一般來說，我們使用的儀器或分析系統(tǒng)都是標(biāo)準(zhǔn)化流程生產(chǎn)的 ，絕大多數(shù)情況下能符合 及滿足我們的基本研究需求。但是，世界那么大，總有特殊化。當(dāng)我們對研究方案和工作流程有特殊的要求時，就會希望能個性化定制一款儀器來實現(xiàn)新的工作流程滿足研究需求。

Molecular Devices的微生物克隆篩選系統(tǒng)QPix 400系列，可以讓您個性化定制新的克隆篩選和涂布的工作流程，為您提供專屬于您的自動化解決方案。

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應(yīng)用案例

有研究表明，如果我們能在體外培養(yǎng)患者來源的某類癌細(xì)胞（如血液中獲得），并將其在類似體內(nèi)環(huán)境下培養(yǎng)并進(jìn)行研究，并尋找特異殺死癌細(xì)胞的方法，治愈的幾率會提高數(shù)倍。這類用于研究的細(xì)胞稱為循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTCs），是研究向前邁出的重要一步，循環(huán)腫瘤細(xì)胞從腫瘤脫落，并在癌癥患者的血液內(nèi)循環(huán)。據(jù)認(rèn)為，它們會導(dǎo)致轉(zhuǎn)移，癌癥在體內(nèi)的擴(kuò)散可引起將近90%的癌癥相關(guān)死亡。

這些細(xì)胞也含有重要的遺傳信息，可以讓醫(yī)生做出更明智的治療決定，甚至可為個別患者量身定制個性化的治療策略。

腫瘤細(xì)胞獲得后如何選擇培養(yǎng)條件呢？體內(nèi)細(xì)胞在多細(xì)胞共培養(yǎng)的三維環(huán)境中形成組織和器官，而傳統(tǒng)的細(xì)胞檢測涉及的是單細(xì)胞的二維培養(yǎng)體系。三維培養(yǎng)提供了更接近體內(nèi)環(huán)境的體外模擬系統(tǒng)，相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)果顯示，三維培養(yǎng)的細(xì)胞在發(fā)育能力、增殖、分化、形態(tài)學(xué)、基因和蛋白表達(dá)及功能等方面明顯優(yōu)于二維培養(yǎng)，應(yīng)用于臨床，可有效提高新藥開發(fā)效率，減少試驗動物需求量，并獲得較二維培養(yǎng)更可靠的數(shù)據(jù)。

本文將介紹幾種可以模擬體內(nèi)環(huán)境的實驗技術(shù)：3D細(xì)胞培養(yǎng)、流體動態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)、共培養(yǎng)體系，以及組織培養(yǎng)。先進(jìn)的培養(yǎng)技術(shù)可以更好的研究腫瘤形成機(jī)制，助力腫瘤病人個性化治療方案的定制。

3D細(xì)胞球培養(yǎng)

隨著科研與藥物篩選要求不斷提高，體外2D培養(yǎng)的方法已不能滿足所有實驗的需求，因此3D小球來模擬體內(nèi)病理環(huán)境的技術(shù)逐漸發(fā)展起來。將培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞加入圓底的微孔中，這些富集的細(xì)胞就會形成離散的球體。這些離散的球體同時包含了暴露在表面的和深埋在內(nèi)部的細(xì)胞，增殖的和非增殖的細(xì)胞，外面的富氧層和內(nèi)部的缺氧中心�；�于上述特點，與傳統(tǒng)的二維細(xì)胞培養(yǎng)方法相比，這種球體可以更好的模擬腫瘤的行為特點。

下圖為高通量檢測3D小球的工作流程圖。 96或384孔板中形成單一的腫瘤小球，經(jīng)過化合物處理，小球被混合染料染色，無需清洗，小球被固定等待檢測（右）。利用ImageXpress Micro 高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)的長時間拍攝功能，在10x物鏡下，投射光模式拍攝HCT116細(xì)胞63小時，記錄細(xì)胞成球過程。

相對于寬場成像，共聚焦可以對球體進(jìn)行薄層成像，這大大降低了來自于成像平面之外的背景熒光信號的干擾。同時，共聚焦成像也可以在3D水平上更好的分辨亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)以及腫瘤細(xì)胞的聚集和堆疊。運用共聚焦成像技術(shù)還可以完成更精確細(xì)胞分割。在腫瘤小球的重復(fù)試驗中，與寬場成像相比，共聚焦成像統(tǒng)計到的細(xì)胞核數(shù)要多20%。用寬場成像模式掃描HCT116腫瘤細(xì)胞球15層，Bestfocus方式投射為一張2D圖像。通過軟件分析數(shù)出817個細(xì)胞核，在邊緣聚焦變形的核和小球內(nèi)部熒光太弱的核都沒有被計數(shù)到。（下）用共聚焦成像模式掃描HCT116腫瘤細(xì)胞球15層，Bestfocus方式投射為一張2D圖像。通過軟件分析數(shù)出1087個細(xì)胞核，共聚焦的圖像分析出的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

3D腫瘤球凋亡篩選

許多抗腫瘤藥物是通過影響凋亡的外在通路來殺死腫瘤細(xì)胞的。為了演示凋亡實驗，我們用96孔板培養(yǎng)了3天使HCT116細(xì)胞成球，并用4種不同的抗腫瘤藥物稀釋液對腫瘤球進(jìn)行了處理。藥物處理結(jié)束后，利用life Technologies公司的CellEvent Caspase and MitoTracker Orange reagents檢測凋亡水平。在板孔中加入了包含Hoechst核染料的4倍濃度的混合染料。染色過程中沒有清洗以避免影響球體狀態(tài)。在10x鏡下拍攝，圖為96孔板整板的縮略圖拼圖。細(xì)胞被Hoechst（藍(lán)色）和CellEventCaspase3/7細(xì)胞凋亡標(biāo)簽（綠色）染色。沒有經(jīng)過處理的對照組在第4列，被不同濃度紫杉醇處理的細(xì)胞球在第5-7列（3組重復(fù)），有明顯的細(xì)胞凋亡。細(xì)胞小球在Z軸上掃描11層，2D投射圖像在用戶自定義模塊中分析。低凋亡組和高凋亡組的原始圖片和分割圖片如圖所示（藍(lán)色=細(xì)胞核，粉紅色=凋亡細(xì)胞）。處理組和對照組凋亡率對比曲線圖，均一化后可以看出紫杉醇與絲裂霉素C和依托泊苷相比在較低濃度就可引發(fā)凋亡。

3D腫瘤球線粒體膜電位評估

在上述的細(xì)胞凋亡篩選過程中，我們還可以在混合染料中加入MitoTracker Orange來評估線粒體膜電位。這一方法可以幫助我們研究通過影響線粒體代謝途徑來抑制腫瘤生長的藥物。下面闡述了我們針對抗霉素A，一種線粒體膜電位強力干擾劑，的研究。在經(jīng)過4個小時的處理后，基于MitoTracker Orange的熒光強度我們可以觀察腫瘤微球體細(xì)胞中的線粒體狀態(tài)。結(jié)果顯示小球中心部位的紅色熒光很弱，可能是因為MitoTracker 并沒有完全的滲透到小球中心，也可能是位于中心的細(xì)胞線粒體已受到損害。細(xì)胞小球經(jīng)過一系列濃度的抗菌素A處理: (1,22, 67和200 nM) ，經(jīng)過計算分析，可以得到藥物作用下線粒體平均熒光強度的曲線圖。

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