如何优化多标成像技术推动3D空间组学发展

通过直观工作流程与先进拆分技术简化多标成像

3D high-plex imaging in cancer immunology. Overview of a pancreatic tumor section in mouse model, labeled with 15 markers and imaged in one go using STELLARIS with SpectraPlex. (https://www.nature.com/articles/d42473-024-00260-7) Spectraplex-Stellaris-Header-V1.jpg

本次网络研讨会上,徕卡显微系统的Julia Roberti博士与Luis Alvarez博士将介绍STELLARIS共聚焦平台的全新功能SpectraPlex,该技术可实现超多标三维空间成像。该技术旨在通过实现超多标成像且无需频繁人工干预,从而简化和增强空间生物学应用。

技术报告结束后,Luis Alvarez博士通过STELLARIS平台进行SpectraPlex功能实时演示,包括用户界面操作与实时数据采集能力展示。

核心要点:

  • 超多标成像在空间生物学研究中的重要意义
  • SpectraPlex实现简化的三维超多标成像
  • 标准化流程提升实验效率
  • 智能自动化实现高级分析并减少人为误差。

超多标成像技术背景与研究价值

空间生物学通过提供生物样本的高分辨率空间信息,革新了细胞生物学、神经科学和组织病理学等领域。组学技术与先进显微成像的整合使研究人员能更有效地解析细胞互作与疾病机制。然而超多标成像仍面临以下挑战:

  • 实验设置复杂,需要大量人工优化。
  • 数据管理困难导致误差与效率低下。
  • 现有拆分算法难以准确提取多标信号。
  • 实验设计与后续分析灵活性不足。

针对这些挑战,徕卡显微系统推出先进拆分工具SpectraPlex,实现跨尺度的三维超多标成像简化方案。

SpectraPlex 的技术创新

  1. 先进光谱拆分技术:
    SpectraPlex采用先进拆分算法,实现多标实验中重叠荧光信号的精准分离。该技术可在单一样本中同时检测并可视化8-15种以上标记物,在不增加实验复杂度的前提下提供更全面的分析维度。
  2. 增强型 STELLARIS 共焦平台:
    • 白光激光器(WLL):波长为 440-790 nm 的 WLL 可以灵活地激发多种荧光团,405 nm 激光则提供了额外的多功能性。这种灵活性扩大了可用荧光染料的范围,并优化了光谱拆分效果。
    • 光子计数探测器配置多达五个检测器,可实现410-850nm波长范围的高灵敏度宽谱检测。
    • 高分辨率 3D 光学切片:SpectraPlex增强平台光学切片能力,提供清晰的高分辨率三维成像,适用于复杂组织结构与细胞互作研究。
  3. 简化工作流程:
    集成"Virtual Fridge"荧光团筛选工具与自动化参考数据采集功能,显著缩短实验准备时间并降低人为误差。
  4. 灵活的光谱拆分解决方案。 SpectraPlex支持多种数据采集策略
    • 单染方案确保最高精度。
    • 组染方案节省样本与实验耗材。
    • 理论光谱支持半盲拆分,提升不同应用场景的适应性。

Aivia软件无缝集成:

SpectraPlex与Aivia协同工作,为超多标空间表型分析提供完整解决方案,实现从成像到数据分析的高效精准流程。

  1. 数据无缝兼容特性:

    SpectraPlex 生成的成像数据与 Leica Microsystems 的高级分析软件 Aivia 完全兼容。确保研究人员可直接对拆分数据进行后续分析,无需额外数据格式转换。

  2. 先进的分析工具:

    Aivia提供强大的空间定量分析工具,适用于多标成像数据研究。研究人员可深入精准地绘制细胞表型图谱、解析空间关系并探索疾病机制。

  3. 自动化与误差控制:

    系统集成智能自动化功能,有效减少人为误差并优化数据管理流程。该集成方案使研究人员能专注于科学发现,而非技术问题排查。

  4. 应用:

    SpectraPlex与Aivia联合方案已在多种生物学研究中得到验证,包括组织样本(如腺癌与宫颈癌模型)中细胞类型与功能标记物的鉴定,以及三维成像中时空动态特征的解析。

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