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Ovizio實(shí)時無標(biāo)記三維全息活細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)測分析成像系統(tǒng) 

Ovizio實(shí)時無標(biāo)記三維全系細(xì)胞監(jiān)測成像分析系統(tǒng)平臺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)可對細(xì)胞進(jìn)行實(shí)時、無標(biāo)記,、非侵害,、監(jiān)測分析，也可以對多層細(xì)胞培養(yǎng)提供實(shí)時的監(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,。 
該平臺上監(jiān)控實(shí)時多層細(xì)胞，并測量細(xì)胞計(jì)數(shù)和每層細(xì)胞的活性分析,。該平臺使用Ovizio的OsOne軟件進(jìn)行*自動化的運(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)家大大簡化研究工作,。

Ovizio實(shí)時無標(biāo)記三維全息活細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)測分析成像系統(tǒng)把細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)測提高到一個新維度,被廣泛應(yīng)用到追蹤定量分析細(xì)胞密度，細(xì)胞形態(tài)以及在單個細(xì)胞水平高重復(fù)性細(xì)胞活力,定量監(jiān)測分析數(shù)據(jù)復(fù)雜的細(xì)胞動力學(xué)等細(xì)胞學(xué)研究：

1. 1.定量細(xì)胞分析(Quantitative Cell Analysis)
2. 2.無創(chuàng)傷,，無標(biāo)記測定(Non-Invasive, Label-Free Measurement)
3. 3.實(shí)時三維成像(Real-Time 3D Imaging)
4. 4.兼?zhèn)滹@微鏡和流式細(xì)胞儀優(yōu)勢(Unifying Microscopy & Flow Cytometry)
5. 5.監(jiān)測范圍從培養(yǎng)皿到生物反應(yīng)器(From Petri-Dishes to Bioreactors)

Ovizio實(shí)時無標(biāo)記三維全息活細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)測分析成像系統(tǒng)目前包括iLine F,、iLine S、iLine M,、QMod四款儀器,，對應(yīng)不同的應(yīng)用場合,
其亮點(diǎn)概括如下：

1. 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
2. DHM不需要對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)時檢測和時間動態(tài)過程研究
3. 實(shí)時,、非侵入生物樣品的三維可視化成像,背景對比度高,不需要對細(xì)胞進(jìn)行染色和固定,，大大提高細(xì)胞的存活率
4. 非介入三維實(shí)時成像和鑒別細(xì)胞、微生物的實(shí)用技術(shù),，對細(xì)胞無傷害,。
5. 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)厚度和動態(tài)條件
6. 可以進(jìn)行更復(fù)雜的分析和細(xì)胞操作控制
7. iLine F型號三維全息懸浮細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)時成像監(jiān)測分析系統(tǒng)

—實(shí)時,、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)測成像分析,，zui大限度捕獲懸浮細(xì)胞培養(yǎng)過程,。 
 
iLine F簡介： 
該系統(tǒng)可以在線、實(shí)時無標(biāo)記,、非侵入三維全息監(jiān)測生物反應(yīng)器中懸浮細(xì)胞的培養(yǎng)狀態(tài),，對細(xì)胞進(jìn)行無標(biāo)記狀態(tài)下的細(xì)胞密度測量、細(xì)胞活性監(jiān)測測量,，給用戶提供的體驗(yàn),。可以降低運(yùn)營成本高達(dá)50％，整個過程無需采樣,，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通過一個特定連接裝置與與生物反應(yīng)器連接,，該裝置簡稱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,。整個過程細(xì)胞懸液始終保持隔離狀態(tài),，發(fā)酵罐不會污染。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)測生物反應(yīng)器(On-line bioreactor monitoring)
②活細(xì)胞密度測量(Viable cell density measurement)
③ 無標(biāo)記(Label--free)
④ 降低運(yùn)營成本高達(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 無創(chuàng)細(xì)胞(Non-invasive)
⑦無污染，環(huán)境友好（Environmental-friendly） 
⑧實(shí)時連續(xù)監(jiān)測分析（Continuous,real-time） 
⑨三維全息*監(jiān)測成像分析 
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小時后,，通過OsOne測定活細(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,，每個小區(qū)由一個紅色線輪廓,。活細(xì)胞以標(biāo)記為綠色,，而死細(xì)胞的標(biāo)志是一個紅色斑點(diǎn),，位于畫面的左下方的單個參數(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,。

1. iLine M型號實(shí)時無標(biāo)記細(xì)胞全息三維顯微動態(tài)觀測系統(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)：

1. 多板和多層監(jiān)控(Multiplate and Multilayer monitoring)

②活細(xì)胞密度測量(Viable cell density measurement)
③ 無標(biāo)記(Label--free)
④ 降低運(yùn)營成本高達(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 無創(chuàng)細(xì)胞(Non-invasive)
⑦無污染，環(huán)境友好（Environmental-friendly） 
⑧實(shí)時連續(xù)監(jiān)測分析（Continuous,real-time） 
⑨三維全息*監(jiān)測成像分析

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)容器中連接使用對多層細(xì)胞進(jìn)行監(jiān)測（通常很難在普通顯微鏡觀察）,，用于監(jiān)測貼壁細(xì)胞的生長狀況,，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)時可理解成“擁擠狀態(tài)”,。）?

1. iLine S型號多板定量細(xì)胞監(jiān)控工作站

zui高可重復(fù)脆弱細(xì)胞匯合監(jiān)測(The Highest Reproducibly Of Fragile Cell Confluency Monitoring) 

MSC（Human Meschenchymal stem cells）細(xì)胞的3D成像和自動檢測，每個小區(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,，可對許多不同的貼壁細(xì)胞進(jìn)行監(jiān)測。這個平臺的可與ATMI的Lifesciences Integrity和Xpansion產(chǎn)品組合,，這是一種具有對多層細(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)：

1. 多板和多層監(jiān)控(Multiplate and Multilayer monitoring)
2. 降低運(yùn)營成本高達(dá)50％(Reduced operational costs up to 50%)
3. 無需采樣,，無需樣品制備(No sampling,no sample preparation)
4. 無標(biāo)記(Label--free)
5. 實(shí)時連續(xù)監(jiān)測分析（Continuous,real-time）

⑥ 無創(chuàng)細(xì)胞(Non-invasive)
⑦無污染，環(huán)境友好（Environmental-friendly） 
⑧三維全息*監(jiān)測成像分析

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QMOD：將全息和熒光顯微鏡整合在一個系統(tǒng)中 

全息技術(shù)和熒光成像同時分析藻類細(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,，這種全息圖同時包含光強(qiáng)度信息（B）和相位信息（C）的代表對象的光學(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模塊可將對細(xì)胞分析的準(zhǔn)確性和易用性提高到一個新的水平。其可以作為一個模塊與顯微鏡的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，研究人員可以自動掃描多孔板,，并跟蹤監(jiān)測細(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,，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,。該方法無需對樣品制備，也不需要特殊的試劑或者對細(xì)胞進(jìn)行固定,，所以其是一種對環(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)測以下參數(shù)

1. 細(xì)胞計(jì)數(shù)
2. 細(xì)胞活性
3. 細(xì)胞融匯程度
4. 細(xì)胞形態(tài)學(xué)
5. 細(xì)胞毒性測定
6. 熒光和全息分析
7. 流式細(xì)胞微速攝影
8. 體外細(xì)胞系分析
9. 多孔板的篩選
10. 生物膜監(jiān)控
11. 還有更多的應(yīng)用

2,、系統(tǒng)優(yōu)勢 
Ovizio三維全息成像系統(tǒng)可以以納米級的精度對細(xì)胞、細(xì)菌或者顆粒對象進(jìn)行分析,，通過得到對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,，這種方法誤差較大,，且耗費(fèi)時間。Ovizio三維全息成像方法為非侵入性無標(biāo)記技術(shù),，檢測時間非?？欤梢赃M(jìn)行自動化的采樣分析,。 
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)檢測手段一般通過取出樣品進(jìn)行分析,，這個過程容易進(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)時分析。 
1.定量細(xì)胞分析(Quantitative Cell Analysis)
2.無創(chuàng)傷,，無標(biāo)記測定(Non-Invasive,， Label-Free Measurement)
3.實(shí)時三維成像(Real-Time 3D Imaging)
4.兼?zhèn)滹@微鏡和流式細(xì)胞儀優(yōu)勢(Unifying Microscopy & Flow Cytometry)
5.監(jiān)測范圍從培養(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)的非介入自動細(xì)胞鑒別技術(shù)。生物樣品的實(shí)時,、自動拍攝,、分析和鑒別將有助于疾病診斷、環(huán)境監(jiān)測,、和流行性疾病的早期檢測,。而傳統(tǒng)的生物表征方法則需要介入、勞動強(qiáng)度高和耗費(fèi)時間多,，要求染色的方法也對細(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,、自動和低價的工具。 
4,、參數(shù)