随着智能智造技术的发展,越来越多的生活场景都实现了无人工智能化进程。您能想象到,未来的细胞实验室也能实现无人值守化吗?当然,这也仅仅是不远的将来,而现在我们已经可以在实验室中使用智能化细胞培养助手—CM30。
CM30作为细胞培养中的智能助手,能帮助我们提高实验的可重复度并大大节约时间。在细胞培养流程中,仅需把CM30监控单元放入到细胞培养箱中,系统即可定期扫描活细胞,通过AI对细胞进行计数,计算融合度,然后通过无线路由将数据传输到操作端。
图:CM30在培养箱中的使用场景
因此我们无需进入洁净间即可得到细胞的图像和生长曲线,追溯细胞生长全流程。获取的这些数据将有助于提升细胞培养相关过程的重复性和稳定性。
1、自动拍摄多点细胞显微成像数据,进行细胞质量控制
为什么需要质量控制?
众所周知,我们在进行细胞相关实验的过程中,细胞培养扩增一直是其中非常重要且基础的一个步骤。由于涉及多个步骤以及精心的时间安排,活细胞培养可能成本高昂、复杂且花费时间。同时细胞的质量也是我们很多定量实验的基础参考数据。特别是细胞来源和培养物价值更高的领域,如细胞治疗中或者再生医学中的干细胞以及iPS培养。而这些操作流程中细胞的质量对于后续成像数据的获取来说至关重要。但是目前一直缺乏相应的量化指标和检测方法,对细胞进行长时间的监测。
CM30细胞培养监控系统可通过关注以下几个方面指标,优化质量管理并减少细胞培养相关的工作量。 想知道怎么去进行的吗,识别以下二维码学习【使用细胞培养监控系统进行细胞质量评估:通过细胞表征改善实验的可重复性】的应用说明。
如何进行质量控制?
1)全流程封闭操作,保证细胞无扰动无污染培养
活细胞和CM30监控装置可一直放置在培养箱中,无需拿出,在此情况下跟踪细胞生长状态,从而避免了因温度变化、培养基振动或污染造成的受损风险。由于系统采用630nm光源采集细胞数据,因此无需染色或剥离培养细胞即可检查其状态,并且不会对活细胞的生长造成影响。
在GMP生产车间使用过程中,CM30可以耐过氧化氢(H₂O₂)气体灭菌、过氧乙酸消毒(冷消毒剂)、酒精消毒、紫外消毒等,进一步降低由于成像过程等造成的热扰动以及污染风险。
2)原位立体成像,实时获取细胞真实生长状态
CM30采用独特的反射斜照明成像光路,是一种全新的立体观察方式。辅以优化的自动对焦算法,即使我们没有成像相关经验,也可以不需要其他特殊的光路调节或者设置,一键即可获得高对比度立体感的细胞图像,其成像分辨率可高达到2.2 μm/pixel,可清晰分辨细胞真实培养状态。
图:不同种类细胞反射斜照明成像结果
图:不同种类细胞反射斜照明成像结果
3)多点实时监控,确保整体数据准确有效
我们进行细胞质量检查的时候,仅仅是一个视野的信息往往无法作为整体的数据验证。而CM30自带的多点模块能够提供标准/自定义多点的模式,可以在多孔板内部以及多孔之间进行多点采样,使得采样观察结果更加完整合规。
图:多孔板适用的标准多点模式/自定义多点模式
4)自动计数比对保证实验一致性,协助建立标准细胞培养流程
目前主流基于阈值或AI探测的细胞计数在荧光图像中比明场图像中准确度高得多,但是荧光的长时间大量照射对于细胞的损伤是巨大的。而CM30特殊的成像方式使得细胞和非细胞区域的灰度值规律差异性大,因此非常适合用于AI训练。根据自动生成的全流程生长曲线,我们还可根据采集的图像自动测量细胞数量并计算作为细胞增殖能力指标的倍增时间。获得的客观分析参数可以规避由于人员或操作等主观因素造成的实验可重复度下降,能够帮助我们建立起规范的细胞操作和质量管理体系。
图:CM30AI分析的融合度、细胞计数、集落计数结果
(蓝色表示细胞区域,蓝色十字表示细胞,蓝色圈表示细胞集落)
2、提高实验效率,节约实验成本
为什么可以节约实验成本?
CM30具有的无线网络连接方式,可以极大降低细胞操作人员的工作量。不需要进入细胞培养间就能观察到细胞的生长状态。CM30采集到的细胞生长数据能够轻松帮助实验者验证特殊细胞的生长特征,判断最佳传代时间或者处理时间。并且,非剥离式的数据采集方式,在获得大量数据的同时,也无需传统预实验必备的大量细胞材料。经验证,CM30智能辅助的细胞工作流中,能够有效节约单克隆抗体开发人员60-80%的时间精力,有效缩短工作周期。
如何节约培养的成本?
1)大视野全皿成像
CM30一个视野大小可达2.84mmx2.13mm,相较于市场其他同类产品,视场范围明显提高至少四倍,在多点成像的基础之上还能轻松快速实现对全皿或者整板数据进行采集扫描。操作者能对于异常培养物的出现能够及时响应,减少后续不良影响,节约因为污染造成的成本和精力浪费。
另外,接入外网之后,还可通过在细胞达到一定融合度准备传代时向您发送邮件提醒。
图左:T75细胞全景拼图 图右:10mm皿全景拼图
2)设计紧凑,兼容多种容器类型
CM30优化的自动对焦参数,可以适用于多种容器类型,包括但不仅限于96孔板孔板T25T225细胞培养皿细胞工厂。承载如此多样化外观大小不一的容器同时,它紧凑轻薄的设计L360mm*W210mm*H55mm仍可以轻松放进蜂巢式二氧化碳培养箱。
图:CM30可以适配的培养容器类型
3)智能化多数据比对,显著减少工作量
CM30自动计数得到的生长曲线可用于划痕分析,毒理测试及细胞培养条件探索。
》能够比对当前生长曲线和标准数据,建立细胞评估标准。
》可以通过对比在早期及时发现细胞生长异常,及时处理。
》可以通过数据对比进行有效减少独立测试或预实验中样品细胞使用量。
因此无论是从实验人员的工作量还是样品的使用量来说,投入产出比都可以得到极大提升。
图:96孔板中多组细胞生长曲线数据分析结果
说了这么多,还是只有使用过才能够体会到智能实验设备为实验带来的便捷,感兴趣的小伙伴赶紧get起来吧!
