Vom Kundenfeedback bis hin zur Verbesserung des Arbeitsablaufs

Der Weg zum Verständnis komplexer biologischer Prozesse und Krankheiten ist mit vielen Herausforderungen geebnet. Mit zunehmendem erwünschten Maß an Einsichten stiegen auch die Anforderungen an hochmoderne Laborlösungen. Aus diesem Grund sind Lösungen, die im letzten Jahr funktioniert haben, möglicherweise unzureichend, um die heutigen Forschungsfragen zu lösen.

Für Molecular Devices bestand die effizienteste Methode zur Erfüllung der wissenschaftlichen Anforderungen darin, mit seinen Kunden, denen im Zentrum der Wissenschaft, in Kontakt zu bleiben. Unter besonderer Berücksichtigung der komplexen Forschungsziele und -methoden der Mitarbeiter hat Molecular Devices mehrere Updates zu seinen High-Content-Imaging- und Analyselösungen implementiert.

Dieser Artikel fasst die jüngsten Produktaktualisierungen und das Kundenfeedback zusammen, das diese Aktualisierungen ausgelöst hat.

Autofokus

Der Paradigmenwechsel von der manuellen zur automatisierten Mikroskopie erforderte eine neue Kombination von Hardware- und Softwarewerkzeugen, die zur Beschleunigung der Entdeckung erforderlich waren. Insbesondere muss die automatisierte Mikroskopie die Schnittstelle zwischen den adhärenten Zellen oder dem Medium und dem Boden der Platte erkennen und definieren und dann diese optimale Fokusposition über eine ganze Mikroplatte oder einen Objektträger hinweg beibehalten. Für einige Substrate, wie Matrigel® für die Organoidentwicklung und Well-Einsätze, war die Aufgabe noch größer.

Molecular Devices hat seine CellReporterXpress® Bilderfassungs- und Analysesoftware aktualisiert, um das ImageXpress® Pico Automated Cell Imaging System mit zusätzlichen Autofokus-Modi auszustatten, um seine Fähigkeiten weiter auszubauen. Die Lösung bietet mehrere Autofokus-Modi, die für ein breites Spektrum an Anwendungen und Laborgerätetypen optimiert sind, von ultradünnen Mikroplatten mit rundem Boden, benutzerdefinierten Organ-on-a-Chip-Platten bis hin zu Kulturplatten mit dickem Boden und Platten mit Well-Einsätzen. Darüber hinaus unterscheiden sich die Autofokus-Modi in ihren Anwendungsfällen – das zu fotografierende Objektiv und der zu fotografierende Laborgerätetyp – und geben dem ImageXpress Pico System so die Flexibilität, sich zuverlässig auf eine Vielzahl von Proben zu konzentrieren.

Das CellReporterXpress-Update bestand aus neuen Hardware- und Software-Autofokus-Funktionen. Die Verbesserungen des Hardware-Autofokus umfassen die Reflexionserkennung, bei der die Autofokus-LED verwendet wird, um zwei Reflexionspunkte an der unteren Schnittstelle zwischen Luft und Kunststoff und der Schnittstelle zwischen Kunststoff und Flüssigkeit zu finden. Die CellReporterXpress-spezifischen Algorithmen verwenden diese beiden Punkte, um den exakten Interaktionspunkt für den richtigen Fokus zu finden.

Detect-Surface-Algorithmen

In einigen Fällen unterschied sich die kontrastreichste Imaging-Fokusebene vom Boden der Platte. Um dies zu berücksichtigen, führte Molecular Devices Software-Autofokus-Routinen mit unterschiedlichen Suchbereichen in CellReporterXpress ein, die automatisch die kontrastreichste Imaging-Fokusebene finden könnten.

Erfahren Sie mehr über einzigartige und innovative Autofokus-Modi wie den 3 Peak-Well-Insert-Modus. Zusätzlich zu Fokusmodi, die auf eine höhere Aufnahmegeschwindigkeit ausgelegt sind, Anchor Focus Position, wenn Proben bei geringer Vergrößerung zum Screening oder für große makroskopische Proben abgebildet werden.

Vom Weitwinkel- bis zum digitalen konfokalen

Eines der Hauptziele von Molecular Devices ist die Bereitstellung modernster Imaging-Lösungen für ein breites Spektrum an Forschern. Das ImageXpress Pico System ist eines unserer Produkte, auf das das Wort Erschwinglichkeit sehr hingewiesen wurde. Im Bereich Imaging-Produkte innerhalb des Molecular Devices Portfolios sind Geschwindigkeit, Flexibilität und Auflösung die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale beim Übergang vom ImageXpress Pico System zum Flaggschiff ImageXpress® Confocal HT.ai High-Content Imaging System .

Die Bilder, die mit aktivierter Digital Confocal Option aufgenommen wurden (unten), stellen Zellstrukturen deutlicher dar als ohne (oben), wodurch eine robustere Bildanalyse ermöglicht wird.

Im Falle einer Auflösung haben wir Softwareaktualisierungen eingeführt, die bei der Erzeugung konfokaler Bilder aus der Weitwinkelmikroskopie-Aufnahme geholfen haben. Wir haben eine restaurative Bilddekonvolutionsmethode eingeführt, die das Licht außerhalb des Fokus quantitativ seinem ursprünglichen Ursprungspunkt zuordnet. Mithilfe der Punktspreizfunktion, die aus dem spezifischen optischen Pfad und Objektiv berechnet wird, kann der Mikroskopiker einzelne Aufnahmen bestimmen, um die Vorteile einer erhöhten Auflösung zu nutzen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die verkürzte Aufnahmezeit, was bedeutet, dass auch das Risiko einer Phototoxizität reduziert wird. Nicht zuletzt wird das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert, was eine wesentlich einfachere Quantifizierung der Bilder ermöglicht.

Live-Vorschau

Ein weiterer Unterschied zu automatisierten Mikroskopen bestand im Allgemeinen darin, dass sie nicht die traditionelle Bewegungsfreiheit bieten, die mit den Standard-Mikroskop-Arbeitsabläufen verbunden ist. Dies sorgte für eine andere Benutzererfahrung, insbesondere bei objektträgerbasierten Arbeitsabläufen und Zellmigrations-Imaging.

Die neue Live Preview-Funktion der CellReporterXpress Software wurde entwickelt, um diese Herausforderung zu meistern. Mit der Live-Vorschau kann der Benutzer mit derselben Kamera, die für die Bilderfassung verwendet wird, nun den Probentisch bewegen, um ein kontinuierlich aktualisiertes, dynamisches Bild der Probe mit einem virtuellen Joystick zu erforschen, was die traditionelle Erfahrung nachahmt.

Die Funktion verfügt über zwei virtuelle Joysticks, mit denen Sie sich vor der Bildaufnahme bei geringer Vergrößerung bewegen und Ihren Interessenbereich bestimmen können. Das Snap Overview Add-on verwendet eine Kamera mit Planetenübersicht, um eine Momentaufnahme des gesamten Objektträgers zu machen. Auf diese Weise kann der Anwender seine Probe leicht auf dem Objektträger finden. Sobald Sie den zu untersuchenden Bereich gefunden haben, hilft Ihnen der Joystick, zur Fokuseinstellung nahtlos auf eine hohe Vergrößerung umzuschalten.

Umgebungskontrolle

Klinisch relevante Krankheitsmodelle gewinnen für die Nachahmung von In-vivo-Bedingungen zunehmend an Bedeutung. Dies führte zu einem Wechsel von Endpunkt- und Festzell-Assays zu fluoreszenten oder labelfreien Lebendzell-Assays. Dies erforderte jedoch eine gründliche Kontrolle und Überwachung des Mikroklimas um die Platten, was in vielen Imaging-Systemen besonders schwierig ist.

Die Umgebungskontrollfunktionen des ImageXpress Pico-Systems bieten eine vollständige Kontrolle des Klimas, einschließlich CO2, Feuchtigkeit, Temperatur und O2 (was bei der Modellierung hypoxiebasierter Studien, wie z. B. Tumoroide, äußerst hilfreich ist). Darüber hinaus ermöglichte es die Live-Aufzeichnung von Umgebungskontrollsensoren den Anwendern, zu überprüfen, ob ihre Zellen im idealen Mikroklima gehalten werden.

Die EC-Einstellungen ermöglichen auch kinetische Aufnahmen mit mehreren Zeitpunkten für verschiedene Zeitlängen. Der Benutzer kann Filme, Bilder und kinetische Daten über die Zeit hinweg erzeugen, die alle für den Export geeignet sind.

Vorkonfigurierte Protokolle mit sofortiger Analyse multiparametrischer Daten

Sparen Sie Zeit und reduzieren Sie Fehler mit vorkonfigurierten Analyseprotokollen, die robuste multiparametrische Daten für die meisten der gängigsten zellbasierten Assays mit CellReporterXpress erzeugen und so eine sofortige Analyse ermöglichen

Mikroplatten-Reader haben sich seit langem in der Wirkstoffscreening- und Toxizitätsanalyse als effizient erwiesen; sie sind jedoch auch in den von ihnen gelieferten Informationen, die Fluoreszenzeinheit pro Well, begrenzt. Als die Kunden auch Veränderungen der Morphologie und des Zellverhaltens in Krankheitsmodellen verfolgen wollten, wurden Imaging-Modalitäten entscheidend, um die auf Wells basierenden Daten zu ergänzen, die von herkömmlichen Mikroplatten-Readern bereitgestellt werden.

CellReporterXpress ist mit über 25 vorkonfigurierten Analyseprotokollen vorinstalliert, die von der einfachen Zellzählung bis hin zur anspruchsvollen Multiwellenlängen-Zellauswertung und Neuritenverfolgungsanalyse reichen. Mit Funktionen wie dem „Click-to-Find“-Werkzeug können Analyseparameter durch einfaches Klicken auf ein paar Zellen, die den spezifischen Kriterien entsprechen, optimiert werden. Ermöglicht die Anwendung von High-Content-Analysetechniken zur Stratifizierung von Zellpopulationen.

Für komplexere Analysen sind die mit dem ImageXpress Pico System aufgenommenen Bilder mit unserer anderen fortschrittlichen Analysesoftware von Molecular Devices kompatibel. Die Aktualisierungen der IN Carta® Image Analysis Software und der MetaXpress® High-Content Imaging Acquisition and Analysis Software zielten darauf ab, den Stratifizierungsprozess zu vereinfachen. Dadurch wurde ein fundierteres Bewertungssystem geschaffen, das auf mehreren Markern innerhalb der Zelle basiert. Was die IN Carta Software betrifft, nutzte das SINAP Modul Deep-Learning-Algorithmen, um die Genauigkeit und Flexibilität zu verbessern.

Bei beiden Updates konnte der Anwender Zellgruppen besser profilieren und bündeln, Bilder erfassen und interpretieren sowie die resultierenden Grafiken exportieren und teilen.

Laborautomatisierung für High-Content-Screening

Durch diesen Paradigmenwechsel zu automatisiertem Imaging hatten Forscher nun Zugang zu einem erhöhten Screening-Durchsatz mittels Mikroskopie. Der beschleunigte Imaging-Prozess erforderte natürlich die Notwendigkeit der Laborautomatisierung mit der Flexibilität für neuartige experimentelle Konfigurationen. Während einige Kunden ihre Probengröße für ein höheres statistisches Vertrauen drastisch vergrößern wollten, wollten andere verschiedene Krankheitsmodelle mit mehreren Zelllinien mit einem einzigen Arbeitsablauf untersuchen. Aufgrund der Vielzahl an Arbeitsabläufen musste Molecular Devices maßgeschneiderte Arbeitsabläufe für verschiedene Forschungsanforderungen erstellen.

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Sehen Sie sich den Arbeitsablauf des automatisierten ImageXpress Pico Systems in Aktion an

Hier kam das Automatisierungs- und Individualisierungsteam zur Rettung. Das Team bietet optimierte Arbeitsabläufe, die Ihre spezifischen Forschungsanforderungen auf zeitsparende Weise erfüllen. Das Team kann die Mikroplatten-Reader und High-Content-Imaging-Systeme von Molecular Devices modifizieren und diese Instrumente mit automatisierten Inkubatoren und Liquid Handling zu nahtlosen Arbeitsabläufen kombinieren. Ihre Dienstleistungen zur Anpassung von Arbeitsabläufen umfassen eine Vielzahl an Hardware- und Software-Modifikationen, wie z. B. die folgenden:

• Robotik – damit Sie die Platten ganz einfach in die Imaging-Plattform hinein- und herausbewegen können
• Installation von Liquid Handling Workstations
• Automatisierte Reagenzzugabe
• Automatisierte Inkubatorkonfiguration
• Validierungstests

Das Beste an unseren Automatisierungs- und kundenspezifischen Dienstleistungen ist die firmeninterne Expertise im Instrumenten- und Workflow-Design und die kontinuierliche Unterstützung bei der Beratung, Machbarkeitsprüfung und Implementierung.

Organoid Innovation Center: Wo Motivation auf Fachwissen trifft

Die Beziehung zwischen Molecular Devices und seinen Kunden ist bidirektional. Während unser innovativer Ansatz weiterhin Produkte und Lösungen auf den Markt bringt, gedeihen unsere Kunden weiterhin darin, ihre Forschung zu beschleunigen. Dies treibt sie dazu an, mehr zu erkunden, und wir arbeiten härter daran, schwierigere Forschungsfragen zu beantworten.

Unser neues Organoid Innovation Center ist eine perfekte Simulation der überzeugenden Kunden-Team-Produktbeziehungen. Um den Forschungsbedarf für die komplexe 3D-Biologie zu decken, sind wir ständig auf dem neuesten Stand unserer Imaging- und Analysewerkzeuge. Darüber hinaus stehen Ihnen unsere hauseigenen Wissenschaftler zur Verfügung, um mit Ihnen zusammenzuarbeiten und Ihnen eine ununterbrochene Beratung zu bieten.

Wenn Sie daran interessiert sind, einen automatisierten Arbeitsablauf für Ihre Organoidforschung zu erstellen, besuchen Sie unser Organoid Innovation Center, um mehr über unsere Produkte und Dienstleistungen zu erfahren.

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