培養箱內實時熒光顯微捕捉細胞動態追蹤是一種在維持細胞生理狀態的同時,對細胞進行長時間、高分辨率觀察的技術,在生命科學研究中具有重要應用。以下是相關介紹:
核心設備
培養箱集成式熒光顯微鏡:這是實現培養箱內實時熒光顯微成像的關鍵設備。如 Incucyte? S3/S2,將熒光成像模塊集成在培養箱內,支持明場和多通道熒光(如 GFP、RFP 等)成像,可長期自動拍攝。還有國產的 CytoSMART Lux3 FL,是一種小型化培養箱內熒光顯微鏡,支持 3 通道熒光,可通過 APP 遠程監控,適合中小規模實驗。
熒光標記策略
細胞標記:可用不同熒光染料區分不同細胞,如用 CFSE 標記細胞 A,CellTracker Red 標記細胞 B,從而觀察它們的聚集、接觸或遷移軌跡。
分子標記:通過基因編輯技術,如將 GFP 與目標蛋白融合,標記細胞表面受體或配體,實時追蹤分子在細胞相互作用中的動態變化。
成像技術與方法
時間序列成像:設定合適的拍攝間隔,如每 10 分鐘一次,連續拍攝數小時至數天,可記錄細胞動態變化過程。同時,需控制熒光激發時間和強度,以減少光毒性對細胞的影響。
多模態成像:支持明場、熒光、相位對比等多種成像模式,可滿足復雜實驗需求。此外,結合超分辨技術,如 STED、PALM 等,可突破光學衍射極限,實現納米級動態追蹤。
數據分析
利用智能化圖像分析軟件,可量化細胞相互作用的關鍵參數,如接觸頻率、接觸時長、細胞間距離變化等。還可分析熒光信號強度變化、共定位系數等,以揭示細胞動態變化的機制。
應用實例
在細胞生物學研究中,可用于解析細胞分化與發育機制,如通過 GFP 標記 PPARγ,實時記錄間充質干細胞向脂肪細胞分化過程中熒光強度的變化和細胞形態的改變。在腫瘤學研究中,可用于評估免疫細胞 - 腫瘤細胞相互作用,如共培養 CFSE 標記的 T 細胞與 GFP 標記的腫瘤細胞,實時記錄 T 細胞識別、殺傷腫瘤細胞的全過程。