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雙轉(zhuǎn)盤(pán)共聚焦成像原理

寬視野的共聚焦微透鏡增強(qiáng)Nipkow雙轉(zhuǎn)盤(pán)

采用橫河電機(jī)（Yokogawa）專有的多點(diǎn)掃描方法，Nipkow雙轉(zhuǎn)盤(pán)由一個(gè)包含約20000個(gè)針孔的Nipkow旋轉(zhuǎn)盤(pán)和一個(gè)包含相同數(shù)量的微透鏡的輔助旋轉(zhuǎn)盤(pán)（用于將激發(fā)激光聚焦到每個(gè)相應(yīng)的針孔中）組成，兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)械固定在電機(jī)上，并快速旋轉(zhuǎn)，可以對(duì)樣本上的激發(fā)光進(jìn)行高速光柵掃描。針孔和微透鏡按照我們的專有設(shè)計(jì)布置在每個(gè)磁盤(pán)上，以優(yōu)化光柵掃描。多光束掃描不僅提高了掃描速度，而且還顯著降低了光漂白和光毒性，因?yàn)槎喙馐ぐl(fā)只需要樣品上的低水平激光功率即可完全激發(fā)熒光。

產(chǎn)品概況

高通量細(xì)胞學(xué)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)Cell Voyager CV8000可以得到微孔板中和載玻片上的細(xì)胞圖像，并通過(guò)圖像分析細(xì)胞中目標(biāo)分子的數(shù)量的增加或減少，共定位的改變，細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性的改變，形態(tài)的改變等信息。此外，CV8000配備CellPathfinder，一種新型的能分析非標(biāo)記細(xì)胞和樣本3D圖像的軟件。CV8000可提高對(duì)iPS和ES細(xì)胞的藥物開(kāi)發(fā)研究和生物醫(yī)藥研究的效率。

CellVoyager CV8000是一款高端的高內(nèi)涵篩選系統(tǒng)，通過(guò)將橫河電機(jī)專有的高速共聚焦掃描儀、水浸物鏡、多達(dá)四個(gè)高視場(chǎng)相機(jī)、維持細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境的載物臺(tái)和自動(dòng)移液器相結(jié)合，不僅可以實(shí)現(xiàn)高內(nèi)涵、高分辨率成像，還可以通過(guò)更復(fù)雜的評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行表型篩選。此外，橫河電機(jī)的專業(yè)分析軟件CellPathfinder可通過(guò)深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)高精度識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，可以幫助您更好地分析圖像，并用圖表展示實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果。

高內(nèi)涵分析HCA是一種自動(dòng)化的研究方法，它利用圖像分析，根據(jù)單個(gè)或多個(gè)參數(shù)，按時(shí)間順序?qū)δ繕?biāo)細(xì)胞進(jìn)行仔細(xì)檢查。它廣泛的研究復(fù)雜生命事件和表型的潛力使HCA成為下一代藥物發(fā)現(xiàn)和藥物研究的最有希望的工具。具有強(qiáng)大分析軟件的共焦成像儀。從基礎(chǔ)科學(xué)到藥物發(fā)現(xiàn)篩選，這是一系列研究的最佳解決方案。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1、雙轉(zhuǎn)盤(pán)共聚焦系統(tǒng)

采用橫河電機(jī)專有的多點(diǎn)掃描方法，通過(guò)串聯(lián)式旋轉(zhuǎn)雙轉(zhuǎn)盤(pán)實(shí)現(xiàn)1,000束激光高速掃描目標(biāo)視野。這些轉(zhuǎn)盤(pán)由針孔陣列轉(zhuǎn)盤(pán)(擁有約20,000個(gè)按等螺距螺旋圖案排列的針孔)和將激發(fā)激光聚焦到單個(gè)針孔中的微透鏡陣列轉(zhuǎn)盤(pán)組成。這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)高速成像，還可以在很大程度上防止光毒性和熒光漂白。示意圖見(jiàn)原理部分。

2、針孔轉(zhuǎn)盤(pán)交換器，更深入、更清晰的觀察

可根據(jù)樣本使用兩種不同類型的針孔轉(zhuǎn)盤(pán)（25/50 μm）。對(duì)于厚樣本，減小針孔直徑可以獲取更精細(xì)、更清晰的圖像。對(duì)于偏暗的樣本，增大針孔直徑可以使圖像更明亮。

3、符合更高通量篩選的光學(xué)配置

光學(xué)系統(tǒng)配置可根據(jù)用途選擇。一個(gè)96孔板可以通過(guò)連接四個(gè)高靈敏度寬視野sCMOS相機(jī)在一分鐘內(nèi)完成四種顏色的成像。該系統(tǒng)還支持FRET和CellPainting檢測(cè)。

4、原裝水浸物鏡，捕捉更精細(xì)的結(jié)構(gòu)

水浸物鏡擅長(zhǎng)捕捉液體中細(xì)胞的高分辨率圖像。 CV8000可配備40x或60x水浸物鏡。橫河40x鏡頭是一款特別獨(dú)特的鏡頭，能夠進(jìn)行極其先進(jìn)的球面像差校正，從而可以在整個(gè)廣角范圍內(nèi)捕捉明亮的高分辨率圖像。鏡片的供水也完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。使用該設(shè)備可以通過(guò)水浸透鏡實(shí)現(xiàn)高內(nèi)涵篩選。

5、高精度培養(yǎng)箱和自動(dòng)移液器，捕捉活細(xì)胞運(yùn)動(dòng)

活細(xì)胞載物臺(tái)采用密閉結(jié)構(gòu)，可控制濕度、溫度和CO2水平。自動(dòng)移液器可全自動(dòng)完成如下移液操作：插入吸頭→從試劑板吸入試劑→添加試劑到樣本板 →移除吸頭。這樣不僅可以在試劑滴注前后快速獲取圖像，還可以在單孔中多次添加試劑和調(diào)整添加速度等，從而拓展了動(dòng)力學(xué)研究的檢測(cè)模式。

6、內(nèi)置穩(wěn)定的活細(xì)胞載物臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間活細(xì)胞成像

將 Hela 細(xì)胞以每孔500個(gè)細(xì)胞的密度接種在96孔板中培養(yǎng)24小時(shí)。然后將孔板置于內(nèi)部活細(xì)胞載物臺(tái)中，繼續(xù)培養(yǎng)72小時(shí)，分析細(xì)胞占據(jù)的總面積 ( 以下稱為總面積 )。結(jié)果顯示，96孔板中 (不包括四個(gè)角落孔) 細(xì)胞增殖在CV8000和常規(guī)CO2培養(yǎng)箱中相差無(wú)幾。

7、系統(tǒng)集成

實(shí)現(xiàn)從培養(yǎng)環(huán)境到傳輸、成像、分析和數(shù)據(jù)管理的集中過(guò)程管理。橫河電機(jī)根據(jù)客戶需求提供優(yōu)化系統(tǒng)。

8、高內(nèi)涵分析軟件CellPathfinder

CPF軟件可以分析CV8000捕獲的圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)創(chuàng)建圖表并導(dǎo)出各種數(shù)據(jù)。憑借豐富的模板和靈活的分析方案編輯功能， 初學(xué)者和專家都可以充分利用該軟件。借助CE明場(chǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)功能可實(shí)現(xiàn)無(wú)標(biāo)簽分析。此外還添加了新的深度學(xué)習(xí)功能，大幅提高了細(xì)胞識(shí)別的準(zhǔn)確性。

廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域

應(yīng)用包括候選藥物優(yōu)化、通路分析、毒性實(shí)驗(yàn)、基于細(xì)胞的大規(guī)模篩選和細(xì)胞質(zhì)量控制。

1、長(zhǎng)時(shí)間活細(xì)胞成像

標(biāo)配活細(xì)胞載物臺(tái)，通過(guò)濕度、溫度和CO2控制實(shí)現(xiàn)不間斷、長(zhǎng)時(shí)間觀察（3天以上）。

2、動(dòng)力學(xué)分析

通過(guò)帶有一次性吸頭的自動(dòng)移液器可以在成像過(guò)程中添加藥物，非常適合觀察反應(yīng)速度較快的相關(guān)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。

離子霉素濃度依賴性鈣反應(yīng)

可以在離子霉素滴注前后進(jìn)行高速成像，從圖像中識(shí)別單個(gè)細(xì)胞，并獲取每個(gè)細(xì)胞的延時(shí)數(shù)據(jù)。

3、類器官/細(xì)胞球成像

即使對(duì)于難以清晰快速成像的3D培養(yǎng)樣本，橫河電機(jī)的雙轉(zhuǎn)盤(pán)共聚焦技術(shù)也能有效獲取深層樣本的圖像，實(shí)現(xiàn)接近活體質(zhì)量的評(píng)估。

4、無(wú)標(biāo)記分析

可以通過(guò)從多個(gè)Z軸位置獲取明場(chǎng)圖像并使用CellPathfinder分析軟件創(chuàng)建CE明場(chǎng)圖像來(lái)進(jìn)行識(shí)別和分析。通過(guò)新的深度學(xué)習(xí)功能進(jìn)一步提高分析準(zhǔn)確性。