自动化细胞成像分析系统 ImageXpress Pico

3D 成像表征生物打印的卵巢癌模型

3D 生物打印被定义为细胞和生物相容性材料功能性 3D 结构或人工组织模型。1 这项技术彻底改变了组织工程领域，使得创建复杂的预定义设计的结构成为可能，同时确保可重复性。几种基于 3D 生物打印的方法已报告用于工程化各种组织，如软骨、2 骨、3 以及皮肤再生。4 该技术也被用于创造新的临床前肿瘤模型。事实上，作为 2D 细胞培养模型由于缺乏预测性而受到越来越多的质疑， 3D 生物打印已成为一种替代方法通过处理不同的细胞和细胞外基质衍生分子，肿瘤微环境的建模 / 展示 (TME) 来规避这个问题。许多基于 3D 生物打印的肿瘤模型包括肺癌、5 乳腺癌和 6 胶质母细胞瘤。7 这些模型在设计方面表现出优势，与其他策略相比具有灵活性和可重复性如 细胞球和类器官。 卵巢癌是一个重大的公共卫生问题，3D 生物打印仍作为 卵巢癌模型仍在研究中。在此类肿瘤类型中，显示癌症相关成纤维细胞 (CAF) 与癌细胞发生密切相互作用，在癌症侵袭和耐药中发挥主要作用。8，9 因此 CAFs 是设计卵巢癌模型的关键。

自动化细胞成像分析技术评估 CFP 标记核蛋白的转导效率

自 20 世纪 60 年代发现绿色荧光蛋白以来，各种荧光蛋白(FP) 及其变体已被开发出来，跨越整个可见光谱。这些基因编码的荧光蛋白在细胞生物学领域引发了一场革命。蓝绿色荧光蛋白 (CFP) 因其在 FRET 等多色领域的应用而受到广泛关注。这是因为 CFP 的激发和发射光的波长范围很少使用，反而使得它成为各种荧光基团的多路复用的理想化选择。 荧光蛋白技术和自动显微镜技术的发展使研究人员能够更深入地研究活细胞中的基因功能和动态过程。荧光蛋白常被用作融合到感兴趣基因上的报告基因。一旦 FP 标记的基因产物被细胞成功表达，就可以对其进行成像，以研究蛋白质、细胞器和细胞间隔的功能并跟踪其定位。

多参数 THP-1 细胞分化及细胞因子分泌表型分析试验评价抗炎化合物

巨噬细胞起源于血液中的单核细胞，这些单核细胞离开血液循环，分化成不同的组织。巨噬细胞参与细菌和受损细胞的检测和吞噬。此外，巨噬细胞通过释放细胞因子引发炎症，细胞因子激活血管细胞，促进细胞因子粘附血管并迁移到组织中。分化的 THP-1 细胞已被广泛用于体外巨噬细胞模型研究巨噬细胞参与炎症反应。人单核细胞系 THP-1 可以通过佛波醇 12-十四酸酯 13-乙酸酯 (PMA) 分化成巨噬细胞，并通过 LPS 活化。活化的 THP-1 细胞改变形态，分泌炎性细胞因子。监测细胞因子的表达水平是炎症细胞模型的重要生理指 标。我们提出了多参数细胞分析的结果，使用表型成像考察巨噬细胞形成和低体积ELISA 分析细胞因子的分泌，以评估药理学化合物对炎症反应的影响。PMA 和 LPS刺激 THP-1 细胞 48 小时。PMA 和 LPS 激活 THP-1 细胞后，IL-8、IL-1b 和 TNF-a升高。为了评估抗炎化合物，细胞在激活前分别接受激酶抑制剂 SB202190 和 PDTC以及抗生素莫西沙星的处理。然后，通过定量细胞因子分泌量来测定这些抗炎化合物对炎症反应的抑制作用。利用表型成像观察了巨噬细胞形成的影响。与报道的作用机制一致，化合物 SB202190、PDTC 和莫西沙星的细胞因子表达呈浓度依赖性下降。

利用诱导多能干细胞来源的细胞模型进行化合物检测的多类型自动化成像分析

在生物研究和药物发现中，越来越需要扩大细胞分析的多样性和复杂性。干细胞来源的细胞和组织在药物开发和毒理学安全性评估中日益成为传统体外和体内试验的替代选择。在本研究中，我们使用人类ipsc来源的心肌细胞和神经元细胞模型，开发功能性和形态性的检测结果，以多参数分析格式测试不同化合物的效果。 我 们 使 用 自 动 化 的 细 胞 成 像 和 分 析ImageXpress Pico 个人型高内涵成像分析系统同时确定钙振荡频率、细胞活力、细胞骨架完整性、细胞凋亡和线粒体功能。测定钙振荡对心肌细胞搏动频率的影响。神经球面体自动成像用于评估活细胞数量，并使用延时成像监测钙振荡。对不同检测结果的多类型复合评估提供了对各种化合物作用机制的更深入了解。实验采用了一组心脏活性药物、神经递质和选定的神经毒性或心脏毒性化合物进行表征分析。总的来说，我们的结果展示了如何利用各种各样的分析来定量筛选 iPSC 心肌细胞和神经元模型中的化学效应，并实现快速和经济有效的多维生物图谱。

用于微流体平台中 3D 神经元网络的形态学表征的高通量测定法

建立生理相关的体外模型对于进一步了解神经疾病的机制以及靶向药物开发至关重要。 iPSC 衍生的神经元显示出对化合物筛选和疾病建模的巨大希望，然而目前已经出现了使用三维 (3D) 培养物作为对神经元细胞的测定开发的有效方法。3D 培养被认为是更接近人类组织的重演方式，包括结构，细胞组织，以及细胞 - 细胞和细胞 - 基质相互作用。 本研究的重点是利用微流控 OrganoPlate 平台培育的 iPSC 衍生神经元开发高通量 3D神经突向外生长测定方案，目标是建立神经 退行性疾病和神经毒理学筛查的 3D 模型 3。OrganoPlate 是一个高通量平台，结合了新近的 3D 细胞培养技术，Phaseguides?和微流体技术 4,5,6。OrganoPlate 包含 96 个适合长期培养活细胞的组织芯片，适用于筛选目的，并且与标准实验室设备或自动化系统兼容，如 ImageXpress Micro Confocal高内涵成像系统。

使用双发射荧光染料监测癌细胞系的线粒体膜电位

从研究疾病到评估药物和环境化合物诱导的毒性反应，基于细胞的测定法通常聚焦于线粒体，旨在监测细胞健康。线粒体功能是整个细胞健康的关键指标，线粒体功能障碍与多种疾病 ( 包括帕金森氏病，阿尔茨海默氏病，心力衰竭，局部缺血性疾病和癌症 ) 的关联密切相关。 1 此外，罕见疾病的发病机制可能由编码线粒体蛋白的基因或线粒体 DNA 中的突变驱动。 1 在整个药物开发和测试过程中，评估线粒体功能是至关重要的。恢复线粒体功能的疗法的发展和靶向癌症线粒体功能障碍的化疗药物的发展就是例证。 3 此外，线粒体功能的评估是临床前药物安全性评估中至关重要的一步，因为线粒体功能障碍可能由药物触发，进而对细胞和组织健康产生不利影响。测量线粒体膜电位 (MMP) 以监测线粒体代谢活性的变化是一种评估线粒体功能的灵敏且有效的方法。线粒体膜电位是检测凋亡过程中线粒体去极化，检测多药耐药细胞以及评估各种毒性筛选中线粒体功能的重要工具。 1-2 MMP 的评估通常使用亲脂性阳离子荧光染料进行。 根据线粒体膜电位的状态，MITO-ID膜电位染料的荧光会发生变化。具体来说，细胞质中它以单体形成存 在，发出绿 色荧 光 (FITC, 530 nM)；在活性线粒体中，它在线粒体基质中聚集而发出橙色荧光 (TRITC,570 nM)。当 MMP 被破坏时，MITO-ID 染料退出去极化线粒体，而以单体形式存在，可以观测到橙色荧光降低到消失。

自动延时成像评估血管生成

血管生成，即由现有血管形成的新血管的过程，是涉及脊椎动物发育和伤口愈合的重要生理现象。血管生成的过程在严格的稳态调节下，受促血管生成和抗血管生成分子的作用控制。这种内稳态的破坏已被证明在各种病理条件下发挥作用。 1 血管生成过程或血管保存的不足涉及多种退行性疾病，如心肌梗塞、神经退行性疾病等。 4 异常的血管生长和异常的血管形态与许多疾病有关，如癌症、慢性炎症和黄斑变性。 1,3-5开发各种以细胞为基础的分析方法来研究血管生成，以及促血管生成化合物和抗血管生成化合物的作用，对于开发治疗癌症、心脏缺血和其他疾病的药物至关重要。成像方法对于评估血管生成很重要，因此使用稳定且精确的成像系统和软件来适当地捕获、分析和量化这种复杂的生物学过程是非常有意义的 。

【应用文章下载】高内涵应用系列手册-类器官应用手册-MolecularDevices

目前随着微流控技术在生物学的应用，利用微流控技术和3D培养技术，能够构建出细胞培养的微环境、活组织培养所需的机械结构和微环境，并能实现药物的梯度浓度变化，利用这些技术能够实现类似于正常器官组成的微型器官结构。这种方法或结构称为“芯片上的器官”（organs-on-chips）或“类器官”。

【应用文章下载】高内涵应用系列手册-ImageXpressMicro高内涵3D细胞球成像检测手册-MolecularDevices

3D 细胞球技术是一种用于生物学研究、药物筛选和药物评价的非常有潜力的技术。由于其能够通量化和规模化，除了新的相关技术用于肿瘤治疗研究外，大部分用于药物的筛选和评价。而对于药物的筛选和评价，通过量化不同干预 / 药物下的细胞球的变化 ( 形态学和功能 ) 都对于药物研究有着重要意义，高准确度、无偏移地对细胞球和细胞球内的细胞进行定量就变得非常重要，这不但会影响药物筛选的结果，对于区分不同 Hit 的药效或作用，尤其是肿瘤个性化治疗效果的体外准确评判，具有非常关键的作用。

【应用文章下载】通过高内涵分析软件进行人体干细胞诱导神经元细胞系的3D模型表征分析-MolecularDevices

开发更复杂的、生物相关的和预测的基于细 胞的化合物筛选方法是药物发现中的一个主 要挑战。三维 (3D) 分析模型的开发和集成 正变得越来越流行，并驱动着生物转化学 的发展。具体而言，3D 培养物具有精致浓 缩了人体组织各方面特征的优点，包括结 构、细胞组织、细胞-细胞和细胞-基质相 互作用，以及更多生理相关的特征延伸。

【应用文章下载】利用基于诱导多能干细胞的神经突生长测定法进行神经毒性和神经元发育的评估-MolecularDevices

虽然神经突向外生长测定主要用于评估发育 神经毒性，但也可用于评估通过检测神经突 收缩的神经变性。此外，该测定还有可能与 评估成年神经元中的神经可塑性相关4。对 于筛选测定，总神经突向外生长通常是指标 报告中最常见的度量标准1,5。利用自动成像 还能够对其他特征进行多参数评估，例如总 分支数和总过程数，以评估化合物可抑制神 经突向外生长的不同方式6,7。

【技术文章下载】使用人类疾病模型生物斑马鱼的高通量成像实验MolecularDevices

目前，基于斑马鱼的筛选由于花费，通量和伦理原因作为一种哺乳动物筛选的替代 受到欢迎。斑马鱼由于其与人类的高度生物相似性，成为一种有用的药物开发模型。在个体学和器官形成研究中体现了其主要器官系统与人类极其相似，且斑马鱼和人类的相似度高达 70 - 80%。

【应用文章下载】看如何利用自动细胞成像系统评价线粒体完整性和膜电位变化MolecularDevices

线粒体功能作为细胞健康度评价的关键指 标，可以通过检测其膜电位变化情况获得相 应数据。线粒体膜电位去极化作为低氧损伤 或氧化应激反应的早期重要的一种信号，阳 离子荧光染料是用于线粒体膜电位评估的有 效工具。我们利用两种已知的氧化磷酸化抑制 剂作为化合物进行短时间 ( 60分钟 ) 的处理。 抗霉素A (Antimycin A) 和氰氯苯腙 (CCCP)。

【应用文章下载】利用自动细胞成像系统分析细胞凋亡Molecular Devices

细胞凋亡是一种发生在多细胞生物体内的程 序性细胞死亡过程！生化反应导致细胞形态 和特征变化及细胞死亡。形态变化包括细胞 收缩、核分裂、染色质凝缩、染色 DNA 分裂 及 mRNA 衰减。细胞凋亡是一种高度调控的 过程，通过内在途经对各种压力源做出响 应，包括饥饿、感染、缺氧和氧化应激反应 等。线粒体损伤在细胞凋亡的启动过程中发 挥重要的作用。

【应用文章下载】利用新型自动细胞成像系统和细胞分析软件进行基于细胞实验的表型分析Molecular Devices

当需要持续获得高质量、高精确的数据时，那么迫切需要一台全自动基于细胞检测实验的多参 数分析系统。一台紧凑的，全自动微孔板图像分析系统可用于多参数实验，如利用诱导多功 能干细胞 (iPSC) 分化为心肌细胞，神经细胞和肝细胞研究中。多重参数包括细胞活力、细胞 凋亡、线粒体膜电位和自噬等对于定义活细胞或固定细胞的毒性机制研究有着重要意义。同 样，我们展现出一些利用无标记细胞分析方式来评价细胞毒性和细胞增殖情况的实例。展示利 用新型自动细胞成像分析系统进行生物学研究和几种实验模型建立，这些都能够对学术及生物 制药领域的研究具有巨大的促进。

【应用文章下载】使用自动细胞成像系统进行细胞毒性评价和细胞活死测定Molecular Devices

细胞活 / 死测定被广泛应用于各种研究领域， 包括各种化合物的细胞毒性作用、实验处理 或基因表达变化的研究。自动细胞成像和分 析系统提供了一种评价细胞活性和细胞死亡 的最佳方法。在本篇应用文献中，我们介绍 了使用 ImageXpress®Pico 自动细胞成像系 统以及 CellReporterXpress 自动图像采集和 分析软件对 EarlyToxTM Live/Dead 检测试剂 处理的细胞进行成像。

【应用文章下载】使用ImageXpressPico自动细胞成像系统进行细胞表型的多参数评估MolecularDevices

自动细胞成像是一种分析化合物对包括细 胞形态，活力和标志物表达在内的细胞表 型的影响的有效方法。这里，我们将展示 ImageXpress® Pico自动细胞成像系统和 CellReporterXpress 自动成像分析软件如 何应用于化合物影响的表型分析。成像和 分析方法可提供工具来鉴定细胞活力，细 胞形态，细胞黏附和伸展，细胞骨架完整 性和线粒体膜电位等多种参数。