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蘇州醫(yī)工所微小模式生物流式成像研究取得進(jìn)展

發(fā)布：cyqdesign 2018-01-16 12:15 閱讀：1831

模式生物是生命科學(xué)研究中的理想研究材料，生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展依賴(lài)于模式動(dòng)物資源的開(kāi)發(fā)與利用，以斑馬魚(yú)、線蟲(chóng)、渦蟲(chóng)等為代表的微小模式動(dòng)物，在基于生命體活體表征的疾病模型藥物篩選中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。然而，目前在利用微小型模式動(dòng)物開(kāi)展科學(xué)研究過(guò)程中主要以手工分揀篩選和利用傳統(tǒng)顯微鏡進(jìn)行局部成像為主，不僅工作量大而且數(shù)據(jù)采集效率低下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模實(shí)時(shí)分析，無(wú)法有效發(fā)揮微小模式動(dòng)物的自身優(yōu)勢(shì)，更無(wú)法適應(yīng)中大規(guī)模遺傳/藥物篩選需求。因此，生命科學(xué)領(lǐng)域需要一套基于大顆粒成像的流式分析與分選系統(tǒng)，來(lái)進(jìn)行高效率的微小模式生物的成像及分選。　　

在中國(guó)科學(xué)院儀器裝備研制項(xiàng)目的支持下，由中科院上海生命科學(xué)研究院潘巍峻研究員提出需求和應(yīng)用方向，中科院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所李輝課題組開(kāi)發(fā)了一套針對(duì)斑馬魚(yú)等微小模式動(dòng)物高速成像及分選系統(tǒng)。類(lèi)似于流式細(xì)胞儀對(duì)細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)與成像，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)100微米~2mm的微小模式生物流過(guò)微流道時(shí)的高通量自動(dòng)成像。系統(tǒng)采用片層光照明和高速的線陣CCD相機(jī)，成像速度可以達(dá)到每秒10到15胚胎，比國(guó)外類(lèi)似成像設(shè)備成像速度提高10倍以上。

針對(duì)采集到的大量斑馬魚(yú)胚胎圖像，該研究進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了圖像分割及識(shí)別的軟件算法。可以使用自動(dòng)識(shí)別出未破膜的斑馬魚(yú)胚胎和已破膜的斑馬魚(yú)胚胎，并可根據(jù)識(shí)別的結(jié)構(gòu)自動(dòng)進(jìn)行胚胎死亡/存活的判讀，以及胚胎形態(tài)特征的自動(dòng)分析。

該設(shè)備的開(kāi)發(fā)將滿(mǎn)足并推動(dòng)微小型模式動(dòng)物在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的大規(guī)模應(yīng)用，加速相關(guān)領(lǐng)域研究進(jìn)展和基于表型篩選的新型藥物研發(fā)進(jìn)程。相關(guān)工作發(fā)表在Biomedical Optics Express上。　　　　

　　
圖1.寬場(chǎng)成像系統(tǒng)原理圖，圖a是光片的形成和線陣CCD成像示意圖，圖b是按照時(shí)間序列將一維數(shù)據(jù)拼接成二維的圖像。

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