长时间活细胞动态成像系统，24通量并行、全程实时监测神经细胞形态变化，助力神经科学与神经退行性疾病研究

2026-07-17 10:27:29, 环亚生物环亚生物科技有限公司

神经元形态变化与神经退行性疾病研究

神经元形态、突触生长及细胞集群行为是评估神经细胞生理功能、病理损伤的核心指标，也是神经科学基础研究、神经退行性疾病机制解析、靶向药物及活性因子筛选的重要监测方向。以阿尔茨海默病、帕金森病为代表的神经退行性疾病，往往伴随神经元萎缩、突触断裂、突起生长异常、细胞聚团紊乱等一系列形态学改变，精准追踪上述动态变化，对揭示疾病发病机理、验证基因功能、评价候选药物疗效具有不可替代的作用。

神经元细胞形态监测实验，主要针对野生型、基因编辑型神经元，结合药物、神经营养因子等不同干预条件，持续监测神经元增殖、突触延伸、细胞聚团、形态畸变等全过程，对比多组样本的表型差异，量化分析干预手段对神经细胞生理状态的影响，用于药物初筛、基因功能验证、神经细胞病变等研究。

神经细胞形态变化的检测方法

显微成像方法

将神经元细胞接种于培养板中完成贴壁生长，通过基因敲除、药物施加、添加神经营养因子等方式构建不同实验组；
依托显微成像设备长时间、不间断记录细胞生长全过程，实时捕捉神经元胞体形态、神经突触延伸长度、细胞分布与聚团状态等变化；
通过图像分析、量化突触生长速率、细胞增殖能力、集群特征等关键参数，直观区分不同处理条件下神经元的表型差异。

神经细胞形态变化的检测方法比较

方法	传统荧光/共聚焦显微镜（终点法）	活细胞动态成像
检测原理	荧光标记或明场成像	无标记明场成像
监测模式	固定时间点（如处理24h、48h后）终止培养，固定染色	全程连续动态实时监测，无需固定染色
数据获取	随机选取视野，人工对焦、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	固定后细胞死亡，获得终点图片	全程箱内原位培养，可回看任意时间点形态变化
突触完整性	固定、染色、洗涤步骤易造成突触断裂	无标记、无处理，突触完整真实呈现
信息维度	静态图像	静态图像，动态视频观察细胞形态、运动、轨迹等
人力成本	需多次换液、固定、染色、拍照	无人值守，全程自动化运行
适用场景	终点定性/半定量，验证性实验	动态过程观察，药物时间效应，罕见事件捕捉（如突触自发长出）

zenCELL owl活细胞动态成像及分析系统

基于现有方法的系统比较，活细胞动态成像设备如来自德国innoME公司的zenCELL owl 活细胞动态成像及分析系统，可实现无标记、非侵入、培养箱内原位记录神经细胞的实时生长状态变化，输出图片、视频、细胞数量。

zenCELL owl的核心特点：

24高通量并行成像：24组独立的光源、镜头和相机，同时监测24个细胞样本/视野，可实现各种自定义的多组对比实验如3个重复×8个分组；1台电脑可同时控制 6 台设备，满足高通量筛选需求；
培养箱内长时间运行：外形尺寸18 cm×10.5 cm×18 cm，体型小巧，可置于培养箱的任意隔层，不影响其他细胞实验；24 h / 7 d不间断监测，无需人工值守；
性能稳定数据可靠：整机无任何机械位移，避免机械误差和抖动；无机械疲劳，避免XY轴的图像位移偏差和Z轴反复移动的脱焦问题，保证视野固定和数据连续稳定，实验结果重复性高；
自动输出定量数据：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；
封闭设计方便消杀：一体化构造，外表面无清洁死角，可整机酒精消毒；内部无机械移动部件，无需风扇开口散热降温，避免仪器内滋生细菌、污染培养细胞，避免水蒸气、弱酸蒸汽进入设备腐蚀内部电子器件。

zenCELL owl的应用方向

细胞增殖/增殖抑制：药物/化合物筛选，细胞毒理研究，细胞因子/基因编辑对增殖的影响
细胞划痕/迁移实验：肿瘤侵袭，伤口愈合，药物对细胞迁移能力的影响研究
活细胞行为观测：细胞吞噬/杀伤、细胞凋亡、病毒侵染细胞、细胞形态变化、干细胞分化等过程观测
细胞培养质控与条件优化：接种密度、培养基、血清、培养环境的标准化与参数优化
3D 模型监测：肿瘤球、类器官形成、生长、药物响应的长时程动态追踪
其它动态监测：神经突触的形成，血管的形成，胚胎的分裂，心肌细胞的搏动等

神经元形态监测实验案例

（N2A 小鼠神经瘤母细胞）

实验内容

N2A 小鼠神经瘤母细胞为研究对象，设置多组平行对照样本，探究基因表达与外源干预手段对神经元形态及生理行为的影响（见表1）。

在细胞培养箱内，zenCELL owl 活细胞动态成像及分析系统，对各组细胞样品（6组，每组4个重复）每 30 分钟拍摄一次图像，连续不间断监测2天。

实验分组

分组	细胞类型	处理
1	野生型	无处理（对照）
2	CNR1敲除型	无处理
3	野生型	CNR1阳性激动剂
4	CNR1敲除型	CNR1阳性激动剂
5	野生型	神经营养因子
6	CNR1敲除型	神经营养因子