什么是非標(biāo)記細(xì)胞活力分析？
隨著生理學(xué)相關(guān)細(xì)胞模型的使用變得更加普遍，研究人員越來越需要提供深入生物學(xué)見解的非標(biāo)記、無干擾的解決方案。熒光標(biāo)記會(huì)引入可能影響研究結(jié)果的附加變量，因此會(huì)延長工作流程，并且讓分析變得更為復(fù)雜。完全消除熒光報(bào)告基因可確保實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果不受標(biāo)記或標(biāo)記過程的影響。
非標(biāo)記分析的優(yōu)勢(shì)：
- 對(duì)于罕見細(xì)胞類型等不適用于熒光標(biāo)記的情況，提供研究細(xì)胞群健康狀態(tài)的非侵入性和無干擾的方法
- 近年來活細(xì)胞分析和計(jì)算能力突飛猛進(jìn)，復(fù)雜的分析逐漸被簡化成了簡單易用的工作流程。人工智能 (AI) 為細(xì)胞行為和功能的實(shí)時(shí)、非標(biāo)記分析提供了解決方案
- 非標(biāo)記細(xì)胞健康狀態(tài)檢測支持在正常生理?xiàng)l件下研究細(xì)胞，這是評(píng)價(jià)治療癌癥和其他疾病的新候選治療藥物時(shí)的關(guān)鍵步驟
Incucyte? 活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)與新的 Incucyte? AI 細(xì)胞健康狀態(tài)分析軟件模塊一起用于高通量非標(biāo)記分析時(shí)，有助于加快工作流程，同時(shí)生成可重現(xiàn)、可靠、無偏差的數(shù)據(jù)。
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非標(biāo)記細(xì)胞活力分析解決方案
軟件模塊概況
Incucyte? AI 細(xì)胞健康狀態(tài)分析軟件模塊
新的 Incucyte? AI 細(xì)胞健康狀態(tài)分析軟件模塊是一體化分析工具，可將細(xì)胞分割并分類為活細(xì)胞或死細(xì)胞。用戶可以在不需要熒光標(biāo)記的情況下提高細(xì)胞健康狀態(tài)分析的通量，生成準(zhǔn)確客觀的數(shù)據(jù)，降低時(shí)間要求和成本。
Incucyte? AI 細(xì)胞健康狀態(tài)分析軟件模塊可用于所有 S 系列儀器，并且需要安裝 GPU 協(xié)處理器 (BA-04870)，作為控制器和 2022B 軟件版本的內(nèi)置硬件升級(jí)。可在本軟件模塊中使用可選的進(jìn)一步分類的基于非標(biāo)記或熒光參數(shù)（細(xì)胞邊界內(nèi)的熒光強(qiáng)度）的細(xì)胞群。
Incucyte? AI 細(xì)胞健康狀態(tài)分析工作流程
工作流程圖：通過 Incucyte? AI 細(xì)胞健康狀態(tài)分析，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（使用經(jīng)驗(yàn)證的數(shù)據(jù)集進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練）提供分割和分類算法，以準(zhǔn)確處理和定量活細(xì)胞或死細(xì)胞。將 AI 驅(qū)動(dòng)的分析應(yīng)用于所有孔和時(shí)間點(diǎn)，可提供可靠數(shù)據(jù)和活 細(xì)胞mask 或死細(xì)胞 mask 的可視化。
非標(biāo)記細(xì)胞活力分析的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)
使用 AI 驅(qū)動(dòng)的算法，基于訓(xùn)練有素的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從動(dòng)力學(xué)上定量測定細(xì)胞活力
對(duì)活細(xì)胞或死細(xì)胞進(jìn)行分類，并定量測定這些細(xì)胞群內(nèi)的其他生物活性，以便更深入地了解細(xì)胞生物學(xué)行為。
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使用經(jīng)過不同圖像特征訓(xùn)練的 AI 驅(qū)動(dòng)的貼壁細(xì)胞或非貼壁細(xì)胞類型分析，生成可靠和準(zhǔn)確的結(jié)果
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非標(biāo)記活力分析的樣本數(shù)據(jù)
識(shí)別并計(jì)數(shù)非標(biāo)記活細(xì)胞和死細(xì)胞——使用 AI 驅(qū)動(dòng)的算法，基于訓(xùn)練有素的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從動(dòng)力學(xué)上定量測定細(xì)胞活力。
圖 1：動(dòng)態(tài)監(jiān)測和定量藥物處理的非標(biāo)記貼壁細(xì)胞和非貼壁細(xì)胞。將 HeLa 和 Ramos 細(xì)胞接種至 96 孔板中，并分別用喜樹堿或 Truxima? 處理。在 2–3 天內(nèi)每 2 h 采集一次高清 (HD) 相位對(duì)比圖像，并采用 Incucyte? AI 細(xì)胞健康狀態(tài)分析對(duì)細(xì)胞死亡進(jìn)行定量。相位視頻顯示細(xì)胞隨時(shí)間的死亡（上）和 AI 驅(qū)動(dòng)的活細(xì)胞（綠色）和死細(xì)胞（紅色）分割 mask 輪廓（下）。
圖 2：細(xì)胞活力的非標(biāo)記分析。用濃度梯度增加的抗 CD20 抗體利妥昔單抗和生物仿制藥 Truxima? 處理 Ramos B 細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞。使用 Incucyte? AI 細(xì)胞健康狀態(tài)分析定量測定細(xì)胞死亡。時(shí)間進(jìn)程數(shù)據(jù)顯示，利妥昔單抗和 Truxima? 能誘發(fā)時(shí)間和濃度依賴性細(xì)胞死亡，而 IgG 對(duì)照誘導(dǎo)的毒性極小。圖像顯示未處理（左）或利用2 μg/mL 利妥昔單抗（右）處理了 48 h 的 Ramos 細(xì)胞。未處理的細(xì)胞是健康的，被歸類為活細(xì)胞（綠色分割），而處理的細(xì)胞表現(xiàn)出部分細(xì)胞死亡，被歸類為死細(xì)胞（紅色分割）。
給出復(fù)雜生物學(xué)問題的客觀信息——對(duì)活細(xì)胞或死細(xì)胞進(jìn)行分類，并監(jiān)測這些細(xì)胞群內(nèi)的細(xì)胞生物學(xué)過程發(fā)展步驟，以便更深入地了解。
圖 3：AI 細(xì)胞健康狀態(tài)讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)方法相當(dāng)。用濃度梯度增加的喜樹堿處理 A549 細(xì)胞。 ?實(shí)時(shí)追蹤圖表表示使用非標(biāo)記 Incucyte? AI 細(xì)胞健康狀態(tài)分析（左）定量死細(xì)胞百分比，由于使用 Incucyte? Annexin V NIR 染料，NIR 熒光增加（中）。濃度響應(yīng)曲線顯示 72 h 時(shí)這些數(shù)據(jù)重疊（右），IC50 值相當(dāng)。
圖 4：活細(xì)胞亞群內(nèi)細(xì)胞周期標(biāo)志物的分析。用濃度范圍為 4 nM–3 μM 的喜樹堿處理表達(dá)了 Incucyte??綠色/橙色慢病毒細(xì)胞周期標(biāo)記試劑的 HT-1080 細(xì)胞。進(jìn)行 Incucyte? AI 細(xì)胞健康狀態(tài)分析，以識(shí)別活細(xì)胞與死細(xì)胞，并在活細(xì)胞群內(nèi)進(jìn)行熒光分類。圖像顯示了覆蓋綠色和橙色熒光通道的分類 mask（紫色 = 活細(xì)胞，青色 = 死細(xì)胞）。 ?實(shí)時(shí)追蹤圖表顯示活細(xì)胞群的熒光分類，并顯示 G1 期細(xì)胞呈時(shí)間和濃度梯度依賴性增加（橙色）。
進(jìn)行可重現(xiàn)的高通量篩選——使用經(jīng)過不同圖片特征訓(xùn)練的 AI 驅(qū)動(dòng)的貼壁細(xì)胞或非貼壁細(xì)胞類型分析，生成可靠和準(zhǔn)確的結(jié)果。
圖 5：Incucyte? AI 細(xì)胞健康狀態(tài)，384 孔通量。將四種細(xì)胞接種至 384 孔微孔板中，并用不同濃度的喜樹堿、環(huán)己酰亞胺和多柔比星處理。微孔板視圖顯示，使用 Incucyte? AI 細(xì)胞健康狀態(tài)分析定量的 2 天內(nèi)的死細(xì)胞百分比增加。 ?數(shù)據(jù)顯示，喜樹堿和多柔比星在高濃度下可誘導(dǎo)細(xì)胞死亡，IC50 值相當(dāng)，而環(huán)己酰亞胺在該濃度下具有細(xì)胞生長抑制作用。
