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Ovizio實時無標記三維全息活細胞培養監測分析成像系統 

Ovizio實時無標記三維全系細胞監測成像分析系統平臺為生物成像研究開辟了新紀元。三維計算全息技術所包含的數據處理使研究者獲得豐富的量化信息，這些信息包含著非介入實時條件下的細胞或微生物結構。其技術基礎是的微分數字全息顯微鏡。這種*的技術可對細胞進行實時、無標記、非侵害、監測分析，也可以對多層細胞培養提供實時的監控。與傳統的光學顯微鏡只記錄光學強度相比，數字全息顯微(DHM)還可以存儲與光的相位以及樣品的光學厚度相關的數據，應用這些數據即可以進行定量成像應用和自動化分析。全息技術的基本原理是物體反射的光波與參考光波相干疊加產生干涉條紋，被記錄的這些干涉條紋稱為全息圖。全息圖在一定的條件下再現 ，便可重現原物體逼真的三維像。微分數字全息技術利用局部相干光（低功率，非侵入性的LED光源）可以帶來更高的圖像穩定性，也大大縮小了儀器的的尺寸，使得儀器可以應用的場景更多。數字全息技術可以實現多重成像，比如可以構造強度圖像，定量相位圖像和覆蓋物體的形狀和密度的3D圖像。 
該平臺上監控實時多層細胞，并測量細胞計數和每層細胞的活性分析。該平臺使用Ovizio的OsOne軟件進行*自動化的運算，非常易于操作。作為一種非常新穎的以量化和數據為基礎的成像技術，其可以幫助科學家大大簡化研究工作。

Ovizio實時無標記三維全息活細胞培養監測分析成像系統把細胞培養監測提高到一個新維度,被廣泛應用到追蹤定量分析細胞密度，細胞形態以及在單個細胞水平高重復性細胞活力,定量監測分析數據復雜的細胞動力學等細胞學研究：

1. 1.定量細胞分析(Quantitative Cell Analysis)
2. 2.無創傷，無標記測定(Non-Invasive, Label-Free Measurement)
3. 3.實時三維成像(Real-Time 3D Imaging)
4. 4.兼備顯微鏡和流式細胞儀優勢(Unifying Microscopy & Flow Cytometry)
5. 5.監測范圍從培養皿到生物反應器(From Petri-Dishes to Bioreactors)

Ovizio實時無標記三維全息活細胞培養監測分析成像系統目前包括iLine F、iLine S、iLine M、QMod四款儀器，對應不同的應用場合,
其亮點概括如下：

1. 三維全息顯微鏡成生物成像領域“新寵"，可繪制3D細胞圖，能提供細胞的厚度信息
2. DHM不需要對樣品掃描就可以擁有激光掃描共聚焦顯微鏡進行三維成像的優點，成像速度快，便于細胞實時檢測和時間動態過程研究
3. 實時、非侵入生物樣品的三維可視化成像,背景對比度高,不需要對細胞進行染色和固定，大大提高細胞的存活率
4. 非介入三維實時成像和鑒別細胞、微生物的實用技術，對細胞無傷害。
5. DHM定量相位成像方法，直接和非介入地提供活體細胞的光學厚度和動態條件
6. 可以進行更復雜的分析和細胞操作控制
7. iLine F型號三維全息懸浮細胞培養實時成像監測分析系統

—實時、在線、非侵入、進行懸浮細胞培養監控的三維全息監測成像分析，zui大限度捕獲懸浮細胞培養過程。 
 
iLine F簡介： 
該系統可以在線、實時無標記、非侵入三維全息監測生物反應器中懸浮細胞的培養狀態，對細胞進行無標記狀態下的細胞密度測量、細胞活性監測測量，給用戶提供的體驗。可以降低運營成本高達50％，整個過程無需采樣，培養的液體經過無菌BioConnect與發酵罐連接，之后再通過連接線直接與ILINE F連接即可。 
iLine F通過一個特定連接裝置與與生物反應器連接，該裝置簡稱BioConnect，是一種無菌閉環一次性流控系統。通過該系統細胞被泵出生物反應器，之后通過一個新穎的泵送系統，流過的保持恒溫環境下的攝像裝置，儀器拍攝到細胞的全息圖后細胞被送回到生物反應器中。整個過程細胞懸液始終保持隔離狀態，發酵罐不會污染。得到的全息圖經過軟件分析可以計算細胞密度和細胞活力。 
該系統特點： 
① 在線監測生物反應器(On-line bioreactor monitoring)
②活細胞密度測量(Viable cell density measurement)
③ 無標記(Label--free)
④ 降低運營成本高達50％(Reduced operational costs up to 50%)
⑤ 無需采樣，無需樣品制備(No sampling,no sample preparation)
⑥ 無創細胞(Non-invasive)
⑦無污染，環境友好（Environmental-friendly） 
⑧實時連續監測分析（Continuous,real-time） 
⑨三維全息*監測成像分析 
該系統可以跟蹤： 
1）細胞密度 
2）細胞活力 
3）細胞形態學 
4）培養和收獲時間 
5）從死細胞中區分活細胞 
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在3L玻璃反應器中培養過程分析 

培養罐中培養過程活細胞密度的分析 
通過間歇方法培養91小時后，通過OsOne測定活細胞數量是11.71 X 10E6每毫升，活細胞密度94.8％ 。計算已經由OsOne軟件執行，每個小區由一個紅色線輪廓。活細胞以標記為綠色，而死細胞的標志是一個紅色斑點，位于畫面的左下方的單個參數直方圖給出了培養過程中的泡孔直徑。用戶可以選擇在這個柱狀圖顯示參數。

iLine F組成部分： 
1)光學細胞分析儀 
該ILINE F已經被專門用來監測懸浮細胞在攪拌的生物反應器中。該系統可以通過一個創新的一次性流控系統被連接到生物反應器。
2)BioConnect? 接口 
該ILINE F顯微鏡通過一次性和可高壓滅菌流控系統連接到該生物反應器中，細胞經由隔膜泵泵送，應用心臟的原理和旨在保持細胞完整性。
3)BioConnect
細胞流通過一個溫控的環境中的攝像裝置連續成像。在細胞的全息圖已被捕獲后，將細胞流回生物反應器。

1. iLine M型號實時無標記細胞全息三維顯微動態觀測系統

-強大多層容器的細胞融合監控系統 

iLine M主要用于監測以下參數:
細胞計數 
細胞形態 
細胞融匯(cell confluency)程度 
ILine M系統特點：

1. 多板和多層監控(Multiplate and Multilayer monitoring)

②活細胞密度測量(Viable cell density measurement)
③ 無標記(Label--free)
④ 降低運營成本高達50％(Reduced operational costs up to 50%)
⑤ 無需采樣，無需樣品制備(No sampling,no sample preparation)
⑥ 無創細胞(Non-invasive)
⑦無污染，環境友好（Environmental-friendly） 
⑧實時連續監測分析（Continuous,real-time） 
⑨三維全息*監測成像分析

3T3-L1前脂肪細胞和3T3- L1脂肪細胞 
 
24孔板中培養的鼠的RAW 264.7及巨噬細胞 
通過3D成像的巨噬細胞的細胞形態觀察。小鼠巨噬細胞孵育22小時后，顯示出其中的天然低密度脂蛋白（LDL）（左）。右圖顯示的巨噬細胞培養產生的過氧化物酶以及氧化低密度脂蛋白（LDLMOX）。 
該ILINE M提供結合*的功能可以與多層細胞培養容器中連接使用對多層細胞進行監測（通常很難在普通顯微鏡觀察），用于監測貼壁細胞的生長狀況，如T-型瓶，多孔板，多孔載玻片等...
?康寧HYPERFlask?系列產品 
?康寧CellSTACK?系列產品 
? NUNC?Cell Factory Systems?系列產品 
ILINE M主要用于監測以下參數 
細胞計數 
細胞形態 
細胞融匯(cell confluency)程度（用來形容培養細胞狀態時可理解成“擁擠狀態"。）?

1. iLine S型號多板定量細胞監控工作站

zui高可重復脆弱細胞匯合監測(The Highest Reproducibly Of Fragile Cell Confluency Monitoring) 

MSC（Human Meschenchymal stem cells）細胞的3D成像和自動檢測，每個小區中用紅色線和綠色斑點突出的活菌，暗灰色地帶表明沒有菌落的表面 
iLine S被設計用于監控多層生物反應器，可對許多不同的貼壁細胞進行監測。這個平臺的可與ATMI的Lifesciences Integrity和Xpansion產品組合，這是一種具有對多層細胞進行培養功能的多片生物反應器。iLine S也被可與與其他多層培養容器結合使用，以達到對多層貼壁細胞進行監控的目的，比如HYPERFlask，康寧CellSTACK，NUNCCellFactorySystems系列產品等。 
iLine S主要用于監測以下參數 
細胞計數 
細胞形態 
細胞融匯(cell confluency)程度 
ILine S系統特點：

1. 多板和多層監控(Multiplate and Multilayer monitoring)
2. 降低運營成本高達50％(Reduced operational costs up to 50%)
3. 無需采樣，無需樣品制備(No sampling,no sample preparation)
4. 無標記(Label--free)
5. 實時連續監測分析（Continuous,real-time）

⑥ 無創細胞(Non-invasive)
⑦無污染，環境友好（Environmental-friendly） 
⑧三維全息*監測成像分析

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QMOD：將全息和熒光顯微鏡整合在一個系統中 

全息技術和熒光成像同時分析藻類細胞的脂質積累 

QMOD獲得的硅藻息圖 
QMOD獲得的（A）的全息圖，這種全息圖同時包含光強度信息（B）和相位信息（C）的代表對象的光學厚度。物體的光學厚度更清楚地顯現在相位圖像（D）中，可進行硅藻的偽3D可視化，厚度為0.7微米。 
QMOD模塊可將對細胞分析的準確性和易用性提高到一個新的水平。其可以作為一個模塊與顯微鏡的C型接口直接相連（C型接口一般與像機相連，一般為接口），該QMOD系統可以對培養皿、燒瓶和多孔板等多層透明容器直接分析，提供特別方便和快速的解決方案。通過OsOne軟件，研究人員可以自動掃描多孔板，并跟蹤監測細胞的變化，分辨活細胞和死細胞之間的區別，為了提供*的分辨率，與OsOne軟件獲取的圖像還可以進行重新調整聚焦。 
此外，Ovizio QMOD模塊還可以與熒光顯微鏡（Ovizio）的組合，QMOD模塊可以得到與全息圖重疊的熒光信號，這種*的研究方法能夠在生物、環境、生理、病理研究中得到應用。該方法無需對樣品制備，也不需要特殊的試劑或者對細胞進行固定，所以其是一種對環境特別友好的實驗方法。 
該QMOD模塊已經在zui常用的顯微鏡，如蔡司Axioplan，尼康Labophot2，尼康的EclipseTS100-F，徠卡DMIRB或奧林巴斯AX70試驗成功。
QMOD主要用于監測以下參數

1. 細胞計數
2. 細胞活性
3. 細胞融匯程度
4. 細胞形態學
5. 細胞毒性測定
6. 熒光和全息分析
7. 流式細胞微速攝影
8. 體外細胞系分析
9. 多孔板的篩選
10. 生物膜監控
11. 還有更多的應用

2、系統優勢 
Ovizio三維全息成像系統可以以納米級的精度對細胞、細菌或者顆粒對象進行分析，通過得到對象的三維全息指紋數據，根據數據之間的差異性，可以分析不同類型的細胞之間的區別，分析細胞是活的還是死的，分析它屬于癌細胞還是健康的細胞。傳統的對細胞進行分析的方法是加入著色染料然后進行觀測，這種方法誤差較大，且耗費時間。Ovizio三維全息成像方法為非侵入性無標記技術，檢測時間非常快，可以進行自動化的采樣分析。 
另外很多細胞、發酵、疫苗的培養等過程都是嚴格的無菌環境，傳統檢測手段一般通過取出樣品進行分析，這個過程容易進入雜菌可以造成污染，而Ovizio三維全息成像方法為隔離式分析，不需要進行樣品收集即可以實時分析。 
1.定量細胞分析(Quantitative Cell Analysis)
2.無創傷，無標記測定(Non-Invasive， Label-Free Measurement)
3.實時三維成像(Real-Time 3D Imaging)
4.兼備顯微鏡和流式細胞儀優勢(Unifying Microscopy & Flow Cytometry)
5.監測范圍從培養皿到生物反應器(From Petri-Dishes to Bioreactors)
3、適用范圍 
數字全息的數據處理可以應用于生物醫學、公共醫療和環境監測等許多方面。這項技術已經結合顯微鏡被廣泛應用到生物樣品的三維可視化成像。 
使用三維感應和成像系統作為基于細胞三維結構和態的非介入自動細胞鑒別技術。生物樣品的實時、自動拍攝、分析和鑒別將有助于疾病診斷、環境監測、和流行性疾病的早期檢測。而傳統的生物表征方法則需要介入、勞動強度高和耗費時間多，要求染色的方法也對細胞造成危害，還不能有效進行大規模應用。另外，基于二維特性如樣品的形狀、大小和形態的分析并非總能令人信服，數據的誤差較多。所以，集合了三維計算成像、信息光學和DHM非常有希望在細胞（如血液或干細胞）的快速感應、可視化和鑒定過程中作為可靠、自動和低價的工具。 
4、參數