长时间活细胞动态成像方法,实时监测细胞划痕/迁移实验,平行对比多组处理手段研究对肿瘤细胞迁移能力

2026-06-08 14:01:49, 环亚生物 环亚生物科技有限公司



一、
肿瘤细胞迁移/侵袭能力和细胞划痕/迁移试验


细胞迁移/侵袭是肿瘤发生、发展、转移的核心生物学过程,直接决定肿瘤恶性程度与患者预后。体外精准评估肿瘤细胞迁移/侵袭能力,是肿瘤机制研究、靶向药物筛选、基因功能验证的关键环节。


细胞划痕/迁移实验又称伤口愈合实验,是经典的2D体外细胞迁移能力的检测方法,操作简便、成本低、结果直观,被广泛用于基础与转化医学研究。


实验的核心原理

将贴壁细胞培养至致密的单层后,用无菌枪头或专用工具在细胞层制造均匀、笔直的无细胞划痕区域。划痕边缘细胞因接触抑制解除,启动迁移,向空白区域移动,逐步 “愈合” 伤口。通过记录不同时间点划痕宽度/面积变化,计算伤口愈合率、细胞迁移速率,定量反映细胞迁移能力的强弱。 


实验的关键价值

  • 模拟体内伤口愈合与肿瘤侵袭前沿的细胞集体迁移行为。 

  • 快速、平行对比基因敲除/过表达、药物处理、通路干预等对迁移的影响。 

  • 适合高通量初筛,为 Transwell 侵袭等 3D 实验提供可靠预筛选依据。




二、
划痕/迁移实验的方法比较


方法

显微镜观察拍照

活细胞动态成像

检测原理

明场光学成像

明场光学成像

观测模式

定点、间断取样(0h,24h,48h等)

全程连续动态实时监测

数据获取

人工寻找视野

手动对焦拍照

培养箱内原位成像

全程同一视野、无位置偏差

细胞状态

频繁出入培养箱

生长环境波动、干扰细胞状态

全程箱内原位培养

生长环境保持稳定、细胞状态无干扰

定量精度

一般

定点取样,中间趋势信息易丢失迁移速率、愈合曲线恤人工分析和拟合

准确

全程数据自动获取

迁移速率、愈合曲线自动生成

信息维度

仅静态图像

既有静态图像,又有动态视频,可观察细胞形态、运动、轨迹等

人力成本

专人值守,定时操作

无人值守,全程自动化运行

适用场景

低通量,短周期,初步观察

高通量,长时程,高精度定量与发表级数据输出




三、
zenCELLowl活细胞动态成像及分析系统


德国innoME公司zenCELL owl 活细胞动态成像及分析系统,基于无标记、非侵入方法,培养箱内原位记录细胞实时生长状态,并输出细胞图片,动态视频,细胞数量、汇合度、细胞生长曲线、愈合曲线等。

产品介绍和技术优势

  • 高通量并行成像:通过24组独立的光源、镜头和相机,同时监测24个细胞样本/视野;单台电脑可同时控制 6 台设备,满足高通量筛选需求;

  • 培养箱内原位长时间监测:外形尺寸为18 cm×10.5 cm×18 cm,体积小巧,可置于培养箱的任意隔层,进行 24×7 小时不间断监测,无需人工值守不影响其他细胞实验;

  • 数据稳定可靠:整机无任何移动部件,无复位误差和脱焦现象,避免机械误差与抖动,数据连续稳定,重复性高;无大量产热,无需风扇散热,无细菌污染,耐温耐腐蚀;

  • 自动输出多项定量数据:设备自动记录细胞图片,生成动态视频,输出细胞汇合度、细胞数量、,细胞生长曲线、愈合曲线等;

  • 开放兼容,极简操作:兼容各品牌细胞培养板/瓶/皿,无需专用耗材,软件界面简洁,全自动运行;

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细胞划痕/迁移实验案例

实验内容将L929小鼠成纤维细胞系以120000个细胞/孔的密度接种于24孔板中培养24小时。然后,使用10µl枪头或其他硬物在融合的细胞单层中制造划痕(图1),并用磷酸盐缓冲液冲洗两次。加入新鲜细胞培养基,将24孔细胞培养板置于培养箱中的zenCELL owl 设备上培养约24小时。每隔10分钟拍摄一次照片,并根据所得数值计算细胞覆盖率。

图 1. 细胞划痕实验

实验结果细胞从划痕边缘扩散移动,结果显示,划痕在24小时后几乎完全愈合(图2)。细胞从划痕边缘扩散移动。图片中可见零星的细胞分裂,为了防止细胞增殖干扰迁移的测量,可以通过添加放线菌素C等药物或去除生长因子(如血清)来抑制增殖。细胞覆盖率数据与伤口愈合过程图像一致(图3)。实验开始后24小时内,该区域的细胞覆盖率在从50%上升到90%。利用细胞覆盖数据计算相对间隙面积(图4)可以确定间隙半闭合的时间点(t1/2间隙闭合)。

图2. 培养24小时后,划痕几乎完全愈合

图3. 划痕愈合过程中的细胞覆盖度变化


图4. 相对间隙面积变化

以上案例显示,zenCELL owl活细胞动态成像及分析系统在细胞划痕/迁移实验中的应用潜力,该设备兼具高通量,稳定、小巧、箱内原位监测等多种优势,可在伤口愈合过程的任意时间点对细胞迁移进行可视化与持续监测。


应用方向

  1. 实现长时间动态监测和分析:细胞增殖/增殖抑制、细胞划痕愈合/迁移/侵袭/趋化、细胞吞噬/杀伤/融合/黏附、病毒/细菌侵染细胞、细胞毒性、细胞凋亡、干细胞分化、血管细胞形成、神经突触形成和发育、胚胎细胞分裂、心肌细胞搏动、鞭毛细胞的运动、细胞微环境、类器官/3D肿瘤球等,以及优化细胞培养条件


  2. 广泛用于:细胞药化实验/药物研发/筛选,肿瘤与癌症研究,干细胞与再生医学,神经科学与神经退行性疾病,感染与宿主-病原体互作,免疫学与细胞治疗,毒理学,食品科学,环境科学,生物材料 & 医疗器械领域,化妆品 & 功效原料评价等领域,以及细胞培养工艺/培养基等培养条件的优化



四、
环亚生物科技有限公司


生命科学产品全国性代理商,不断把国外顶级的创新产品引入中国。环亚生物具备完善的公司运营、产品管理、营销、售前技术支持和售后维修体系。环亚生物作为zenCELL owl 实时活细胞成像分析仪大中华区独家代理商,负责zenCELL owl 实时活细胞成像分析仪产品大中华区的营销和售后支持。









环  亚  产  品




环亚生物科技有限公司(APG BIO Ltd)成立于2011年,专注于引进国外创新技术和高品质仪器设备。

主推产品包括




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全自动DNA核酸脉冲场电泳回收仪--美国Sage Science


代替手工切胶和磁珠,用于二代/三代/超长测序文库、常规分子实验的精准回收




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E-Peak 全自动核酸蛋白分析系统--融萦


毛细管原理,全自动、高通量、高灵敏度、高分辨率,对核酸蛋白分离检测和质控




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E-Tracking 微孔板加样记录仪--融萦


实时追踪加样,避免加样错误,兼容384/96孔板、排管,兼容单/8/12通道移液枪




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24通道 明场 实时活细胞成像分析仪--德国innoME


6/24孔板分组对比实验,用于细胞、类器官的生长监测、划痕迁移、培养优化等




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超高通量、高密度微阵列生物芯片点样仪 --英国ArrayJet


单次可喷点上万种生物样品,制备最多1000张高密度生物芯片,用于高通量筛选




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皮升、纳升级高精度微阵列生物芯片点样仪--德国M2 Automation


生物传感器、微流控、微孔板、微柱、微针、覆膜、POCT芯片等点样,可灵活定制




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超高通量 SPRi分子互作仪--美国Plexera


表面等离子共振成像技术,无标记实时动力学检测,最多同时检测3840对分子互作




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E-Pro4 全自动蛋白质免染成像分析仪--融萦


电泳成像一体,用于蛋白、多肽的定性定量、表达分析和纯度检测等




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超高精度组织 原位蛋白功能定量分析系统--西班牙Hawk Biosystems


小于10nm距离的蛋白质相互作用定量验证,用于互作、翻译后修饰、肿瘤免疫等




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毛细管电泳生物制药分析系统--荷兰Prince technologies


纳升级全自动压力浓缩进样,全程控温,用于蛋白纯度/等电点测定、制药质控等





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