荧光探针应用细胞成像，怎样找活体细胞

　　细胞生物学是生命科学的一门学科。顾名思义，它致力于研究生物。单凭这一事实就足以成为研究细胞自然生存状态的理由。当然，活细胞成像还有其他深层次的原因。在本篇文章中，我们列举了用延时显微镜研究活细胞是有意义的五大很好的理由。

　　背景

　　活细胞成像允许在一定时间内在显微镜下对细胞进行体内观察。各种显微镜技术适用于活细胞成像：例如，可以采用无标记的技术，如相差，DIC，或干涉测量法，也可以依靠荧光显微镜，利用荧光标记标记和可视化细胞亚结构、分子或蛋白质。当然，活细胞成像也面临挑战，在建立活细胞图像实验时需要考虑某些要求。最重要的是，必须确保显微镜配备了一个stage top 培养箱，能够提供理想的环境，使细胞在一段时间内保持存活和健康。

图1.A：活细胞成像过程中需要考虑和控制的环境参数

图1.B：倒置显微镜的台顶培养箱示意图

　　参数和环境条件是此类实验的重要部分，我们将在以后的公众号中讨论。如果您有兴趣，可以在本篇文章中查看更多相关内容。在此我们已经介绍了基本知识，接下来我们将继续深入探讨为什么您应该使用活细胞成像来研究您的细胞：

　　1.避免固定过程中的人工制品

　　细胞通常在显微镜观察前固定（如免疫荧光），以保存在逼真的状态。多年来，许多不同的化学和物理程序已被优化和建立，以保持原始样品的质量。然而，固定过程会对细胞造成损害（当然在这个过程之后，它们会死亡），并不可逆转地改变其组织、结构和形态（细胞器收缩、蛋白质定位错误等）。然而，活细胞成像可以让我们研究活细胞。这意味着他们应该展示他们的自然形态，这仍然会受到荧光标签、激光等的影响，但这就像环境条件一样，是一个不同的状况。

　　2.观察和分析动态过程

　　活细胞成像使我们能够观察整个细胞群、单个细胞甚至亚细胞水平的动态事件。当固定细胞将其锁定在特定时间点的特定（行为或结构）状态时，对活细胞的显微镜观察可以洞察整个动态过程。基于功能性细胞的检测，如损伤和迁移（图2）或趋化实验是活细胞成像应用的很好的例子。这些分析使得研究细胞对化学（趋化性）或机械（伤口愈合）刺激的反应成为可能。

图2：使用ibidi Stage Top孵育系统的活细胞成像显示了伤口愈合和迁移试验中MCF7细胞的间隙闭合。相差；10倍物镜。

　　3.实时跟踪细胞变化

　　活细胞显微镜是实时了解细胞随时空变化的一种有价值的方法，而不是依赖于固定细胞的端点的分析结果。通过使用延时视频显微镜对细胞进行更长时间的跟踪，可以捕捉到结构重排的动态(如图3，感受趋化刺激后细胞骨架的极化), 或使用固定细胞可能会错过的瞬时细胞性活动(如，有丝分裂期间的染色体分离)。

图3：应用趋化梯度后，表达LifeAct的原代树突状小鼠细胞中肌动蛋白动力学的活细胞成像

　　4. 研究单分子动力学、定位和相互作用

　　先进荧光标记和成像技术的发展，如光脱色荧光恢复技术（FRAP）、荧光寿命成像显微技术（FLIM）和荧光共振能量转移技术（FRET），使活细胞成像过程中单分子定位、动力学和相互作用的观察和分析成为可能。

　　FRAP可以测量活细胞内荧光标记分子和蛋白质的迁移率。FLIM通过测量附着的荧光团的寿命来提供有关细胞分子分布及其环境的信息。

　　利用FRET，人们可以通过检测两个分子在纳米级相互接近时所附荧光团的相互作用来测量活细胞中两个分子的直接相互作用。

　　5. 从单个实验中获取更多信息

　　总的来说，如果您进行活细胞成像，您可以从单个实验中获得比从固定细胞成像更多的信息。这是因为活细胞成像使人们能够跟踪分子动力学和动力学，并提供了您感兴趣的一个更大、更全面的细胞过程图像。

　　对固定样本的分析通常只提供某个细胞性活动的快照，而跟踪整个动态过程使人们能够从单个实验中测量更多参数，并得出更多不同的结论。

　　如您有兴趣了解更多关于活细胞成像的知识，请关注我们公众号活细胞成像应用相关内容。也可以向我们索要相关资料。

　　活细胞成像应用相关内容：

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细胞成像检测系统：革新生命科学研究的关键工具

细胞成像检测系统是生命科学领域中的一项重要技术，它广泛应用于细胞生物学、医学研究以及药物开发等多个领域。随着技术的不断进步，细胞成像检测系统的功能和精度也在不断提升，使研究人员能够更深入地观察细胞内部的动态变化、结构特征以及各种生物学过程。这些系统不仅帮助科学家更好地理解细胞行为，还为疾病的早期诊断和方案的制定提供了强有力的支持。本文将详细介绍细胞成像检测系统的工作原理、应用领域及其对生命科学研究的重要意义。

细胞成像检测系统的工作原理

细胞成像检测系统通过使用显微技术，结合先进的成像设备，能够捕捉到细胞内部和表面的细节。常见的技术包括荧光显微镜、共聚焦显微镜和电子显微镜等。荧光成像技术利用荧光染料标记细胞中的特定分子或结构，能够清晰地显示细胞的各种动态过程，如蛋白质的表达、细胞的增殖与死亡等。共聚焦显微镜则通过激光扫描技术获得高分辨率的细胞图像，能够在更高的放大倍率下获得更细致的观察结果。

通过这些成像技术，细胞成像检测系统能够实时捕捉细胞在不同生理状态下的变化。比如，研究人员可以通过成像观察癌细胞如何在不同药物作用下发生变化，从而帮助筛选出更具的药物。随着分辨率和成像速度的不断提升，现代细胞成像检测系统能够获得更加精确的细胞图像，甚至可以对活细胞进行长时间的动态监测。

细胞成像检测系统的应用领域

细胞成像检测系统在多个领域得到了广泛应用，特别是在生命科学和医学研究中。它在细胞生物学研究中起着至关重要的作用。通过精确观察细胞内的分子活动，研究人员能够揭示许多细胞内在的生物学过程，包括蛋白质的定位、细胞周期的调控以及细胞信号传导等。通过这些研究，科学家能够深入了解细胞的基本功能和机制。

细胞成像检测系统在癌症研究中的应用也尤为突出。通过实时观察肿瘤细胞的生长和扩散过程，科学家能够分析肿瘤细胞与正常细胞的差异，进而寻找新的靶点进行。细胞成像技术还在药物筛选中得到了重要应用，通过成像系统观察药物对细胞的影响，帮助筛选出更具和更安全的药物。

细胞成像检测系统的未来发展

随着技术的不断创新，细胞成像检测系统在未来将更加、高效。例如，随着超分辨率成像技术的发展，研究人员将能够观察到比以往更细微的细胞结构，甚至可能突破传统显微技术的分辨率极限。自动化和人工智能技术的结合也将进一步提高成像效率和分析准确性，减少人工干预，使细胞成像检测更加便捷。

在疾病诊断方面，细胞成像检测系统的未来也充满了无限潜力。通过结合生物标志物和成像技术，研究人员可以实现更早期的疾病诊断，特别是癌症、神经退行性疾病等疾病的早期筛查，从而提高的成功率。

结论

细胞成像检测系统作为生命科学研究中不可或缺的工具，其在细胞生物学、医学研究及药物开发等领域的应用具有重要意义。随着技术的不断进步，细胞成像系统的功能和应用场景也将不断扩展，推动着生命科学的发展。对于未来的医学和生物学研究，细胞成像检测系统必将继续发挥着关键作用，成为揭示生命奥秘的重要手段。

•  什么是活细胞成像？  

活细胞成像(live cell imaging)统称为捕捉活的、活动状态的细胞图像的技术，这些细胞图像可以是单个静态图像，也可以是延时系列图像。相应地，活细胞成像的应用可以分为两大类：

❶ 细胞在自然状态下的图像记录。

❷ 实时观察和记录细胞、组织或整个生物体的动态过程。

•  观察分析活细胞时面临的挑战  

▷ 在相对较短的时间内采集大量信息。

▷ 要保持细胞保存在可调节培养环境气体浓度和温度（在很多情况下）的培养室中。

▷ 激发光源会损害活细胞。

▷ 细胞焦面漂移，无法聚焦。

▷ 需要使用配备有软件或硬件控制自动对焦的成像仪器来避免这种情况。

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▶ Focus Map自定义多点聚焦：可以自动完成不同层面的自动聚焦。

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