ハイコンテントイメージング（HCI）とハイコンテントアナリシス（HCA）

技術：LIPSI、ディープラーニングソフトウェアNIS.ai、細胞培養サービス

ハイコンテントイメージング（HCI）は、より多くの検出チャネルで、より多くのタイムポイントで、より多くのデータを撮影することです。創薬の表現型スクリーニングを例とするように、HCIとハイコンテントアナリシス（HCA）が、多くの研究・開発にとって強力なツールであることは広く受け入れられています。しかし、HCIの最大の強みである「豊富なデータを大量に得られること」は、一方で最大の欠点にもなります。実験デザイン、データストレージ、画像分析などに深刻なボトルネックを生じる懸念があります。Nikon BioImaging LabのHCIサービスでは、一般的なプロセスのボトルネックを解消するために、自動化に向いた柔軟なプラットフォームを使用します。

HCIは細胞の培養状態のモニタリングや毒性評価など、さまざまな用途に適用できます。スフェロイド、オルガノイド、組織、MPS／Organ-on-a-chip（OoC）などの厚みのあるサンプルをイメージングするためには、サンプルの深部でデータを取得するための共焦点顕微鏡システムを使用します。また、NIS.aiディープラーニングソフトウェアモジュールで、セグメンテーションなどの多彩な分析タスクをAIで実行することができ、自動化されたイメージングや解析パイプラインに組み込むことができます。マイクロ流体工学をベースとする細胞マニピュレーションや、細胞培養サービスも利用可能です。

蛍光イメージング

技術：LIPSI、超解像顕微鏡N-SIM S、共焦点レーザー顕微鏡システムAX/AX R、細胞観察装置BioStudio-T、倒立顕微鏡Ti2-E

蛍光顕微鏡観察は、特定のターゲット分子を高い特異性で検出できる最も高感度なイメージング方法の1つであると広く考えられています。固定サンプルは免疫組織化学法や免疫蛍光染色法で標識されます。生体サンプルは、蛍光タンパク質を目的タンパク質に融合して発現させたり、膜透過性色素で染色して観察します。

蛍光は、多くの重要なイメージング方法を支えており、スペクトル的に異なる蛍光色素分子で様々なターゲットを標識することにより、多色イメージングが可能になります。蛍光イメージングができるように設計された顕微鏡を用いる場合でも、実験を成功させるためには考慮しなければならない多くのポイントがあります。Nikon BioImaging Labは、光毒性や蛍光色素の選択を含むサンプル調製など、実験の成功を左右する重要なポイントについてアドバイスできます。

また、Nikon BioImaging Labでご提供する画像取得システムは、ターゲットを絞ったFRAPや光刺激実験のほか、FRET解析、先進の3D共焦点イメージングや超解像イメージングにも対応しています。Nikon BioImaging Labでは、蛍光色素分子、顕微鏡の設定、封入剤などについての専門知識や経験を活かし、イメージングの成功をお手伝いします。

ラベルフリー（非染色）イメージング

技術：LIPSI、細胞培養観察装置BioStation CT、細胞観察装置BioStudio-T、倒立顕微鏡Ti2-E、画像統合ソフトウェアNIS.ai

蛍光イメージングは、対象を強調して観察する最も一般的な技術の1つですが、最も侵襲的な手法の1つでもあります。蛍光色素分子は光退色しやすいことで有効寿命が限られるため、繰り返しの観察で同量の発光を励起するためには、より強い照明での励起が必要となります。
生細胞の場合、高強度の照明に対する光毒性反応によって、実験はより難しくなります。幹細胞などのセンシティブな細胞では、目的のターゲットの蛍光イメージングが思うようにできない場合があります。

細胞のダメージに対する懸念から、ラベルフリー（非染色）イメージング技術が、再び注目されています。非染色イメージングにより、高輝度照明の必要性と、標識によるアーティファクトの両方を回避できます。

人工知能をベースとした機械学習や深層学習による解析技術も、このトレンドを可能にしています。たとえば、Convert.aiモジュール（NIS.ai深層学習ソフトウェアモジュールの1つ）は、この画像の疑似DAPI染色のように、主要な細胞の特徴を非染色画像から自動的に識別することができます。Nikon BioImaging Labでは、定量位相、位相差、微分干渉（DIC）、暗視野、明視野などの技術を使用して、ラベルフリー（非染色）のイメージングをサポートしています。お客様の観察対象に対して、ラベルフリーイメージングが効果的かどうかをご確認いただくために、お気軽にお問い合わせください。

ハイスループット

技術：LIPSI、共焦点レーザー顕微鏡システムAX/AX R、倒立型顕微鏡Ti2-E

ハイコンテントイメージング（HCI）およびハイコンテントアナリシス（HCA）が、詳細な多変量データの取得と選別に重点を置いている一方で、ハイスループットはたとえデータの次元が低くても、データ量に重点を置いています。ただし、これはHCIとHCAがハイスループットで行えないことを意味するものではありません。

自動培養顕微鏡イメージングシステムと倒立顕微鏡Ti2-Eは、カメラポートを通る25 mmの広視野（FOV）を備えており、競合する顕微鏡システムと比較して約2倍のイメージング領域が得られます。これらのシステムは、視野数25 mmに対応するニコンの大判カメラや共焦点システムと連携し、非常に高いスループットを提供します。スループットは、イメージング領域だけでなく、取得速度によっても決定します。倒立顕微鏡Ti2-Eは、高速トリガー取得を採用し、カメラからの発射信号によってシステム機器の機能を直接トリガーできるため、ソフトウェアによる低速の制御を回避できます。共焦点システムは、高速レゾナントスキャンを選択できるため、15フレーム/秒（2048 x 1024画素）の高速でのフルフレームイメージングが可能です。ディープラーニングをベースにしたノイズ除去ソフトウェアモジュールDenoise.aiと連携し、低速スキャンシステムと同等の高画質をリアルタイムに実現します。

マルチポイント取得や画像タイリングは、ここで説明するすべてのシステムとともに、NIS-Elements ソフトウェアの画像取得ワークフローに簡単に組み込むことができるため、ウェル全体や、スライド全体、容器全体のイメージングが容易に行えます。