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PHI HoloMonitor延時無創(chuàng)活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)的技術(shù)原理及應(yīng)用案例

瀏覽次數(shù)：183　發(fā)布日期：2025-10-22　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

HoloMonitor® M4 是由瑞典 PHI 公司研發(fā)、上海跡亞國際商貿(mào)有限公司（Gaia China）代理的延時無創(chuàng)活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)，核心基于定量相位成像技術(shù)，可在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)箱內(nèi)實現(xiàn)對活細(xì)胞的長期、無標(biāo)記監(jiān)測，為細(xì)胞生物學(xué)研究提供單細(xì)胞水平的形態(tài)、遷移及增殖數(shù)據(jù)，且不影響細(xì)胞后續(xù)使用，已廣泛應(yīng)用于癌癥研究、藥物發(fā)現(xiàn)等領(lǐng)域，相關(guān)成果已發(fā)表超 200 份同行評議出版物。

核心技術(shù)與產(chǎn)品優(yōu)勢
1. 核心技術(shù)原理
HoloMonitor® M4 通過測量光線穿過未染色細(xì)胞時如何改變方向來定量活細(xì)胞。細(xì)胞完全不受影響，因為沒有任何光能被吸收或轉(zhuǎn)移到細(xì)胞中——沒有能量交換，沒有變化。
這樣，HoloMonitor 就能對培養(yǎng)箱環(huán)境中的大量細(xì)胞單獨(dú)進(jìn)行溫和的成像、量化和長期監(jiān)控，而不會受到熒光細(xì)胞儀和熒光顯微鏡的苛刻條件和毒性的影響。

系統(tǒng)以定量相位成像為基礎(chǔ)，通過外部 635nm 低功率半導(dǎo)體激光（0.2mW/cm²）產(chǎn)生樣本束與參考光束，兩束光干涉形成全息圖。圖像傳感器捕獲全息圖后，經(jīng)計算機(jī)算法處理重建三維定量相位圖像，可精準(zhǔn)識別單個細(xì)胞，避免傳統(tǒng)相襯顯微鏡背景強(qiáng)度不準(zhǔn)、無法分割細(xì)胞的問題，且無任何光能被細(xì)胞吸收，實現(xiàn)真正無創(chuàng)分析。

2. 關(guān)鍵產(chǎn)品特點(diǎn)
硬件配置專業(yè)：配備電動平臺（移動范圍 100×70×10mm，重復(fù)精度 5μm），支持多位置精準(zhǔn)成像；搭配定制 HoloLids™容器蓋，適配 6 孔板、24 孔板、96 孔板、培養(yǎng)皿等多種細(xì)胞培養(yǎng)容器，保障出色圖像質(zhì)量（側(cè)向分辨率 1μm，視場角 567μm×567μm）。
操作安全便捷：采用無害激光照明，長期延時成像仍能保持細(xì)胞完整性；整體尺寸僅 290×200×190mm，重量 5.15kg，培養(yǎng)箱內(nèi)僅需 400×270×190mm 空間，易于放置。
軟件功能強(qiáng)大：配套 App Suite 軟件提供引導(dǎo)式工作流程，涵蓋細(xì)胞計數(shù)、活力測定、創(chuàng)傷愈合分析等 10 + 功能，支持自動動態(tài)分析、數(shù)據(jù)導(dǎo)出 Excel，還能生成彩色視頻與圖像用于學(xué)術(shù)發(fā)表。

3. 核心使用優(yōu)勢
節(jié)省資源成本：無需昂貴消耗品與標(biāo)記試劑，減少動手時間與細(xì)胞浪費(fèi)，單次實驗數(shù)據(jù)可重復(fù)用于多維度分析。
結(jié)果精準(zhǔn)可靠：實時連續(xù)成像（圖像捕獲率 1image/s），避免手動取樣誤差，自動分析減少用戶偏見，直接獲取定量測量結(jié)果。
細(xì)胞友好性高：無標(biāo)記、無光毒性，成像后細(xì)胞可繼續(xù)用于后續(xù)研究，尤其適配誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS）、原代細(xì)胞等脆弱細(xì)胞類型。

科研實用案例
案例 1：乳腺癌細(xì)胞傷口愈合研究（JIMT-1 細(xì)胞系）
研究需求：觀察乳腺癌細(xì)胞 JIMT-1 在傷口愈合過程中的遷移速度、細(xì)胞前沿推進(jìn)規(guī)律，評估藥物對細(xì)胞遷移能力的影響。
使用方案：將 JIMT-1 細(xì)胞接種于 6 孔板，構(gòu)建體外傷口模型后，將培養(yǎng)板放入搭載 HoloMonitor® M4 的培養(yǎng)箱中，設(shè)置 24 小時連續(xù)成像（每 1 小時捕獲 1 次圖像），啟用 “創(chuàng)傷愈合實驗” 模塊。
研究結(jié)果：系統(tǒng)自動追蹤細(xì)胞遷移軌跡，計算出細(xì)胞平均遷移速度為 22.5μm/24h，生成傷口閉合動力學(xué)曲線；當(dāng)加入抗遷移藥物后，細(xì)胞前沿推進(jìn)速度下降至 8.3μm/24h，且單細(xì)胞遷移距離顯著縮短，數(shù)據(jù)可直接導(dǎo)出用于統(tǒng)計分析，為藥物抗轉(zhuǎn)移機(jī)制研究提供定量依據(jù)。
案例 2：誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS）增殖與形態(tài)監(jiān)測
研究需求：iPS 細(xì)胞培養(yǎng)過程中易分化，需實時監(jiān)測其增殖速率與形態(tài)變化，確保細(xì)胞維持未分化狀態(tài)，為后續(xù)分化實驗提供優(yōu)質(zhì)細(xì)胞源。
使用方案：將 iPS 細(xì)胞接種于 IBIDI 培養(yǎng)皿，使用 HoloMonitor® M4 的 “細(xì)胞增殖實驗” 與 “動力學(xué)形態(tài)” 模塊，設(shè)置 48 小時連續(xù)成像，每 2 小時記錄 1 次細(xì)胞形態(tài)（監(jiān)測 30 + 形態(tài)參數(shù)，如細(xì)胞面積、圓度）。
研究結(jié)果：系統(tǒng)精準(zhǔn)計數(shù)單細(xì)胞，得出 iPS 細(xì)胞群體倍增時間為 36 小時；通過形態(tài)參數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，未分化 iPS 細(xì)胞圓度維持在 0.75±0.05，當(dāng)出現(xiàn)分化細(xì)胞時，圓度降至 0.52±0.03，可及時篩選出未分化細(xì)胞克隆，避免傳統(tǒng)染色法對細(xì)胞的損傷，保障后續(xù)分化實驗的成功率。
案例 3：藥物毒性檢測（原代人類小氣道上皮細(xì)胞 SAEC）
研究需求：評估新型化合物對原代人類小氣道上皮細(xì)胞（SAEC）的毒性，需檢測細(xì)胞活力、形態(tài)變化及增殖抑制情況，避免動物實驗的局限性。
使用方案：將 SAEC 細(xì)胞接種于 96 孔板，設(shè)置不同濃度化合物處理組（0-100μM），對照組加等量培養(yǎng)基，使用 HoloMonitor® M4 的 “細(xì)胞活力測定”“劑量反應(yīng)試驗” 模塊，進(jìn)行 72 小時連續(xù)監(jiān)測。
研究結(jié)果：系統(tǒng)通過細(xì)胞運(yùn)動速度、累積遷移距離評估細(xì)胞活力，發(fā)現(xiàn)化合物濃度≥50μM 時，細(xì)胞活力降至 60% 以下；生成劑量 - 反應(yīng)曲線，計算出化合物對 SAEC 細(xì)胞的 IC50 為 42.3μM；同時觀察到高濃度組細(xì)胞形態(tài)皺縮、細(xì)胞面積減小（從 1200μm² 降至 850μm²），為化合物的安全性評估提供體外細(xì)胞水平的核心數(shù)據(jù)。
案例 4：巨噬細(xì)胞吞噬功能關(guān)聯(lián)的遷移行為研究
研究需求：分析巨噬細(xì)胞在受到炎癥因子刺激后，遷移模式的變化是否與吞噬功能相關(guān)，探索炎癥微環(huán)境對巨噬細(xì)胞功能的調(diào)控機(jī)制。
使用方案：將巨噬細(xì)胞接種于 Petri 培養(yǎng)皿，分為對照組與 LPS（脂多糖，炎癥刺激劑）處理組，使用 HoloMonitor® M4 的 “單細(xì)胞跟蹤” 模塊，設(shè)置 12 小時連續(xù)成像，追蹤單個巨噬細(xì)胞的遷移軌跡與速度。
研究結(jié)果：對照組巨噬細(xì)胞呈隨機(jī)遷移，平均遷移速度為 15.2μm/12h；LPS 處理組巨噬細(xì)胞遷移方向更集中（趨向炎癥模擬區(qū)域），遷移速度提升至 28.7μm/12h，且遷移路徑直線性增加，結(jié)合后續(xù)吞噬實驗驗證，表明巨噬細(xì)胞遷移能力增強(qiáng)與吞噬功能激活呈正相關(guān)，為炎癥免疫機(jī)制研究提供動態(tài)細(xì)胞行為數(shù)據(jù)。

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