Система многопараметрического скрининга Molecular Devices ImageXpress Micro Confocal

Детальное исследование морфологии клетки и ее жизнедеятельности на каждом этапе клеточного цикла

ImageXpress Micro Confocal в сочетании с программным обеспечением для сверхбыстрой съемки и анализа изображений MetaXpress является высокопроизводительным решением для точной и понятной интерпретации изображений в ходе исследования.

3D визуализация сфероидов опухолевых клеток

• Возможность прижизненного мониторинга состояния клеток с поддержанием параметров окружающей среды в течение нескольких суток;
• 3D реконструкция сфероидов при высокоскоростном получении серий срезов по Z оси;
• Работа со специализированными планшетами, предназначенными для 3D исследований, включая планшеты с круглым дном и trans-well.

Контроль

Цитостатический препарат Паклитаксел, 100 нМ.

Замедленная съемка сфероидов культуры клеток рака простаты. Зеленый — апоптотический маркер Каспаза-3/7, Красный — маркер некроза гомодимер-1 этидия. Съемка в течение 72 часов каждые 30 мин.

Толстые объекты

• Легкость фокусировке на нужной клетке при изучение сети нейронов, стволовых клеток, выращенных на 3D матриксе;
• Автоматизированная съемка сложных для визуализации толстых гистологических срезов (20 мкм и толще), дающих большой фон при окрашивании;
• 3D анализ толстых срезов путем получения серии четких Z-срезов с шагом 100 нм.

Процесс роста сети нервных клеток можно проанализировать морфометрически с помощью модуля Neurite Outgrowth программного обеспечения MetaXpress.

Мелкие организмы

Возможность визуализации на ImageXpress Micro Confocal не ограничена только клетками. Оптические характеристики и точное позиционирование столика позволяют проводить анализ тканей или мелких организмов, таких как данио (zebrafish), дрозофила и C. elegans в микропланшетах или на предметных стеклах. Если анализируемый район объекта трудно найти, можно задать программу прибору для съемки на низком увеличении для того, чтобы найти район по метке и автоматически вернуться для исследования этого района на большом увеличении.

Съемка живых объектов

• Мониторинг роста, гибели, дифференцировки, миграции клеток, бактериальной инвазии, процесса метастазирования на клеточной модели, оценка цитотоксичности и др.;
• Оценка быстрой кинетики с помощью сочетания опций контроля параметров среды, автоматизированной подачи жидкостей и оптики для работы в проходящем свете.

Скрининг

• Изучение механизмов канцерогенеза, нейродегенеративных заболеваний, вирусной инвазии и других процессов, требующих изучения РНК-интерференции;
• Количественная оценка различных клеточных ответов на действие веществ (таких как апоптоз, изменение параметров клеточного цикла, образование микроядер, разрастание нервных клеток, эндоцитоз и т.д.);
• Детекция параллельно до четырех флуорофоров с возможностью оценки колокализации белков.

РНК интерференция

Наблюдение за эффектом «молчания» генов RNAi на морфологию, развитие и поведение биологических объектов является неоценимым инструментом в исследовании или лечении рака, неврологических нарушений, вирусных инфекция, гемофилии и преждевременного старения. Выявление потери функции или воздействия на другую мишень на субклеточном, клеточном уровне или на целом организме очень важно для понимания экспрессии генов. Независимо от требуемого разрешения, используя ImageXpress Micro, можно исследовать огромные библиотеки RNAi на предмет критических событий, включая апоптоз, клеточный цикл, микроядра, сигнальные процессы в клетке, разрастание нейронов, ангиогенез, внутриклеточную транслокацию, эндоцитоз и подсчет клеток на разных длинах волн. Для каждого типа исследования возможно провести определение, разделение и анализ биологического фенотипа с помощью специального программного модуля.

На изображениях контрольных клеток, полученных на ImageXpress Micro, видно повреждение ДНК, обнаруженные с помощью фосфорилирования H2AX. Положительный контроль (внизу) ясно показывает более высокий процент клеток с повреждением ДНК (зеленый) в сравнении с общим количеством (красный) клеток в лунке.

Стволовые клетки

При работе, как с эмбриональными, так и с плюрипотентными стволовыми клетками, ImageXpress Micro поможет в определении сложных молекулярных и генетических сигнальных событий, которые лежат в основе клеточного деления и дифференцировки. Широкопольный фокус, возможность визуализации в белом свете и камера для контроля за параметрами окружающей среды позволяют анализировать рост и дифференцировку стволовых клеток в слое клеток или колонии в течение длительного промежутка времени. Благодаря уникальному способу «склеивания» изображений и аккуратным движениям столика, можно проводить точные измерения отростков нейронов, размера колоний или их числа в нескольких полях зрения. Программные модули помогут вам оптимизировать анализ стволовых клеток и характеризировать полученные дифференцированные клетки.

Изображение дифференцированных нейронов в 96-луночном планшете на увеличении 10х в трех каналах флуоресценуии.

Система ImageXpress Micro Confocal является модульным прибором и доступна в нескольких конфигурациях с взаимозаменяемыми опциями. Такой дизайн дает возможность дополнить любую конфигурацию необходимыми модулями для новых экспериментальных задач без необходимости отправки микроскопа в сервисный центр.

Оптика для конфокальной микроскопии

ImageXpress Micro Confocal может быть оснащен тремя вариантами комбинаций спиннинг дисков:

• Спиннинг диск с пинхол 60 мкм для рутинных конфокальных приложений;
• Комбинация из двух спиннинг дисков: пинхол 60 мкм + щель 50 мкм для конфокальной микроскопии в режиме скрининга;
• Комбинация из двух спиннинг дисков: пинхол 60 мкм + пинхол 42 мкм для конфокальной микроскопии высокого разрешения.

Источник света

Полупроводниковый источник белого света с длительным сроком службы, подходит для большинства флуоресцентных исследований:

• Срок эксплуатации: более 10000 часов. Длина волны: 380-680 нм;
• Входит в состав стандартной комплектации ImageXpress Micro 4.

Источник белого света широкого спектра с длительным сроком службы подходит для большинства флуоресцентных исследований, поставляется с десятипозиционной турелью светофильтров, позволяет проводить ратиометрические исследования (например, с использованием Fura-2; BCECF). Комплектуется фильтровыми кубами с широким диапазоном возбуждения для большей скорости и универсальности анализа:

• Срок эксплуатации: более 10000 часов. Длина волны: 380-680 нм;
• Дополнительная опция для ImageXpress Micro 4.

Твердотельный источник света ближней ИК-области спектра с длительным сроком эксплуатации подходит для большинства флуоресцентных исследований в ближней ИК-области спектра (например, Cy7):

• Срок эксплуатации: более 10000 часов. Длина волны: 380-770 нм;
• Дополнительная опция для ImageXpress Micro 4.

Настраиваемый твердотельный источник света:

• Источник возбуждения с независимой настройкой до семи длин волн. Он расширяет возможности при выборе длины волны и комплектуется с фильтровыми кубами с широким диапазоном возбуждения для лучшей производительности и скорости;
• Срок эксплуатации: более 10000 часов. Длина волны: от 380 нм до ближней ИК-области спектра;
• Дополнительная опция для ImageXpress Micro 4.

Внешняя турель светофильтров

Десятипозиционная внешняя турель светофильтров увеличивает число предустановленных фильтровых кубов, что дает возможность использовать в эксперименте широкий спектр флуорофоров. Быстрая смена светофильтров идеально подходит для возбуждения чувствительных к различным ионам флуоресцентных зондов (например, Fura-2 и BCECF) при ратиометрических исследованиях с целью мониторинга быстрого клеточного ответа, внутриклеточных сигнальных путей, кинетики клеток и ионного обмена.

Спецификации:

• Отдельный модуль управления турелью светофильтров;
• Турель светофильтров с 10 позициями для фильтровых кубов;
• Время смены соседних фильтров — до 40 мсек;
• Настраиваемая пользователем скорость смены фильтров в соответствии с объемом и скоростью скрининга образцов;
• Турель присоединяется к источнику света и не занимает дополнительного места в рабочей зоне.

Опция проходящего света

Система ImageXpress Micro 4 позволяет контрастировать изображения неокрашенных образцов для мониторинга клеток, которые могут быть гиперчувствительны к флуоресценции и для длительного мониторинга без дополнительной обработки объекта исследования. Две доступные конфигурации, фазовый контраст и светлое поле, могут быть использованы для исследования клеточного ответа на вещества, или, в сочетании с флуоресцентным модулем и функцией контроля параметров окружающей среды, для анализа морфологии живых клеток.

• Фазовые объективы позволяют получить изображения неокрашенных клеток в высоком разрешении на разных увеличениях (4x-60x);
• Съемка в светлом поле может быть использована с любым из имеющихся объективов, идеально подходит для гистохимически-окрашенных без использования флуоресцентных меток образцов;
• Наложение изображений, полученных с использованием флуоресцентных красителей на неокрашенные изображения дает пользователю возможность флуорофор-независимой визуализации клеточной морфологии.

Спецификации:

• Осветитель Nikon 100 Вт Pillar с TE-C ELWD конденсором. Параметры конденсора: 0.3NA, 65 мм WD, и выбор между фазовыми кольцами PhL, Ph1, и Ph2;
• Опция фазового контраста совместима с опцией контроля параметров среды для длительной работы с живыми клетками, но несовместима с модулем подачи жидкостей;
• Опция проходящего света стандартно поставляется с опциями подачи жидкостей и контроля параметров среды.

Опция контроля параметров среды для работы с живыми объектами

Опция контроля параметров среды системы ImageXpress Micro 4 используется для имитации условий внутрилабораторного клеточного инкубатора (контроль температуры, состава газовой смеси, влажности). Опция позволяет поддерживать жизнедеятельность клеток в течение долгого времени, что дает возможность проводить как скоротечные эксперименты по изучению кинетики клеток, так и длительные наблюдения с использованием замедленной съемки одновременно с многопараметрическим анализом получаемых изображений.

• Задание пользователем параметров газовой смеси позволяет исследователям выбирать атмосферные условия, наиболее подходящие для исследуемого типа клеток (например, от 5% до 10% CO2);
• Контроль температуры планшета с образцами помогает поддерживать физиологические условия среды в лунках;
• Устройство регуляции влажности располагается над планшетом с образцами, для минимизации испарения культуральной среды и увеличения времени эксперимента;
• Предметный столик с высокой точностью перемещения образца в сочетании с опцией контроля параметров среды системы ImageXpress Micro 4 позволяет проводить короткие эксперименты по изучению кинетики живых клеток или осуществлять длительный мониторинг каждой лунки планшета с использованием замедленной съемки в течение нескольких часов и суток.

Спецификации:

• Подача нужной газовой смеси из подсоединяемых баллонов со сжатым газом;
• Поддержание заданной температуры в верхней части прибора, где располагаются образцы, в диапазоне 30-40°C ± 0.5°C;
• Значение температуры измеряется около планшета с образцом и сохраняется в характеристиках каждого полученного изображения;
• Постоянная влажность поддерживается над планшетом, возможное испарение среды составляет < 0.5 мкл/на лунку/в час (для 96- или 384-луночных планшетов);
• Комплектуется с модулем подачи жидкостей или опцией фазового контраста в проходящем свете.

Струйная система подачи жидкостей

В ходе эксперимента опция подачи жидкостей позволяет добавлять различные компоненты в среду с последующей отмывкой клеток. Опция позволяет оценить влияние исследуемого вещества, а также сократить время, затраченное на его добавление и отмывку клеток, что увеличивает производительность и позволяет провести исследование в фиксированные сроки.

​

• Настраиваемая пипетирующая головка подходит для 96- или 384-луночных планшетов, в которых могут находиться образцы или вещества для добавления в среду в ходе эксперимента;
• Функция смены носиков минимизирует риск контаминации;
• Встроенная пипетирующая головка (3-200 мкл) позволяет добавлять среду или отдельные компоненты в каждую лунку микропланшета. Функция добавления и смены среды помогает избежать обезвоживания образца при длительных экспериментах;
• Внешняя турель светофильтров может комбинироваться с системой подачи жидкостей. Это крайне удобно при мониторинге внутриклеточной концентрации ионов с помощью флуоресцентных зондов при возбуждении флуоресценции в двух длинах волн (например, для ионов кальция, изменения pH). Такая методика способствует лучшему пониманию ионного обмена и внутриклеточных процессов.

Спецификации:

• Одноканальная пипетирующая головка;
• Дозируемые объемы от 3 мкл до 200 мкл;
• ±1 от 3 мкл до 20мкл ±5% от 20мкл до 200 мкл;
• Место для размещения двух планшетов с веществами или двух планшетов со средой с возможностью их подогрева;
• Использование наконечников FLIPR для 96- или 384- луночного формата;
• Поставляется стандартно в комбинации с опцией контроля параметров среды;
• Комплектуется с опцией микроскопии светлого поля в проходящем свете, не комплектуется с опцией фазового контраста в проходящем свете.

• Конфокальная оптика: Три возможные конфигурации спиннинг дисков: пинхол 60 мкм, щель 50 мкм, пинхол 42 мкм;
• Камера: 16 bit CMOS камера с высокой квантовой эффективностью;
• Предметный столик: Линейный автоматизированный датчик обеспечивает точное позиционирование по осям X, Y и Z за счет разрешения столика в 100 нм;
• Объективы: Широкий выбор сухих и иммерсионных объективов Nikon 1x- 100x.

Фильтры:

Сверхвысокое разрешение и динамический диапазон

Технология AgileOptix 

В основе конфокальной системы ImageXpress Micro Confocal лежит конфокальная оптика AgileOptix Spinning Disc, что позволяет исследовать сложные объекты, включая сфероиды, толстые срезы тканей и целые организмы. Использование вращающегося диска (спинниг-диск конфокальная микроскопия) дает возможность исследовать биологические образцы с гораздо более высокой скоростью сканирования по сравнению с традиционной лазерной сканирующей конфокальной микроскопией. Это особенно важно при прижизненной визуализации. Программное обеспечение обеспечивает простой и быстрый анализ серий Z-срезов благодаря функции 3D-реконструкции.

В системе Image Xpress Micro Confocal впервые реализована возможность выбора конфигурации спинниг-диска. Замена спиннинг диска может осуществляться пользователем непосредственно на месте за короткое время, что позволит не останавливать рабочий процесс и продолжать эксперименты. Для системы ImageXpress Micro Confocal возможна комплектация тремя вариантами конфокальной оптики:

• Спиннинг-диск с отверстием 60 мкм для рутинных конфокальных приложений;
• Спиннинг-диск отверстием 42 мкм для микроскопии высокого разрешения;
• Спиннинг-диск с щелью 50 мкм для конфокальной микроскопии в режиме скрининга.

* при использовании sCMOS детектора с высокой квантовой эффективностью и твердотельного источника света.

MetaXpress

​

​Единое программное решение Molecular devices для получения изображений, управления микроскопом ImageXpress и сложной морфометрии полученных изображений — программное обеспечение MetaXpress.

Данный продукт был создан на базе зарекомендовавшей себя среди клеточных биологов программы Metamorph. За более чем двадцатилетнюю историю имиджинговых систем ImageXpress софт постоянно совершенствовался и на данный момент имеет огромные возможности для съемки и скрининга клеток:

• Программное обеспечение ImageXpress имеет ряд предустановленных модулей для анализа более 100 наиболее распространенных клеточных событий. В рамках каждого модуля пользователь имеет возможность настройки параметров морфометрической обработки полученных изображений;
• Настраиваемая коррекция фона позволяет компенсировать неоднородность изображения при выделении объектов. Разделение объекта и фона осуществляется в каждой локальной области образца. Это позволяет максимально точно идентифицировать отдельные клетки даже в сложных образцах как во флуоресцентном режиме, так и в режиме фазового контраста, вне зависимости от разности в интенсивности окраски в разных областях поля зрения;
• Интерактивный пользовательский пошаговый редактор программных модулей Custom module editor дает возможность редактировать предустановленные модули, создавая сложные многоступенчатые алгоритмы для их объединения в единый протокол морфометрического анализа;
• Максимальных результатов при визуализации и морфометрическом анализе позволяет достичь возможность написания скриптов в разделе Journals программного обеспечения MetaXpress.

MDCStore

• Универсальное и безопасное решение для хранения и управления данными от Molecular Devices;
• Возможность загрузки изображений, полученных как с помощью систем imageXpress Micro, так и с помощью других микроскопов;
• Полная совместимость с программным обеспечением MetaXpress;
• Сохранение протоколов съемки и анализа, возможность их передачи другим пользователям систем ImageXpress или программного обеспечения MetaXpress;
• Настройка автоматической передачи баз данных, полученных с помощью различного программного обеспечения в MDCStore для их безопасного хранения.

AcuityXpress

Программное обеспечение для статистической обработки и интерпретации результатов может использоваться как самостоятельный инструмент или быть интегрировано в программу MDCStore. Это высокопроизводительное решение для многопараметрического статистического анализа с максимально доступным интерфейсом и множеством решений для презентации результатов.

Список работ, выполненных с помощью оборудования ImageXpress Micro

Брошюры:

• ImageXpress Micro Confocal High-Content Imaging System Brochure;
• ImageXpress Micro Confocal High-Content Imaging System Flyer;
• 3D Image Analysis Module Flyer.

Примеры применения:

• Apoptosis detection using EarlyTox Caspase-3/7-D NucView 488 Assay Kit on ImageXpress Micro systems;
• Increase sensitivity no-wash assays using confocal imaging;
• High-throughput imaging assays using zebrafish, a model organism for human disease;
• Monitoring BNP expression and cell size;
• Nuclear Translocation Screening Assay for ß-catenin modulators;
• Multiplexed high content hepatotoxicity assays using iPSC-derived hepatocytes;
• Intellligent time-lapse imaging to enhance live cell assay development;
• High-content screening of neuronal toxicity using iPSC-derived human neurons;
• Increase accuracy and efficiency of cytotoxicity assessment using the EarlyTox Live/Dead Assay Kit and high-content imaging.

Брошюра AcutyXpress