横河电机发布高通量细胞机能探索系统CellVoyager® CV8000
横河电机发布高通量细胞机能探索系统CellVoyager® CV8000
为提高新药开发速度和生物医学研究效率做贡献
横河电机公司发布CellVoyager® CV8000，这是一个功能强化的高通量细胞机能探索系统。
此次CV8000的功能得到强化，改进了细胞培养箱的密封设计，有利于长时间对细胞进行观察。此外，增加了画像解析软件CellPathfinder，可以对未染色的细胞进行画像，并对画像进行三维解析。具有这些特性的CV8000系统，对提高研制新药的速度以及生物学、医学最前沿的iPS细胞、ES细胞的基础研究效率都将发挥巨大贡献。
CV8000系统将在9月19日至20日在西班牙马德里召开的SLAS Europe High-Content Screening Conference 2017会议上展示。这个会议由生命科学领域享誉全球的Society for Laboratory Automation and Screening（SLAS）协会主办。
开发背景
在开发识别新药品领域，为了从几十万乃至上百万个化合物中筛选出有希望成为新药的化合物，高含量分析（HCA）系统被越来越广泛地使用。HCA系统，是在细胞中投入有可能成为新药的化合物，投入之后用显微摄像机观察细胞内的变化并摄影，对图像进行解析以确定细胞对化合物产生何种反应的装置。近年来，成为候选药物的化合物种类不断增加，为了加速筛选过程，能够连续高速自动测试并快速分析大量候选化合物的HCA系统有很大的市场需求。
为了确定候选化合物的药性和机理，需要对培养细胞的反应进行长时间的观察。因此，研究者们需要HCA系统能够提供一个可以长时间培养细胞并进行观察的环境。
为了便于在显微镜下进行观察，通常用荧光染料对细胞核、线粒体等细胞器进行标记。但是这种做法会对细胞产生影响，所以观察不染色细胞的需求日益增加。取消耗费工时的染色过程，也可以大幅提高观察细胞的作业量。然而，不染色的细胞图像对比度低，很难进行图像的自动解析。CV8000的开发正是为了对应这样的需求。
产品特点
1．改善了对活细胞进行长期观察的培养环境
CellVoyager具有向细胞投入化合物的同时进行摄像及观察化合物投入前后细胞变化的功能。
这些细胞在有数百个洼孔的微孔板上培养，并用一种特殊装置进行化合物的分配。虽然这种装置能够在捕获细胞图像的同时向每个洼孔分配化合物，但是细胞培养箱很难实现完全密闭。为了提高密闭性，横河这次重新设计了这一装置，使二氧化碳可以保持在一个恒定的水平，微孔板上的细胞在更加均匀的环境中培养，因此可以让细胞的活性活动持续更长时间。CV8000最适合长时间观察投入化合物或改变遗传基因后的活性癌细胞的繁殖和转移，以及活体心肌细胞的搏动等过程。
2.不染色细胞以及三维图像分析软件
CellPathfinder是 CV8000的图像分析软件，通过机械学习拥有模式识别功能，能够识别和解析用明视野显微镜*1拍摄的不染色细胞的图像。这项技术，基于2015年芬兰Chip-Man公司转让给横河的图像解析技术，并得以发展。在不同的距离处采集多个重叠的明视野图像，生成高对比度的鲜明图像，不需要使用相位差镜头*2就可以鲜明地看到细胞的形状。此外，通过使用新开发的图像模式识别功能，可以精准把握随时间变化的细胞增殖变化。该软件还提供了一个三维图像分析功能，用于观察在类似自然环境条件下生长细胞的立体构造。使用这个功能可以很方便的对细胞的体积，表面积，位置进行量化描述。CellPathfinder也可以用于横河的共聚焦细胞分析仪CQ1做细胞的高精度定量分析。
3．多色标记细胞的成像时间缩短
关于成像，细胞核和线粒体等细胞器分别用不同的荧光染料进行标记，每一个荧光染料都对应一个固定波长的激光，每个不同波长的荧光染料都需要一个单独的照相机。如果HCA系统没有配备与波长种类同等数量的照相机，就必须根据波长的种类进行多次摄像。CellVoyager CV7000搭载3台照相机，此次CV8000升级为4台照相机。多色标记细胞的染色多数不超过4种，所以CV8000可以一次捕捉成像。相比CV7000，摄影成像时间缩短了20%。此外，因为可以进行连续拍摄，可以观察到化合物投入瞬间细胞的快速变化。
可以选择的激光波长种类，从四种增加到五种，增加了客户的选择范围。CV8000虽然增加了很多功能，但是跟CellVoyager CV7000相比，体积减小40%，重量减少20%，为研究室节省了空间。
4．搭载业界最高级别针孔大小的尼普科夫圆盘
CellVoyager系列采用增强型尼普科夫共焦圆盘*3的显微透镜，CV8000搭载25 μm和50 μm两种尺寸的圆盘，25μm可以用高精度图像更加清晰地观察细胞结构，传统的50 μm圆盘适合观察弱荧光条件下的细胞。根据样品的条件，用户可以选择不同尺寸的圆盘以获得清晰的图像。
主要目标市场
制药公司的研发部、药物研究机构、生物学和医学的基础研究机构。
应用
新药候选化合物的筛选、iPS细胞及ES细胞的再生医学研究、药物发现及应用研究、细胞功能分析、组织形成的研究。
CellVoyager
高通量筛选系统 (HTS)是对新药的候选化合物进行快速筛选的系统。筛选的方法有很多种，高含量分析（HCA）是从目标细胞的显微镜图像数据入手，对每个细胞内随时间变化的多个参数进行解析，从而得到高精度客观筛选结果的方法。横河的CellVoyager是进行高速筛选的HCA系统。使用了可以实时观察活体细胞的共焦扫描单元，为了同时高速观察多个样品，使用了高精度定位技术的驱动装置（这项技术最初开发是为了应用于半导体和液晶制造等行业）。横河在2009年发布了CellVoyager CV6000，在2011年发布了CellVoyager CV7000。凭借业界最快的筛选速度*4、最高的分辨率*4以及连续摄取图像，可以在化合物投入前后连续观察细胞的变化，CellVoyager必将在提高新药开发速度及提高生物医学研究效率方面作出更大贡献。
*1 是一种最为广泛使用的显微镜，可以用灯照亮没有用荧光染料标记的样品。
*2 与明视野显微镜一起使用的一种透镜，能对其他透明物体进行高对比度观察。
*3 一个有多针孔、可以聚焦激光的螺旋式旋转圆盘。
*4根据2017年9月横河公司的市场调查。
关于横河电机集团
横河电机集团全球网络遍布60个国家，拥有113家公司，自1915年创立以来一直致力于前沿技术的研究与创新，年营业额达35亿美元。横河在工业自动化与控制(IA)、测试与测量、航空及其他领域开拓业务，尤其是在工业自动化领域如石油、化工、天然气、电力、钢铁、造纸、制药和食品加工等众多行业中均起着关键性的作用。横河为客户提供范围广泛、可靠性高的产品，并携手子公司KBC采用尖端技术提供优质的解决方案和服务，帮助客户最大限度的提高利润。了解更多信息，敬请登录www.yokogawa.com/cn。
