高通量體內(nèi)外心肌細胞和心肌收縮多功能量化跟蹤分析系統(tǒng)

細胞肌肉收縮高通量跟蹤分析系統(tǒng)

背景：

收縮的量化對于研究心臟病、損傷和藥物反應(yīng)至關(guān)重要。 雖然有許多評估收縮性的技術(shù)，但大多數(shù)都依賴于昂貴的專用硬件和的信息學，并且只能用于特定的實驗?zāi)Ｐ汀?/span>

設(shè)備解決方案：

MOTION可基于標準成像設(shè)備來評估體外和體內(nèi)的收縮力并量化對藥物和疾病的反應(yīng)。 從電起搏或非起搏的人類多能干細胞衍生的心肌細胞、分離的成人心肌細胞、斑馬魚心臟和人類超聲心動圖中高速和無干擾地采集圖像。

然后，影像被系統(tǒng)用作自動批量分析的輸入，系統(tǒng)配置了針對影像技術(shù)量身定制的特定設(shè)置和參數(shù)。 有關(guān)準確性、解釋和故障排除的詳細信息。 采集持續(xù)時間取決于實驗設(shè)置和目標，

體外肌肉模型中藥物或疾病反應(yīng)的量化通?？梢栽趲讉€小時內(nèi)完成。

系統(tǒng)介紹：

該多模式高通量測量心肌細胞和肌肉收縮量化分析系統(tǒng)適用于標準實驗室和臨床成像設(shè)備對正常心臟收縮、疾病表型和藥理反應(yīng)進行定量分析。

無需定制的硬件、昂貴的設(shè)備和的信息學，可用于多個實驗?zāi)Ｐ汀?數(shù)據(jù)和技術(shù)方便跨模型和實驗室重現(xiàn)，分析簡潔省時間，無需專業(yè)研究人員即可量化數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)使用單一簡潔方法處理視頻記錄，多模式量化跟蹤分析：在實驗細胞、動物和人體模型中獲得了可靠的藥理學數(shù)據(jù)和心臟病表型測量，可比較跨多個平臺測量心臟收縮的方法，允許在

(1) 一維體外模型中快速輕松地測量高速影像的運動，例如分離的成人和人類多能干細胞衍生的心肌細胞；

(2) 二維體外模型，如跳動心肌細胞單層或小簇人多能干細胞來源的心肌細胞；

(3) 三維多細胞體外或體內(nèi)收縮組織，如心臟“類器官"、工程心臟組織、斑馬魚和人類心臟。

在不同的記錄條件下（具有同步膜片鉗記錄的明視野顯微鏡、相差顯微鏡和牽引力顯微鏡）是有效的。

結(jié)果幾乎與當前用于收縮測量的黃金標準相同，例如光流、后偏轉(zhuǎn)、邊緣檢測系統(tǒng)或手動分析。 后，我們使用該算法來量化體外和體內(nèi)心律失常模型中的收縮并測量藥理反應(yīng)。

其他優(yōu)勢特點

多細胞配置的算法應(yīng)用以及與現(xiàn)有黃金標準的相關(guān)性

1、一機多用，可以量化單個心臟細胞、培養(yǎng)的心肌細胞、3D 心臟類器官，甚至是活的斑馬魚心臟等多種標本影像中的收縮。

      檢測各種樣本中藥物引起的和與疾病相關(guān)的收縮差異，該系統(tǒng)的性能可與為這些特定樣本量身定制的各種黃金標準技術(shù)相媲美

2、促進收縮數(shù)據(jù)的比較，不僅是樣本之間的比較，還有實驗室之間的比較，從而促進數(shù)據(jù)復(fù)制和再現(xiàn)性。

3、測量跨多個平臺的心臟收縮：心臟收縮是受許多疾病或藥物影響的關(guān)鍵功能參數(shù)，該系統(tǒng)可在實驗室、心肌細胞來源和細胞培養(yǎng)配置

（例如，單細胞、多細胞二維心肌細胞單層和三維培養(yǎng)物）之間進行比較電信號和鈣信號等

確定圖像幀之間像素強度的動態(tài)變化，并將輸出表示為肌肉收縮和放松期間運動的相對測量值。

我們將該概念應(yīng)用于一系列生物醫(yī)學和藥理學相關(guān)的實驗?zāi)Ｐ?，包括單個人類多能干細胞衍生的心肌細胞 (hPSC-CM)、hPSC-CM 的圖案化或二維培養(yǎng)物、心臟類器官、工程心臟組織 (EHT) , 和分離的成年兔心肌細胞

4、可用于使用透射光顯微鏡、熒光膜標記、嵌入軟基板的熒光珠或膜片鉗視頻記錄的多參數(shù)記錄條件和實驗設(shè)置。

5、還適用于體內(nèi)斑馬魚心臟的光學記錄，在分析和人類超聲心動圖中它代表了顯著的節(jié)省時間。

因此，這種多功能工具提供了一種快速、直接的方法來檢測體外和體內(nèi)的疾病表型和藥理反應(yīng)。

相關(guān)產(chǎn)品：

1、hiPSC心肌細胞肌節(jié)功能分析系統(tǒng)

2、心肌細胞高通量鈣瞬態(tài)分析

3、單個心肌細胞收縮力跳動測定系統(tǒng)

4、細胞力產(chǎn)生和力傳遞綜合測量分析系統(tǒng)

5、各種生物力學設(shè)備

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