细胞生物学

细胞生物学是生命科学中聚焦生命基本过程的研究领域。细胞生物学涵盖广泛的研究方向和应用场景，如细胞凋亡、细胞周期与细胞分裂、DNA 损伤、植物细胞生物学、囊泡运输、体外研究等。在模式生物方面，细胞生物学的研究对象囊括了从最简单的原核生物（细菌）到单细胞真核生物（酵母、真菌）乃至多细胞生物的全部。牛津仪器ANDOR提供技术解决方案，助力细胞和发育生物学家攻克研究难题。

集成多模态共聚焦显微镜
超高灵敏度且高速的成像探测器
光刺激解决方案
专用成像与分析软件

应用方向

细胞迁移

细胞迁移研究包括细胞骨架动态变化以及运动细胞的膜形态学分析。运动细胞的细胞骨架动态和膜形态需要以高分辨率、高灵敏度成像，同时将光毒性和光漂白效应降至最低。

对于单细胞或组织切片等对光极敏感的薄样本，牛津仪器ANDOR台式共聚焦显微镜BC43和Dragonfly 显微镜均为理想选择。借助牛津仪器 Dragonfly 显微成像系统，研究人员还能对纤毛成像（>50 帧 / 秒）等超高速动态事件进行成像。全内反射荧光成像（TIRF）模式可用于高分辨率的膜 - 基底相互作用研究（黏附研究）。两款共聚焦系统均支持对较厚样本、低信噪比的样本进行成像。

此外，EMCCD 的高灵敏度可实现极低光照下的成像，sCMOS 技术则能捕捉纤毛摆动等高速动态事件，二者均有助于细胞运动事件的分析。

牛津仪器 Mosaic 可作为光遗传学工具，用于研究运动细胞的细胞骨架动态。此外，Imaris 追踪分析工具是对运动物体进行长时间自动分析的理想解决方案。

有丝分裂与减数分裂

有丝分裂和减数分裂是定义细胞分裂的过程。有丝分裂是体细胞的分裂过程，减数分裂则是生殖细胞分裂形成配子的过程。有丝分裂和减数分裂均为动态事件，可通过活体成像或固定样本分析。

在极低光照条件下，使用牛津仪器 ANDOR 台式共聚焦显微镜BC43和 Dragonfly 显微成像系统可对单层细胞的有丝分裂进行成像。共聚焦显微镜是秀丽隐杆线虫等较厚样本的理想选择。sCMOS 相机的大视场有助于对大范围组织区域的细胞分裂进行成像。对于动粒 - 微管相互作用等活体超分辨成像应用，配备高灵敏科学相机和 SRRF-Stream+ 超分辨技术的 Dragonfly 显微成像系统是理想之选。

牛津仪器 Mosaic 可让用户在有丝分裂进行过程中，特异性激活部分染色体、动粒和微管。对于中心粒、动粒等有丝分裂结构的激光消融，MicroPoint 是合适的工具。

Imaris 细胞生物学家分析工具提供多种分析功能，可构建有丝分裂的 3D 渲染图，并对染色体列队、中期到后期转换时间等事件进行分析绘图。

细胞器生物学

细胞器是真核细胞中由膜界定的亚细胞结构，各自承担特定功能。细胞器包括细胞核、线粒体、内质网、叶绿体等。

牛津仪器 Dragonfly 显微成像系统搭配高灵敏度的科学相机，是研究线粒体、溶酶体等细胞器双向运动的理想工具。对于囊泡运输和融合事件，Dragonfly 显微成像系统结合小像素尺寸的 Sona 相机及 SRRF-Stream+ 超分辨模块，可提供实验所需的光学分辨率。牛津仪器台式共聚焦显微镜BC43可实现钙波的快速成像，Dragonfly 显微镜搭配 Sona/Zyla sCMOS 相机则能捕捉内质网 - 钙信号的超快速成像。

此外，利用 3D-dSTORM 技术对线粒体等 3D 细胞器进行精细结构分析时，可选的解决方案是使用牛津仪器 Dragonfly 显微成像系统搭配 Sona 6.5 微米像素相机成像。

借助 Mosaic 对高尔基体内侧囊泡进行光激活，可追踪靶向事件的囊泡运输。对于核 DNA 损伤研究，MicroPoint 是理想工具。

在数据分析方面，Imaris 细胞生物学家分析工具可量化细胞器的双向运动、细胞器内距离，还能生成精美的数据 3D 渲染图和影像。

植物细胞生物学

植物细胞生物学是一类以植物或植物细胞为模式生物的广泛研究领域，涵盖细胞结构与功能、分子与细胞机制、细胞器间通讯及细胞内信号传导等多个方向。

牛津仪器ANDOR为植物细胞生物学家提供丰富的解决方案。牛津仪器ANDOR台式共聚焦显微镜BC43是活细胞成像、固定组织样本分析等常规成像应用的理想选择。对背景干扰大的植物样本成像时，研究人员可利用牛津仪器Dragonfly 显微成像系统的扩展光谱范围（激发波长可达 750 nm）。全内反射荧光（TIRF）成像能最大程度降低植物组织的高背景（高自发荧光），在分析植物细胞的膜融合事件时效果显著。借助 dSTORM 技术可观察植物根皮层微管的精细结构组织，而对于内体和质膜动态的活体超分辨成像，配备 Sona 6.5 相机及 SRRF-Stream+ 超分辨模块的 Andor Dragonfly 显微镜是理想方案。iKon-EMCCD 相机和 iXon EMCCD 相机在植物生物发光应用（如生物钟调控的转录过程）中均能产出优异结果。

利用 Imaris Essentials 进行成像分析，研究人员可交互式可视化 3D 快照和延时成像，并从显微镜数据中生成定量信息。

干细胞

干细胞生物学涵盖众多研究方向，从多能干细胞到类器官，从神经干细胞到癌症干细胞等。

牛津仪器ANDOR台式共聚焦显微镜BC43 和 Dragonfly 显微成像系统具备出色的背景抑制能力，可实现对干细胞衍生类器官的深层成像。此外，牛津仪器ANDOR共聚焦显微镜的大视野能大幅提升研究效率。

Dragonfly 显微镜结合 sCMOS 相机，可对类器官内的细胞内运输等高速动态过程进行成像。

对于癌症胚胎干细胞和类器官干细胞，一大挑战是成像的穿透深度。使用 Dragonfly 的近红外（NIR）激光器搭配近红外敏感相机（EMCCD 或 sCMOS），可在背景干扰最小的情况下显著提升光学穿透深度。

Andor Mosaic 是追踪表达光激活视蛋白的工程化干细胞的理想工具，可用于追踪神经干细胞的分化过程。

在图像分析与数据呈现方面，Imaris 癌症研究分析工具可追踪癌症干细胞的谱系，Imaris 神经科学家分析工具能追踪神经干细胞中的纤丝，而 Imaris 细胞生物学家分析工具可对细胞及不同亚细胞结构进行分割。

囊泡运输

囊泡运输是细胞生物学中的重要研究领域，涉及从细胞膜到细胞器的物质运输，是细胞与外界环境沟通的保障。

牛津仪器ANDOR提供多种解决方案应对囊泡运输研究的挑战。对于细胞表面的内吞和外排事件，使用 TIRF 模式下的牛津仪器Dragonfly 显微成像系统搭配 Sona 6.5 sCMOS 相机可实现高分辨率成像。双相机同步成像功能可同时观察内吞事件中的不同参与组分，如网格蛋白包被囊泡的组成（动力蛋白、AP-2、肌动蛋白纤丝等）。借助 Dragonfly 的高速成像能力结合 SRRF-Stream+ 活体超分辨技术，研究人员能以高时空分辨率追踪细胞内从膜融合到晚期溶酶体形成的内吞过程。iXon EMCCD 相机的极高灵敏度可实现极低光照成像，大幅降低光毒性。

Imaris 细胞生物学家分析工具可对囊泡进行 3D 自动检测和长时间定量分析。

技术手段

共聚焦显微镜

转盘共聚焦显微镜适用于多种细胞生物学应用，可为有丝分裂等活细胞实验提供温和的成像方式，还能对干细胞衍生类器官等样本进行快速 3D 扫描。

借助转盘共聚焦显微镜，可获取固定或活细胞的图像，帮助研究人员深入了解细胞器的 3D 空间组织。

空间组学与多组学成像

细胞生物学中的空间转录组学（或多组学成像技术）是在二维或三维生物学背景下揭示多种（^Xn）RNA或其他生物大分子的表达情况。空间转录组学的优势在于能明确多个基因产物的表达位置及其周围环境。

其机制为：用荧光探针标记杂交的 RNA 分子，采集图像数据（通常扫描体积拼接图像），然后洗脱探针；每获取一组图像数据后，经过 “剥离 - 洗涤” 步骤，再进行一轮杂交；该过程重复 N 次，生成大量编码图像数据。高灵敏度转盘共聚焦显微镜搭配大视场、全成像区域照明均匀的相机，是多重成像的理想选择。

膨胀显微技术

膨胀显微技术（ExM）是一种能提供样本超分辨信息的成像方法。该技术并非通过光学手段突破光的衍射极限（<200 nm），而是通过各向同性地膨胀样本实现超分辨成像，使传统光学显微镜能观察到此前无法分辨的亚衍射极限或致密排列的细节。

膨胀后的样本体积较大，大视野显微镜有助于提升观察扩展样本的效率。Borealis 均匀照明技术可无缝拼接所有采集的图像块，高灵敏度科学探测器也能优化 ExM 成像效果。线粒体、中心粒、过氧化物酶体和细胞核等细胞器的超微结构均可通过扩展显微镜技术成像。

SRRF-Stream+ 技术

SRRF-stream+ 是一种超分辨成像方法，可与任意成像模式（如宽场、TIRF 或共聚焦）结合，最终分辨率取决于采集数据集的特性。借助 SRRF-stream+，研究人员可实现 XY 方向高达 50 nm 的分辨率。SRRF-stream+ 是一种兼容活细胞成像的超分辨技术，无需特殊样本制备，能实时生成超分辨图像（速度可达 10 帧 / 秒，取决于采集设备）。

利用 SRRF-stream+ 可观察线粒体，或结合 TIRF 提升膜融合事件的成像分辨率，突破衍射极限。重要的是，SRRF-Stream+ 兼容共聚焦成像，与 Dragonfly 转盘共聚焦成像结合时，可对细胞和组织深层进行超分辨成像。

After

Before

F-actin of BPAE cells labelled with Alexa Fluor 488 Phalloidin imaged on a Nikon Ti2 microscope at 60x and Sona 4.2B-11. The image taken from the average of 100 frames compared against the SRRF-Stream+ image. Images courtesy of Motosuke Tsutsumi, Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University and National Institutes for Physiological Sciences, Aichi, Japan.

全内反射荧光显微镜（TIRF）

全内反射荧光显微镜（TIRF）可获取细胞表面物体的超高细节图像，其原理基于样本所处介质与载玻片的折射率差异。

这种照明方式的特点是仅能在两种介质界面的极薄区域成像，TIRF 可对样本内部最大 100-200 纳米深度的区域成像。因此，TIRF 是分析细胞膜边界活细胞事件的理想工具，如膜动态、囊泡运输、内吞、外排及其他细胞表面事件。此外，TIRF 系统的高分辨率使其在单分子成像中也极具价值。

单分子定位超分辨显微成像（SMLM）

超分辨显微镜让人们对细胞有了更深入的理解。单分子定位显微镜（SMLM）可实现横向高达 20 nm 的分辨率，使用像散透镜可对点扩散函数（PSF）进行校准畸变，从而获取轴向（Z）信息，实现 3D 单分子定位。

dSTORM 技术依赖于采集在 “开启” 和 “关闭” 状态间切换的荧光团图像；而 DNA-PAINT 无需光漂白，通过 DNA 链杂交实现荧光团的瞬时固定以发射信号。采用 DNA-PAINT 的 SMLM 显微镜结合 TIRF 模式成像，可降低背景干扰。