細胞生物學是生命科學的一門學科。顧名思義，它致力于研究生物。單憑這一事實就足以成為研究細胞自然生存狀態的理由。當然，活細胞成像還有其他深層次的原因。在本篇文章中，我們列舉了用延時顯微鏡研究活細胞是有意義的五大很好的理由。

　　背景

　　活細胞成像允許在一定時間內在顯微鏡下對細胞進行體內觀察。各種顯微鏡技術適用于活細胞成像：例如，可以采用無標記的技術，如相差，DIC，或干涉測量法，也可以依靠熒光顯微鏡，利用熒光標記標記和可視化細胞亞結構、分子或蛋白質。當然，活細胞成像也面臨挑戰，在建立活細胞圖像實驗時需要考慮某些要求。最重要的是，必須確保顯微鏡配備了一個stage top 培養箱，能夠提供理想的環境，使細胞在一段時間內保持存活和健康。

圖1.A：活細胞成像過程中需要考慮和控制的環境參數

圖1.B：倒置顯微鏡的臺頂培養箱示意圖

　　參數和環境條件是此類實驗的重要部分，我們將在以后的公眾號中討論。如果您有興趣，可以在本篇文章中查看更多相關內容。在此我們已經介紹了基本知識，接下來我們將繼續深入探討為什么您應該使用活細胞成像來研究您的細胞：

　　1.避免固定過程中的人工制品

　　細胞通常在顯微鏡觀察前固定（如免疫熒光），以保存在逼真的狀態。多年來，許多不同的化學和物理程序已被優化和建立，以保持原始樣品的質量。然而，固定過程會對細胞造成損害（當然在這個過程之后，它們會死亡），并不可逆轉地改變其組織、結構和形態（細胞器收縮、蛋白質定位錯誤等）。然而，活細胞成像可以讓我們研究活細胞。這意味著他們應該展示他們的自然形態，這仍然會受到熒光標簽、激光等的影響，但這就像環境條件一樣，是一個不同的狀況。

　　2.觀察和分析動態過程

　　活細胞成像使我們能夠觀察整個細胞群、單個細胞甚至亞細胞水平的動態事件。當固定細胞將其鎖定在特定時間點的特定（行為或結構）狀態時，對活細胞的顯微鏡觀察可以洞察整個動態過程。基于功能性細胞的檢測，如損傷和遷移（圖2）或趨化實驗是活細胞成像應用的很好的例子。這些分析使得研究細胞對化學（趨化性）或機械（傷口愈合）刺激的反應成為可能。

圖2：使用ibidi Stage Top孵育系統的活細胞成像顯示了傷口愈合和遷移試驗中MCF7細胞的間隙閉合。相差；10倍物鏡。

　　3.實時跟蹤細胞變化

　　活細胞顯微鏡是實時了解細胞隨時空變化的一種有價值的方法，而不是依賴于固定細胞的端點的分析結果。通過使用延時視頻顯微鏡對細胞進行更長時間的跟蹤，可以捕捉到結構重排的動態(如圖3，感受趨化刺激后細胞骨架的極化), 或使用固定細胞可能會錯過的瞬時細胞性活動(如，有絲分裂期間的染色體分離)。

圖3：應用趨化梯度后，表達LifeAct的原代樹突狀小鼠細胞中肌動蛋白動力學的活細胞成像

　　4. 研究單分子動力學、定位和相互作用

　　先進熒光標記和成像技術的發展，如光脫色熒光恢復技術（FRAP）、熒光壽命成像顯微技術（FLIM）和熒光共振能量轉移技術（FRET），使活細胞成像過程中單分子定位、動力學和相互作用的觀察和分析成為可能。

　　FRAP可以測量活細胞內熒光標記分子和蛋白質的遷移率。FLIM通過測量附著的熒光團的壽命來提供有關細胞分子分布及其環境的信息。

　　利用FRET，人們可以通過檢測兩個分子在納米級相互接近時所附熒光團的相互作用來測量活細胞中兩個分子的直接相互作用。

　　5. 從單個實驗中獲取更多信息

　　總的來說，如果您進行活細胞成像，您可以從單個實驗中獲得比從固定細胞成像更多的信息。這是因為活細胞成像使人們能夠跟蹤分子動力學和動力學，并提供了您感興趣的一個更大、更全面的細胞過程圖像。

　　對固定樣本的分析通常只提供某個細胞性活動的快照，而跟蹤整個動態過程使人們能夠從單個實驗中測量更多參數，并得出更多不同的結論。

　　如您有興趣了解更多關于活細胞成像的知識，請關注我們公眾號活細胞成像應用相關內容。也可以向我們索要相關資料。

　　活細胞成像應用相關內容：

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細胞成像檢測系統：革新生命科學研究的關鍵工具

細胞成像檢測系統是生命科學領域中的一項重要技術，它廣泛應用于細胞生物學、醫學研究以及藥物開發等多個領域。隨著技術的不斷進步，細胞成像檢測系統的功能和精度也在不斷提升，使研究人員能夠更深入地觀察細胞內部的動態變化、結構特征以及各種生物學過程。這些系統不僅幫助科學家更好地理解細胞行為，還為疾病的早期診斷和方案的制定提供了強有力的支持。本文將詳細介紹細胞成像檢測系統的工作原理、應用領域及其對生命科學研究的重要意義。

細胞成像檢測系統的工作原理

細胞成像檢測系統通過使用顯微技術，結合先進的成像設備，能夠捕捉到細胞內部和表面的細節。常見的技術包括熒光顯微鏡、共聚焦顯微鏡和電子顯微鏡等。熒光成像技術利用熒光染料標記細胞中的特定分子或結構，能夠清晰地顯示細胞的各種動態過程，如蛋白質的表達、細胞的增殖與死亡等。共聚焦顯微鏡則通過激光掃描技術獲得高分辨率的細胞圖像，能夠在更高的放大倍率下獲得更細致的觀察結果。

通過這些成像技術，細胞成像檢測系統能夠實時捕捉細胞在不同生理狀態下的變化。比如，研究人員可以通過成像觀察癌細胞如何在不同藥物作用下發生變化，從而幫助篩選出更具的藥物。隨著分辨率和成像速度的不斷提升，現代細胞成像檢測系統能夠獲得更加精確的細胞圖像，甚至可以對活細胞進行長時間的動態監測。

細胞成像檢測系統的應用領域

細胞成像檢測系統在多個領域得到了廣泛應用，特別是在生命科學和醫學研究中。它在細胞生物學研究中起著至關重要的作用。通過精確觀察細胞內的分子活動，研究人員能夠揭示許多細胞內在的生物學過程，包括蛋白質的定位、細胞周期的調控以及細胞信號傳導等。通過這些研究，科學家能夠深入了解細胞的基本功能和機制。

細胞成像檢測系統在癌癥研究中的應用也尤為突出。通過實時觀察腫瘤細胞的生長和擴散過程，科學家能夠分析腫瘤細胞與正常細胞的差異，進而尋找新的靶點進行。細胞成像技術還在藥物篩選中得到了重要應用，通過成像系統觀察藥物對細胞的影響，幫助篩選出更具和更安全的藥物。

細胞成像檢測系統的未來發展

隨著技術的不斷創新，細胞成像檢測系統在未來將更加、高效。例如，隨著超分辨率成像技術的發展，研究人員將能夠觀察到比以往更細微的細胞結構，甚至可能突破傳統顯微技術的分辨率極限。自動化和人工智能技術的結合也將進一步提高成像效率和分析準確性，減少人工干預，使細胞成像檢測更加便捷。

在疾病診斷方面，細胞成像檢測系統的未來也充滿了無限潛力。通過結合生物標志物和成像技術，研究人員可以實現更早期的疾病診斷，特別是癌癥、神經退行性疾病等疾病的早期篩查，從而提高的成功率。

結論

細胞成像檢測系統作為生命科學研究中不可或缺的工具，其在細胞生物學、醫學研究及藥物開發等領域的應用具有重要意義。隨著技術的不斷進步，細胞成像系統的功能和應用場景也將不斷擴展，推動著生命科學的發展。對于未來的醫學和生物學研究，細胞成像檢測系統必將繼續發揮著關鍵作用，成為揭示生命奧秘的重要手段。

?  什么是活細胞成像？  

活細胞成像(live cell imaging)統稱為捕捉活的、活動狀態的細胞圖像的技術，這些細胞圖像可以是單個靜態圖像，也可以是延時系列圖像。相應地，活細胞成像的應用可以分為兩大類：

? 細胞在自然狀態下的圖像記錄。

? 實時觀察和記錄細胞、組織或整個生物體的動態過程。

?  觀察分析活細胞時面臨的挑戰  

? 在相對較短的時間內采集大量信息。

? 要保持細胞保存在可調節培養環境氣體濃度和溫度（在很多情況下）的培養室中。

? 激發光源會損害活細胞。

? 細胞焦面漂移，無法聚焦。

? 需要使用配備有軟件或硬件控制自動對焦的成像儀器來避免這種情況。

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? Focus Map自定義多點聚焦：可以自動完成不同層面的自動聚焦。

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