活细胞成像常见问题解答

什么是活细胞成像？

活细胞成像是一种显微镜检查技术，它允许研究人员在较长时间内实时观察和记录活细胞。它用于研究动态细胞过程，例如细胞分裂、迁移、细胞内信号传导以及与环境的各种相互作用。活细胞成像系统必须维持温度、湿度和 CO₂ 水平等条件的稳定，以保证细胞在整个实验过程中存活并保持健康。

先进的成像技术和活细胞成像软件也被用于在捕捉高分辨率延时图像的同时，最大限度地减少光毒性和光漂白。这项技术对于了解细胞在自然状态下的行为和功能至关重要，有助于细胞生物学、神经科学和癌症研究等领域的发现。

活细胞成像和固定细胞成像有什么区别？

活细胞成像和固定细胞成像都是细胞生物学中必不可少的技术，但它们用途不同，各有优势。

• 活细胞成像使研究人员能够实时观察活细胞，从而可以研究正在发生的动态生物过程，例如细胞迁移、分裂、细胞内运输和信号转导。由于细胞仍然存活，因此该技术需要仔细的环境控制（例如温度、二氧化碳水平、湿度）来维持细胞健康，还需要成像系统来最大限度地减少光毒性和光漂白。

• 另一方面，固定细胞成像则是在特定时间点通过化学固定剂对细胞进行保存。该过程会停止所有细胞活动，使研究人员能够使用更强烈的染色方法和更高分辨率的成像，而无需担心细胞活力。固定细胞成像非常适合进行详细的结构分析，例如观察细胞器、蛋白定位或细胞结构，但无法追踪动态过程或随时间的变化。

活细胞成像有哪些优势？

活细胞成像具有几个关键优势。它使研究人员能够实时观察细胞过程，从而对细胞行为、各种相互作用以及对刺激的反应提供动态的见解。该技术能够对细胞分裂、迁移和细胞内运输等事件进行延时研究，而静态成像方法无法做到这一点。它还可通过捕捉细胞的自然、生命状态，支持对生物系统进行更精确的建模。

如何进行活细胞成像？

活细胞成像通过先进的显微镜检查技术，利用时间延迟记录，捕捉活细胞随着时间推移的图像。将细胞置于显微镜载物台上受控的环境中，精确维持温度、湿度和 CO₂ 水平，以确保细胞在成像过程中保持存活与健康状态。专门的成像系统，如荧光、共聚焦或 TIRF 显微镜检查，被用于可视化特定的细胞组分或过程。软件协调成像过程，使研究人员能够自动收集数据，并精确控制焦点、照明和时间。该系统能够实时连续观察动态细胞活动。

用于活细胞成像的显微镜有哪些类型？

活细胞成像可以使用多种类型的显微镜进行，具体取决于样品、成像深度、分辨率要求和实验持续时间。可选的设备包括荧光显微镜、倒置显微镜和旋转盘共聚焦系统。倒置显微镜配置通常是首选，因为它们支持细胞培养容器，如培养皿、烧瓶和多孔板。

适用于常规观察和成像，APEXVIEW™ APX100 台式荧光显微镜支持高效的活细胞工作流程。针对更高级应用，IXplore IX85 倒置显微镜平台是一款完全模块化的活细胞成像和动态过程成像解决方案。凭借业界领先的 26.5 mm 视场数 (FN) 和端到端的成像功能，IXplore IX85 帮助研究人员在一次成像中获取更多信息，同时显著缩短采集时间。

如何在活细胞成像过程中维持细胞的存活？

要在活细胞成像过程中维持细胞存活，显微镜系统必须确保环境条件稳定，以支持细胞的正常健康。这通常包括控制温度、二氧化碳浓度、湿度，以及在需要时控制氧气水平。成像装置还应容纳合适的培养容器，并有助于减少长时间实验过程中的蒸发。

稳定的对焦、低光毒性和柔和的照明同样重要。环境控制配件、培养系统以及优化的成像软件有助于在拍摄持续数分钟、数小时或数天的图像时保持一致的条件。

什么是光毒性？如何才能最大限度地减少光毒性？

光毒性是指在成像过程中，尤其是荧光显微镜检查时，由光照导致的细胞损伤。过量的激发光会使细胞应激，改变其行为，或降低细胞活力，从而影响实验结果。

可通过降低照明强度、缩短曝光时间、使用更灵敏的相机或探测器，以及采用减少不必要的光照的成像方法，最大限度地减少光毒性。研究人员还可优化荧光团的选择，增加时间点之间的间隔，限制通道的数量，并使用支持高效图像采集的软件工具。在适当情况下，无标记成像方法可进一步减少光对活细胞的应激。

哪种活细胞成像系统最适合我的应用？

合适的活细胞成像系统取决于您的样本类型、所需分辨率、成像速度、通量和实验持续时间。对于核心实验室的常规荧光成像，台式荧光显微镜操作简便，适合各个级别的用户使用。对于长期延时研究，通常建议使用具有环境控制和聚焦稳定性的倒置式活细胞成像显微镜。

对于快速的细胞内动态变化或较厚的样本，旋转盘共聚焦显微镜系统 (spinning disk confocal microscope system) 有助于平衡光学切片、速度和细胞活性。如果您的应用需要更高的分辨率，超分辨率旋转盘系统 (super-resolution spinning disk system) 可提供超微小细胞动态变化的精细细节。对于自动化检测、多孔板和定量分析，高内涵筛选工作站 (high-content screening station) 支持高通量活细胞工作流程。

能对不带荧光标记的活细胞进行成像吗？

通过无标记成像技术，如相位对比、微分干涉对比、浮雕对比或其他透射光方法，可对活细胞进行成像，而无需荧光标记。这些方法适用于在不引入荧光探针的情况下监测细胞形态、汇合度、迁移、增殖以及整体细胞健康。

无标记成像常用于长期研究，因为它能减少光毒性并避免标记带来的潜在变化。当研究人员需要可视化特定蛋白、细胞器、信号活动或各种相互作用时，荧光成像通常是优先选择。

什么是延时成像，以及可对活细胞成像多长时间？

延时成像以设定的时间间隔采集图像序列，用以呈现活细胞随时间推移而发生的变化。它常用于研究细胞分裂、迁移、分化、细胞内运输、伤口愈合、类器官生长以及对治疗的反应。

活细胞延时实验的持续时间取决于细胞类型、成像条件、采样间隔、照明剂量和环境稳定性。有些实验只需几分钟或几小时，而有些实验则可以持续数天，前提是温度、二氧化碳、湿度、聚焦和照明都得到精心控制。对于长期成像，目标是在最大限度减少对细胞应激的同时收集足够的数据，以回答生物学问题。

活细胞成像能否实现自动化或用于高内涵筛选？

活细胞成像可自动化应用于延时实验、多点成像、Z 轴叠加采集、多孔板成像和定量图像分析。自动化不仅有助于提高一致性，减少人工操作，还能捕捉多个样本或条件下的动态事件。

在高内涵筛选中，自动化活细胞成像系统能够获取并分析来自多孔板的大型图像数据集。scanR 高内涵筛选工作站支持对生物样本的自动图像采集与分析，使其适用于实验开发、活细胞分析和定量筛选工作流程。

活细胞成像使用什么软件？

Evident 的 cellSens™ 软件涵盖从简单的图像采集到高级多维实验的活细胞成像工作流程。根据配置的不同，cellSens 软件可以支持延时拍摄、5D 成像、对象测量、汇合度分析、跟踪、反卷积以及 AI 赋能的分析，适用于细胞计数和无标记细胞核检测等应用。