以TTP Labtech Acumen eX3 為代表的激光掃描細胞高內涵篩選儀,通常可配置單色、雙色或三色激光,有405nm、488nm、633nm三種激光模式可供選擇,確保通用的熒光探針可適用。
儀器通過一個寬視野鏡頭以激光掃描培養有貼壁細胞的微孔板或玻片的底部, 這些細胞根據實驗要求已事先用各種熒光探針標記,被激光激發的熒光標記物發射出高能量的熒光, 被4個光電倍增管(PMT)分別收集,并讀取信號強度。之后通過閾值算法除去試驗的背景噪聲,并鑒別出所有的有效熒光信號進行自動化的目標識別,也即根據高分辨率的信號勾勒出詳細的細胞數量、形態、狀態或蛋白在細胞中的狀態等等。再通過智能算法將這些數據轉換成與試驗目的相關的定量數據,從而評價藥物在細胞和組織水平的功效。這成為業界評價藥物生物學活性最行之有效的方法之一。
Acumen eX3在設計原理上的創新,更能夠滿足高通量高內涵篩選的要求。激光輪流發射以減少交叉干擾;通過4個光電倍增管分別檢測提高檢測的可靠性和速度;并且最多可得到12個通道的高涵量數據;由于設計上的獨特性,從24孔板到1536孔平均每塊板全板全孔(whole plate whole well)掃描分析都只需要10分鐘左右。
全孔掃描
Acumen eX3配備了專門設計掃描大視野的鏡頭,覆蓋面積達400mm2(相當于96孔板的4個孔)。此鏡頭可以掃描整個孔,并報告所有細胞的數據,以便:
從有代表性的細胞群體中產生統計學可靠的數據
根據全部細胞總數對生物學響應數據進行歸一化
可掃描大的目標如線蟲或細胞集落,而不需要另外進行圖像拼接
細胞計數分析
Acumen eX3專利的數據分析方法利用了細胞計數的原理而非圖像分析。激光掃描整個視野,利用4個光電倍增管(PMT)按一定間隔收集信號強度讀數。閾值算法能鑒別出超過溶液背景之上的所有的熒光強度信號從而進行自動化的目標識別。激光掃描數據收集與細胞計數數據分析相結合,成為工業上行之有效的方法,能產生非常快速并可靠的結果----各種培養板平均每塊板只需要10分鐘左右。
數據存儲
Acumen eX3的數據采集按詳細程度可分為3級,分別滿足分析開發、分析驗證和篩選科學家的不同要求。例如在高通量篩選模式中,軟件僅報告所有的群體統計數據,將文件大小降低到便于管理的50 KB,也省去了購買數據存儲服務器的需要。