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橫河電機發布高通量細胞機能探索系統CV8000
點擊次數：2340 發布時間：2017-9-11
橫河電機發布高通量細胞機能探索系統CellVoyager® CV8000
——為提高新藥開發速度和生物醫學研究效率做貢獻——
CellVoyager CV8000
橫河電機公司發布cellvoyager®cv8000，這是一個功能強化的高通量細胞機能探索系統。
此次CV8000的功能得到強化，改進了細胞培養箱的密封設計，有利于長時間對細胞進行觀察。增加了畫像解析軟件CellPathfinder，可以對未染色的細胞進行畫像，并對畫像進行三維解析。具有這些特性的CV8000系統，對提高研制新藥的速度以及生物學、醫學zui前沿的iPS細胞、ES細胞的基礎研究效率都將發揮巨大貢獻。
CV8000系統將在9月19日至20日在西班牙馬德里召開的SLAS Europe High-Content Screening Conference 2017會議上展示。這個會議由生命科學領域享譽的Society for Laboratory Automation and Screening（SLAS）協會主辦。
開發背景
在開發識別新藥品領域，為了從幾十萬乃至上百萬個化合物中篩選出有希望成為新藥的化合物，高含量分析（HCA）系統被越來越廣泛地使用。HCA系統，是在細胞中投入有可能成為新藥的化合物，投入之后用顯微攝像機觀察細胞內的變化并攝影，對圖像進行解析以確定細胞對化合物產生何種反應的裝置。近年來，成為候選藥物的化合物種類不斷增加，為了加速篩選過程，能夠連續高速自動測試并快速分析大量候選化合物的HCA系統有很大的市場需求。
為了確定候選化合物的藥性和機理，需要對培養細胞的反應進行長時間的觀察。因此，研究者們需要HCA系統能夠提供一個可以長時間培養細胞并進行觀察的環境。
為了便于在顯微鏡下進行觀察，通常用熒光染料對細胞核、線粒體等細胞器進行標記。但是這種做法會對細胞產生影響，所以觀察不染色細胞的需求日益增加。取消耗費工時的染色過程，也可以大幅提高觀察細胞的作業量。然而，不染色的細胞圖像對比度低，很難進行圖像的自動解析。CV8000的開發正是為了對應這樣的需求。
產品特點
- 改善了對活細胞進行長期觀察的培養環境
CellVoyager具有向細胞投入化合物的同時進行攝像及觀察化合物投入前后細胞變化的功能。
這些細胞在有數百個洼孔的微孔板上培養，并用一種特殊裝置進行化合物的分配。雖然這種裝置能夠在捕獲細胞圖像的同時向每個洼孔分配化合物，但是細胞培養箱很難實現*密閉。為了提高密閉性，橫河這次重新設計了這一裝置，使二氧化碳可以保持在一個恒定的水平，微孔板上的細胞在更加均勻的環境中培養，因此可以讓細胞的活性活動持續更長時間。CV8000長時間觀察投入化合物或改變遺傳基因后的活性癌細胞的繁殖和轉移，以及活體心肌細胞的搏動等過程。 - 不染色細胞以及三維圖像分析軟件
CellPathfinder是 CV8000的圖像分析軟件，通過機械學習擁有模式識別功能，能夠識別和解析用明視野顯微鏡*1拍攝的不染色細胞的圖像。這項技術，基于2015年芬蘭Chip-Man公司轉讓給橫河的圖像解析技術，并得以發展。在不同的距離處采集多個重疊的明視野圖像，生成高對比度的鮮明圖像，不需要使用相位差鏡頭*2就可以鮮明地看到細胞的形狀。此外，通過使用新開發的圖像模式識別功能，可以把握隨時間變化的細胞增殖變化。該軟件還提供了一個三維圖像分析功能，用于觀察在類似自然環境條件下生長細胞的立體構造。使用這個功能可以很方便的對細胞的體積，表面積，位置進行量化描述。CellPathfinder也可以用于橫河的共聚焦細胞分析儀CQ1做細胞的高精度定量分析。 - 多色標記細胞的成像時間縮短
關于成像，細胞核和線粒體等細胞器分別用不同的熒光染料進行標記，每一個熒光染料都對應一個固定波長的激光，每個不同波長的熒光染料都需要一個單獨的照相機。如果HCA系統沒有配備與波長種類同等數量的照相機，就必須根據波長的種類進行多次攝像。CellVoyager CV7000搭載3臺照相機，此次CV8000升級為4臺照相機。多色標記細胞的染色多數不超過4種，所以CV8000可以一次捕捉成像。相比CV7000，攝影成像時間縮短了20%。此外，因為可以進行連續拍攝，可以觀察到化合物投入瞬間細胞的快速變化。
可以選擇的激光波長種類，從四種增加到五種，增加了客戶的選擇范圍。CV8000雖然增加了很多功能，但是跟CellVoyager CV7000相比，體積減小40%，重量減少20%，為研究室節省了空間。 - 搭載業界zui級別針孔大小的尼普科夫圓盤
CellVoyager系列采用增強型尼普科夫共焦圓盤*3的顯微透鏡，CV8000搭載25 μm和50 μm兩種尺寸的圓盤，25μm可以用高精度圖像更加清晰地觀察細胞結構，傳統的50 μm圓盤適合觀察弱熒光條件下的細胞。根據樣品的條件，用戶可以選擇不同尺寸的圓盤以獲得清晰的圖像。
主要目標市場
制藥公司的研發部、藥物研究機構、生物學和醫學的基礎研究機構。
應用
新藥候選化合物的篩選、iPS細胞及ES細胞的再生醫學研究、藥物發現及應用研究、細胞功能分析、組織形成的研究。
CellVoyager
高通量篩選系統 (HTS)是對新藥的候選化合物進行快速篩選的系統。篩選的方法有很多種，高含量分析（HCA）是從目標細胞的顯微鏡圖像數據入手，對每個細胞內隨時間變化的多個參數進行解析，從而得到高精度客觀篩選結果的方法。橫河的CellVoyager是進行高速篩選的HCA系統。使用了可以實時觀察活體細胞的共焦掃描單元，為了同時高速觀察多個樣品，使用了高精度定位技術的驅動裝置（這項技術zui初開發是為了應用于半導體和液晶制造等行業）。橫河在2009年發布了CellVoyager CV6000，在2011年發布了CellVoyager CV7000。憑借業界zui快的篩選速度*4、zui高的分辨率*4以及連續攝取圖像，可以在化合物投入前后連續觀察細胞的變化，CellVoyager必將在提高新藥開發速度及提高生物醫學研究效率方面作出更大貢獻。
*1: 是一種使用的顯微鏡，可以用燈照亮沒有用熒光染料標記的樣品。
*2: 與明視野顯微鏡一起使用的一種透鏡，能對其他透明物體進行高對比度觀察。
*3: 一個有多針孔、可以聚焦激光的螺旋式旋轉圓盤。
*4: 根據2017年9月橫河公司的市場調查。
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