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Ovizio實(shí)時(shí)無標(biāo)記三維全息活細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)測(cè)分析成像系統(tǒng)
  
Ovizio實(shí)時(shí)無標(biāo)記三維全系細(xì)胞監(jiān)測(cè)成像分析系統(tǒng)平臺(tái)為生物成像研究開辟了新紀(jì)元。三維計(jì)算全息技術(shù)所包含的數(shù)據(jù)處理使研究者獲得豐富的量化信息，這些信息包含著非介入實(shí)時(shí)條件下的細(xì)胞或微生物結(jié)構(gòu)。其技術(shù)基礎(chǔ)是的微分?jǐn)?shù)字全息顯微鏡。這種*的技術(shù)可對(duì)細(xì)胞進(jìn)行實(shí)時(shí)、無標(biāo)記、非侵害、監(jiān)測(cè)分析，也可以對(duì)多層細(xì)胞培養(yǎng)提供實(shí)時(shí)的監(jiān)控。與傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡只記錄光學(xué)強(qiáng)度相比，數(shù)字全息顯微(DHM)還可以存儲(chǔ)與光的相位以及樣品的光學(xué)厚度相關(guān)的數(shù)據(jù)，應(yīng)用這些數(shù)據(jù)即可以進(jìn)行定量成像應(yīng)用和自動(dòng)化分析。全息技術(shù)的基本原理是物體反射的光波與參考光波相干疊加產(chǎn)生干涉條紋，被記錄的這些干涉條紋稱為全息圖。全息圖在一定的條件下再現(xiàn) ，便可重現(xiàn)原物體逼真的三維像。微分?jǐn)?shù)字全息技術(shù)利用局部相干光（低功率，非侵入性的LED光源）可以帶來更高的圖像穩(wěn)定性，也大大縮小了儀器的的尺寸，使得儀器可以應(yīng)用的場(chǎng)景更多。數(shù)字全息技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多重成像，比如可以構(gòu)造強(qiáng)度圖像，定量相位圖像和覆蓋物體的形狀和密度的3D圖像。
該平臺(tái)上監(jiān)控實(shí)時(shí)多層細(xì)胞，并測(cè)量細(xì)胞計(jì)數(shù)和每層細(xì)胞的活性分析。該平臺(tái)使用Ovizio的OsOne軟件進(jìn)行*自動(dòng)化的運(yùn)算，非常易于操作。作為一種非常新穎的以量化和數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的成像技術(shù)，其可以幫助科學(xué)家大大簡(jiǎn)化研究工作。
Ovizio實(shí)時(shí)無標(biāo)記三維全息活細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)測(cè)分析成像系統(tǒng)把細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)測(cè)提高到一個(gè)新維度,被廣泛應(yīng)用到追蹤定量分析細(xì)胞密度，細(xì)胞形態(tài)以及在單個(gè)細(xì)胞水平高重復(fù)性細(xì)胞活力,定量監(jiān)測(cè)分析數(shù)據(jù)復(fù)雜的細(xì)胞動(dòng)力學(xué)等細(xì)胞學(xué)研究：- 1.定量細(xì)胞分析(Quantitative Cell Analysis)
- 2.*傷，無標(biāo)記測(cè)定(Non-Invasive, Label-Free Measurement)
- 3.實(shí)時(shí)三維成像(Real-Time 3D Imaging)
- 4.兼?zhèn)滹@微鏡和流式細(xì)胞儀優(yōu)勢(shì)(Unifying Microscopy & Flow Cytometry)
- 5.監(jiān)測(cè)范圍從培養(yǎng)皿到生物反應(yīng)器(From Petri-Dishes to Bioreactors)
Ovizio實(shí)時(shí)無標(biāo)記三維全息活細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)測(cè)分析成像系統(tǒng)目前包括iLine F、iLine S、iLine M、QMod四款儀器，對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合,
其亮點(diǎn)概括如下：
- 三維全息顯微鏡成生物成像領(lǐng)域“新寵"，可繪制3D細(xì)胞圖，能提供細(xì)胞的厚度信息
- DHM不需要對(duì)樣品掃描就可以擁有激光掃描共聚焦顯微鏡進(jìn)行三維成像的優(yōu)點(diǎn)，成像速度快，便于細(xì)胞實(shí)時(shí)檢測(cè)和時(shí)間動(dòng)態(tài)過程研究
- 實(shí)時(shí)、非侵入生物樣品的三維可視化成像,背景對(duì)比度高,不需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色和固定，大大提高細(xì)胞的存活率
- 非介入三維實(shí)時(shí)成像和鑒別細(xì)胞、微生物的實(shí)用技術(shù)，對(duì)細(xì)胞無傷害。
- DHM定量相位成像方法，直接和非介入地提供活體細(xì)胞的光學(xué)厚度和動(dòng)態(tài)條件
- 可以進(jìn)行更復(fù)雜的分析和細(xì)胞操作控制
- iLine F型號(hào)三維全息懸浮細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)時(shí)成像監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)
—實(shí)時(shí)、在線、非侵入、進(jìn)行懸浮細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)控的三維全息監(jiān)測(cè)成像分析，zui大限度捕獲懸浮細(xì)胞培養(yǎng)過程。
iLine F簡(jiǎn)介：
該系統(tǒng)可以在線、實(shí)時(shí)無標(biāo)記、非侵入三維全息監(jiān)測(cè)生物反應(yīng)器中懸浮細(xì)胞的培養(yǎng)狀態(tài)，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行無標(biāo)記狀態(tài)下的細(xì)胞密度測(cè)量、細(xì)胞活性監(jiān)測(cè)測(cè)量，給用戶提供的體驗(yàn)?？梢越档瓦\(yùn)營(yíng)成本高達(dá)50％，整個(gè)過程無需采樣，培養(yǎng)的液體經(jīng)過無菌BioConnect與發(fā)酵罐連接，之后再通過連接線直接與ILINE F連接即可。
iLine F通過一個(gè)特定連接裝置與與生物反應(yīng)器連接，該裝置簡(jiǎn)稱BioConnect，是一種無菌閉環(huán)一次性流控系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)細(xì)胞被泵出生物反應(yīng)器，之后通過一個(gè)新穎的泵送系統(tǒng)，流過的保持恒溫環(huán)境下的攝像裝置，儀器拍攝到細(xì)胞的全息圖后細(xì)胞被送回到生物反應(yīng)器中。整個(gè)過程細(xì)胞懸液始終保持隔離狀態(tài)，發(fā)酵罐不會(huì)污染。得到的全息圖經(jīng)過軟件分析可以計(jì)算細(xì)胞密度和細(xì)胞活力。
該系統(tǒng)特點(diǎn)：
① 在線監(jiān)測(cè)生物反應(yīng)器(On-line bioreactor monitoring)
②活細(xì)胞密度測(cè)量(Viable cell density measurement)
③ 無標(biāo)記(Label--free)
④ 降低運(yùn)營(yíng)成本高達(dá)50％(Reduced operational costs up to 50%)
⑤ 無需采樣，無需樣品制備(No sampling,no sample preparation)
⑥ *細(xì)胞(Non-invasive)
⑦無污染，環(huán)境友好（Environmental-friendly）
⑧實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)分析（Continuous,real-time）
⑨三維全息*監(jiān)測(cè)成像分析
該系統(tǒng)可以跟蹤：
1）細(xì)胞密度
2）細(xì)胞活力
3）細(xì)胞形態(tài)學(xué)
4）培養(yǎng)和收獲時(shí)間
5）從死細(xì)胞中區(qū)分活細(xì)胞
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在3L玻璃反應(yīng)器中培養(yǎng)過程分析
培養(yǎng)罐中培養(yǎng)過程活細(xì)胞密度的分析
通過間歇方法培養(yǎng)91小時(shí)后，通過OsOne測(cè)定活細(xì)胞數(shù)量是11.71 X 10E6每毫升，活細(xì)胞密度94.8％ 。計(jì)算已經(jīng)由OsOne軟件執(zhí)行，每個(gè)小區(qū)由一個(gè)紅色線輪廓。活細(xì)胞以標(biāo)記為綠色，而死細(xì)胞的標(biāo)志是一個(gè)紅色斑點(diǎn)，位于畫面的左下方的單個(gè)參數(shù)直方圖給出了培養(yǎng)過程中的泡孔直徑。用戶可以選擇在這個(gè)柱狀圖顯示參數(shù)。 iLine F組成部分：
1)光學(xué)細(xì)胞分析儀
該ILINE F已經(jīng)被專門用來監(jiān)測(cè)懸浮細(xì)胞在攪拌的生物反應(yīng)器中。該系統(tǒng)可以通過一個(gè)創(chuàng)新的一次性流控系統(tǒng)被連接到生物反應(yīng)器。
2)BioConnect? 接口
該ILINE F顯微鏡通過一次性和可高壓滅菌流控系統(tǒng)連接到該生物反應(yīng)器中，細(xì)胞經(jīng)由隔膜泵泵送，應(yīng)用心臟的原理和旨在保持細(xì)胞完整性。
3)BioConnect
細(xì)胞流通過一個(gè)溫控的環(huán)境中的攝像裝置連續(xù)成像。在細(xì)胞的全息圖已被捕獲后，將細(xì)胞流回生物反應(yīng)器。 - iLine M型號(hào)實(shí)時(shí)無標(biāo)記細(xì)胞全息三維顯微動(dòng)態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)
-強(qiáng)大多層容器的細(xì)胞融合監(jiān)控系統(tǒng)
iLine M主要用于監(jiān)測(cè)以下參數(shù):
細(xì)胞計(jì)數(shù)
細(xì)胞形態(tài)
細(xì)胞融匯(cell confluency)程度
ILine M系統(tǒng)特點(diǎn)： - 多板和多層監(jiān)控(Multiplate and Multilayer monitoring)
②活細(xì)胞密度測(cè)量(Viable cell density measurement)
③ 無標(biāo)記(Label--free)
④ 降低運(yùn)營(yíng)成本高達(dá)50％(Reduced operational costs up to 50%)
⑤ 無需采樣，無需樣品制備(No sampling,no sample preparation)
⑥ *細(xì)胞(Non-invasive)
⑦無污染，環(huán)境友好（Environmental-friendly）
⑧實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)分析（Continuous,real-time）
⑨三維全息*監(jiān)測(cè)成像分析 
3T3-L1前脂肪細(xì)胞和3T3- L1脂肪細(xì)胞
24孔板中培養(yǎng)的鼠的RAW 264.7及巨噬細(xì)胞
通過3D成像的巨噬細(xì)胞的細(xì)胞形態(tài)觀察。小鼠巨噬細(xì)胞孵育22小時(shí)后，顯示出其中的天然低密度脂蛋白（LDL）（左）。右圖顯示的巨噬細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生的過氧化物酶以及氧化低密度脂蛋白（LDLMOX）。
該ILINE M提供結(jié)合*的功能可以與多層細(xì)胞培養(yǎng)容器中連接使用對(duì)多層細(xì)胞進(jìn)行監(jiān)測(cè)（通常很難在普通顯微鏡觀察），用于監(jiān)測(cè)貼壁細(xì)胞的生長(zhǎng)狀況，如T-型瓶，多孔板，多孔載玻片等...
?康寧HYPERFlask?系列產(chǎn)品
?康寧CellSTACK?系列產(chǎn)品
? NUNC?Cell Factory Systems?系列產(chǎn)品
ILINE M主要用于監(jiān)測(cè)以下參數(shù)
細(xì)胞計(jì)數(shù)
細(xì)胞形態(tài)
細(xì)胞融匯(cell confluency)程度（用來形容培養(yǎng)細(xì)胞狀態(tài)時(shí)可理解成“擁擠狀態(tài)"。）?
- iLine S型號(hào)多板定量細(xì)胞監(jiān)控工作站
zui高可重復(fù)脆弱細(xì)胞匯合監(jiān)測(cè)(The Highest Reproducibly Of Fragile Cell Confluency Monitoring)
 
MSC（Human Meschenchymal stem cells）細(xì)胞的3D成像和自動(dòng)檢測(cè)，每個(gè)小區(qū)中用紅色線和綠色斑點(diǎn)突出的活菌，暗灰色地帶表明沒有菌落的表面
iLine S被設(shè)計(jì)用于監(jiān)控多層生物反應(yīng)器，可對(duì)許多不同的貼壁細(xì)胞進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這個(gè)平臺(tái)的可與ATMI的Lifesciences Integrity和Xpansion產(chǎn)品組合，這是一種具有對(duì)多層細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)功能的多片生物反應(yīng)器。iLine S也被可與與其他多層培養(yǎng)容器結(jié)合使用，以達(dá)到對(duì)多層貼壁細(xì)胞進(jìn)行監(jiān)控的目的，比如HYPERFlask，康寧CellSTACK，NUNCCellFactorySystems系列產(chǎn)品等。
iLine S主要用于監(jiān)測(cè)以下參數(shù)
細(xì)胞計(jì)數(shù)
細(xì)胞形態(tài)
細(xì)胞融匯(cell confluency)程度
ILine S系統(tǒng)特點(diǎn)： - 多板和多層監(jiān)控(Multiplate and Multilayer monitoring)
- 降低運(yùn)營(yíng)成本高達(dá)50％(Reduced operational costs up to 50%)
- 無需采樣，無需樣品制備(No sampling,no sample preparation)
- 無標(biāo)記(Label--free)
- 實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)分析（Continuous,real-time）
⑥ *細(xì)胞(Non-invasive)
⑦無污染，環(huán)境友好（Environmental-friendly）
⑧三維全息*監(jiān)測(cè)成像分析
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QMOD：將全息和熒光顯微鏡整合在一個(gè)系統(tǒng)中
全息技術(shù)和熒光成像同時(shí)分析藻類細(xì)胞的脂質(zhì)積累
QMOD獲得的硅藻息圖
QMOD獲得的（A）的全息圖，這種全息圖同時(shí)包含光強(qiáng)度信息（B）和相位信息（C）的代表對(duì)象的光學(xué)厚度。物體的光學(xué)厚度更清楚地顯現(xiàn)在相位圖像（D）中，可進(jìn)行硅藻的偽3D可視化，厚度為0.7微米。
QMOD模塊可將對(duì)細(xì)胞分析的準(zhǔn)確性和易用性提高到一個(gè)新的水平。其可以作為一個(gè)模塊與顯微鏡的C型接口直接相連（C型接口一般與像機(jī)相連，一般為接口），該QMOD系統(tǒng)可以對(duì)培養(yǎng)皿、燒瓶和多孔板等多層透明容器直接分析，提供特別方便和快速的解決方案。通過OsOne軟件，研究人員可以自動(dòng)掃描多孔板，并跟蹤監(jiān)測(cè)細(xì)胞的變化，分辨活細(xì)胞和死細(xì)胞之間的區(qū)別，為了提供*的分辨率，與OsOne軟件獲取的圖像還可以進(jìn)行重新調(diào)整聚焦。
此外，Ovizio QMOD模塊還可以與熒光顯微鏡（Ovizio）的組合，QMOD模塊可以得到與全息圖重疊的熒光信號(hào)，這種*的研究方法能夠在生物、環(huán)境、生理、病理研究中得到應(yīng)用。該方法無需對(duì)樣品制備，也不需要特殊的試劑或者對(duì)細(xì)胞進(jìn)行固定，所以其是一種對(duì)環(huán)境特別友好的實(shí)驗(yàn)方法。
該QMOD模塊已經(jīng)在zui常用的顯微鏡，如蔡司Axioplan，尼康Labophot2，尼康的EclipseTS100-F，徠卡DMIRB或奧林巴斯AX70試驗(yàn)成功。
QMOD主要用于監(jiān)測(cè)以下參數(shù)
- 細(xì)胞計(jì)數(shù)
- 細(xì)胞活性
- 細(xì)胞融匯程度
- 細(xì)胞形態(tài)學(xué)
- 細(xì)胞毒性測(cè)定
- 熒光和全息分析
- 流式細(xì)胞微速攝影
- 體外細(xì)胞系分析
- 多孔板的篩選
- 生物膜監(jiān)控
- 還有更多的應(yīng)用
2、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
Ovizio三維全息成像系統(tǒng)可以以納米級(jí)的精度對(duì)細(xì)胞、細(xì)菌或者顆粒對(duì)象進(jìn)行分析，通過得到對(duì)象的三維全息指紋數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)之間的差異性，可以分析不同類型的細(xì)胞之間的區(qū)別，分析細(xì)胞是活的還是死的，分析它屬于癌細(xì)胞還是健康的細(xì)胞。傳統(tǒng)的對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分析的方法是加入著色染料然后進(jìn)行觀測(cè)，這種方法誤差較大，且耗費(fèi)時(shí)間。Ovizio三維全息成像方法為非侵入性無標(biāo)記技術(shù)，檢測(cè)時(shí)間非常快，可以進(jìn)行自動(dòng)化的采樣分析。
另外很多細(xì)胞、發(fā)酵、疫苗的培養(yǎng)等過程都是嚴(yán)格的無菌環(huán)境，傳統(tǒng)檢測(cè)手段一般通過取出樣品進(jìn)行分析，這個(gè)過程容易進(jìn)入雜菌可以造成污染，而Ovizio三維全息成像方法為隔離式分析，不需要進(jìn)行樣品收集即可以實(shí)時(shí)分析。
1.定量細(xì)胞分析(Quantitative Cell Analysis)
2.*傷，無標(biāo)記測(cè)定(Non-Invasive， Label-Free Measurement)
3.實(shí)時(shí)三維成像(Real-Time 3D Imaging)
4.兼?zhèn)滹@微鏡和流式細(xì)胞儀優(yōu)勢(shì)(Unifying Microscopy & Flow Cytometry)
5.監(jiān)測(cè)范圍從培養(yǎng)皿到生物反應(yīng)器(From Petri-Dishes to Bioreactors)
3、適用范圍
數(shù)字全息的數(shù)據(jù)處理可以應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、公共醫(yī)療和環(huán)境監(jiān)測(cè)等許多方面。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)結(jié)合顯微鏡被廣泛應(yīng)用到生物樣品的三維可視化成像。
使用三維感應(yīng)和成像系統(tǒng)作為基于細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)和態(tài)的非介入自動(dòng)細(xì)胞鑒別技術(shù)。生物樣品的實(shí)時(shí)、自動(dòng)拍攝、分析和鑒別將有助于疾病診斷、環(huán)境監(jiān)測(cè)、和流行性疾病的早期檢測(cè)。而傳統(tǒng)的生物表征方法則需要介入、勞動(dòng)強(qiáng)度高和耗費(fèi)時(shí)間多，要求染色的方法也對(duì)細(xì)胞造成危害，還不能有效進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。另外，基于二維特性如樣品的形狀、大小和形態(tài)的分析并非總能令人信服，數(shù)據(jù)的誤差較多。所以，集合了三維計(jì)算成像、信息光學(xué)和DHM非常有希望在細(xì)胞（如血液或干細(xì)胞）的快速感應(yīng)、可視化和鑒定過程中作為可靠、自動(dòng)和低價(jià)的工具。
4、參數(shù)
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