GE专家教您若何选择高内在剖析平台

曩昔十年，图像获取和剖析的主动化为细胞生物学的成长摊平了途径。一种加倍靠得住且高产的办法——高内在剖析（HighContentAnalysis，简称HCA）应运而生。什幺是高内在剖析？

高内在剖析是对高分辩率显微镜所拍摄细胞图像的主动提取和剖析。高内在，意味着丰硕的信息。这些信息包含：单个细胞图像和各项指标，细胞群体的统计剖析成果，细胞数目和形态的转变，亚细胞构造的变更，荧光旌旗灯号随时光的变更，荧光旌旗灯号空间散布的转变等等。人们往往因为特定的问题去设计试验，在图像中找到谜底的同时，其他的信息会带来不测的新发明。

论文中单幅荧鲜明微图像平日显示的是阳性目的的有或无，强或弱，是定性剖析。而高内在技巧的研讨对象不是一个或少数细胞，而是对 量细胞的同时不雅察和剖析，从 量图像中获得细胞群体的定量统计成果，结论更有科学说服力。因为剖析的对象是完全的细胞，在一个试验中可以同时应用多种荧光探针， 量细胞的多参数同时剖析有助于更深刻地舆解庞杂的细胞学机理和互相感化。

此外，高内在技巧还有助于工资误差的清除。人们往往会选择比拟好的细胞来拍摄和剖析，而机械是客不雅的，所有样品的成像剖析前提是完整雷同的。高内在剖析可在造就细胞、组织切片甚至3D造就上开展。它有着普遍的运用，如药物筛选、多参数功效研讨、化学基因组学、靶标验证和毒性检测等。

高内在技巧实现了高速显微成像，以前耗时辛苦的工作刹时完成，研讨人员可综合海量信息更快做出决议计划。在药物靶标切实其实认、化合物的药理和毒性筛选上，高内在剖析优势显著，而对于庞杂细胞学机理的研讨，HCA所供给的有价值的信息可以赞助研讨人员在日益剧烈的科研比赛中胜出。

若何选择高内在剖析平台？经由这些年的成长，市场上涌现了许多高内在仪器（如下表），这些仪器可以分为三 类：宽场荧鲜明微镜型高内在、共聚焦荧鲜明微镜型高内在和激光扫描型高内在。

鉴于市场上仪器型号许多，而每台仪器的参数又颇为庞杂，故研讨人员在购置时颇感困扰，不知该若何选择。为此，我们采访了通用电气医疗团体（GEHealthcare）的产物专家杨先生，请他为 家提些建议。

据杨先生介绍，激光扫描型高内在是以激光作为荧光光源，用PMT采集光旌旗灯号，经由过程预设间距点扫描获得数据，没有成像的进程，速度快是其最 的优势。但这类仪器的局限性是分辩率不高，只能供给虚拟图像。X轴的分辩率是以预设的距离（0.5、1.0、1.5、2.0、2.5或5um）设定的，而Y轴是用户自行设定的，一般在1到10um。因为不是基于图像的剖析，剖析软件相对简略，合适于比拟成熟简略的细胞学试验。所以被许多药物研发企业作为初筛平台。

而基本研讨的试验设计相对庞杂，许多时刻须要在亚细胞程度对细胞内的微细构造清楚成像，检测的指标也庞杂多样，须要异常壮大的图像剖析软件来设定，所以显微镜型的高内在更合适科学研讨的须要，药物研发机构在庞杂的筛选试验也会斟酌应用显微镜型高内在仪器。

杨先生建议读者，在选择高内在仪器时重要斟酌三个方面：成像速度、成像质量和图像剖析软件功效是否壮大。

1.成像速度

高内在仪器是在显微镜的基本上搭建的高速显微成像的平台，从所得图像中抽出一张和通俗显微镜拍摄的图像没有差别，也就是说，宽场荧鲜明微镜型高内在供给的是宽场荧鲜明微图像，而共聚焦荧鲜明微镜型高内在供给的是共聚焦质量的图像。高内在仪器和通俗显微镜最实质的差别在于成像速度极 进步。假如每个孔取一个视野，双色荧光，Hoechst染细胞核，EGFP标志细胞器，硬件主动聚焦，GEHealthcare的INCell2000可以在约3分钟内对整块96孔板成像，在短短几分钟内获得快要200张照片。INCell2000可以或许高速成像是因为：1）通亮的光源，和显微镜以液体光导纤维相连，光的传输效力高，明显缩短曝光时光；2） 芯片CCD相机可选择，成像视野约是尺度芯片相机成像视野的四倍， 芯片CCD相机一个视野就有可能捕获到足够的细胞用于统计学剖析，节俭许多时光；3）在线细胞计数功效：微孔板各个孔中细胞的发展状况可能会分歧，在线细胞计数针对分歧的孔主动调剂拍摄视野数目，整体缩短试验时光；4）主动聚焦：是进步成像速度的症结，INCell2000供给基于激光的硬件主动聚焦和基于图像比较度的软件主动聚焦，二者可联合应用。

杨先生特殊强调，固然宽场荧鲜明微镜型高内在比通俗宽场荧鲜明微镜成像速度快，共聚焦型高内在比共聚焦显微镜成像速度快，但共聚焦型高内在未必比通俗宽场荧鲜明微镜成像速度快，所以用户须依据试验的须要来选择合适本身的高内在仪器。INCell2000固然不是共聚焦高内在，但其独有的去卷积图像回复复兴功效可以明显进步图像的比较度和分辩率，供给可与共聚焦图像媲美的高质量的图像。

2、图像质量和成像速度之间的均衡

科研用户既愿望成像速度快，又愿望图像质量好，可以斟酌GEHealthcare的INCell6000。它是以激光为光源的可变光阑线扫描共聚焦高内在仪器，拥有专利的光学体系，成像完整可调：光阑完整打开时成像速度最快，完整共聚焦模式去除配景最有用，光阑打开的水平在1-3AU之间可调，可以针对分歧的需求调节共聚焦水平，到达成像速度和图像质量的优化组合。INCell6000感光成像采取550万像素新一代sCMOS相机，噪音比CCD相机低五倍，超高敏锐度并缩短曝光时光，比尺度相机的视野 四倍。

3、图像剖析软件

科研用户检测的指标庞杂多样，除了根本的模块式剖析对象，还须要有更壮大的剖析软件许可用户自立界说剖析法式。GEHealthcare的高内在平台除了根本的剖析对象，还供给INCellDeveloperToolbox客户自界说剖析软件，可以剖析各类试验的图像成果。针对特定的试验，用户应用一系列的图像剖析对象来编写本身的剖析法式，包含：高等区分（segmentation）对象，图像处置对象，自界说测量值，宏子法式等。DeveloperToolbox曾获得2006年全球更佳生物图像剖析软件奖（美国科学杂志《ScientificComputing》发表）。

Spotfire是一款用于科学数据剖析的可视化剖析平台，其最 的特色是经由过程多种动态的图形（点图、线图、柱状图、饼状图、热图等）和筛选前提，快速对 量的数据进行剖析和处置，并可以做出申报或与他人分享成果，做出决议计划。支撑多种客户端界面和Web界面的拜访和显示。INCell图像剖析软件内嵌和SpotfireDecisionSiteBasic软件衔接的图标，轻松应用数据可视化剖析对象。

INCellMinerHCM数据治理软件以经由验证的EMCDocumentum软件为基本，可以便利地注释、建档、检索、存储高内在图像和数据。研讨机构的所有应用者可以分享和比拟数据，最 限度地发掘和实现这些数据的价值。快速制做精巧的数据图，用于工作展现、技巧交换和文章揭橥。