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Ovizio实时无标记三维全息活细胞培养监测分析成像系统 

Ovizio实时无标记三维全系细胞监测成像分析系统平台为生物成像研究开辟了新纪元。三维计算全息技术所包含的数据处理使研究者获得丰富的量化信息，这些信息包含着非介入实时条件下的细胞或微生物结构。其技术基础是专利的微分数字全息显微镜。这种独特的技术可对细胞进行实时、无标记、非侵害、监测分析，也可以对多层细胞培养提供实时的监控。与传统的光学显微镜只记录光学强度相比，数字全息显微(DHM)还可以存储与光的相位以及样品的光学厚度相关的数据，应用这些数据即可以进行定量成像应用和自动化分析。全息技术的基本原理是物体反射的光波与参考光波相干叠加产生干涉条纹，被记录的这些干涉条纹称为全息图。全息图在一定的条件下再现 ，便可重现原物体逼真的三维像。微分数字全息技术利用局部相干光（低功率，非侵入性的LED光源）可以带来更高的图像稳定性，也大大缩小了仪器的的尺寸，使得仪器可以应用的场景更多。数字全息技术可以实现多重成像，比如可以构造强度图像，定量相位图像和覆盖物体的形状和密度的3D图像。 
该平台上监控实时多层细胞，并测量细胞计数和每层细胞的活性分析。该平台使用Ovizio的OsOne软件进行完全自动化的运算，非常易于操作。作为一种非常新颖的以量化和数据为基础的成像技术，其可以帮助科学家大大简化研究工作。

Ovizio实时无标记三维全息活细胞培养监测分析成像系统把细胞培养监测提高到一个新维度,被广泛应用到追踪定量分析细胞密度，细胞形态以及在单个细胞水平高重复性细胞活力,定量监测分析数据复杂的细胞动力学等细胞学研究：

Ovizio实时无标记三维全息活细胞培养监测分析成像系统目前包括iLine F、iLine S、iLine M、QMod四款仪器，对应不同的应用场合,
其亮点概括如下：

—实时、在线、非侵入、进行悬浮细胞培养监控的三维全息监测成像分析，最大限度捕获悬浮细胞培养过程。 
 
iLine F简介： 
该系统可以在线、实时无标记、非侵入三维全息监测生物反应器中悬浮细胞的培养状态，对细胞进行无标记状态下的细胞密度测量、细胞活性监测测量，给用户提供无与伦比的体验。可以降低运营成本高达50％，整个过程无需采样，培养的液体经过无菌BioConnect与发酵罐连接，之后再通过连接线直接与ILINE F连接即可。 
iLine F通过一个特定连接装置与与生物反应器连接，该装置简称BioConnect，是一种无菌闭环一次性流控系统。通过该系统细胞被泵出生物反应器，之后通过一个新颖的泵送系统，流过的保持恒温环境下的摄像装置，仪器拍摄到细胞的全息图后细胞被送回到生物反应器中。整个过程细胞悬液始终保持隔离状态，发酵罐不会污染。得到的全息图经过软件分析可以计算细胞密度和细胞活力。 
该系统特点： 
① 在线监测生物反应器(On-line bioreactor monitoring)
②活细胞密度测量(Viable cell density measurement)
③ 无标记(Label--free)
④ 降低运营成本高达50％(Reduced operational costs up to 50%)
⑤ 无需采样，无需样品制备(No sampling,no sample preparation)
⑥ 无创细胞(Non-invasive)
⑦无污染，环境友好（Environmental-friendly） 
⑧实时连续监测分析（Continuous,real-time） 
⑨三维全息全方位监测成像分析 
该系统可以跟踪： 
1）细胞密度 
2）细胞活力 
3）细胞形态学 
4）培养和收获时间 
5）从死细胞中区分活细胞 
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在3L玻璃反应器中培养过程分析 

培养罐中培养过程活细胞密度的分析 
通过间歇方法培养91小时后，通过OsOne测定活细胞数量是11.71 X 10E6每毫升，活细胞密度94.8％ 。计算已经由OsOne软件执行，每个小区由一个红色线轮廓。活细胞以标记为绿色，而死细胞的标志是一个红色斑点，位于画面的左下方的单个参数直方图给出了培养过程中的泡孔直径。用户可以选择在这个柱状图显示参数。

iLine F组成部分： 
1)光学细胞分析仪 
该ILINE F已经被专门用来监测悬浮细胞在搅拌的生物反应器中。该系统可以通过一个创新的一次性流控系统被连接到生物反应器。
2)BioConnect? 接口 
该ILINE F显微镜通过一次性和可高压灭菌流控系统连接到该生物反应器中，细胞经由专利隔膜泵泵送，应用心脏的原理和旨在保持细胞完整性。
3)BioConnect
细胞流通过一个温控的环境中的摄像装置连续成像。在细胞的全息图已被捕获后，将细胞流回生物反应器。

-强大多层容器的细胞融合监控系统 

iLine M主要用于监测以下参数:
细胞计数 
细胞形态 
细胞融汇(cell confluency)程度 
ILine M系统特点：

②活细胞密度测量(Viable cell density measurement)
③ 无标记(Label--free)
④ 降低运营成本高达50％(Reduced operational costs up to 50%)
⑤ 无需采样，无需样品制备(No sampling,no sample preparation)
⑥ 无创细胞(Non-invasive)
⑦无污染，环境友好（Environmental-friendly） 
⑧实时连续监测分析（Continuous,real-time） 
⑨三维全息全方位监测成像分析

3T3-L1前脂肪细胞和3T3- L1脂肪细胞 
 
24孔板中培养的鼠的RAW 264.7及巨噬细胞 
通过3D成像的巨噬细胞的细胞形态观察。小鼠巨噬细胞孵育22小时后，显示出其中的天然低密度脂蛋白（LDL）（左）。右图显示的巨噬细胞培养产生的过氧化物酶以及氧化低密度脂蛋白（LDLMOX）。 
该ILINE M提供结合独特的功能可以与多层细胞培养容器中连接使用对多层细胞进行监测（通常很难在普通显微镜观察），用于监测贴壁细胞的生长状况，如T-型瓶，多孔板，多孔载玻片等...
?康宁HYPERFlask?系列产品 
?康宁CellSTACK?系列产品 
? NUNC?Cell Factory Systems?系列产品 
ILINE M主要用于监测以下参数 
细胞计数 
细胞形态 
细胞融汇(cell confluency)程度（用来形容培养细胞状态时可理解成“拥挤状态”。）?

最高可重复脆弱细胞汇合监测(The Highest Reproducibly Of Fragile Cell Confluency Monitoring) 

MSC（Human Meschenchymal stem cells）细胞的3D成像和自动检测，每个小区中用红色线和绿色斑点突出的活菌，暗灰色地带表明没有菌落的表面 
iLine S被设计用于监控多层生物反应器，可对许多不同的贴壁细胞进行监测。这个平台的可与ATMI的Lifesciences Integrity和Xpansion产品组合，这是一种具有对多层细胞进行培养功能的多片生物反应器。iLine S也被可与与其他多层培养容器结合使用，以达到对多层贴壁细胞进行监控的目的，比如HYPERFlask，康宁CellSTACK，NUNCCellFactorySystems系列产品等。 
iLine S主要用于监测以下参数 
细胞计数 
细胞形态 
细胞融汇(cell confluency)程度 
ILine S系统特点：

⑥ 无创细胞(Non-invasive)
⑦无污染，环境友好（Environmental-friendly） 
⑧三维全息全方位监测成像分析

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QMOD：将全息和荧光显微镜整合在一个系统中 

全息技术和荧光成像同时分析藻类细胞的脂质积累 

QMOD获得的硅藻息图 
QMOD获得的（A）的全息图，这种全息图同时包含光强度信息（B）和相位信息（C）的代表对象的光学厚度。物体的光学厚度更清楚地显现在相位图像（D）中，可进行硅藻的伪3D可视化，厚度为0.7微米。 
QMOD模块可将对细胞分析的准确性和易用性提高到一个新的水平。其可以作为一个模块与显微镜的C型接口直接相连（C型接口一般与像机相连，一般为专用接口），该QMOD系统可以对培养皿、烧瓶和多孔板等多层透明容器直接分析，提供特别方便和快速的解决方案。通过OsOne软件，研究人员可以自动扫描多孔板，并跟踪监测细胞的变化，分辨活细胞和死细胞之间的区别，为了提供最佳的分辨率，与OsOne软件获取的图像还可以进行重新调整聚焦。 
此外，Ovizio QMOD模块还可以与荧光显微镜（Ovizio专利）的组合，QMOD模块可以得到与全息图重叠的荧光信号，这种独特的研究方法能够在生物、环境、生理、病理研究中得到应用。该方法无需对样品制备，也不需要特殊的试剂或者对细胞进行固定，所以其是一种对环境特别友好的实验方法。 
该QMOD模块已经在最常用的显微镜，如蔡司Axioplan，尼康Labophot2，尼康的EclipseTS100-F，徕卡DMIRB或奥林巴斯AX70试验成功。
QMOD主要用于监测以下参数

2、系统优势 
Ovizio三维全息成像系统可以以纳米级的精度对细胞、细菌或者颗粒对象进行分析，通过得到对象的三维全息指纹数据，根据数据之间的差异性，可以分析不同类型的细胞之间的区别，分析细胞是活的还是死的，分析它属于癌细胞还是健康的细胞。传统的对细胞进行分析的方法是加入着色染料然后进行观测，这种方法误差较大，且耗费时间。Ovizio三维全息成像方法为非侵入性无标记技术，检测时间非常快，可以进行自动化的采样分析。 
另外很多细胞、发酵、疫苗的培养等过程都是严格的无菌环境，传统检测手段一般通过取出样品进行分析，这个过程容易进入杂菌可以造成污染，而Ovizio三维全息成像方法为隔离式分析，不需要进行样品收集即可以实时分析。 
1.定量细胞分析(Quantitative Cell Analysis)
2.无创伤，无标记测定(Non-Invasive， Label-Free Measurement)
3.实时三维成像(Real-Time 3D Imaging)
4.兼备显微镜和流式细胞仪优势(Unifying Microscopy & Flow Cytometry)
5.监测范围从培养皿到生物反应器(From Petri-Dishes to Bioreactors)
3、适用范围 
数字全息的数据处理可以应用于生物医学、公共医疗和环境监测等许多方面。这项技术已经结合显微镜被广泛应用到生物样品的三维可视化成像。 
使用三维感应和成像系统作为基于细胞三维结构和态的非介入自动细胞鉴别技术。生物样品的实时、自动拍摄、分析和鉴别将有助于疾病诊断、环境监测、和流行性疾病的早期检测。而传统的生物表征方法则需要介入、劳动强度高和耗费时间多，要求染色的方法也对细胞造成危害，还不能有效进行大规模应用。另外，基于二维特性如样品的形状、大小和形态的分析并非总能令人信服，数据的误差较多。所以，集合了三维计算成像、信息光学和DHM非常有希望在细胞（如血液或干细胞）的快速感应、可视化和鉴定过程中作为可靠、自动和低价的工具。 
4、参数