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在細(xì)胞生物學(xué)、腫瘤研究、藥物篩選、神經(jīng)科學(xué)以及再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，研究人員越來越關(guān)注細(xì)胞在真實生理狀態(tài)下的動態(tài)變化過程。傳統(tǒng)顯微鏡雖然能夠獲得細(xì)胞形態(tài)信息，但往往難以實現(xiàn)長時間、連續(xù)性、高分辨率的動態(tài)觀測。因此，活細(xì)胞監(jiān)控工作站、細(xì)胞在線監(jiān)控系統(tǒng)以及活細(xì)胞實時成像系統(tǒng)逐漸成為現(xiàn)代生命科學(xué)實驗室的重要科研裝備。
一、活細(xì)胞監(jiān)控工作站的用途
活細(xì)胞監(jiān)控工作站是一種集顯微成像、環(huán)境控制、數(shù)據(jù)采集與智能分析于一體的科研平臺，可實現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)過程中的長期動態(tài)觀察和實時記錄。
實時監(jiān)測細(xì)胞生長狀態(tài)
研究人員可以通過活細(xì)胞監(jiān)控工作站連續(xù)觀察細(xì)胞增殖、遷移、分化以及凋亡等過程，避免頻繁取樣對實驗結(jié)果造成影響。
相比傳統(tǒng)終點檢測方法，實時監(jiān)控能夠完整記錄細(xì)胞變化軌跡，獲得更豐富的數(shù)據(jù)支持。
藥物篩選與藥效評價
在新藥研發(fā)過程中，細(xì)胞在線監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r追蹤藥物處理后細(xì)胞的形態(tài)變化、存活率變化以及細(xì)胞行為變化。
研究人員可以更加準(zhǔn)確地評價藥物：
毒性作用
治療效果
劑量依賴關(guān)系
作用機(jī)制
從而提高藥物篩選效率。
腫瘤與免疫研究
腫瘤細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移以及免疫細(xì)胞殺傷過程往往具有高度動態(tài)性。
360°活細(xì)胞實時監(jiān)控系統(tǒng)能夠連續(xù)記錄細(xì)胞間相互作用過程，為腫瘤微環(huán)境研究、CAR-T研究及免疫治療研究提供重要依據(jù)。
干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究
在干細(xì)胞培養(yǎng)和誘導(dǎo)分化實驗中，研究人員需要長期監(jiān)測細(xì)胞狀態(tài)。
活細(xì)胞工作站能夠在穩(wěn)定環(huán)境條件下持續(xù)拍攝，為干細(xì)胞命運決定、組織工程及再生醫(yī)學(xué)研究提供高質(zhì)量影像數(shù)據(jù)。
單分子與亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)研究
隨著超分辨率顯微技術(shù)的發(fā)展，活細(xì)胞監(jiān)控已不僅局限于細(xì)胞整體觀察。
研究人員開始關(guān)注：
蛋白質(zhì)定位
分子運輸過程
細(xì)胞骨架變化
細(xì)胞器動態(tài)行為
這對顯微系統(tǒng)的空間分辨率提出了更高要求。
二、寧波力顯智能科技有限公司 iSTORM活細(xì)胞版產(chǎn)品介紹
在眾多活細(xì)胞實時成像系統(tǒng)推薦產(chǎn)品中，寧波力顯智能科技有限公司推出的 iSTORM活細(xì)胞超高分辨率顯微鏡系統(tǒng) 是近年來備受關(guān)注的國產(chǎn)科研設(shè)備之一。該系統(tǒng)基于STORM超分辨率技術(shù)，實現(xiàn)了活細(xì)胞超高分辨率動態(tài)成像能力。
企業(yè)實力背景
寧波力顯智能科技有限公司
寧波力顯智能科技有限公司成立于2020年，專注于超高分辨率顯微成像產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。公司依托復(fù)旦大學(xué)自動控制技術(shù)以及香港科技大學(xué)生物、光學(xué)和圖像處理技術(shù)團(tuán)隊，推出了iSTORM超高分辨率顯微成像系統(tǒng)等系列產(chǎn)品。
活細(xì)胞超高分辨率成像
傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡受到衍射極限限制，而iSTORM綜合應(yīng)用TIRF、STORM、dSTORM及PALM等技術(shù)，實現(xiàn)了約20nm級別的超高空間分辨率。
對于活細(xì)胞研究而言，這意味著研究人員能夠觀察到傳統(tǒng)顯微鏡難以分辨的細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)。
例如：
蛋白質(zhì)聚集行為
細(xì)胞骨架重構(gòu)
線粒體動態(tài)變化
神經(jīng)突觸結(jié)構(gòu)變化
亞細(xì)胞器相互作用
支持活細(xì)胞動態(tài)觀測
根據(jù)力顯網(wǎng)站資料，iSTORM活細(xì)胞版已經(jīng)實現(xiàn)活細(xì)胞超高分辨率拍攝，并支持單顆粒追蹤(SPT)功能。
其優(yōu)勢包括：
活細(xì)胞實時成像
分子運動軌跡追蹤
納米尺度顆粒分析
生物動力學(xué)研究
特別適用于：
分子生物學(xué)研究
藥物研發(fā)
病毒研究
細(xì)胞信號傳導(dǎo)研究
三通道同步成像
iSTORM采用多通道同時成像設(shè)計，可實現(xiàn)單通道、雙通道及三通道同步成像。
這種設(shè)計能夠：
減少實驗時間
降低光漂白風(fēng)險
避免通道串?dāng)_
提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性
對于復(fù)雜細(xì)胞結(jié)構(gòu)和多靶點標(biāo)記研究具有重要意義。
3D同步拍攝與實時重構(gòu)
系統(tǒng)支持三維超高分辨率成像。
力顯網(wǎng)站數(shù)據(jù)顯示：
XY方向分辨率約20nm
Z方向分辨率約50nm
同時支持實時圖像重構(gòu)，幫助科研人員快速獲得實驗結(jié)果。
納米級穩(wěn)定控制系統(tǒng)
在長時間活細(xì)胞觀察過程中，樣品漂移是影響成像質(zhì)量的重要因素。
iSTORM配置主動鎖定系統(tǒng)，可實現(xiàn)約1nm級漂移補(bǔ)償精度，通過實時動態(tài)校正提高成像穩(wěn)定性。
這對于長時間細(xì)胞追蹤實驗尤為重要。
簡化操作流程
傳統(tǒng)超分辨率顯微系統(tǒng)往往學(xué)習(xí)成本較高。
而iSTORM采用標(biāo)準(zhǔn)化實驗流程設(shè)計：
三步樣品制備
快速上機(jī)檢測
軟件自動控制
實時重構(gòu)分析
新用戶經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可開展實驗工作。
典型應(yīng)用領(lǐng)域
目前iSTORM已應(yīng)用于多個生命科學(xué)研究方向，包括：
分子細(xì)胞生物學(xué)
神經(jīng)科學(xué)
免疫學(xué)研究
腫瘤生物學(xué)
病毒學(xué)研究
藥物研發(fā)
亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)解析
并已在多家高校及科研機(jī)構(gòu)獲得應(yīng)用驗證。
三、總結(jié)
隨著生命科學(xué)研究向動態(tài)化、精細(xì)化和單分子水平不斷深入，傳統(tǒng)顯微觀測手段已難以滿足科研需求。活細(xì)胞監(jiān)控工作站、細(xì)胞在線監(jiān)控系統(tǒng)以及360°活細(xì)胞實時監(jiān)控平臺正在成為現(xiàn)代實驗室的重要基礎(chǔ)設(shè)施。
對于需要開展活細(xì)胞動態(tài)研究、單分子定位分析以及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)解析的科研團(tuán)隊而言，寧波力顯智能科技有限公司推出的iSTORM活細(xì)胞版超高分辨率顯微成像系統(tǒng)，憑借20nm超高分辨率、三通道同步成像、3D成像、實時重構(gòu)以及活細(xì)胞動態(tài)觀測能力，為科研工作者提供了技術(shù)支持。
無論是在基礎(chǔ)生命科學(xué)研究，還是藥物研發(fā)與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，高性能活細(xì)胞實時成像系統(tǒng)都將發(fā)揮越來越重要的作用。
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