無標(biāo)記活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)-Q-Phase
—— 一項真正的無標(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、高對比、低光毒性的成像模式。QPI技術(shù)能夠通過測量細(xì)胞邊界和質(zhì)量來直接檢測細(xì)胞內(nèi)部細(xì)微變化，能夠在真正的無標(biāo)記情況下對細(xì)胞進行有效識別和區(qū)分。配合熒光、DIC、明場等多種工作模式，為您帶來佳的活細(xì)胞觀測體驗。
☆ 真正的無標(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)高對比成像及追蹤并且無需標(biāo)記
☆ 直接探測細(xì)胞質(zhì)量分布變化
☆ 多種成像模式：熒光、寬場、DIC、QPI等
☆ 全自動數(shù)據(jù)分析
設(shè)備特點
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量細(xì)胞質(zhì)量，并提供高對比度的高清晰圖像。
高對比圖像：OPI成像亮度正比于細(xì)胞的折射率和厚度，從而提供了無與倫比的圖像，無需任何標(biāo)記即可實現(xiàn)活細(xì)胞成像。
透明化物質(zhì)可見：OPI甚至能觀測到細(xì)微細(xì)胞器的質(zhì)量變化，即使透明的細(xì)胞也沒有任何問題！
高清晰質(zhì)量分布圖：OPI能夠探測細(xì)胞內(nèi)的各種細(xì)胞器，如細(xì)胞核、液泡等，并且無需標(biāo)記。
全自動數(shù)據(jù)分析
Q-Phase具備全自動成像、識別、數(shù)據(jù)分析的功能，對于細(xì)胞樣本實現(xiàn)一體化的檢測，直接呈現(xiàn)檢測結(jié)果。
多種成像模式
Q-Phase也具備其它成像模式，例如寬場熒光、DIC、明場或高通濾波相位，能夠在多個維度研究細(xì)胞形態(tài)，并可將這些圖像自由組合。Q-Phase系統(tǒng)具備高自動化的圖像拍攝、處理功能(延時、多位置、多通道、Z堆棧)，并且為長時間活細(xì)胞拍照進行過優(yōu)化。
測試數(shù)據(jù)
高清晰度QPI圖像允許系統(tǒng)自動基于細(xì)胞邊界自動識別細(xì)胞，并且能夠定量所識別細(xì)胞的質(zhì)量分布。尤其適合大量細(xì)胞同時監(jiān)測。由于基于QPI的分割非?？?，這使得整個系統(tǒng)能夠同時追蹤數(shù)千個細(xì)胞的變化。此外配合熒光數(shù)據(jù)能夠更為的探究細(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)量變化進行監(jiān)控，具備高的靈敏度。并且能夠同時分析細(xì)胞的各種形態(tài)變化，諸如質(zhì)量變化、面積、方向性等。這種對于大批量細(xì)胞的分析能力能夠為腫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：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)胞長時間無標(biāo)記成像及細(xì)胞周期研究
干細(xì)胞分化對于組織再生修復(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)記方案對于干細(xì)胞研究難免會對珍貴的干細(xì)胞造成不同程度的損傷。Q-Phase研究細(xì)胞時采用非入侵無標(biāo)記的方式進行了采集，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的QPI模式能夠在無標(biāo)記的情況下監(jiān)控細(xì)胞生長以及形態(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.
■ 精子的運動分析研究
精子計數(shù)測試能夠分析人類精子的健康和活力。精子分析方法需要測量影響精子健康的三大因素：精子數(shù)量，精子的形狀和運動。然而，精子細(xì)胞通常很獲得標(biāo)準(zhǔn)顯微圖像。Q-Phase提供了一個快速可靠的精子細(xì)胞識別方法，從而便于快速評估精液中精子的數(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，這樣的實驗在不使用特殊標(biāo)記的情況下是很難的檢測到的。通過Q-Phase所的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。
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
