Neues Mikroplatten-Zytometer CYTOQUBE von Hamamatsu Photonics zur Erfassung von 3D-Zytologiedaten in Echtzeit

Die mit dem CYTOQUBE und Zyncscan gesammelte Bilddaten ermöglichen schnelle Untersuchungen von Größe, Form, Anzahl und Intensität von Zellen oder Zellpopulationen. Die Vorteile des CYTOQUBE beginnen mit dem optischen Light-Sheet-System, das für eine vereinfachte 3D-Erfassung sorgt. Es wird ergänzt durch unsere innovativen Zyncscan-Bildverarbeitungsalgorithmen, die eine schnelle Erfassung und Darstellung von 3D-Bildern ermöglichen und durch die Entfernung der Hintergrundfluoreszenz ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis erzielen.

Mit seiner hohen Leistungsfähigkeit bei der schnellen 3D-Darstellung von Mikroplatten kann der Einsatz des CYTOQUBE besonders in der Arzneimittelforschung große Vorteile bringen. Der gesamte Prozess von der Identifizierung des Zielmoleküls bis zur Entwicklung eines Medikaments kann oft 12-15 Jahre in Anspruch nehmen und ist somit zugleich wirtschaftlich risikoreich, aber auch lukrativ. Klassische 2D-Zellkultur Screening Tests sind zwar gut etabliert und erreichen einen hohen Durchsatz, aber es mangelt ihnen an Relevanz für den In-vivo-Bereich. Zur Verbesserung der Erfolgsquote, insbesondere bei der Entwicklung von Krebsmedikamenten, setzen die Wissenschaftler zunehmend auf 3D-Kulturen in Form von Sphäroiden oder Organoiden. Diese Kulturen entsprechen eher den in-vivo-Bedingungen, sind aber schwieriger zu untersuchen, vor allem weil die 3D- Bildgebung einen deutlichen Zeitaufwand bedeutet. In der Konsequenz können alle Werkzeuge oder Verfahren, die die Erfassung von 3D-Zytologiedaten in Echtzeit beschleunigen, der Arzneimittelforschung erhebliche Vorteile bringen. Der CYTOQUBE als Tool zum schnellen Erfassen von Fluoreszenzbilddaten hat damit das Potenzial, die Effizienz des Wirkstoffscreenings zu steigern und eröffnet neue Möglichkeiten für zelluläre Assays.

Auf der 83. Jahrestagung der Japanese Cancer Association vom 19. bis 21. September 2024 wird der CYTOQUBE ausgestellt und im kommenden Jahr auf weiteren Konferenzen in den Vereinigten Staaten und Europa präsentiert werden. 

Funktionsweise des CYTOQUBE und der Zyncscan-Technologie

Die Zellen in der Mikrotiterplatte werden direkt von unten mit einer Light-Sheet-Anregung beleuchtet und mit einer wissenschaftlichen CMOS-Kamera werden XZ-Tomografiebilder aufgenommen. Dabei ist die Detektion von der Beleuchtung entkoppelt und erfolgt in einem schrägen Winkel zur Probe und zur Beleuchtung. Durch die kontinuierliche Aufnahme von XZ-Tomographiebildern bei gleichzeitiger Bewegung der Mikroplatte in einer Richtung senkrecht zur Light-Sheet-Beleuchtung wird ein vollständiges 3D-Fluoreszenzbild in einem einzigen Scan der Platte erstellt. Darüber hinaus ist die CYTOQUBE-Software in der Lage, unerwünschte Hintergrundfluoreszenz während der Aufnahme von XZ-Tomographiebilder in Echtzeit zu entfernen.

Weitere Informationen zu technischen Spezifikationen und Anwendungsbeispielen finden Sie online unter https://www.hamamatsu.com/jp/en/product/life-science-and-medical-systems/light-sheet-microplate-cytometer.html

Erläuterungen

1: Das Wirkstoffscreening ist ein Schritt zur Bewertung der Wirksamkeit und Sicherheit neuer Wirkstoffkandidaten und zur Selektion der geeignetsten Substanzen in der F&E der Arzneimittelforschung.

2: Eine Mikrotiterplatte ist eine flache Platte mit vielen in Reihen angeordneten Mulden, um die zu messenden Proben aufzunehmen.

3: Ein Zytometer ist ein Gerät zur quantitativen Messung der Größe, Form und Funktion einzelner Zellen einer Zellpopulation.

4: Bei der Zyncscan-Technologie handelt es sich um eine neue Technologie, die optische und Bildverarbeitungstechnologien in der Light-Sheet-Optik kombiniert.