转盘共聚焦高内涵成像系统
产品概述
ImageXpress® Micro Confocal 是美国 Molecular Devices 公司（现为丹纳赫集团旗下）推出的一款高性能、高度灵活的共聚焦高内涵成像分析系统。作为高内涵筛选领域的经典产品，该系统将转盘共聚焦技术与高通量自动化成像完美结合，能够在保持高成像速度的同时，获得媲美激光共聚焦的高分辨率、高对比度图像。
ImageXpress Micro Confocal 是目前功能极为灵活的高内涵系统，可配置多达8色荧光通道、3种规格共聚焦转盘灵活搭配，对活细胞或固定后的细胞均可做精确的定量分析。利用这套系统，科研人员可以轻松观测复杂的 3D 模型，如 3D 细胞球、组织乃至小型模式生物整体，从而进一步分析更多的生理学相关问题。
该仪器曾获得美国 NIH 共享仪器资助（S10OD026899），由斯坦福大学等顶尖研究机构广泛使用。
核心性能与技术优势
1. 专有 AgileOptix™ 转盘共聚焦技术
ImageXpress Micro Confocal 的核心是其专有的 AgileOptix™ 转盘技术。系统配备了独特的双转盘模块，可在三种成像模式间自由切换：
| 转盘类型 | 规格 | 应用场景 |
|---|---|---|
| 针孔转盘 | 60 μm | 高分辨率共聚焦成像，适用于厚样本（如3D细胞球、类器官）的深层成像 |
| 狭缝转盘 | 50 μm | 高通量共聚焦需求，透光率更高，适用于快速筛选 |
| 宽场模式 | — | 无共聚焦效果，适用于薄样本或弱信号样本的快速预扫描 |
转盘转速：高达 15,000 rpm
共聚焦模块可显著减少背景噪声，提升对离焦光线的抑制，增强对厚组织的穿透深度
2. 双光源系统——灵活适配多种实验
系统可选配5通道或8通道高强度激光/LED混合光源：
固态LED光源：长寿命、低噪音、免维护，适用于常规荧光成像
激光光源：更强激发能量，适合深层组织成像和弱信号检测
光源系统配备8位发射滤光片转轮和5位二向色镜转轮，支持多至8色荧光通道的灵活配置。
3. 卓越的成像性能
| 性能参数 | 规格 |
|---|---|
| 检测器 | 高灵敏度 sCMOS，415万像素（2048×2048），6.5×6.5 μm 像素大小 |
| 动态范围 | 33,000:1，16-bit 图像输出 |
| 读出噪声 | < 1.1 e⁻（极低噪声） |
| 量子效率 | > 72% |
| 视野面积 | 1.96 mm²（10×物镜） |
| 96孔板扫描时间 | 2分钟（2通道，单视野/孔） |
4. 丰富的物镜选择
系统支持空气镜、油镜和水镜等多种物镜类型：
空气物镜：1×、2×、4×、10×、20×、40×、60×、100×
油浸物镜：40×（NA 1.3）、60×（NA 1.4）、100×（NA 1.3）
水浸物镜：20×、40×、60×，可在不牺牲速度的情况下提供高达4倍的信号增强，达到更大的灵敏度和图像清晰度
5. 自动化与高通量能力
磁悬浮载物台：速度快、精度高、无磨损、无热疲劳，适合活细胞长时间成像和大图拼接
自动对焦：硬件激光自动聚焦 + 图像自动聚焦双模式
通量：每天可处理超过 200,000 个孔
自动化兼容：可集成外部自动培养箱（如Thermo Cytomat 2C）和机械臂堆板机，实现全自动化运行
6. 强大的耗材兼容性
能够对各种标本进行自动成像：
微孔板：6-1536孔板（符合或不符合SBS标准）
特殊耗材：Transwell板、培养皿、玻片、细胞芯片、组织阵列等
样品类型：固定细胞、活细胞、3D细胞球、类器官、小型模式生物（如线虫、斑马鱼、果蝇胚胎）
7. 活细胞成像支持
系统配备温度、湿度和CO₂三气环境控制模块：
支持活细胞长时间动态观察
可选配流体模块，实现加药同时成像，实时监测快速动力学事件（如钙流、通道激活）
主要功能与工作模式
ImageXpress Micro Confocal 支持多种成像和检测模式：
| 模式 | 描述 |
|---|---|
| 宽场荧光成像 | 快速成像，适合薄样本或高通量预扫描 |
| 共聚焦荧光扫描 | 转盘共聚焦，减少背景噪声，提高图像清晰度 |
| 明场成像 | 无标记细胞形态观察 |
| 硬件相差成像 | 活细胞无标记成像，获得高对比度图像 |
| 宽场2D/3D反卷积 | 进一步提升图像分辨率和对比度 |
| HE染色成像 | 组织切片成像支持 |
MetaXpress 分析软件功能模块
系统配备强大的 MetaXpress 分析软件，包含丰富的预置分析模块：
| 分析模块 | 应用 |
|---|---|
| 细胞计数 | 细胞增殖、细胞毒性 |
| 细胞周期 | 细胞周期分布分析 |
| 神经突起生长 | 神经元形态与网络分析 |
| 血管生成 | 管形成分析 |
| 颗粒度分析 | 囊泡、颗粒定量 |
| 活/死细胞 | 细胞活力评估 |
| 微核检测 | 遗传毒性分析 |
| 3D分析选项 | 类器官、细胞球的立体定量 |
| 转位分析 | 蛋白核质转位（如NF-κB） |
支持 PowerCore 数据并行分析功能，能调用本地和网络空闲的CPU线程资源，提高图像分析速度数倍。
技术规格摘要
| 项目 | 规格参数 |
|---|---|
| 成像模式 | 宽场荧光、共聚焦荧光、明场、硬件相差、反卷积 |
| 共聚焦转盘 | 双转盘：60 μm针孔转盘 + 50 μm狭缝转盘，转速 15,000 rpm |
| 相机 | sCMOS，2048×2048 像素，像素大小 6.5×6.5 μm |
| 动态范围 | 33,000:1，16-bit |
| 读出噪声 | < 1.1 e⁻ |
| 量子效率 | > 72% |
| 光源 | 5通道或8通道 LED/激光混合光源 |
| 荧光通道 | 最多8色（依配置） |
| 物镜 | 1×-100× 空气镜、水镜、油镜 |
| 自动对焦 | 硬件激光 + 图像自动对焦 |
| 支持的板型 | 6-1536孔板、玻片、培养皿、Transwell板等 |
| 扫描速度 | 96孔板约2分钟（2通道） |
| 环境控制 | 温度、湿度、CO₂（可选） |
| 流体模块 | 可选，支持加药同步成像 |
| 软件 | MetaXpress，IN Carta |
应用领域
1. 3D生物学与类器官研究
3D细胞球：球体形态学分析、药物渗透性评估
类器官：类器官生长监测、药物响应评估
肿瘤球：肿瘤球活力、增殖、凋亡分析
2. 药物发现与筛选
高通量药物筛选（HTS）
先导化合物优化
毒性评估（肝毒性、心脏毒性等）
3. 神经生物学
神经元突起生长分析
突触密度定量
神经退行性疾病模型
4. 癌症研究
细胞增殖、凋亡分析
肿瘤微环境研究
癌症球体模型
5. 传染病研究
病毒-细胞相互作用
抗病毒药物筛选
如 COVID-19 研究中，Recursion 公司使用该系统创建了全球最大的 SARS-CoV-2 感染细胞成像数据集
6. 模式生物研究
线虫（C. elegans）
斑马鱼（Zebrafish）
果蝇胚胎（Drosophila embryos）
使用注意事项
样品准备：3D样本（如细胞球、类器官）建议使用U型底或低吸附孔板，配合Matrigel等基质胶
物镜选择：厚样本（>100 μm）推荐使用水镜或60 μm针孔转盘以获得更好的穿透深度
活细胞实验：建议提前稳定环境控制模块，确保温度和CO₂达到设定值
数据分析：利用 PowerCore 功能可显著加快大批量数据分析速度
预约使用：多数共享平台需提前预约，具体以各机构管理规定为准