與傳統顯微鏡相比，高內涵成像系統使研究人員能夠測量更多參數并提取更多數據。高內容系統通常分為兩類(lèi)：用于篩選的系統和用于詳細分析的系統。高內涵篩選（HCS）系統提供靈敏的測量和高通量能力 - 并且他們在實(shí)驗中檢查盡可能多的樣品。高內容分析（HCA）系統可能為了獲得更復雜，內容豐富的數據而犧牲一些速度。

許多系統提供明場(chǎng)，寬場(chǎng)，相襯和共焦成像的組合，并且還廣泛使用熒光標記進(jìn)行多路復用。在這里，我們將討論高內容成像系統中工具提供商**近提供的一些產(chǎn)品，以及研究人員對它們進(jìn)行的各種應用。

更多選擇的奢侈品

HCS和HCA系統**近都看到吞吐量上升，幾乎所有系統都與機器人系統兼容，可實(shí)現遠程自動(dòng)化，進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。

隨著(zhù)自動(dòng)化提高產(chǎn)量，每天運行的印版數量并不總是**受關(guān)注的問(wèn)題。“活細胞成像是人們要求加快的速度，”GE醫療集團細胞分析全球產(chǎn)品支持負責人Leanna Ferrand說(shuō)。GE的系統可以在不到2.5分鐘的時(shí)間內在96孔板中以每種顏色拍攝兩種顏色的一個(gè)圖像 - 這對于篩選來(lái)說(shuō)很快，但是不足以快速捕獲活細胞分析中的動(dòng)態(tài)過(guò)程超過(guò)2.5分鐘。該公司的解決方案是在單個(gè)井內部使用快速成像 - 幾乎就像每個(gè)井內的時(shí)間流逝一樣。“如果這是一個(gè)非常動(dòng)態(tài)的過(guò)程，我們可以留在井內或重新訪(fǎng)問(wèn)井，捕捉快速事件，”Ferrand解釋道。

隨著(zhù)當今更多高容量成像系統的出現，科學(xué)家們可以選擇**適合他們需求的模型 - 即使是在一家公司內部。例如，賽默飛世爾科技的高含量成像系統的范圍包括篩選的入門(mén)級車(chē)型  CellInsight™CX5高內涵篩選平臺，一個(gè)中等水平的系統  CellInsight™CX7高內容平臺  和先進(jìn)的系統，在  ArrayScan™  適用于特殊應用的高內容平臺，具有模塊化選項，如活細胞室。 

Thermo Fisher的Invitrogen™熒光標記等工具也為研究人員提供了豐富的多路復用選項。實(shí)際上，高內容成像系統的多路復用能力在新應用中體現出來(lái)。“隨著(zhù)使用CRISPR更多地使用基因組編輯  ，快速，輕松地篩選多種表型效應的能力為敲除或敲入實(shí)驗提供了快速驗證和反饋，”Thermo Fisher細胞分析**營(yíng)銷(xiāo)開(kāi)發(fā)經(jīng)理StepHen Oldfield說(shuō)。科學(xué)。

3D文化的高內容成像

癌癥研究人員越來(lái)越多地采用3D細胞培養來(lái)研究腫瘤生物學(xué)，高內涵成像已經(jīng)發(fā)展到適應3D樣本。

來(lái)自健康或腫瘤組織的球狀體 - 細胞簇是3D細胞培養的常見(jiàn)類(lèi)型。GE Healthcare提供改進(jìn)的3D成像工作流程，改進(jìn)了用于在成像板中形成球狀體的協(xié)議，并使成像更容易。該公司**近與Nano3D Biosciences合作，促進(jìn)了球狀體的高內容3D成像。例如，Nano3D的技術(shù)將球體定位在每個(gè)井的中心，因此在成像時(shí)更容易找到它們。

Nano3D的總裁兼**科學(xué)官Glauco Souza表示，Nano3D的技術(shù)能夠以不同的3D圖案和形狀印刷細胞和球體，這對于創(chuàng )建不同細胞類(lèi)型的共培養**關(guān)重要。例如，該公司可以創(chuàng )建用于劃痕分析的共培養物并實(shí)時(shí)跟蹤傷口愈合分析。“但是隨后使用[GE Healthcare]的細胞分析儀6000的高分辨率成像  ，你可以通過(guò)在測定中添加不同的細胞類(lèi)型來(lái)增加整體復雜性，”Souza說(shuō)。“這為許多尚未研究過(guò)的新生物學(xué)打開(kāi)了大門(mén)。”

PerkinElmer的Opera pHenix™HCS系統也用于研究球狀體。該公司的Synchrony™光學(xué)設計優(yōu)化了3D細胞培養的數據采集，并通過(guò)“仔細控制激發(fā)以消除樣品中不需要的串擾來(lái)提高靈敏度”，PerkinElmer高內涵儀器和應用主管Jacob TesdORPf說(shuō)。PerkinElmer**近使用懸滴法擴展了其用于生長(cháng)球體的HCS微孔板系列，包括PerkinElmer的CellCarrier™SpHeroid ULA板，以及InSphero的GravityPLUS™ULA板和GravityPLUS™懸滴系統。 

易于使用的軟件

由于高內容成像會(huì )生成大型數據文件，因此對數據進(jìn)行采樣，分析，顯示和存儲的軟件**關(guān)重要。許多工具提供商正在創(chuàng )建考慮到研究人員需求的軟件。例如，通用電氣醫療集團強調使軟件界面特別直觀(guān)且易于使用，可以快速評估某些參數在數據子集上的外觀(guān)，以便用戶(hù)在分析所有數據之前預覽效果。GE Healthcare將于2016年10月底推出新的圖像分析軟件。

另一個(gè)關(guān)鍵軟件功能是數據鏈接。GE軟件在數據表和其他顯示之間的內置鏈接意味著(zhù)，如果您點(diǎn)擊散點(diǎn)圖的一個(gè)點(diǎn)，例如，它將調出該單元格的圖像，它將突出顯示數據表中的該單元格。“你也可以通過(guò)選擇一個(gè)細胞亞群在人口水平上做到這一點(diǎn)，”費蘭德說(shuō)。“這使研究人員能夠靈活地查看逐個(gè)細胞的問(wèn)題以及人口問(wèn)題。”

PerkinElmer提供Columbus™軟件的更新版本（用于大容量圖像存儲和分析）和High Content Profiler™軟件（用于多參數命中選擇）。“這些**新版本提供了改進(jìn)的集成，可以直接在High Content Profiler軟件中瀏覽，搜索，下載和匯總Columbus中的內容，”TesdORPf說(shuō)。用戶(hù)不再需要為研究人員導入數據，導出數據或手動(dòng)合并元數據，這意味著(zhù)節省時(shí)間并減少數據傳輸錯誤。

此外，新版PerkinElmer的Harmony®高內涵成像和分析軟件具有PrECiScan™智能采集功能，使研究人員能夠更準確地定位感興趣的物體。“這導致采集和分析時(shí)間顯著(zhù)減少，這對于3D微組織和稀有事件研究特別有價(jià)值，”TesdORPf說(shuō)。

用高內容成像對抗寨卡病毒

里約熱內盧聯(lián)邦大學(xué)生物醫學(xué)科學(xué)研究所和D'Or研究與教育研究所的研究人員正在使用PerkinElmer的Operetta®CLS™高含量分析系統來(lái)研究寨卡病毒。該系統與公司的Opera Phenix™HCS系統一起，具有“旋轉盤(pán)共焦光學(xué)系統，有助于消除背景，提供**的圖像數據質(zhì)量，并**大限度地減少活細胞的光毒性和漂白，”TesDOrpf說(shuō)。

“他們創(chuàng )造了他們所謂的”迷你大腦“來(lái)模擬胎兒在不同發(fā)育階段的大腦功能，”他說(shuō)。此外，根據TesDOrpf的說(shuō)法，德克薩斯大學(xué)的科學(xué)家正在使用Opera Phenix™HCS系統來(lái)識別可能預防或治療寨卡病毒感染的FDA批準的藥物（目前為止已有20多種）。

研究人員使用神經(jīng)球和腦類(lèi)器官等3D培養物來(lái)研究寨卡病毒感染對神經(jīng)發(fā)生和生長(cháng)的影響。 

“他們創(chuàng )造了他們所謂的”迷你大腦“來(lái)模擬胎兒在不同發(fā)育階段的大腦功能，”他說(shuō)。此外，根據TesDOrpf的說(shuō)法，德克薩斯大學(xué)的科學(xué)家正在使用Opera Phenix™HCS系統來(lái)識別可能預防或治療寨卡病毒感染的FDA批準的藥物（目前為止已有20多種）。

鑒于3D組織成像所帶來(lái)的持續挑戰，毫無(wú)疑問(wèn)，該領(lǐng)域將出現更多創(chuàng )新。然而，顯而易見(jiàn)的是，我們不需要等待高內容成像的好處 - 它已經(jīng)發(fā)生了，它正在快速前進(jìn)。