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Molecular Devices筛选克隆和涂布工作流程也能个性化定制?快来实现1+1=3吧!

点击次数:470 发布时间:2017-05-18

一般来说,我们使用的仪器或分析系统都是标准化流程生产的 ,绝大多数情况下能符合 及满足我们的基本研究需求。但是,世界那么大,总有特殊化。当我们对研究方案和工作流程有特殊的要求时,就会希望能个性化定制一款仪器来实现新的工作流程满足研究需求。

Molecular Devices的微生物克隆筛选系统QPix 400系列,可以让您个性化定制新的克隆筛选和涂布的工作流程,为您提供专属于您的自动化解决方案

我们专业为您提供:

·        从咨询到实施的服务
·        全自动工作流程的构建与支持
·        基于真实生物样品的工作流程验证

应用案例

有研究表明,如果我们能在体外培养患者来源的某类癌细胞(如血液中获得),并将其在类似体内环境下培养并进行研究,并寻找特异杀死癌细胞的方法,治愈的几率会提高数倍。这类用于研究的细胞称为循环肿瘤细胞(CTCs),是研究向前迈出的重要一步,循环肿瘤细胞从肿瘤脱落,并在癌症患者的血液内循环。据认为,它们会导致转移,癌症在体内的扩散可引起将近90%的癌症相关死亡。

这些细胞也含有重要的遗传信息,可以让医生做出更明智的治疗决定,甚至可为个别患者量身定制个性化的治疗策略。

肿瘤细胞获得后如何选择培养条件呢?体内细胞在多细胞共培养的三维环境中形成组织和器官,而传统的细胞检测涉及的是单细胞的二维培养体系。三维培养提供了更接近体内环境的体外模拟系统,相关文献结果显示,三维培养的细胞在发育能力、增殖、分化、形态学、基因和蛋白表达及功能等方面明显优于二维培养,应用于临床,可有效提高新药开发效率,减少试验动物需求量,并获得较二维培养更可靠的数据。

本文将介绍几种可以模拟体内环境的实验技术:3D细胞培养、流体动态培养系统、共培养体系,以及组织培养。先进的培养技术可以更好的研究肿瘤形成机制,助力肿瘤病人个性化治疗方案的定制。

3D细胞球培养

随着科研与药物筛选要求不断提高,体外2D培养的方法已不能满足所有实验的需求,因此3D小球来模拟体内病理环境的技术逐渐发展起来。将培养的肿瘤细胞加入圆底的微孔中,这些富集的细胞就会形成离散的球体。这些离散的球体同时包含了暴露在表面的和深埋在内部的细胞,增殖的和非增殖的细胞,外面的富氧层和内部的缺氧中心。基于上述特点,与传统的二维细胞培养方法相比,这种球体可以更好的模拟肿瘤的行为特点。

下图为高通量检测3D小球的工作流程图。 96或384孔板中形成单一的肿瘤小球,经过化合物处理,小球被混合染料染色,无需清洗,小球被固定等待检测(右)。利用ImageXpress Micro 高内涵成像分析系统的长时间拍摄功能,在10x物镜下,投射光模式拍摄HCT116细胞63小时,记录细胞成球过程。

相对于宽场成像,共聚焦可以对球体进行薄层成像,这大大降低了来自于成像平面之外的背景荧光信号的干扰。同时,共聚焦成像也可以在3D水平上更好的分辨亚细胞结构以及肿瘤细胞的聚集和堆叠。运用共聚焦成像技术还可以完成更细胞分割。在肿瘤小球的重复试验中,与宽场成像相比,共聚焦成像统计到的细胞核数要多20%。用宽场成像模式扫描HCT116肿瘤细胞球15层,Bestfocus方式投射为一张2D图像。通过软件分析数出817个细胞核,在边缘聚焦变形的核和小球内部荧光太弱的核都没有被计数到。(下)用共聚焦成像模式扫描HCT116肿瘤细胞球15层,Bestfocus方式投射为一张2D图像。通过软件分析数出1087个细胞核,共聚焦的图像分析出的数据更加准确。

3D肿瘤球凋亡筛选

 

许多抗肿瘤药物是通过影响凋亡的外在通路来杀死肿瘤细胞的。为了演示凋亡实验,我们用96孔板培养了3天使HCT116细胞成球,并用4种不同的抗肿瘤药物稀释液对肿瘤球进行了处理。药物处理结束后,利用life Technologies公司的CellEvent Caspase and MitoTracker Orange reagents检测凋亡水平。在板孔中加入了包含Hoechst核染料的4倍浓度的混合染料。染色过程中没有清洗以避免影响球体状态。在10x镜下拍摄,图为96孔板整板的缩略图拼图。细胞被Hoechst(蓝色)和CellEventCaspase3/7细胞凋亡标签(绿色)染色。没有经过处理的对照组在第4列,被不同浓度紫杉醇处理的细胞球在第5-7列(3组重复),有明显的细胞凋亡。细胞小球在Z轴上扫描11层,2D投射图像在用户自定义模块中分析。低凋亡组和高凋亡组的原始图片和分割图片如图所示(蓝色=细胞核,粉红色=凋亡细胞)。处理组和对照组凋亡率对比曲线图,均一化后可以看出紫杉醇与丝裂霉素C和依托泊苷相比在较低浓度就可引发凋亡。

3D肿瘤球线粒体膜电位评估

在上述的细胞凋亡筛选过程中,我们还可以在混合染料中加入MitoTracker Orange来评估线粒体膜电位。这一方法可以帮助我们研究通过影响线粒体代谢途径来抑制肿瘤生长的药物。下面阐述了我们针对抗霉素A,一种线粒体膜电位强力干扰剂,的研究。在经过4个小时的处理后,基于MitoTracker Orange的荧光强度我们可以观察肿瘤微球体细胞中的线粒体状态。结果显示小球中心部位的红色荧光很弱,可能是因为MitoTracker 并没有完全的渗透到小球中心,也可能是位于中心的细胞线粒体已受到损害。细胞小球经过一系列浓度的抗菌素A处理: (1,22, 67和200 nM) ,经过计算分析,可以得到药物作用下线粒体平均荧光强度的曲线图。

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