Lebendzellen-Imaging

Entwickeln Sie Assays, die die in-vivo-Natur von Zellen am besten nachahmen

Was ist Lebendzellen-Imaging?

Lebendzell-Imaging ist die Erforschung zellulärer Strukturen und Funktionen in lebenden Zellen mittels Mikroskopie. Sie ermöglicht die Visualisierung und Quantifizierung von dynamischen zellulären Prozessen in Echtzeit. Die Fähigkeit, zelluläre und subzelluläre Strukturen, die Funktion und Organisation in lebenden Systemen zu untersuchen, begünstigt die Entwicklung von Assays, die biologisch relevanter sind und die humanen Reaktionen auf neue Wirkstoffkandidaten besser voraussagen können. Das Lebendzell-Imaging umfasst ein großes Spektrum an Themenbereichen und biologischen Anwendungen – ob es sich um die Durchführung kinetischer Langzeit-Assays oder fluoreszent markierter Lebendzellen handelt.

Vorteile des Lebendzellen-Imaging

Das Lebendzellen-Imaging stellt ein grundlegendes Forschungswerkzeug in Biologielaboren und vielen verschiedenen Industrien dar. Und es hat zur Entdeckung von Wirkstoff-Targets und Wirkstoffkandidaten sowie den molekularen Mechanismen, die an Krankheiten beteiligt sind, beigetragen. Für diese Forscher ist die Fähigkeit, Assays zu entwickeln, die die in-vivo-Natur von Zellen am besten nachahmen, entscheidend. Die Vorteile des Lebendzellen-Imaging umfassen:

  • Lebende Zellen über die Zeit zu beobachten liefert mehr als nur eine Momentaufnahme dessen, was in den Zellen passiert. Es ermöglicht die Visualisierung vorübergehender Ereignisse, die bei einem Endpunkt-Assay möglicherweise übersehen worden wären und lässt optimale Zeitpunkte für Endpunkt-Assays erkennen.
  • Eine strenge Regulation der Umgebungsbedingungen stellt sicher, dass die zellulären Strukturen und Prozesse unter dem für sie nativen physiologischen Zustand untersucht werden.
  • Lebende Zellen in ihrem natürlichen Zustand abzubilden minimiert Artefakte, die bei anderen Imaging-Techniken auftreten können, wie z. B. bei der Fixierung und der Immunfärbung von Zellen.
  • Die Lokalisierung und der Transport von zellulären Biomolekülen kann gleichzeitig zusammen mit dem Verlauf verschiedener Signalwege in Echtzeit erforscht werden.
  • Die laterale, axiale und temporale Aufnahme von Bildern ermöglicht das Erzeugen von 4D-Abbildungen und -Daten.
  • Das Lebendzellen-Imaging molekularer Dynamiken erzeugt qualitative und quantitative Daten, die durch andere biochemische Methoden nicht erzeugt werden können.

 

Arbeitsablauf zelluläres Imaging und Analyse

Die Protokolle für die Kultivierung, das Ausplattieren und die Pflege von lebenden Zellen unterscheiden sich zwischen unterschiedlichen Zellmodellen. Die unten aufgeführten Schritte stellen jedoch einen allgemein gültigen Arbeitsablauf für Lebendzellen-Imaging-Assays dar.

 

 

  1. Plattieren Sie die Zellen in Laborgefäßen Ihrer Wahl aus (Kammerobjektträger, Schalen, Mikroplatten)

  2. Behandeln Sie die Zellen – Führen Sie eine Behandlung der Zellen mit den gewünschten Verbindungen, RNAi, etc. durch, falls dies Teil des Arbeitsablaufs des Assays ist.

  3. Färben Sie auf Marker – Falls erforderlich, markieren Sie die Zellen mit den gewünschten Fluorophoren (fluoreszente Farbstoffe, fluoreszierendes Protein – Peptidfusionen, etc.)

  4. Umgebungskontrollen – Falls die Aufnahmen über einen langen Zeitraum hinweg erfolgen oder falls der Assay ein Zeitraffer-Experiment mit Lebendzellen ist (kontinuierlich oder diskontinuierlich), ermöglichen Sie eine vollständige Umgebungskontrolle, einschließlich Gas, Temperatur und Feuchtigkeit.

  5. Aufnahme der Zellen – Stellen Sie die Platte in ein automatisiertes Imaging-System und starten Sie die Aufnahme ihrer Lebendzellen-Bilder.

  6. Analysieren Sie die Zellbilder – Verwenden Sie eine Software für zelluläre Bildanalyse, um eine quantitative Analyse der Bilder lebender Zellen durchzuführen.
     

 

Lebendzellen-Imaging-System

Hochentwickelte Lebendzellen-Imaging-Instrumente bieten die Möglichkeit, die Umgebungsbedingungen zu kontrollieren, um die Gesundheit und Überlebensfähigkeit von Zellen aufrechtzuerhalten, während molekulare und zelluläre Dynamiken auf der Ebene einer einzelnen Zelle bis hin zur Ebene ganzer Organismen überwacht werden. Angefangen bei der Untersuchung schneller kinetischer Ereignisse bis hin zur Durchführung von Zeitraffer-Assays bietet das automatisierte Lebendzellen-Imaging eine direkte Überwachung dynamischer biologischer Prozesse und ermöglicht das Erzeugen einer Vielzahl zellulärer Informationen.

  • Die Fähigkeiten des labelfreien Hellfeld-Imaging bis hin zu denjenigen des Fluoreszenz-Imaging bieten die erforderliche Flexibilität für eine große Anzahl an Lebendzellen-Imaging-Anwendungen.
  • Eine hohe Aufnahmegeschwindigkeit ermöglicht die Untersuchung schneller kinetischer Ereignisse, wie die Calcium-Oszillation in Kardiomyozyten.
  • Die robusten Fokussierungsfähigkeiten automatisierter Lebendzellen-Imaging-Instrumente stellen die Einhaltung des optimalen Fokus über die gesamte Aufnahmedauer hinweg sicher. Dies ist zur Erzeugung präziser Lebendzellen-Imaging-Daten entscheidend.

 

Anwendungen und Assays

Die Fortschritte bei automatisierten Mikroskopen mit integrierten Kammern zur Umgebungskontrolle sowie in der Technologie fluoreszierender Proteine und synthetischer Fluorophore haben die Fähigkeiten von Forschern, die biologische Prozesse in lebenden Zellen untersuchen, ausgeweitet.

Unsere Systeme für High-Content-Imaging und -Analyse ermöglichen eine flexible Skalierbarkeit, mit der Sie Ihr System im Gleichschritt mit Ihrer Forschung weiter ausbauen können. Sie verfügen über Optionen und Module, mit denen Ihr spezieller Forschungsbedarf adressiert werden kann, darunter Objektive, Filter, Imaging-Modi und Umgebungskontrolle. Hier stellen wir eine Zusammenstellung von Anwendungen und Assays zur Verfügung, die diese wichtigen Funktionen für Ihre Lebendzellen-Imaging-Forschung nutzen:

Arbeitsablauf Lebendzellen-Imaging und Analyse

Der beschriebene Arbeitsablauf für das Lebendzellen-Imaging ist ein verallgemeinertes Beispiel für einen kontinuierlichen Langzeit-Zeitraffer-Assay. Dieser Arbeitsablauf untergliedert die Schritte von der Ausplattierung der Zellen bis hin zur Bildanalyse und beleuchtet die Materialien und Instrumente, die zur Durchführung eines Lebendzellen-Assays erforderlich sind – einschließlich eines automatisierten High-Content Imaging-Systems und einer Software für zelluläres Imaging und Analyse.

 

Arbeitsablauf Lebendzellen-Imaging und Analyse
 
Zellen ausplattieren

ZELLEN AUSPLATTIEREN

Plattieren Sie die adhärenten oder suspendierten Zellen in dem Laborgefäß der Wahl aus, einschließlich Kulturschalen, Kammerobjektträger und Mikroplatten. Inkubieren Sie die Zellen unter den normalen Kulturbedingungen (z. B. 37 °C, 5 % CO2). Die plattierten Zellen über Nacht zu inkubieren wird ausreichend Zeit für das Anheften und das Wachstum der Zellen gewähren.

96- oder 384-Well-Platten

96- oder 384-Well-Platten

Die meisten Zellkulturen werden für das High-Content-, High-Throughput-Screening in 96- oder 384-Well-Mikroplatten kultiviert.

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EarlyTox Cell Viability Assay Kits an

Spectra
Behandlung mit Verbindungen

BEHANDLUNG MIT VERBINDUNGEN

Falls es für das Protokoll erforderlich ist, behandeln Sie die Zellen mit den Verbindungen von Interesse.

Die Verbindungen können für Minuten oder bis zu einigen Tagen zu den Zellen hinzugegeben werden, je nach dem Wirkmechanismus der untersuchten Verbindung und der untersuchten biologischen Antwort. Apoptose- oder Rezeptorinternalisierungs-Assays erfordern beispielsweise generell kürzere Inkubationszeiten, während multiparametrische Zytotoxizitäts-Assays längere Zeiten erfordern. Längere Behandlungen mit Verbindungen erfordern möglicherweise den Austausch der Verbindungen während der Inkubationszeit.

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Auf Marker färben

AUF MARKER FÄRBEN

Lebendzellen können mit einer Vielzahl verschiedener Fluorophore gefärbt oder mit Konstrukten transfiziert / transduziert werden, die ein fluoreszierendes Protein – Peptidfusionen beinhalten. Bei der Färbung sollten die Anweisungen des Herstellers befolgt werden. Eine Färbung ist nicht für alle Lebendzellen-Anwendungen notwendig. Ein labelfreies Imaging mit entsprechender Analyse ermöglicht die Nachverfolgung und die Überwachung von Zellen ausschließlich im Hellfeld.

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Assay-Kits

Benutzerfreundliche, robuste Assay-Kits für die Life Science-Forschung, Wirkstoffforschung und Wirkstoffentwicklung, und für Bioassays. Unsere Assay-Kits sind für die Verwendung mit unseren Instrumenten optimiert. Screenen Sie mehr Verbindungen zu früheren Zeitpunkten in der Wirkstoffentwicklung und ermöglichen Sie für Testverbindungen die Beschreibung eines vollständigen Konzentrations-Antwort-Profils der Testverbindungen.

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Portfolio ImageXpress High-Content-Imaging

Portfolio ImageXpress High-Content-Imaging

Unsere Systeme für High-Content-Imaging und -Analyse ermöglichen eine flexible Skalierbarkeit, mit der Sie Ihr System im Gleichschritt mit Ihrer Forschung weiter ausbauen können. Sie verfügen über Optionen und Module, mit denen Ihre spezielle Forschung adressiert werden kann, darunter Objektive, Filter, Imaging-Modi und Umgebungsbedingungen.

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Konfiguration der Einstellungen für die Umgebungskontrolle

Konfiguration der Einstellungen für die Umgebungskontrolle

Stellen Sie die Platte nach der Zugabe der Farbstoffe und Verbindungen in ein geeignetes Imaging-Instrument, das integrierte Fähigkeiten zur Umgebungskontrolle aufweist, wie für Gase (CO2, O2), Temperatur und Luftfeuchtigkeit.

Für Langzeit-Zeitraffer-Assays ist es entscheidend, die natürliche physiologische Umgebung aufrechtzuerhalten, um die Gesundheit der lebenden Zellen sicherzustellen und einen Fokus-Drift während der Zeitraffer-Aufnahme zu verhindern.

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Aufnahme von Lebendzellen-Bildern

AUFNAHME VON LEBENDZELLEN-BILDERN

Konfigurieren Sie für kontinuierliche Zeitrafferaufnahmen die Gesamtlänge der Zeitserie und die Aufnahmeintervalle, z. B. eine Aufnahme pro Stunde für 24 Stunden.

Diskontinuierliche Zeitrafferaufnahmen können durchgeführt werden, indem die Platte zu verschiedenen Zeitpunkten aus dem Inkubator genommen und wieder hineingestellt wird.

Automatisiertes ImageXpress Pico

Automatisiertes Zell-Imaging-System

Das ImageXpress® Pico Automated Cell Imaging System ist mehr als nur ein digitales Mikroskop. Es kombiniert hochauflösendes Imaging mit leistungsstarker Analyse. Egal ob Sie Fluoreszenz-Imaging oder Hellfeld-Assays durchführen, der automatisierte Imager bietet Ihnen einen großen Umfang vorkonfigurierter Protokolle für zellbasierte Assays. Zur Verkürzung der Einarbeitungsphase und damit Sie schnell mit der Durchführung Ihrer Experimente beginnen können.

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CellReporterXpress Software

Datenerfassungs- und Datenanalyse-Software für zelluläres Imaging

Die CellReporterXpress Automated Image Acquisition and Analysis Software arbeitet mit den ImageXpress® Pico Systemen. Es hat eine strukturierte, einfach zu erlernende Schnittstelle, um quantitative Analysen von Bildern durchzuführen, die mittels automatisierter Mikroskopie aufgenommen wurden. Die Software ermöglicht durch die verteilte Analyse von Bildern einen erhöhten Durchsatz und ist ideal, um Mikroskopie-Imaging im Objektträger- oder Mikroplattenmaßstab durchzuführen.

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Analyse von Lebendzellen-Aufnahmen

ANALYSE VON LEBENDZELLEN-AUFNAHMEN

Analysieren Sie die Aufnahmen mit einer Imaging-Software für zelluläre Analysen, um für die erforschten biologischen Reaktionen multiparametrische Ergebnisse zu erzeugen. Aus Zeitraffer-Aufnahmen können kinetische Daten erzeugt und überprüft werden.

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Ressourcen für das Lebendzellen-Imaging

Zugehörige Produkte und Service