與傳統(tǒng)顯微鏡相比，高內涵成像系統(tǒng)使研究人員能夠測量更多參數(shù)并提取更多數(shù)據(jù)。高內容系統(tǒng)通常分為兩類：用于篩選的系統(tǒng)和用于詳細分析的系統(tǒng)。高內涵篩選（HCS）系統(tǒng)提供靈敏的測量和高通量能力 - 并且他們在實驗中檢查盡可能多的樣品。高內容分析（HCA）系統(tǒng)可能為了獲得更復雜，內容豐富的數(shù)據(jù)而犧牲一些速度。

許多系統(tǒng)提供明場，寬場，相襯和共焦成像的組合，并且還廣泛使用熒光標記進行多路復用。在這里，我們將討論高內容成像系統(tǒng)中工具提供商**近提供的一些產品，以及研究人員對它們進行的各種應用。

更多選擇的奢侈品

HCS和HCA系統(tǒng)**近都看到吞吐量上升，幾乎所有系統(tǒng)都與機器人系統(tǒng)兼容，可實現(xiàn)遠程自動化，進一步提高生產率。

隨著自動化提高產量，每天運行的印版數(shù)量并不總是**受關注的問題。“活細胞成像是人們要求加快的速度，”GE醫(yī)療集團細胞分析全球產品支持負責人Leanna Ferrand說。GE的系統(tǒng)可以在不到2.5分鐘的時間內在96孔板中以每種顏色拍攝兩種顏色的一個圖像 - 這對于篩選來說很快，但是不足以快速捕獲活細胞分析中的動態(tài)過程超過2.5分鐘。該公司的解決方案是在單個井內部使用快速成像 - 幾乎就像每個井內的時間流逝一樣。“如果這是一個非常動態(tài)的過程，我們可以留在井內或重新訪問井，捕捉快速事件，”Ferrand解釋道。

隨著當今更多高容量成像系統(tǒng)的出現(xiàn)，科學家們可以選擇**適合他們需求的模型 - 即使是在一家公司內部。例如，賽默飛世爾科技的高含量成像系統(tǒng)的范圍包括篩選的入門級車型  CellInsight™CX5高內涵篩選平臺，一個中等水平的系統(tǒng)  CellInsight™CX7高內容平臺  和先進的系統(tǒng)，在  ArrayScan™  適用于特殊應用的高內容平臺，具有模塊化選項，如活細胞室。 

Thermo Fisher的Invitrogen™熒光標記等工具也為研究人員提供了豐富的多路復用選項。實際上，高內容成像系統(tǒng)的多路復用能力在新應用中體現(xiàn)出來。“隨著使用CRISPR更多地使用基因組編輯  ，快速，輕松地篩選多種表型效應的能力為敲除或敲入實驗提供了快速驗證和反饋，”Thermo Fisher細胞分析**營銷開發(fā)經理StepHen Oldfield說。科學。

3D文化的高內容成像

癌癥研究人員越來越多地采用3D細胞培養(yǎng)來研究腫瘤生物學，高內涵成像已經發(fā)展到適應3D樣本。

來自健康或腫瘤組織的球狀體 - 細胞簇是3D細胞培養(yǎng)的常見類型。GE Healthcare提供改進的3D成像工作流程，改進了用于在成像板中形成球狀體的協(xié)議，并使成像更容易。該公司**近與Nano3D Biosciences合作，促進了球狀體的高內容3D成像。例如，Nano3D的技術將球體定位在每個井的中心，因此在成像時更容易找到它們。

Nano3D的總裁兼**科學官Glauco Souza表示，Nano3D的技術能夠以不同的3D圖案和形狀印刷細胞和球體，這對于創(chuàng)建不同細胞類型的共培養(yǎng)**關重要。例如，該公司可以創(chuàng)建用于劃痕分析的共培養(yǎng)物并實時跟蹤傷口愈合分析。“但是隨后使用[GE Healthcare]的細胞分析儀6000的高分辨率成像  ，你可以通過在測定中添加不同的細胞類型來增加整體復雜性，”Souza說。“這為許多尚未研究過的新生物學打開了大門。”

PerkinElmer的Opera pHenix™HCS系統(tǒng)也用于研究球狀體。該公司的Synchrony™光學設計優(yōu)化了3D細胞培養(yǎng)的數(shù)據(jù)采集，并通過“仔細控制激發(fā)以消除樣品中不需要的串擾來提高靈敏度”，PerkinElmer高內涵儀器和應用主管Jacob TesdORPf說。PerkinElmer**近使用懸滴法擴展了其用于生長球體的HCS微孔板系列，包括PerkinElmer的CellCarrier™SpHeroid ULA板，以及InSphero的GravityPLUS™ULA板和GravityPLUS™懸滴系統(tǒng)。 

易于使用的軟件

由于高內容成像會生成大型數(shù)據(jù)文件，因此對數(shù)據(jù)進行采樣，分析，顯示和存儲的軟件**關重要。許多工具提供商正在創(chuàng)建考慮到研究人員需求的軟件。例如，通用電氣醫(yī)療集團強調使軟件界面特別直觀且易于使用，可以快速評估某些參數(shù)在數(shù)據(jù)子集上的外觀，以便用戶在分析所有數(shù)據(jù)之前預覽效果。GE Healthcare將于2016年10月底推出新的圖像分析軟件。

另一個關鍵軟件功能是數(shù)據(jù)鏈接。GE軟件在數(shù)據(jù)表和其他顯示之間的內置鏈接意味著，如果您點擊散點圖的一個點，例如，它將調出該單元格的圖像，它將突出顯示數(shù)據(jù)表中的該單元格。“你也可以通過選擇一個細胞亞群在人口水平上做到這一點，”費蘭德說。“這使研究人員能夠靈活地查看逐個細胞的問題以及人口問題。”

PerkinElmer提供Columbus™軟件的更新版本（用于大容量圖像存儲和分析）和High Content Profiler™軟件（用于多參數(shù)命中選擇）。“這些**新版本提供了改進的集成，可以直接在High Content Profiler軟件中瀏覽，搜索，下載和匯總Columbus中的內容，”TesdORPf說。用戶不再需要為研究人員導入數(shù)據(jù)，導出數(shù)據(jù)或手動合并元數(shù)據(jù)，這意味著節(jié)省時間并減少數(shù)據(jù)傳輸錯誤。

此外，新版PerkinElmer的Harmony®高內涵成像和分析軟件具有PrECiScan™智能采集功能，使研究人員能夠更準確地定位感興趣的物體。“這導致采集和分析時間顯著減少，這對于3D微組織和稀有事件研究特別有價值，”TesdORPf說。

用高內容成像對抗寨卡病毒

里約熱內盧聯(lián)邦大學生物醫(yī)學科學研究所和D'Or研究與教育研究所的研究人員正在使用PerkinElmer的Operetta®CLS™高含量分析系統(tǒng)來研究寨卡病毒。該系統(tǒng)與公司的Opera Phenix™HCS系統(tǒng)一起，具有“旋轉盤共焦光學系統(tǒng)，有助于消除背景，提供**的圖像數(shù)據(jù)質量，并**大限度地減少活細胞的光毒性和漂白，”TesDOrpf說。

“他們創(chuàng)造了他們所謂的”迷你大腦“來模擬胎兒在不同發(fā)育階段的大腦功能，”他說。此外，根據(jù)TesDOrpf的說法，德克薩斯大學的科學家正在使用Opera Phenix™HCS系統(tǒng)來識別可能預防或治療寨卡病毒感染的FDA批準的藥物（目前為止已有20多種）。

研究人員使用神經球和腦類器官等3D培養(yǎng)物來研究寨卡病毒感染對神經發(fā)生和生長的影響。 

“他們創(chuàng)造了他們所謂的”迷你大腦“來模擬胎兒在不同發(fā)育階段的大腦功能，”他說。此外，根據(jù)TesDOrpf的說法，德克薩斯大學的科學家正在使用Opera Phenix™HCS系統(tǒng)來識別可能預防或治療寨卡病毒感染的FDA批準的藥物（目前為止已有20多種）。

鑒于3D組織成像所帶來的持續(xù)挑戰(zhàn)，毫無疑問，該領域將出現(xiàn)更多創(chuàng)新。然而，顯而易見的是，我們不需要等待高內容成像的好處 - 它已經發(fā)生了，它正在快速前進。