今天是：2023年08月28日
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活细胞成像技术--活细胞成像工作站介绍--创博环球（北京）生物科技有限公司整理
我们知道以往的固定组织揭示了非常多的自然秘密，给了我们很大的启示，现在的科学研究则向在最真实的条件下观察自然发展。纵观显微镜的历史，直到15年前，科学家主要还是处理死细胞。现在，活细胞的应用已经非常普及了。
加拿大McGill大学成像实验室主任Claire M.Brown表示，要达到这个研究目的，我们非常需要一个不损坏细胞的封闭环境、且具有比较理想的成像条件。这一条件尤其对于进行动态、三维成像的多标记样品来说尤其重要。让人高兴的是，近年来在光学设计、多灵敏检测器、优选探针和先进软件方面的改善，使得这一切成为可能。今天的活细胞工作站，不仅仅限于观察，目前的趋势已经从结构或细胞器的分析，转向了功能的相互影响观察研究。
目前，科学家可以便利的购买到活组织应用的整合新设备，而不用将系统简单的拼凑在一起。如，”Leica、Zeiss、Olympus和Nikon公司都提供适用于活细胞的倒置研究型显微镜。这些设备可以手动，也可以完全自动化。其他公司也将活细胞成像与高分辨率有机的结合在一起。Leica公司市场部经理表示：“Leica TCSSP5宽带激光共聚焦显微镜将活细胞功能成像与单一的结构共聚焦系统中的最高分辨率结构成像结合在一起，实现了两者的实时结合。”Leica的全内发射荧光显微镜（AMTIRF）对分子和膜运输之间的囊泡转运、相互作用成像尤其有用。在照明波动中，这种设备也能控制照明的深度以及传播方向。Nelson认为，计算机对这些变量的完全控制，确保了精确的、可重复的成像效果。
Nikon活细胞成像工作站
Nikon的TE2000倒置显微镜系列，也为活细胞成像提供了便利。共聚焦和外荧光成像技术相结合，同时为观察样品提供帮助。此外，串联显微镜包括降噪器，这种特殊的装置可以吸收掉光路上的杂光，将信噪比（S/N）提升五倍以上，使荧光影像观察、撷取更为清晰。微速摄影成像正逐渐变得重要起来。Olympus和其他几家公司提供了零点漂移聚焦补偿系统设备，确保了超时获得的成像效果仍然色彩鲜明。
Okolab活细胞成像工作站
当成像时间增加时，细胞需要更好的环境调控。Okolab公司为显微镜下的细胞提供的是与传统培养箱一样的环境。为了评估显微镜培育器的性能，Okolab公司将新设备与常规的CO2培养箱进行了比较，测试结果表明，Okolab显微镜之下的细胞环境与常规培养箱中的湿度、CO2、温度条件相同。
在实验中，必须保证细胞在照明的条件下也能存活。幸运的是，新探针只需要较少的光就可以被激发，并且改良的照相机只需要很少量的荧光。成像应用专家菲利说道：“需要的光少，曝光时间就更短。”产生的光毒性和光漂白作用就轻，细胞没有受到损坏，就能进行更长时间的成像实验。成像技术在瞬时清晰度性能方面的改善，让研究人员获得了更多的信息。
Olympus活细胞成像工作站
说起近几年最让人激动的进展，应该是“有更多更好的生物学标记”，尤其是荧光染料，让科学家标记更准确。改善的探针，灵敏的共聚焦系统，能以非常高的速度获得多维信息。“探针改良部分来自于激发波长的扩展。例如，较长的波长在低能量的情况下就可以激发，而这样做对活细胞来说要温和得多。Olympus的显微镜是为近红外光设计的。因此，可以在样品内部更深的地方成像。用户也可以从绿色光转换到近红外光，而不需要调整显微镜的焦距。通过改善镜片标准和涂层技术，Olympus的显微镜在一个更广范围的波长上具有优秀的颜色校正性能。快速的激发变化改善了实验的精确性。采用共区域化研究，并且对细胞的不同部分进行染色，就可以获得一个五彩缤纷的成像效果。激发波长之间的快速转换可以让不同的探针在相同的瞬间进行成像。
虽然各方面的进展不少，但活细胞成像仍然受到数据处理这一老生常谈问题的困扰。正如Brown所说，活细胞成像通常忽略数据的处理，认为成像处理和分析过程是最费时的方面，这一过程需要受过高度训练的专家。其实，活细胞成像另一个问题是数据处理，很容易产生30~60G的文件。因此，许多公司也考虑解决软件的问题。PerkinElmer公司的PaulOrange表示：“我们已经获得了所有这些高性能的成像设备，但是人们也需要一个用户友好型的软件进行工作，以提供强大的功能。”
Okolab公司的OKO-Vision也是可以进行活细胞应用的显微镜。Luca介绍道：“我们的软件分成几个模块，这样用户就可以选择自己所需要的那部分，包括基础的二微微速摄影，多通道或自动样本扫描操作。我们的目标是让用户不需要程序设计，软件就能执行准确对焦操作。”
目前，活细胞成像方面的进展仍然在不断涌现。快速的、不断改善的动态分析方法，将对活细胞内部的功能蛋白质进行更好的研究。成像专家也在进一步推动原位成像的真实性。人们不仅想去观察一个动物体中的一个细胞，并且用显微镜进行成像，而且也期望看到全貌。你将会看到越来越多的整体动物的成像。对活细胞成像来说，能同时进行成像，并且区别多重荧光信号将变得越来越重要。最终，这个领域将进化到活动物成像。当然，要想实现这一过程，从器官、系统水平到分子水平的生命过程的观察，将需要光学、检测器、探针和软件等各方面的不断进步。
我们知道以往的固定组织揭示了非常多的自然秘密，给了我们很大的启示，现在的科学研究则向在最真实的条件下观察自然发展。纵观显微镜的历史，直到15年前，科学家主要还是处理死细胞。现在，活细胞的应用已经非常普及了。
加拿大McGill大学成像实验室主任Claire M.Brown表示，要达到这个研究目的，我们非常需要一个不损坏细胞的封闭环境、且具有比较理想的成像条件。这一条件尤其对于进行动态、三维成像的多标记样品来说尤其重要。让人高兴的是，近年来在光学设计、多灵敏检测器、优选探针和先进软件方面的改善，使得这一切成为可能。今天的活细胞工作站，不仅仅限于观察，目前的趋势已经从结构或细胞器的分析，转向了功能的相互影响观察研究。
目前，科学家可以便利的购买到活组织应用的整合新设备，而不用将系统简单的拼凑在一起。如，”Leica、Zeiss、Olympus和Nikon公司都提供适用于活细胞的倒置研究型显微镜。这些设备可以手动，也可以完全自动化。其他公司也将活细胞成像与高分辨率有机的结合在一起。Leica公司市场部经理表示：“Leica TCSSP5宽带激光共聚焦显微镜将活细胞功能成像与单一的结构共聚焦系统中的最高分辨率结构成像结合在一起，实现了两者的实时结合。”Leica的全内发射荧光显微镜（AMTIRF）对分子和膜运输之间的囊泡转运、相互作用成像尤其有用。在照明波动中，这种设备也能控制照明的深度以及传播方向。Nelson认为，计算机对这些变量的完全控制，确保了精确的、可重复的成像效果。
Nikon活细胞成像工作站
Nikon的TE2000倒置显微镜系列，也为活细胞成像提供了便利。共聚焦和外荧光成像技术相结合，同时为观察样品提供帮助。此外，串联显微镜包括降噪器，这种特殊的装置可以吸收掉光路上的杂光，将信噪比（S/N）提升五倍以上，使荧光影像观察、撷取更为清晰。微速摄影成像正逐渐变得重要起来。Olympus和其他几家公司提供了零点漂移聚焦补偿系统设备，确保了超时获得的成像效果仍然色彩鲜明。
Okolab活细胞成像工作站
当成像时间增加时，细胞需要更好的环境调控。Okolab公司为显微镜下的细胞提供的是与传统培养箱一样的环境。为了评估显微镜培育器的性能，Okolab公司将新设备与常规的CO2培养箱进行了比较，测试结果表明，Okolab显微镜之下的细胞环境与常规培养箱中的湿度、CO2、温度条件相同。
在实验中，必须保证细胞在照明的条件下也能存活。幸运的是，新探针只需要较少的光就可以被激发，并且改良的照相机只需要很少量的荧光。成像应用专家菲利说道：“需要的光少，曝光时间就更短。”产生的光毒性和光漂白作用就轻，细胞没有受到损坏，就能进行更长时间的成像实验。成像技术在瞬时清晰度性能方面的改善，让研究人员获得了更多的信息。
Olympus活细胞成像工作站
说起近几年最让人激动的进展，应该是“有更多更好的生物学标记”，尤其是荧光染料，让科学家标记更准确。改善的探针，灵敏的共聚焦系统，能以非常高的速度获得多维信息。“探针改良部分来自于激发波长的扩展。例如，较长的波长在低能量的情况下就可以激发，而这样做对活细胞来说要温和得多。Olympus的显微镜是为近红外光设计的。因此，可以在样品内部更深的地方成像。用户也可以从绿色光转换到近红外光，而不需要调整显微镜的焦距。通过改善镜片标准和涂层技术，Olympus的显微镜在一个更广范围的波长上具有优秀的颜色校正性能。快速的激发变化改善了实验的精确性。采用共区域化研究，并且对细胞的不同部分进行染色，就可以获得一个五彩缤纷的成像效果。激发波长之间的快速转换可以让不同的探针在相同的瞬间进行成像。
虽然各方面的进展不少，但活细胞成像仍然受到数据处理这一老生常谈问题的困扰。正如Brown所说，活细胞成像通常忽略数据的处理，认为成像处理和分析过程是最费时的方面，这一过程需要受过高度训练的专家。其实，活细胞成像另一个问题是数据处理，很容易产生30~60G的文件。因此，许多公司也考虑解决软件的问题。PerkinElmer公司的PaulOrange表示：“我们已经获得了所有这些高性能的成像设备，但是人们也需要一个用户友好型的软件进行工作，以提供强大的功能。”
Okolab公司的OKO-Vision也是可以进行活细胞应用的显微镜。Luca介绍道：“我们的软件分成几个模块，这样用户就可以选择自己所需要的那部分，包括基础的二微微速摄影，多通道或自动样本扫描操作。我们的目标是让用户不需要程序设计，软件就能执行准确对焦操作。”
目前，活细胞成像方面的进展仍然在不断涌现。快速的、不断改善的动态分析方法，将对活细胞内部的功能蛋白质进行更好的研究。成像专家也在进一步推动原位成像的真实性。人们不仅想去观察一个动物体中的一个细胞，并且用显微镜进行成像，而且也期望看到全貌。你将会看到越来越多的整体动物的成像。对活细胞成像来说，能同时进行成像，并且区别多重荧光信号将变得越来越重要。最终，这个领域将进化到活动物成像。当然，要想实现这一过程，从器官、系统水平到分子水平的生命过程的观察，将需要光学、检测器、探针和软件等各方面的不断进步。
