高內(nèi)涵應用案例——線粒體動力學檢測和表型分析
-
引言
新陳代謝是生物體內(nèi)進行的化學變化的總稱,是生物最基本的生命活動過程。細胞從環(huán)境汲取能量、物質(zhì),在內(nèi)部進行各種化學變化,維持自身高度復雜的有序結(jié)構(gòu),保證生命活動的正常進行。作為細胞的“能量工廠”,線粒體在維持能量穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要作用,可以調(diào)控蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、溶質(zhì)和代謝物產(chǎn)物的進出,并保護細胞質(zhì)免受有害線粒體產(chǎn)物的影響。線粒體通過不斷的分裂和融合,維持線粒體形態(tài)、分布和數(shù)量,維持細胞穩(wěn)態(tài),該過程被稱為線粒體動力學。線粒體自噬是機體清除細胞內(nèi)功能異常的線粒體的過程,是線粒體質(zhì)量控制的主要機制。線粒體動力學的病理改變可導致生物能量功能受損和線粒體介導的細胞死亡,并與多種病理機制相關,包括缺血性心肌病,糖尿病,肺動脈高壓,帕金森氏病,亨廷頓氏病,骨骼肌萎縮癥、阿爾茨海默病等。
線粒體大小和形狀取決于它們在細胞內(nèi)的位置以及不同細胞對能量的需求。當線粒體發(fā)生損傷時,它的形態(tài)和完整性會發(fā)生改變,如線粒體的數(shù)量、大小、長度和形狀等。線粒體形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的檢測對于了解線粒體的穩(wěn)態(tài)以及功能狀態(tài)有重要意義。
高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)非常適合進行線粒體表型和結(jié)構(gòu)的研究。共聚焦成像和水鏡可以提高成像質(zhì)量并更好地顯示線粒體結(jié)構(gòu),高內(nèi)涵的圖像分析工具可以幫助科研工作者獲得不同表型的數(shù)字特征,線粒體表型和結(jié)構(gòu)重排的分析模塊可用于線粒體動力學為基礎的細胞研究。
結(jié)果展示
使用不同濃度的化合物,包括氯喹(抑 制線粒體循環(huán)),魚藤酮(氧化磷酸化抑 制劑)和纈氨霉素(鉀離子載體)處理 PC12(人神經(jīng)母細胞瘤細胞)。將活細胞用線粒體染料 MitoTracker Orange 和 Hoechst 進行染色,利用 ImageXpress Micro Confocal 系統(tǒng)(Molecular Devices)進行成像,使用共聚焦模式和 40X 水鏡拍攝活細胞的圖像,分辨單個線粒體并檢測線粒體形態(tài)變化。使用 MetaXpress 高內(nèi)涵圖像采集和分析軟件中的 Custom Module Editor(自定義模塊編輯器)分析圖像,使用“Granularity”模塊和“Find Fibers”模塊識別圓形顆粒和細長的線粒體(圖 1)。
圖 1 .線粒體形狀的表型分析。
Molecular Devices 高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)適用于各種細胞模型中化合物的藥物開發(fā)或毒性評估。不同化合物處理會導致線粒體形態(tài)變化,膜電位的損失、以及細胞的程序性死亡等。MetaXpress 軟件非常適合進行線粒體形態(tài)的測定,可以定義每個對象的數(shù)量、面積、強度、長度和形狀(表1,2)。使用具有共聚焦模式的 40X 水鏡對細胞進行成像,MetaXpress 自定義模塊編輯器分析圖像(圖 2)。這些檢測結(jié)果可以計算劑量反應和各種化合物的有效濃度,以及用數(shù)字來表征線粒體結(jié)構(gòu)動力學(圖 3)。
圖 2 .化合物對線粒體的作用。使用MitoTracker Orange對線粒體進行染色( 黃色 ),對照組(A)、纈霉素(B)、魚藤酮(C)。
使用特定濃度的化合物(氯喹,魚藤酮和纈氨霉素)處理 PC12 細胞,對細胞進行染色和成像。通過圖像分析將線粒體結(jié)構(gòu)確定為“纖維”(頂部)或“顆?!保ㄖ胁浚?,底部為線粒體染色后熒光強度的變化。EC50的值取決于四個濃度依賴性復本和參數(shù)曲線的擬合(圖 3)。
圖 3 .使用氯喹(綠色),魚藤酮(紅色)和纈氨霉素(藍色)處理 PC12 細胞。EC50的值取決于四個濃度依賴性復本和參數(shù)曲線的擬合。
在分析過程中,我們比較了水鏡和空氣鏡對圖像質(zhì)量和分析的影響。結(jié)果顯示,使用水鏡可以提高圖像質(zhì)量,并且通常會導致 Z' 值增加( 表 3 )。圖 4 顯示了使用自定義模塊編輯對線粒體表型進行計數(shù)和分析,以評估線粒體的健康、代謝、循環(huán)、復合效應和疾病狀態(tài)等。并且,自定義模塊編輯可以針對特定的細胞類型或疾病模型進行進一步的調(diào)整和修改。
表 1 .用圖 3 所示的曲線定量 EC50。
表 2 .不同的對照和化合物處理方法的比較。上面四列數(shù)據(jù)分別是對照,10 um 的氯喹,300 nm 的魚藤酮,和 10 nm 的纈氨酸霉素。
表 3 .與空氣鏡相比,水鏡可以提高圖像質(zhì)量,獲得更高的Z’值。
圖 4 .自定義模塊編輯器(CME)。
總結(jié)
Molecular Devices 高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)適用于各種細胞模型中化合物的藥物開發(fā)或毒性評估。使用高內(nèi)涵成像和高級圖像分析的線粒體動力學分析方法不僅可以量化線粒體的表型變化,而且這種多參數(shù)方法也可用于研究正常和病理結(jié)構(gòu)變化以表征疾病模型或復合效應。
主要特點
獲得高質(zhì)量的圖像,更好地顯示線粒體形狀和結(jié)構(gòu)的變化
以更有效、更精確的方式量化和測量線粒體的表型變化
了解疾病的機制并評估各種細胞模型中的化合物毒性
參考文獻:
[1]. Gottlieb RA, Bernstein D. Mitochondrial remodeling: Rearranging, recycling, and reprogramming. Cell Calcium, 2016, 60(2): 88–101.
[2]. Yoon Y, Krueger EW , Oswald BJ , et al. The Mitochondrial Protein hFis1 Regulates Mitochondrial Fission in Mammalian Cells through an Interaction with the Dynamin-Like Protein DLP1. Molecular & Cellular Biology, 2003, 23(15):5409-5420.
[3]. McLelland GL, Soubannier V, Chen CX, et al. Parkin and PINK1 function in a vesicular trafficking pathway regulating mitochondrial quality control. Embo Journal. 2014, 33(4):282-295.
[4]. Twig G, Elorza A, Molina AJ, et al. Fission and selective fusion govern mitochondrial segregation and elimination by autophagy. Embo Journal. 2008, 27:433–446.
[5]. Longo DL , Archer SL . Mitochondrial dynamics--mitochondrial fission and fusion in human diseases. New England Journal of Medicine, 2013, 369(23):2236-2251.
[6]. Qi X, Disatnik MH, Shen N, et al. Aberrant mitochondrial fission in neurons induced by protein kinase C{delta} under oxidative stress conditions in vivo. Molecular biology of the cell. 2011, 22(2):256–265.
[7]. Yu T, Sheu SS, Robotham JL, Yoon Y. Mitochondrial fission mediates high glucose-induced cell death through elevated production of reactive oxygen species. Cardiovascular Research. 2008, 79:341–351.
[8]. Ong SB, Subrayan S, Lim SY, et al. Inhibiting Mitochondrial Fission Protects the Heart Against Ischemia/Reperfusion Injury. Circulation, 121(18), 2012-2022.
[9]. Suen DF, Norris KL, Youle RJ. Mitochondrial dynamics and apoptosis. Genes Dev. 2008, 22:1577-590.
[10]. Konopka AR, Suer MK, Wolff CA, et al. Markers of Human Skeletal Muscle Mitochondrial Biogenesis and Quality Control: Effects of Age and Aerobic Exercise Training. The Journals of Gerontology. 2014, 69(4):371-378.
全部評論(0條)
熱門問答
- 高內(nèi)涵應用案例——線粒體動力學檢測和表型分析
引言
新陳代謝是生物體內(nèi)進行的化學變化的總稱,是生物最基本的生命活動過程。細胞從環(huán)境汲取能量、物質(zhì),在內(nèi)部進行各種化學變化,維持自身高度復雜的有序結(jié)構(gòu),保證生命活動的正常進行。作為細胞的“能量工廠”,線粒體在維持能量穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要作用,可以調(diào)控蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、溶質(zhì)和代謝物產(chǎn)物的進出,并保護細胞質(zhì)免受有害線粒體產(chǎn)物的影響。線粒體通過不斷的分裂和融合,維持線粒體形態(tài)、分布和數(shù)量,維持細胞穩(wěn)態(tài),該過程被稱為線粒體動力學。線粒體自噬是機體清除細胞內(nèi)功能異常的線粒體的過程,是線粒體質(zhì)量控制的主要機制。線粒體動力學的病理改變可導致生物能量功能受損和線粒體介導的細胞死亡,并與多種病理機制相關,包括缺血性心肌病,糖尿病,肺動脈高壓,帕金森氏病,亨廷頓氏病,骨骼肌萎縮癥、阿爾茨海默病等。
線粒體大小和形狀取決于它們在細胞內(nèi)的位置以及不同細胞對能量的需求。當線粒體發(fā)生損傷時,它的形態(tài)和完整性會發(fā)生改變,如線粒體的數(shù)量、大小、長度和形狀等。線粒體形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的檢測對于了解線粒體的穩(wěn)態(tài)以及功能狀態(tài)有重要意義。
高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)非常適合進行線粒體表型和結(jié)構(gòu)的研究。共聚焦成像和水鏡可以提高成像質(zhì)量并更好地顯示線粒體結(jié)構(gòu),高內(nèi)涵的圖像分析工具可以幫助科研工作者獲得不同表型的數(shù)字特征,線粒體表型和結(jié)構(gòu)重排的分析模塊可用于線粒體動力學為基礎的細胞研究。
結(jié)果展示
使用不同濃度的化合物,包括氯喹(抑 制線粒體循環(huán)),魚藤酮(氧化磷酸化抑 制劑)和纈氨霉素(鉀離子載體)處理 PC12(人神經(jīng)母細胞瘤細胞)。將活細胞用線粒體染料 MitoTracker Orange 和 Hoechst 進行染色,利用 ImageXpress Micro Confocal 系統(tǒng)(Molecular Devices)進行成像,使用共聚焦模式和 40X 水鏡拍攝活細胞的圖像,分辨單個線粒體并檢測線粒體形態(tài)變化。使用 MetaXpress 高內(nèi)涵圖像采集和分析軟件中的 Custom Module Editor(自定義模塊編輯器)分析圖像,使用“Granularity”模塊和“Find Fibers”模塊識別圓形顆粒和細長的線粒體(圖 1)。
圖 1 .線粒體形狀的表型分析。
Molecular Devices 高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)適用于各種細胞模型中化合物的藥物開發(fā)或毒性評估。不同化合物處理會導致線粒體形態(tài)變化,膜電位的損失、以及細胞的程序性死亡等。MetaXpress 軟件非常適合進行線粒體形態(tài)的測定,可以定義每個對象的數(shù)量、面積、強度、長度和形狀(表1,2)。使用具有共聚焦模式的 40X 水鏡對細胞進行成像,MetaXpress 自定義模塊編輯器分析圖像(圖 2)。這些檢測結(jié)果可以計算劑量反應和各種化合物的有效濃度,以及用數(shù)字來表征線粒體結(jié)構(gòu)動力學(圖 3)。
圖 2 .化合物對線粒體的作用。使用MitoTracker Orange對線粒體進行染色( 黃色 ),對照組(A)、纈霉素(B)、魚藤酮(C)。
使用特定濃度的化合物(氯喹,魚藤酮和纈氨霉素)處理 PC12 細胞,對細胞進行染色和成像。通過圖像分析將線粒體結(jié)構(gòu)確定為“纖維”(頂部)或“顆?!保ㄖ胁浚撞繛榫€粒體染色后熒光強度的變化。EC50的值取決于四個濃度依賴性復本和參數(shù)曲線的擬合(圖 3)。
圖 3 .使用氯喹(綠色),魚藤酮(紅色)和纈氨霉素(藍色)處理 PC12 細胞。EC50的值取決于四個濃度依賴性復本和參數(shù)曲線的擬合。
在分析過程中,我們比較了水鏡和空氣鏡對圖像質(zhì)量和分析的影響。結(jié)果顯示,使用水鏡可以提高圖像質(zhì)量,并且通常會導致 Z' 值增加( 表 3 )。圖 4 顯示了使用自定義模塊編輯對線粒體表型進行計數(shù)和分析,以評估線粒體的健康、代謝、循環(huán)、復合效應和疾病狀態(tài)等。并且,自定義模塊編輯可以針對特定的細胞類型或疾病模型進行進一步的調(diào)整和修改。
表 1 .用圖 3 所示的曲線定量 EC50。
表 2 .不同的對照和化合物處理方法的比較。上面四列數(shù)據(jù)分別是對照,10 um 的氯喹,300 nm 的魚藤酮,和 10 nm 的纈氨酸霉素。
表 3 .與空氣鏡相比,水鏡可以提高圖像質(zhì)量,獲得更高的Z’值。
圖 4 .自定義模塊編輯器(CME)。
總結(jié)
Molecular Devices 高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)適用于各種細胞模型中化合物的藥物開發(fā)或毒性評估。使用高內(nèi)涵成像和高級圖像分析的線粒體動力學分析方法不僅可以量化線粒體的表型變化,而且這種多參數(shù)方法也可用于研究正常和病理結(jié)構(gòu)變化以表征疾病模型或復合效應。
主要特點
獲得高質(zhì)量的圖像,更好地顯示線粒體形狀和結(jié)構(gòu)的變化
以更有效、更精確的方式量化和測量線粒體的表型變化
了解疾病的機制并評估各種細胞模型中的化合物毒性
參考文獻:
[1]. Gottlieb RA, Bernstein D. Mitochondrial remodeling: Rearranging, recycling, and reprogramming. Cell Calcium, 2016, 60(2): 88–101.
[2]. Yoon Y, Krueger EW , Oswald BJ , et al. The Mitochondrial Protein hFis1 Regulates Mitochondrial Fission in Mammalian Cells through an Interaction with the Dynamin-Like Protein DLP1. Molecular & Cellular Biology, 2003, 23(15):5409-5420.
[3]. McLelland GL, Soubannier V, Chen CX, et al. Parkin and PINK1 function in a vesicular trafficking pathway regulating mitochondrial quality control. Embo Journal. 2014, 33(4):282-295.
[4]. Twig G, Elorza A, Molina AJ, et al. Fission and selective fusion govern mitochondrial segregation and elimination by autophagy. Embo Journal. 2008, 27:433–446.
[5]. Longo DL , Archer SL . Mitochondrial dynamics--mitochondrial fission and fusion in human diseases. New England Journal of Medicine, 2013, 369(23):2236-2251.
[6]. Qi X, Disatnik MH, Shen N, et al. Aberrant mitochondrial fission in neurons induced by protein kinase C{delta} under oxidative stress conditions in vivo. Molecular biology of the cell. 2011, 22(2):256–265.
[7]. Yu T, Sheu SS, Robotham JL, Yoon Y. Mitochondrial fission mediates high glucose-induced cell death through elevated production of reactive oxygen species. Cardiovascular Research. 2008, 79:341–351.
[8]. Ong SB, Subrayan S, Lim SY, et al. Inhibiting Mitochondrial Fission Protects the Heart Against Ischemia/Reperfusion Injury. Circulation, 121(18), 2012-2022.
[9]. Suen DF, Norris KL, Youle RJ. Mitochondrial dynamics and apoptosis. Genes Dev. 2008, 22:1577-590.
[10]. Konopka AR, Suer MK, Wolff CA, et al. Markers of Human Skeletal Muscle Mitochondrial Biogenesis and Quality Control: Effects of Age and Aerobic Exercise Training. The Journals of Gerontology. 2014, 69(4):371-378.
- PerkinElmer為新藥開發(fā)和生物研究中的高內(nèi)涵篩選應用增添3D分析功能
2010年5月28日 馬薩諸塞沃爾瑟姆 - 專注于提高人類健康及其生存環(huán)境安全的lingxian公司PerkinElmer, Inc., 今天宣布為新藥開發(fā)和生物研究中的高含量篩選應用增添 3D 圖像分析功能,該功能集成了本公司Z新版本的旗艦成像軟件套件 Columbus 2.1 和 Volocity 5.3.2。
科研人員首次嘗試將這兩款功能強大的平臺集成到一起,滿足他們在高含量篩選應用中對 3D 成像分析日益增長的需求。先進的 3D 功能可以更清晰和更準確地觀察細胞,及其與病原體或ZL化合物的相互作用,從而促進新藥開發(fā),幫助科研人員更好地了解細胞生物學。
Columbus 平臺是一個可聯(lián)網(wǎng)的開源式高容量圖像數(shù)據(jù)管理和分析系統(tǒng),它可以導入、導出、存儲和管理各種不同格式、不同來源的圖像元數(shù)據(jù)。Volocity 系統(tǒng)是 PerkinElmer 的高性能 3D 成像軟件,它可以對圖像執(zhí)行采集、顯示、定量和恢復等操作。
面臨的問題:科學家們在科學研究中不斷生成大量圖像數(shù)據(jù),如何對這些數(shù)據(jù)進行有效的管理和分析,是他們當今面臨的巨大難題。
解決方案:新版本的 Columbus 和 Volocity 軟件在這兩款強大的軟件工具之間架起一座橋梁。
具體方法:Z新版本的 Volocity 支持 Columbus 服務器,通過簡便的拖放界面將 Columbus 中高含量篩選試驗結(jié)果傳輸?shù)?Volocity,進行強大的 3D 分析。
優(yōu)點:研究人員現(xiàn)在可以將圖像從 Columbus 傳輸?shù)?Volocity 進行 3D 分析,然后再次返回到 Columbus 進行圖像數(shù)據(jù)的存儲和管理。
Columbus 2.1:速度提高 10 倍,因此能夠處理 Volocity 分析過的海量圖像文件
Volocity 5.3.2:目前支持 Columbus 服務器,能夠在 Columbus 和 Volocity 之間進行方便的拖放鏈接操作。
關于 PerkinElmer, Inc.
PerkinElmer, Inc. 是一家專注于提高人類健康及其生存環(huán)境安全的lingxian公司。據(jù)報道,該公司 2009 年收入為 18 億美元,擁有約 8,800 名員工,為超過 150 個國家/地區(qū)的客戶提供服務,同時該公司也是標準普爾 500 指數(shù)的成員。
有關其它信息,請致電800-820-5046 或 +86(0)21-38769510 或 訪問www.perkinelmer.com.cn。
- 高內(nèi)涵在模式生物中的應用(一)
生命科學研究離不開各式各樣的模式生物,模式生物由于其結(jié)構(gòu)簡單、生活周期短、培養(yǎng)簡單、基因組小等特點,在生物醫(yī)學等領域發(fā)揮重要作用。模式生物作為材料不僅能回答生命科學研究中Z基本的生物學問題,對人類一些疾病的ZL也有借鑒意義。常見的模式生物有真菌中的酵母,低等無脊椎動物中的線蟲,昆蟲綱的果蠅,魚綱的斑馬魚,哺乳綱的小鼠以及植物中的擬南芥。
高內(nèi)涵系統(tǒng)不僅僅適用于各種各樣的細胞模型,對各種小型的模式生物也非常友好,通過將這些模式生物做一些預處理,放在微孔板中,我們就可以用高內(nèi)涵系統(tǒng)來拍攝和分析它們。本期和下期,我們將隆重介紹高內(nèi)涵與這些模式生物的故事。
酵 母
常用于模式生物的酵母有兩個物種:出芽酵母和裂殖酵母,以出芽酵母為例,其細胞為球形或者卵形,直徑5–10μm。其繁殖的方法為出芽生殖。使用高內(nèi)涵系統(tǒng),可以觀察和分析酵母的世代周期、蛋白定位等。
實驗一
Hoechst 33342 染色酵母活細胞,通過63倍水浸式物鏡拍攝酵母細胞,高內(nèi)涵分析軟件Harmony自動識別酵母細胞,PhenoLOGIC人工智能算法區(qū)分出芽細胞:
實驗二
酵母細胞器相關蛋白的標記,紅色標記整個酵母細胞,綠色為不同細胞器,高內(nèi)涵分析軟件Harmony可識別不同的細胞器結(jié)構(gòu),分析其熒光強度、形態(tài)學參數(shù)和紋理參數(shù)[1]。
下圖為突變體中蛋白定位發(fā)生變化[1]。
斑馬魚
斑馬魚也是成熟且常見的模式生物,常用于疾病研究中。斑馬魚成魚體長5cm左右,幼魚0.5-2cm,全身透明。一般首先對斑馬魚進行麻醉,再進行高內(nèi)涵拍攝。
實驗一
斑馬魚曲度的研究,毒性處理或一些基因突變會導致斑馬魚的曲度發(fā)生變化,高內(nèi)涵分析軟件Harmony可分析斑馬魚的軸向長度、曲率、彎曲角度等參數(shù):
實驗二
斑馬魚血管研究,斑馬魚全身透明,一直以來都是非常好的心血管研究模式生物,通過20倍水浸式物鏡(NA1.0)對斑馬魚血管進行成像,高內(nèi)涵分析軟件Harmony可通過一系列算法識別熒光標記的斑馬魚血管結(jié)構(gòu),也可對血管結(jié)構(gòu)做3D重構(gòu),分析血管長度、熒光強度等參數(shù):
參考文獻
1.Yeast Proteome Dynamics from Single Cell Imaging and Automated Analysis. Cell. 2015 Jun 4;161(6):1413-24. doi: 10.1016/j.cell.2015.04.051.
關于珀金埃爾默:
珀金埃爾默致力于為創(chuàng)建更健康的世界而持續(xù)創(chuàng)新。我們?yōu)樵\斷、生命科學、食品及應用市場推出獨特的解決方案,助力科學家、研究人員和臨床醫(yī)生解決Z棘手的科學和YL難題。憑借深厚的市場了解和技術(shù)專長,我們助力客戶更早地獲得更準確的洞見。在,我們擁有12500名專業(yè)技術(shù)人員,服務于150多個國家,時刻專注于幫助客戶打造更健康的家庭,改善人類生活質(zhì)量。2018年,珀金埃爾默年營收達到約28億美元,為標準普爾500指數(shù)中的一員,紐交所上市代號1-877-PKI-NYSE。了解更多有關珀金埃爾默的信息,請訪問www.perkinelmer.com.cn。
- 高內(nèi)涵在模式生物中的應用(二)
高內(nèi)涵系統(tǒng)不僅僅適用于各種各樣的細胞模型,對各種小型的模式生物也非常友好,通過將這些模式生物放在微孔板中,我們就可以用高內(nèi)涵系統(tǒng)來拍攝和分析它們。本期,我們將繼續(xù)介紹高內(nèi)涵與這些模式生物的故事。
擬南芥
擬南芥為兩年生草本,一般可長到7-40厘米,是植物學Z為常見的模式生物。其幼苗、根、莖、葉、原生質(zhì)體均可在高內(nèi)涵上進行自動成像和分析。
實驗一
高內(nèi)涵用于研究活體擬南芥全葉組織中膜運輸?shù)恼{(diào)節(jié),40倍水浸式物鏡對擬南芥葉片進行多層掃描,使用高內(nèi)涵分析軟件Harmony識別膜泡轉(zhuǎn)運體,統(tǒng)計其數(shù)目、熒光強度、定位等參數(shù)[2](如下圖)。
秀麗隱桿線蟲
秀麗隱桿線蟲在遺傳與發(fā)育生物學、行為與神經(jīng)生物學、衰老與壽命、人類遺傳性疾病都有非常重要的貢獻,成蟲體長為1mm,通身透明。一般首先對秀麗線蟲進行麻醉,再進行高內(nèi)涵拍攝。
實驗一
分析不同藥物處理后秀麗線蟲的數(shù)量和熒光強度,10倍物鏡拍攝多個視野,高內(nèi)涵分析軟件Harmony識別不同線蟲,計數(shù)并分析線蟲的熒光強度[3](如下圖)。
小型藻類
藻類的生長、繁殖與水體環(huán)境密切相關,常作為水體污染指示物,用于對水體的實時監(jiān)測中。小型藻類可放置于微孔板中,通過離心使其貼底,從而進行高內(nèi)涵的拍攝,根據(jù)研究內(nèi)容不同,一般采用20倍-63倍水浸式物鏡進行成像。很多研究中通過對葉綠體的成像來判斷藻類的狀態(tài),成像過程需要設置針對葉綠素自發(fā)熒光特殊的檢測方法,即通過設定激發(fā)光和發(fā)射光,定義一個新的通道(excitation 460-490nm,emission 655-705nm)。
實驗一
藻類用于檢測水質(zhì)污染,本研究中,模擬微塑料水質(zhì)污染,檢驗裸藻的生長狀態(tài),采用20倍水浸式物鏡(NA 1.0) 進行成像,綠色為微塑料,紅色為葉綠素。(如下圖)
生長狀態(tài)不好的裸藻葉綠素熒光強度減弱,形態(tài)發(fā)生變化。(如下圖)
左圖為Harmony軟件識別裸藻細胞,中間圖為通過形態(tài)區(qū)分形態(tài)正常的梭狀裸藻(紅色)和因毒性變圓的裸藻(綠色),右圖為通過熒光強度區(qū)分死亡裸藻(綠色)和存活裸藻(紅色)。
參考文獻
2.High-throughput confocal imaging of intact live tissue enables quantification of membrane trafficking in Arabidopsis. Plant Physiol. 2010 Nov;154(3):1096-104. doi: 10.1104/pp.110.160325. Epub 2010 Sep 14.
3.Expanding the Biological Application of Fluorescent Benzothiadiazole Derivatives: A Phenotypic Screening Strategy for Anthelmintic Drug Discovery Using Caenorhabditis elegans. SLAS Discov. 2019 Aug;24(7):755-765. doi: 10.1177/2472555219851130. Epub 2019 Jun 10.
關于珀金埃爾默:
珀金埃爾默致力于為創(chuàng)建更健康的世界而持續(xù)創(chuàng)新。我們?yōu)樵\斷、生命科學、食品及應用市場推出獨特的解決方案,助力科學家、研究人員和臨床醫(yī)生解決Z棘手的科學和YL難題。憑借深厚的市場了解和技術(shù)專長,我們助力客戶更早地獲得更準確的洞見。在,我們擁有12500名專業(yè)技術(shù)人員,服務于150多個國家,時刻專注于幫助客戶打造更健康的家庭,改善人類生活質(zhì)量。2018年,珀金埃爾默年營收達到約28億美元,為標準普爾500指數(shù)中的一員,紐交所上市代號1-877-PKI-NYSE。
了解更多有關珀金埃爾默的信息,請訪問www.perkinelmer.com.cn。
- 高內(nèi)涵細胞成像分析系統(tǒng) 哪家Z好
- Ebook 下載 —— ImageXpress 高內(nèi)涵在高通量篩選中的應用
醫(yī)藥發(fā)展依賴于新藥開發(fā)的進度,而高通量藥物篩選(High-Through Screening,HTS)可短時間內(nèi)篩出數(shù)種化合物,有助于加速研究進程,因此高通量藥物篩選技術(shù)在世界范圍內(nèi)得以廣泛應用。學術(shù)研究和生物制藥公司加大投資力度將會推進高通量藥物篩選技術(shù)市場的發(fā)展,而高通量藥物篩選技術(shù)的也是生命科學研究乃至整個醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展的原動力。
隨著技術(shù)的進步和先進迭代產(chǎn)品不斷增加,預計未來高通量藥物篩選技術(shù)市場內(nèi)將迅速增長 , 而高通量藥物篩選技術(shù)的應用也會隨之迅速增加。此外,隨著高內(nèi)涵(High-Content Screening,HCS)系統(tǒng)的不斷完善,基于細胞的測定有望得到更多的利用,并且從生化測定向基于細胞測定的方式大幅轉(zhuǎn)變。Molecular Devices 公司的 ImageXpress 系列高內(nèi)涵系統(tǒng),不但提供了細胞成像技術(shù)實現(xiàn)的所有細節(jié)和功能,其完善的激光自動聚焦加圖像自動聚焦技術(shù)有極大的兼容性和開放性,能夠?qū)崿F(xiàn)未來新型耗材和方法的檢測和分析。MetaXpress PowerCore 高內(nèi)涵并行加速軟件系統(tǒng)能夠大大提高系統(tǒng)分析通量,加速藥物檢測的速度,節(jié)省時間和人力的成本。這些特性決定了 ImageXpress 系統(tǒng)將會成為高內(nèi)涵篩選中不可替代的篩選檢測終端,為醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展做出巨大的貢獻!
Ebook下載
請掃描二維碼
- 高內(nèi)涵——更快更高的斑馬魚成像與分析方案
斑馬魚是一種廣泛使用于科研與藥物研發(fā)的模型系統(tǒng),由于其與人類疾病表型的相似性而廣受歡迎。許多基于成像的實驗可用來測定斑馬魚的表型變化,但是圖像的手動采集和分析非常繁瑣且耗時。這些過程的自動化會大大提高通量及數(shù)據(jù)質(zhì)量。在這里,我們展示了Operetta CLS?和Opera Phenix?如何進行高通量的斑馬魚的成像和表型分析、篩選,使您能夠?qū)W⒂跀?shù)據(jù)評估而不是數(shù)據(jù)生成。
自動檢測高分辨率圖像-輕松鎖定斑馬魚
用普通顯微鏡對96孔板中的斑馬魚進行定位與成像非常耗時的。Harmony? 高含量分析軟件融合了PreciScan?智能圖像采集工具,集成低倍率預掃描工作流程,圖像分析,更高的放大倍率重新掃描,可完全實現(xiàn)自動化,以減少采集時間和無效的數(shù)據(jù)量,并顯著加快分析速度。斑馬魚的明場成像,通過PhenoLOGIC? 人工智能使圖像分割變得容易(圖1和圖2)。
通過機器自學習在微孔板中自動檢測斑馬魚
通過智能圖像識別提高檢測通量
通過自動水浸鏡頭獲取高分辨率共聚焦圖像
使用Harmony? 成像和分析軟件簡化與流程化圖像分析
圖1:自動定位:使用Harmony中的PhenoLOGIC功能對斑馬魚自動定位。A-5X明場預掃描。B-PhenoLOGIC經(jīng)過鼠標點擊培訓區(qū)分魚(綠點)和背景(紅點)C-以PhenoLOGIC為基礎的魚類識別,使用形狀進一步優(yōu)化,過濾去除較小的錯誤識別的地區(qū)。
圖2:PreciScan預掃描定位下一步高倍鏡掃描的區(qū)域
以20x(1.0 NA水浸鏡頭)掃描預掃描的定位區(qū)域。Z軸共聚焦50層的Z大投影。700張圖像的采集時間<2分鐘。自動檢測和采集意味著無人值守。
表型的自動量化
分析基因表達模式
圖3:表達CFP,GFP,YFP和mCherry標記蛋白的斑馬魚。樣品由維也納CCRI提供。
自動準確地確定形態(tài)特征
Harmony? 成像與分析軟件可以輕松檢測熒光強度,形態(tài)和紋理的變化。示例(圖4)顯示單個熒光染料可用于識別不同的身體部分。根據(jù)寬度識別頭部與脊柱。等效橢圓用于描述脊柱的形狀并估計其曲率。尾軸(圖5)以類似的方式,自動檢測尾部曲率。
圖4:單一熒光染料,計算確定斑馬魚頭部/尾部比例
圖5:尾軸的自動檢測。
在3D圖像中,依舊看到細節(jié)
Harmony軟件提供了3D圖像的可視化樣品的工具, Opera Phenix和Operetta CLS高內(nèi)涵分析系統(tǒng)提供從1.25x到63x的各種放大倍數(shù),63x并配備自動水浸鏡頭,提高靈敏度,減少深層樣本成像中的光學畸變。
圖6:斑馬魚尾部血管3D重構(gòu)
圖7:表達GFP和RFP的個體紅細胞
復制右邊括號鏈接進行下載該方案完整版資料:(m.sdczts.cn/technology/file_157230.html)
關于珀金埃爾默:
珀金埃爾默致力于為創(chuàng)建更健康的世界而持續(xù)創(chuàng)新。我們?yōu)樵\斷、生命科學、食品及應用市場推出獨特的解決方案,助力科學家、研究人員和臨床醫(yī)生解決Z棘手的科學和YL難題。憑借深厚的市場了解和技術(shù)專長,我們助力客戶更早地獲得更準確的洞見。在,我們擁有12500名專業(yè)技術(shù)人員,服務于150多個國家,時刻專注于幫助客戶打造更健康的家庭,改善人類生活質(zhì)量。2018年,珀金埃爾默年營收達到約28億美元,為標準普爾500指數(shù)中的一員,紐交所上市代號1-877-PKI-NYSE。
了解更多有關珀金埃爾默的信息,請訪問www.perkinelmer.com.cn
- PhenoTron?-XYZ植物表型成像分析系統(tǒng)
PhenoTron?-XYZ植物表型成像分析系統(tǒng),是易科泰生態(tài)技術(shù)公司基于國際先進光譜成像傳感器技術(shù)和自主研發(fā)的XYZ植物表型自動掃描平臺,設計生產(chǎn)的一款適用于實驗室或溫室高通量植物表型分析系統(tǒng):
國際知名高光譜成像技術(shù)公司Specim(芬蘭)高光譜成像傳感器
Thermo-RGB?紅外熱成像與可見光成像融合分析技術(shù),可實現(xiàn)遙控和在線圖傳
FluorCam葉綠素熒光成像技術(shù)
平臺采用STP(Sensor-To-Plant)技術(shù)和在線視覺監(jiān)控
可選配基于蒸滲儀技術(shù)的iPOT數(shù)字化培養(yǎng)盆,全面監(jiān)測重量變化、土壤水分與溫度,及葉片溫度、葉綠素熒光、莖流、光合作用等生理生態(tài)參數(shù)
可選配臺面式表型分析平臺,XYZ安裝在樣品平臺上,特別適合實驗室組培苗和種苗表型分析、種質(zhì)資源檢測等
應用于種苗與組培苗表型檢測、作物表型研究分析、植物生理生態(tài)研究、光合生理研究、種質(zhì)資源檢測、脅迫與抗性評估與篩選等
自左至右依次為:PhenoTron?-XYZ植物表型成像分析系統(tǒng)(可移動)、臺面式PhenoTron?-XYZ植物表型成像分析系統(tǒng)、綠豆種苗高光譜成像分析(PRI)
主要技術(shù)指標:
1)平臺采用STP技術(shù),嵌入式主控系統(tǒng),全中文操作界面,觸控屏+PC端GUI軟件雙重控制,可無線控制
2)XYZ三軸全自動運行,精 準定位掃描成像分析,運行精度1mm
3)支持組合命令,可自定義Protocols,自動執(zhí)行XYZ三軸移動、停止、光源開閉、快門觸發(fā)等
4)支持位置記憶,可一鍵注冊、記錄、保存、讀取XYZ坐標信息,自動移動精 準定位采集Thermo-RGB及FluorCam葉綠素熒光成像數(shù)據(jù)
5)機器視覺監(jiān)控:監(jiān)控鏡頭經(jīng)過算法校準,在線監(jiān)視全域植物狀態(tài)和自動掃描成像,通過注冊XYZ自動定位采集RGB、紅外熱成像、FluorCam葉綠素熒光成像數(shù)據(jù),并在線監(jiān)控全過程
6)標配臺面式XYZ三軸有效行程:X軸80cm,Y軸有效掃描長度180cm,Z軸可升降范圍30cm
7)400-1000nm高光譜成像:
a)光譜通道448,具備MROI功能,根據(jù)需求自由選擇感興趣光譜波段,減少數(shù)據(jù)冗余
b)幀率:330FPS(滿幀),適應多種測量場景,尤其對容易擺動的植物,保證最 佳的成像效果
c)光譜分辨率 FWHM:5.5nmd)空間分辨率:1024像素
e)信噪比400:1
f)分析參數(shù):可成像測量分析作物生化、生理指標如葉綠素含量、花青素含量、胡蘿卜素含量、光利用效率、葉綠素熒光指數(shù)、健康指數(shù)、覆蓋度等近百種參數(shù)
8)900-1700nm高光譜成像:
a)光譜通道224,具備MROI功能,根據(jù)需求自由選擇感興趣光譜波段,減少數(shù)據(jù)冗余
b)幀率:670FPS(滿幀)
c)光譜分辨率 FWHM:8nmd)空間分辨率:640像素
e)信噪比1000:1f)分析參數(shù):可成像測量分析NDNI歸一化N指數(shù)、NDWI歸一化水指數(shù)、MSI水分脅迫指數(shù)等
9)SpectrAPP?高光譜成像分析軟件:
a)具備偽彩色/灰度顯示、波段融合、ROI選區(qū)、光譜指數(shù)分析、光譜曲線繪制、光譜特征統(tǒng)計、直方圖統(tǒng)計、結(jié)果圖/表導出等功能
b)可分析NDVI、PRI、DCNI、CRI、ARI、PSRI、NPQI、EVI、HI、WBI等數(shù)十種光譜指數(shù),可根據(jù)需求定制添加光譜指數(shù)
左:SpectrAPP?高光譜成像分析,右:綠豆幼苗葉綠素熒光成像分析
10)Thermo-RGB成像:
a)可見光-紅外熱成像雙鏡頭主機,出廠黑體多點校準并附校準證書,分辨率640×512像素
b)測量溫度范圍-25℃-150℃,靈敏度0.03℃@30℃,
c)紅外熱成像分析軟件具備調(diào)色板、差值技術(shù)、溫度范圍設置、等溫線模式、選區(qū)分析、溫度掃描、剖面溫度、時間圖、3D溫度圖、在線報告等功能d)Thermo-RGB?成像融合分析:可進行手動/自動ROI分析;光照/背光葉片長度、寬度、周長、凸包面積、圓度等形態(tài)分析;最 高、最 低、平均溫度、最 大溫差、中位數(shù)等溫度分析;R/G/B、H/S/V、綠視率等顏色分析,具備溫度直方圖統(tǒng)計、路勁分析、溫度轉(zhuǎn)換、圖/表導出等功能e) Thermo-RGB遙控并可在線圖像無線傳輸,實時監(jiān)測RGB及紅外熱成像畫面,測量最 大、最 小、中心點溫度信息等
11)葉綠素熒光成像:
a)專業(yè)高靈敏度葉綠素熒光成像CCD,幀頻50fps,分辨率720×560像素,像素大小8.6×8.3μm
b)3色4組LED激發(fā)光源:620nm脈沖調(diào)制測量光,620nm紅色、5700K白色雙色光化學光源,735nm遠紅光用于測量Fo’等
c)光化學光最 大1000μmol.m-2. s-1可調(diào),飽和脈沖3900μmol.m-2. s-1
d)可自動運行Fv/Fm、Kautsky誘導效應、熒光淬滅分析、光響應曲線等protocols
e)50多個葉綠素熒光自動測量分析參數(shù),包括:Fv/Fm、Fv’/Fm’、Y(II)、NPQ、qN、qP、Rfd、ETR等,自動形成葉綠素熒光參數(shù)圖
f) 自動同步顯示葉綠素熒光參數(shù)及參數(shù)圖、葉綠素熒光動態(tài)曲線、葉綠素熒光參數(shù)頻率直方圖
g) 可通過注冊定位自動精 準定位運行葉綠素熒光成像分析,單次成像面積35x46mm
h)可對植物葉片、果實等不同組織進行葉綠素熒光成像分析
i) 可選配GFP成像
j) 配備便攜支架和葉夾,方便獨立使用
- 【會議預告】誠邀您參加上海站高內(nèi)涵成像技術(shù)與應用研討會
尊敬的老師:
您好!我們誠摯地邀請您參加 5 月 26 日在上海舉辦的高內(nèi)涵成像技術(shù)與應用研討會。本次應用研討會旨在與科學家面對面的交流,分享使用高內(nèi)涵成像和分析技術(shù)的經(jīng)驗,期望為相關研究領域提供有用的信息,拓展思路。
高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)是一種集高分辨率、自動化、智能化、高通量于一體的通用檢測技術(shù)平臺,其為細胞水平的研究分析提供了高效的解決方案,是創(chuàng)新藥物研究、中藥藥效、腫瘤研究、神經(jīng)生物學、免疫學、干細胞研究等領域的重要研究工具。此次會議我們邀請企業(yè)、科研等專家學者共聚一堂,帶來 ImageXpress 高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)在各研究領域最 新進展和應用。
我們期待您的參與,并再次感謝您的關注和支持!美谷分子儀器(上海)有限公司
時間
2023 年 5 月 26 日
地點:
上海浦東由由喜來登大酒店(上海市浦東新區(qū)浦建路 38 號)
推薦到達方式:
地鐵 4 號線塘橋站 3 號口右轉(zhuǎn) 20 米
報名方式:
掃一掃二維碼 即可報名參會
掃一掃二維碼 即可報名參會
4月突出貢獻榜
推薦主頁
最新話題

美谷分子儀器(上海)有限公司




參與評論
登錄后參與評論