摄像头都可以使用,这取决于分析的目的和成像条件。应用先进的的光学变焦,保证了比单镜头显 微镜更高的清晰度景深,即使细胞中的琼脂有些异样或细胞扩散到不同层次琼脂,也可获得清晰的图像。

可见光成像 利用背光源和顶光源可以在可见光条件下获得图像。暗场照明可用于增强无染色细胞对比。

荧光成像 对于特定的荧光成像,随时可以使用不同的光源和滤光器组合。包括高强度的 LED 顶光源,可最大 强度地闪光,缩短图像采集时间。 当然也可以用 GFP 和其他应用的设置。

分辨率 6 级光学变焦实现了对多孔同时成像,技术上可以达到每像素 9μm(1 孔)至 22μm(6 孔)。为了 可靠地识别目标,最低要求研究对象有 2 至 3 个像素的直径,取决于背景和背景噪声的对比度。因为哺 乳动物的细胞大小正好是 10 到 30μm,LemnaTec 识别系统可以很好地用于单细胞分析和和细胞增殖分 析。暗视野光源或特定细胞染色可以增强对比度以得到更好的结果。

图像处理 使用 LemnaTec HTS 系统中高度灵活和强大的图像处理工具能够对所有图像进行处理。可以象分离 贴壁细胞和细胞团一样识别低对比度的物体。以形状、大小和颜色为标准,人工误差和非细胞物体被自 动清除。

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染色细胞分析图像。采用单孔成像模式。左侧是原始图像,右侧有红色边缘的是识别对象。甚至在靠近孔边的困难条件 下也可自动识别研究对象。高清晰度的景深补偿使成像时看不见的琼脂在孔中形成的弯月面。

下图显示原始图像的放大部分和分析。放大部分中每个像素代表 10μm。由于荧光检测中的激发采 用了高强闪光,可有效降低背景噪扰,因而小物体识别往往比可见光成像更好。

96 孔板单孔的放大。原始图像(左侧)和分析图像(右边)相连的两个克隆直径为 30μm,3 个像素。非细胞对象的分离 和削除自动完成。

结果

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除了计数以外,颜色、亮度和所有细胞团的总面积均被量化并储存在数据库中。更多信息如形状参 数、平均菌落大小或粒径分布,使进一步的数据挖掘和分析成为可能。

这两个图显示的是 96 孔板上两个不同孔,分别有 178 个(上)和 235 个(下)细胞团。两种处理的平均粒径和染色强度 有显著不同。

下表显示的数据可用于量化和解释不同处理间的成像差异:

数据库信息 在 SQL(Structured Query Language 结构式查询语言)服务器数据库存储以下信息: 

原始图像,所有研究对象的图像,色彩分类图像;

所有的图像处理结果尽可能做到量化(如数字,面积,颜色);

基于 LemnaTec Hit Finder.的选中样品分类。可对定量检测获得的不同处理类型进行分类;

所有图像采集和处理条件(时间、操作者、方法);

与多孔板相关的所有信息(号码、名称、成分鉴定等)都尽可能输入数据库(LIMS 实验室数据管 理系统);

附加信息,如手写批注和最后结果的导出。

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所得数据(例如成分、浓度等)在 LIMS 数据库内的分配是由 HTS Scanalyzer System 中的条形码识 别和读码器自动完成的。该数据库是完全可以检索的,不需要特殊的数据库应用知识。每一台连接服务 器的计算机都可以方便地使用 PHP 模块。所有必要的数据库内的信息可以直接通过 SQL 协议导入和导 出,或者以不同的文件格式(*.xls,*.txt,*.html 等)存入其它存储器。

结论 LemnaTec Scanalyzer 具备了快速高效筛选 96 孔板中细胞的能力。相机、镜头系统和图像处理可以 捕获各种数据,全面地描述细胞的生长和行为。结合可见光和荧光成像,Scanalyzer 在不同的测试分析 领域可以高度灵活的应用。

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