高內涵細胞成像分析技術的優(yōu)勢與應用

高內涵技術優(yōu)勢

高內涵細胞成像分析系統(tǒng)由三個部分組成：全自動高速顯微成像，全自動圖像分析和數(shù)據(jù)管理。全自動高速顯微成像在短時間內生成大量的圖像，全自動圖像分析從這些圖像中提取大量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)管理軟件負責建檔存儲、注釋比較、檢索分享這些圖像和數(shù)據(jù)。

　　高內涵，意味著豐富的信息。這些信息包括：單個細胞圖像和各項指標，細胞群體的統(tǒng)計分析結果，細胞數(shù)量和形態(tài)的改變，亞細胞結構的變化，熒光信號隨時間的變化，熒光信號空間分布的改變等等。人們往往因為特定的問題去設計實驗，在圖像中找到答案的同時，其他的信息會帶來意外的新發(fā)現(xiàn)。

　　科學論文中單張的熒光顯微圖像通常顯示的是陽性目標的有或無，強或弱，是定性分析。高內涵技術的研究對象不是一個或少數(shù)細胞，而是對大量細胞的同時觀察和分析，從大量圖像中得到細胞群體的定量統(tǒng)計結果，結論更有科學說服力。因為分析的對象是完整的細胞，在一個實驗中可以同時使用多種熒光探針，大量細胞的多參數(shù)同時分析可以對復雜的細胞學機理和相互作用有更深入的理解。

　　高內涵技術實現(xiàn)了高速顯微成像，以前耗時費力的工作瞬間完成，綜合海量信息更快做出決策。在藥物靶標的確認，化合物的藥理和毒性篩選中HCA優(yōu)勢明顯，對于復雜細胞學機理的研究，HCA所提供的有價值的信息可以幫助研究人員在日益激烈的科研競賽中勝出。

　　高內涵技術消除了人為偏差，人會選擇比較好的細胞來拍攝和分析，而機器是客觀的，所有樣品的成像分析條件是完全相同的。

高內涵技術應用

　　高內涵技術最初應用于藥物篩選，隨著技術的進步和發(fā)展，近年來在生命科學研究中得到了廣泛的應用，包括細胞信號通路，腫瘤學，神經生物學，免疫學，傳染病學，干細胞的研究等等。HCA提供的信息不可能從傳統(tǒng)方法中獲得，很多實驗用高內涵平臺來完成，比現(xiàn)有的方法更靈敏，通量更高，成本更低，結果更準確和可靠。

　　RNAi技術可以特異性剔除或關閉特定基因的表達，所以該技術已被廣泛用于探索基因功能，進入生物科學許多領域，成為一種主要的生物學研究工具。很多文獻報道了使用高內涵平臺高通量分析細胞表型變化進行RNAi篩選找到靶基因，IN Cell用戶發(fā)表了將近30篇此類論文。

　　斑馬魚作為模式生物用于遺傳學、發(fā)育生物學研究，也廣泛應用于藥物篩選，建立了很多人類重大疾病斑馬魚模型，如神經系統(tǒng)疾病、腫瘤血管生成、先天性心臟病。斑馬魚胚胎是透明的，無需固定就可以在顯微鏡下觀察，體積小可以培養(yǎng)在96或384孔板中，方便施加各種條件進行高通量篩選。IN Cell 2000大芯片CCD相機和2×物鏡結合使用時，可以對96孔板整孔成像，特別適合對斑馬魚胚胎的觀察，短時間內可以獲得大量活體斑馬魚胚胎圖像，IN Cell Investigator圖像分析軟件的Zebra Fish模塊可以對這些圖像進行自動分析。浙江大學X.Xu等的文章發(fā)表在J Neurosci Methods. 2011 Sep 15;200(2):229-36。

96孔單孔

斑馬魚胚胎各個器官數(shù)字分析