無(wú)標(biāo)記活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)-Q-Phase

—— 一項(xiàng)真正的無(wú)標(biāo)記細(xì)胞成像技術(shù)

    Q-Phase是Telight公司推出的一款多模態(tài)全息顯微鏡，具備細(xì)胞的定量相位成像（QPI）功能，提供一種全新的高清晰、高對(duì)比、低光毒性的成像模式。QPI技術(shù)能夠通過(guò)測(cè)量細(xì)胞邊界和質(zhì)量來(lái)直接檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)部細(xì)微變化，能夠在真正的無(wú)標(biāo)記情況下對(duì)細(xì)胞進(jìn)行有效識(shí)別和區(qū)分。配合熒光、DIC、明場(chǎng)等多種工作模式，為您帶來(lái)佳的活細(xì)胞觀測(cè)體驗(yàn)。

☆  真正的無(wú)標(biāo)記成像細(xì)胞術(shù)

☆  高采集速度，低光毒性

☆  亞細(xì)胞器結(jié)構(gòu)高對(duì)比成像及追蹤并且無(wú)需標(biāo)記

☆  直接探測(cè)細(xì)胞質(zhì)量分布變化

☆  多種成像模式：熒光、寬場(chǎng)、DIC、QPI等

☆  全自動(dòng)數(shù)據(jù)分析

設(shè)備特點(diǎn)

QPI 技術(shù)

    Q-Phase采用了全息相干光顯微鏡（QPI）技術(shù)，能夠提供超高的細(xì)胞成像質(zhì)量，獲取的圖像能夠直接用于測(cè)量細(xì)胞質(zhì)量，并提供高對(duì)比度的高清晰圖像。

高對(duì)比圖像：OPI成像亮度正比于細(xì)胞的折射率和厚度，從而提供了無(wú)與倫比的圖像，無(wú)需任何標(biāo)記即可實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞成像。

透明化物質(zhì)可見(jiàn)：OPI甚至能觀測(cè)到細(xì)微細(xì)胞器的質(zhì)量變化，即使透明的細(xì)胞也沒(méi)有任何問(wèn)題！

高清晰質(zhì)量分布圖：OPI能夠探測(cè)細(xì)胞內(nèi)的各種細(xì)胞器，如細(xì)胞核、液泡等，并且無(wú)需標(biāo)記。

全自動(dòng)數(shù)據(jù)分析

    Q-Phase具備全自動(dòng)成像、識(shí)別、數(shù)據(jù)分析的功能，對(duì)于細(xì)胞樣本實(shí)現(xiàn)一體化的檢測(cè)，直接呈現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果。

多種成像模式

    Q-Phase也具備其它成像模式，例如寬場(chǎng)熒光、DIC、明場(chǎng)或高通濾波相位，能夠在多個(gè)維度研究細(xì)胞形態(tài)，并可將這些圖像自由組合。Q-Phase系統(tǒng)具備高自動(dòng)化的圖像拍攝、處理功能(延時(shí)、多位置、多通道、Z堆棧)，并且為長(zhǎng)時(shí)間活細(xì)胞拍照進(jìn)行過(guò)優(yōu)化。

測(cè)試數(shù)據(jù)

    高清晰度QPI圖像允許系統(tǒng)自動(dòng)基于細(xì)胞邊界自動(dòng)識(shí)別細(xì)胞，并且能夠定量所識(shí)別細(xì)胞的質(zhì)量分布。尤其適合大量細(xì)胞同時(shí)監(jiān)測(cè)。由于基于QPI的分割非常快，這使得整個(gè)系統(tǒng)能夠同時(shí)追蹤數(shù)千個(gè)細(xì)胞的變化。此外配合熒光數(shù)據(jù)能夠更為高效的探究細(xì)胞的行為學(xué)變化。

PC-3 cells.(Segmentation of QPI data, 10x obj.)

Fucci-expressing NMuMG cells. A. Segmentation of QPI data. B. Segmentation of QPI data corrected by nuclear fluorescence.

應(yīng)用案例

■  細(xì)胞重量變化研究

    QPI技術(shù)能夠?qū)?xì)胞微小的質(zhì)量變化進(jìn)行監(jiān)控，具備極高的靈敏度。并且能夠同時(shí)分析細(xì)胞的各種形態(tài)變化，諸如質(zhì)量變化、面積、方向性等。這種對(duì)于大批量細(xì)胞的精確分析能力能夠?yàn)槟[瘤的起源和腫瘤耐藥性的研究提供諸多幫助。

Role of entosis in oxidative stress resistance of PC-3 prostate cancer cells. 

參考文獻(xiàn)：Balvan J, Gumulec J, Raudenska M, Krizova A, Stepka P, Babula P, et al. (2015) Oxidative Stress Resistance in Metastatic Prostate Cancer: Renewal by Self-Eating. PLoS ONE 10(12): e0145016. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0145016

■  干細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間無(wú)標(biāo)記成像及細(xì)胞周期研究

    干細(xì)胞分化對(duì)于組織再生修復(fù)具有重要意義。為醫(yī)學(xué)、干細(xì)胞治療和發(fā)育生物學(xué)提供了許多新的研究方向。然而，傳統(tǒng)的標(biāo)記方案對(duì)于干細(xì)胞研究難免會(huì)對(duì)珍貴的干細(xì)胞造成不同程度的損傷。Q-Phase研究細(xì)胞時(shí)采用非入侵無(wú)標(biāo)記的方式進(jìn)行了采集，能夠提供高速，高通量的細(xì)胞表征和分析。

Time-lapse differentiation of human embryonic stem cells. Samples provided by Dr. Jaro?, Faculty of Medicine, Masaryk University, Brno

    細(xì)胞周期的變化是細(xì)胞的基本特征。細(xì)胞周期的研究在傳統(tǒng)上依靠對(duì)特定的標(biāo)記或使用轉(zhuǎn)基因系統(tǒng)，使得很難在不干擾細(xì)胞的情況下確定細(xì)胞周期階段。Q-Phase獨(dú)有的QPI模式能夠在無(wú)標(biāo)記的情況下監(jiān)控細(xì)胞生長(zhǎng)以及形態(tài)學(xué)和單細(xì)胞水平的表型變化。

QPI images illustrating cell   morphology at marked out points in the life cycle of LW13K2 cell

Changes in cellular mass and area during the cell cycle of LW13K2 cell. The value of mass has deen doubled between two mitosis.

■  精子的運(yùn)動(dòng)分析研究

    精子計(jì)數(shù)測(cè)試能夠分析人類精子的健康和活力。精子分析方法需要測(cè)量影響精子健康的三大因素：精子數(shù)量，精子的形狀和運(yùn)動(dòng)。然而，精子細(xì)胞通常很獲得標(biāo)準(zhǔn)顯微圖像。Q-Phase提供了一個(gè)快速可靠的精子細(xì)胞識(shí)別方法，從而便于快速評(píng)估精液中精子的數(shù)量和質(zhì)量。

Semen analysis by Q-Phase system

■  在三維基質(zhì)和不透明環(huán)境中成像：膠原基質(zhì)中的細(xì)胞成像研究

    三維環(huán)境中腫瘤細(xì)胞行為的觀察與分析對(duì)于充分理解腫瘤侵襲性和轉(zhuǎn)移形成具有十分重要的意義。然而，這樣的實(shí)驗(yàn)在不使用特殊標(biāo)記的情況下是很難的檢測(cè)到的。通過(guò)Q-Phase所獨(dú)有的QPI技術(shù)就能夠使這一觀察成為可能。癌細(xì)胞即使在分散的環(huán)境中，如三維膠原蛋白矩陣中也能夠被清晰觀測(cè)。

Migration of mesenchymal HT1080 cell within collagen matrix. Changes of mass distribution in migrating cell were analyzed by calculating the dynamic phase differences between consequent images.

發(fā)表文章

? L. Pastorek, et al.: Holography microscopy as an artifact-free alternative to phase-contrast, Histochem Cell Biol. 149(2), 2018.

? S. Dostalova, et al.: Prostate-Specific Membrane Antigen-Targeted Site-Directed Antibody-Conjugated Apoferritin Nanovehicle Favorably Influences In Vivo Side Effects of Doxorubicin, Scientific Reports 8:8867, 2018.

? B. Gal, et al.: Distinctive behaviour of live biopsy-derived carcinoma cells unveiled using coherence-controlled holographic microscopy, PLoS One 12(8), 2017.

? L. Strbkova, et al.: Automated classification of cell morphology by coherence-controlled holographic microscopy, J. Biomed. Opt. 22(8), 2017.

? L. Strbkova, et al.: The adhesion of normal human dermal fibroblasts to the cyclopropylamine plasma polymers studied by holographic microscopy, Surface and Coatings Technology 295, 2016.

? J. Collakova, et al.: Coherence-controlled holographic microscopy enabled recognition of necrosis as the mechanism of cancer cells death after exposure to cytopathic turbid emulsion, J. Biomed. Opt. 20(11), 2015

用戶單位

Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics (MPI-CBG), Dresden, Germany

University of North Florida & Mayo Clinic, Jacksonville, USA

Masaryk University Brno, Czech Republic, Faculty of Medicine, Department of Pathological Physiology

Brno University of Technology, Experimental Biophotonics Group

Institute of Molecular Genetics AS CR, Prague, Czech Republic, Laboratory of Light Microscopy and Cytometry