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活細胞掃描分析儀MCS31在類器官研究中的應用

發布時間:2025-01-09

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01

類器官簡介

類器官(Organoids)指利用成體干細胞或多能干細胞進行體外三維(3D)培養而形成的具有一定空間結構的組織類似物。盡管,類器官并不是真正意義上的人體器官,但能在結構和功能上模擬真實器官,能夠最大程度地模擬體內組織結構和功能,并能夠長期穩定傳代培養(因此也被稱為“微型器官”)。


相比傳統的二維培養模型,類器官代表著一種能夠概括整個生物體生理過程的創新技術,具有更接近生理細胞組成和行為、更穩定的基因組、更適合于生物轉染和高通量篩選等優勢。而與動物模型相比,類器官模型的操作更簡單,還能用于研究疾病發生和發展等機理。因而在器官發育、精準醫療、再生醫學、藥物篩選、基因編輯、疾病建模等領域都有廣泛的應用前景。2013年,類器官被《科學》雜志評為年度十大技術。



02

類器官構建方法

(1)從原代組織產生

類器官可以從原代組織中產生,把原生組織切成小塊,再進一步分解消化成單個細胞, 并進行流式細胞分選以富集干細胞。類器官向所需的胚系進行定向分化,聚集產生浮動的球狀體,隨后被嵌入細胞外基質開始類器官培養。

(2)3D生物打印

生物3D打印技術可以實現細胞和生物材料的精準空間排列,易于快速構建大尺寸(厘米級)含細胞外基質的仿生組織結構。

(3)器官芯片

微流控芯片上的人體微生理系統,由可控的微型化生理環境組成(微生理系統,Microphysiological systems, MPS),包含一個或多個組織特定功能的單元。其目的是在體外更準確地復制人體生理學,在給藥后快速獲得轉化相關性數據,用于評估人體給藥效果。


03

活細胞掃描分析儀在類器官研究中的應用

類器官研究在以下諸多領域有著廣泛的應用。


發育機制研究

- 實時觀測發育過程:類器官的形成是細胞增殖、分化和自組織的復雜過程,活細胞成像儀可實時觀察這一過程,如在腦類器官培養中,能記錄其不同時間點的生長和折疊情況。


- 研究細胞命運決定:通過對類器官中細胞的長期動態觀察,追蹤細胞的分裂、分化軌跡,了解細胞在發育過程中如何決定其命運,分化為不同的細胞類型。


疾病模型研究

- 模擬致病過程:可以構建各種疾病的類器官模型,如腫瘤、神經退行性疾病等,利用活細胞成像儀實時觀察疾病發生發展過程中細胞的異常行為,如癌細胞的侵襲和轉移、神經元的退行性變化等。


- 藥物篩選和評價:在藥物篩選過程中,活細胞成像儀可實時觀察藥物對類器官細胞的作用效果,如細胞的增殖、凋亡情況等,快速篩選出具有潛在治療效果的藥物,并評估藥物的毒性和安全性。


細胞間相互作用研究

- 研究細胞通訊:類器官內細胞間存在著復雜的相互作用和通訊,活細胞成像儀結合熒光標記等技術,可觀察細胞間信號分子的傳遞、細胞間的直接接觸等,了解細胞間通訊的機制和動態過程。


- 研究免疫細胞與類器官的相互作用:在免疫相關疾病的研究中,可觀察免疫細胞如T細胞、B細胞等與類器官細胞的相互作用,包括免疫細胞的識別、攻擊和免疫調節等過程。


再生醫學研究

- 評估再生效果:在利用類器官進行再生醫學研究時,活細胞成像儀可實時觀察類器官與宿主組織的融合、整合過程,以及類器官在體內的存活、生長和功能恢復情況,評估再生治療的效果。


- 優化培養條件:通過對類器官培養過程的實時監測,觀察不同培養條件下類器官的生長狀態、細胞活力等,優化類器官的培養條件,提高類器官的質量和穩定性。


類器官的研究過程需要實時監控類器官的生長狀態;類器官體積又比較大,顯微鏡的單個視野無法滿足對于類器官的全面觀察,因此需要對類器官樣品進行掃描拼接,此外還需要Z-stack的功能來提升類器官的多焦面成像;此外類器官實驗由于培養成本(和普通的細胞培養相比)相對較高,因此對設備的自動化以及穩定性有比較高的要求。


廣州市明美光電技術有限公司研發的重磅新品活細胞掃描成像儀MCS31,具備明場、相差、熒光(三色熒光)多種觀察方式,可選配兩個物鏡自由電動切換,高精度XYZ位移平臺,自動對焦,支持多種培養瓶、培養皿、孔板等細胞培養耗材。可實現對類器官的整體全方位高清觀察和分析。


同時軟件支持外網控制、郵件提醒、遠程控制包含燈光控制、相機控制、拍照、錄像、延時攝影等。此外還有多種分析功能,細胞匯合度、劃痕實驗等。極大簡化您的工作流程,大大提高類器官研究的效率。


明美活細胞掃描成像儀MCS31在類器官研究方面應用的優勢如下:

1. 625nm紅光對應明場/相差成像,頻閃照明方式,有效的保護類器官;

2. 真正相差光路,確保高清晰類器官成像;明場/相差光路切換,滿足不同樣品的最佳觀察方式。

3. 配置三色熒光(UV/B/G),滿足類器官各種熒光標記和熒光表達;

4. 適配6-384不同規格的孔板以及培養瓶和培養皿等,大大提升了類器官實驗的效率;

5. XYZ電動平臺高精度,Z軸可以精確到0.1um,實現精確掃描,而Z-Stack功能提升了類器官多焦面成像的清晰度;

6. 使用進口相差熒光物鏡(4X/10X/20X可選),雙物鏡配置,電動切換,成像效果更加清晰立體,可直接生成類器官高清延時視頻;

7. 公司在顯微鏡行業有20多年沉淀,也可以為客戶提供個性化的類器官觀察分析的定制方案(包括類器官分析軟件)。


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