Bio Nivina

Sản phẩm cho hình ảnh thông lượng cao

Nikon cung cấp dòng thiết bị BioPipeline cho cả ứng dụng hình ảnh thông lượng cao và nội dung cao. Hệ thống hình ảnh nội dung cao BioPipeline LIVE là giải pháp của Nikon cho hình ảnh thông lượng cao và nội dung cao của các tế bào sống được nuôi trong ống nghiệm. Dựa trên kính hiển vi đảo ngược có động cơ hàng đầu ECLIPSE Ti2-E của chúng tôi, hệ thống này có hệ thống ủ tích hợp và rô bốt trao đổi mẫu, cho phép trao đổi tự động tối đa 44 tấm nhiều giếng trong khi vẫn duy trì phạm vi bao phủ môi trường hoàn toàn.

Hệ thống hình ảnh nội dung cao BioPipeline PLATE tương tự như BioPipeline LIVE, cũng dựa trên kính hiển vi Ti2-E nhưng không ủ. Giống như tất cả các hệ thống BioPipeline, BioPipeline PLATE được tích hợp hoàn toàn bằng phần mềm NIS-Elements, bao gồm công cụ NIS-Elements Scheduler để phân vùng thời gian cho các lần thu thập tự động khác nhau giữa nhiều người dùng và/hoặc mẫu.

Hệ thống hình ảnh nội dung cao BioPipeline SLIDE của Nikon thay vào đó được cấu hình trên kính hiển vi cơ giới thẳng đứng ECLIPSE Ni-E và dành cho các ứng dụng như quét tiêu bản/hình ảnh toàn bộ tiêu bản của các mẫu cố định được chuẩn bị trên các tiêu bản kính hiển vi tiêu chuẩn. Hệ thống này có bộ nạp tiêu bản rô bốt Marzhauser Slide Express 2, có thể chứa và trao đổi tối đa 120 tiêu bản. Tất cả các hệ thống BioPipeline đều có máy chủ chuyên dụng, với kết nối 10 GbE và không gian lưu trữ 200 TB, sẽ giúp đường ống hình ảnh và phân tích của bạn không bị tắc nghẽn.

Cả BioPipeline LIVE và BioPipeline SLIDE đều có thể được trang bị hệ thống cộng hưởng, với kính hiển vi cộng hưởng AX / AX R của chúng tôi có thể áp dụng cho hình ảnh thông lượng cao, có trường nhìn 25 mm vô song cho hệ thống quét điểm. AX R còn có hệ thống quét cộng hưởng tốc độ cao của Nikon, giúp tăng tốc hơn nữa

●: bao gồm, ⚬: tùy chọn

BioPipeline LIVE
Hệ thống hình ảnh nội dung cao
BioPipeline PLATE
Hệ thống hình ảnh nội dung cao
BioPipeline SLIDE
Hệ thống hình ảnh nội dung cao
Mẫu tối đa Sức chứa 44 44 120
Trao đổi mẫu tự động
Loại bình/ống kính mong muốn Đĩa 96 giếng
Đĩa 384 giếng
Tấm 96 giếng
Tấm 384 giếng
Tiêu bản kính hiển vi tiêu chuẩn
Chỉnh sửa tiêu điểm Z Hệ thống lấy nét hoàn hảo 4 (PFS4)
Tự động lấy nét
Hệ thống lấy nét hoàn hảo 4 (PFS4)
Tự động lấy nét
Tự động lấy nét
Kỹ thuật tương phản BioPipeline TRỰC TIẾP BioPipeline PLATE BioPipeline SLIDE
Brightfield
Độ tương phản pha*
Độ tương phản giao thoa vi sai (DIC)
Darkfield
Độ tương phản điều chế nâng cao của Nikon (NAMC)*
Huỳnh quang trường rộng
Confocal

*Những kỹ thuật tương phản này có thể không phù hợp với mọi ứng dụng và phạm vi phóng đại do hiệu ứng hình meniscus trong từng giếng.

Thảo luận về hình ảnh thông lượng cao

Thông lượng cao, nội dung cao hay cả hai?

Không hiếm khi các thuật ngữ “thông lượng cao” và “nội dung cao” được sử dụng thay thế cho nhau. Sự khác biệt chính là chiều, hoặc nội dung thông tin, của dữ liệu hình ảnh thu được. Nội dung thông tin cao hơn có thể hữu ích để mô tả tốt hơn các kiểu hình phức tạp. “Nội dung cao” thường ngụ ý việc sử dụng nhiều kênh huỳnh quang để mô tả nhiều dấu ấn sinh học. Ngược lại, thông lượng cao đề cập đến số lượng mẫu có thể được xử lý thay vì nội dung thông tin của dữ liệu đã thu thập. Cũng có thể thực hiện hình ảnh nội dung cao theo cách thông lượng cao (nhiều mẫu, chiều dữ liệu cao), một phương pháp đôi khi được gọi là “sàng lọc nội dung cao”.

May mắn thay, các hệ thống BioPipeline của Nikon phù hợp với cả phương pháp thông lượng cao và phương pháp nội dung cao. Dựa trên các kính hiển vi cốt lõi của chúng tôi, các hệ thống này thường có tính mô-đun và khả năng nâng cấp cao hơn so với các “hệ thống hộp” tương đương như máy đọc đĩa. Máy ảnh, ống kính vật kính, máy quét cộng hưởng và nhiều thứ khác có thể được hoán đổi vào/ra trên các hệ thống hiện có.

Hộp thoại phần mềm trong quá trình thu thập đa chiều trong một tấm giếng.

Nâng cao khả năng phân tích và hình ảnh thông lượng cao bằng trí tuệ nhân tạo

Nhiều người tin rằng lời hứa lớn nhất của trí tuệ nhân tạo trong kính hiển vi là việc mở khóa các loại phân tích hình ảnh mới. Chắc chắn là các loại phân tích mới rất quan trọng và hữu ích, một ví dụ điển hình là dự đoán các mẫu nhuộm trong các mẫu không nhuộm (ví dụ: dự đoán nhuộm DAPI hạt nhân từ hình ảnh tương phản pha). Tuy nhiên, có thể lập luận rằng lợi ích lớn hơn của AI là khả năng thực hiện các phân tích chung nhanh hơn đáng kể so với các phương pháp truyền thống, thay đổi các quy tắc thiết kế thử nghiệm.

Nikon cam kết thiết kế các công cụ phân tích hình ảnh dựa trên học sâu đáng tin cậy dưới sự bảo trợ của NIS.ai – một loạt các mô-đun phần mềm đang phát triển có sẵn trong phần mềm NIS-Elements của chúng tôi. Các mô-đun NIS.ai có thể tác động đến hình ảnh thông lượng cao bao gồm:

Hình ảnh huỳnh quang trường rộng nhiều màu của một trường tế bào
Hình ảnh tương tự như trên sau khi sử dụng mô-đun phần mềm Clarify.ai để loại bỏ hiện tượng mờ.
  • Clarify.ai: mô-đun được đào tạo trước này có thể cung cấp khả năng loại bỏ hiện tượng mờ ngoài tiêu điểm nhanh chóng và tự động khỏi hình ảnh huỳnh quang trường rộng.
  • Segment.ai: mô-đun này có thể được đào tạo để phân đoạn các đặc điểm hình ảnh, bao gồm cả những đặc điểm mà các phương pháp ngưỡng cổ điển có thể bỏ sót.
  • Convert.ai: mô-đun này có thể được đào tạo để dự đoán các tính năng trong kênh hình ảnh thứ hai dựa trên kênh hình ảnh tương phản pha tham chiếu, như mô tả ở trên.

Chọn máy quét cộng hưởng cho hình ảnh thông lượng cao

Có nhiều hệ thống kính hiển vi cộng hưởng trên thị trường, với hai loại thiết kế chính là máy quét điểm và đĩa quay. Máy quét cộng hưởng được mong muốn khi cần quan sát các mặt phẳng 2D sắc nét bên trong các mẫu vật dày. Cả BioPipeline LIVE và BioPipeline PLATE đều có thể được cấu hình với các loại hệ thống cộng hưởng này.

Hệ thống cộng hưởng đĩa quay được đánh giá cao vì dễ sử dụng và tốc độ chụp ảnh, nhưng nhìn chung bị giới hạn ở độ sâu chụp ảnh dưới 50 μm. Nikon tự hào cung cấp các hệ thống đĩa quay có trường nhìn (FOV) lớn để hỗ trợ chụp ảnh cộng hưởng thông lượng cao, bao gồm Yokogawa CSU-W1 (~23 mm FOV) và Crest Optics X-Light V3 (FOV 25 mm).

Các hệ thống cộng hưởng quét điểm có thể chụp ảnh sâu tới hàng trăm μm trong mẫu. Các hệ thống cộng hưởng Nikon AX / AX R cung cấp khả năng này cùng với trường nhìn 25 mm lớn (trường nhìn lớn nhất hiện có trên thị trường) để hỗ trợ chụp ảnh thông lượng cao. Ngoài ra, AX R sử dụng hệ thống quét cộng hưởng tiếng ồn thấp thế hệ tiếp theo của chúng tôi để giảm thời gian chụp ảnh trong khi vẫn duy trì chất lượng.

Với trường nhìn (FOV) thông thường 18 mm, cần 48 hình ảnh ghép khác nhau để tạo thành hình ảnh lớn này
Với trường nhìn FOV lớn 25 mm của các hệ thống BioPipeline LIVE, BioPipeline PLATE và AX / AX R, chỉ cần 24 khung hình ở cùng độ phóng đại.

Thuật ngữ

Trao đổi mẫu tự động
Điều này đề cập đến việc trao đổi tự động các bình đựng mẫu hoặc các phiến kính hiển vi giữa bệ kính hiển vi và tủ ấm hoặc máy nạp/khách sạn.
Các kỹ thuật tương phản tương thích
Thông thường, các hệ thống kính hiển vi hình ảnh thông lượng cao có khả năng sử dụng kỹ thuật ánh sáng truyền qua, chẳng hạn như độ tương phản pha, cũng như phương thức hình ảnh huỳnh quang, chẳng hạn như trường rộng hoặc cộng hưởng.
Các loại bình đựng/tiêu bản dự địnhBio
Các hệ thống Pipeline LIVE và PLATE dựa trên kính hiển vi đảo ngược, khiến chúng phù hợp hơn với việc chụp ảnh các bình nuôi cấy có buồng, chẳng hạn như các tấm nhiều giếng, so với kính hiển vi thẳng đứng. Trong trường hợp này, đáy bình phải được làm bằng vật liệu chất lượng quang học. BioPipeline SLIDE dựa trên kính hiển vi thẳng đứng – lựa chọn thông thường để chụp ảnh các tiêu bản kính hiển vi thủy tinh truyền thống.
Công suất mẫu tối đa
Đây là số lượng tối đa các bình, tấm giếng hoặc tiêu bản kính hiển vi (nếu có) có thể chứa trong máy nạp/khách sạn để sử dụng trong các thí nghiệm tự động. Xem “Các loại ống kính/ống kính dự định” để tham khảo.
Sửa tiêu điểm Z
Khả năng tin tưởng vào việc lấy nét đúng mặt phẳng Z là đặc biệt quan trọng đối với thông lượng cao, vì lỗi có thể không được phát hiện trong quá trình lấy nét tự động. Hệ thống lấy nét hoàn hảo của Nikon là giải pháp phần cứng hàng đầu để duy trì mặt phẳng có thể chọn bằng phần mềm hoặc người dùng trong tiêu điểm. Lấy nét tự động là một quy trình dựa trên phần mềm xác định mặt phẳng tiêu điểm chính xác bằng cách quét theo Z để tìm mặt phẳng có độ tương phản/độ sắc nét cao nhất.
Lên đầu trang