培養箱活細胞增殖熒光觀察是一種借助熒光標記技術和特定設備,在細胞培養過程中實時、動態地監測細胞增殖情況的方法。以下是詳細介紹:
熒光標記方法
活細胞細胞核探針標記:可使用 Hoechst 33342,其激發波長為 350nm,發射波長為 461nm,低毒性,在 2-5μg/mL 濃度下可維持 48 小時,能清晰標記細胞核,便于計數分裂細胞。SiR-DNA 也是常用的探針,其具有遠紅外熒光,激發波長為 652nm,發射波長為 674nm,光毒性極低,適合 72 小時以上的長時間觀察。
增殖特異性熒光蛋白標記:通過基因編輯技術,如將 Ki67 與 GFP 融合,構建 Ki67-GFP 融合蛋白,Ki67 僅在增殖細胞中表達,可據此區分增殖細胞和靜息細胞,直接篩選出增殖細胞群體。
成像設備及參數設置
集成式培養箱熒光顯微鏡:如賽多利斯 Incucyte SX5,可直接嵌入培養箱內,支持 6 個獨立板位,兼容 384 孔板,能同時監測細胞增殖、遷移、凋亡等 10 余種動態過程。它提供綠色(Ex:440-480nm,Em:504-544nm)、紅色(Ex:565-605nm,Em:625-705nm)等多通道熒光成像,結合 HD 相差成像,無需取出細胞即可完成多維度分析。
小型化培養箱內熒光顯微鏡:以 CytoSMART Lux3 FL 為代表,體積小巧,可適配不同尺寸培養箱,支持 APP 遠程監控,分辨率達 1μm,支持 3 通道熒光(藍 / 綠 / 紅),適合藥物篩選和干細胞分化追蹤等中小規模實驗。
成像參數設置:以觀察 HeLa 細胞增殖為例,激發光強度熒光通道一般≤20%,如 Hoechst 通道激發光強度可設置為 10%-15%;曝光時間熒光通道為 50-200ms,明場通道為 10-50ms;時間間隔可設置為 15-30 分鐘 / 次,以完整捕捉細胞分裂過程;視野數量方面,96 孔板每孔可拍 3-5 個視野,覆蓋不同細胞密度區域。
數據分析
圖像預處理:常用工具包括 Incucyte Analysis Software、ImageJ(Fiji)等。通過背景扣除,如使用 Fiji 的 “滾動球背景扣除" 功能,去除培養皿背景熒光;運用 “高斯濾波" 消除隨機噪音,避免誤判為細胞;設置固定閾值進行閾值分割,將細胞核轉化為黑白二值圖像,便于自動計數。
增殖指標計算:通過計數不同時間點的細胞核數量,結合時間維度,可提取細胞總數增長曲線、增殖倍數等關鍵增殖指標,反映細胞增殖的動態規律。
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