类器官和器官芯片成像

长期以来，体外培养的细胞一直作为众多研究应用的模型系统被广泛使用。培养的细胞在培养液中悬浮或附着在器皿表面。然而，体外培养的离体细胞的生理机能与在体组织或生物体的生理机能相去甚远。因此，各种3D细胞培养系统很快受到研究人员的青睐，包括类器官、器官芯片、具体一定结构或功能的细胞球等。器官芯片是一种更标准化的系统，具有感兴趣器官或组织的主要生理功能，因此是一种特别有前景的药物筛选模型。。一般来说，器官芯片和类器官往往使用其组织中的多种细胞类型。

类器官和器官芯片成像产品

用OrganoPlate®系统（MIMETAS）培养的血管发生模型的3D图像。

尼康近期推出了适合3D细胞培养成像的AX / AX R系列共聚焦显微镜。凭借基于人工智能（AI）的新软件模块Autosignal.ai，AX / AX R的可用性得到提高。合适的共聚焦参数设置（例如激光功率、增益）几秒便能自动完成。该共聚焦系统特有的25 mm大视野（FOV）结合8192×8192像素扫描分辨率，完全可以胜任全分辨率下的大标本（如类器官）成像而无需进行多视野平铺拍摄。得益于AX R上的高速共振扫描振镜，其可在整个25 mm视野上实现高达2048×2048像素分辨率的活细胞成像快速成像。

Yokogawa CSU-W1转盘式共聚焦系统也适合各类3D细胞的成像。与点扫描系统相比，CSU-W1这种转盘式共聚焦系统的成像深度虽然更有限，但CSU-W1通过减小针孔串扰，采用比其他转盘式共聚焦更大的超宽针孔来增大成像深度。不仅如此，CSU-W1还具有~22.5 mm大视野，可选配25 μm针孔直径的转盘，即使使用更低倍率的物镜和更大的视野成像，仍能保持良好的共轭焦面的光学切片效果。

●: 包含, ⚬: 选配

可用样本适配器	AX / AX R	CSU-W1
	AX / AX R共聚焦显微镜	CSU-W1转盘式共聚焦扫描头
相对成像深度极限	~100 – 500 μm	~50 – 100 μm
检测器类型	基于多碱和GaAsP的单元件光电检测器	sCMOS和EM-CCD相机
视场	25 mm	~22.5 mm
Emulate芯片	yes	yes
Emulate PODs	yes	yes
Mimetas Organoplates	yes	yes
AIM Biotech 芯片	yes	yes
Nortis芯片	yes	yes
Tissuse芯片	yes	yes

关于类器官和器官芯片成像

这是用尼康CFI S Plan Fluor LWD 20XC物镜采集的Emulate肾脏芯片中的功能层（近曲小管上皮细胞）图像。对于这一特定样品系统，该物镜优势包括工作距离长、配备校正环、视场大和数值孔径高（NA = 0.70）。如没有这些特点，很难在芯片深处仍能获得高分辨率的图像。该数据的成像深度范围从芯片的底部到顶部，具有多色标记通道，提供了全微生理系统的完整视图。

选择适合类器官&器官芯片成像的物镜

如前所述，类器官和其他3D细胞培养模型面临的主要成像困难是其厚度。典型贴壁细胞的厚度为5 μm左右，可直接附着在光学玻璃表面上，用高数值孔径（NA）油浸物镜进行观察。3D培养模型的成像难度显然更大，因其厚度可能达数十至数百微米，且不总是直接附着在共聚焦成像容器的表面上。

因此，物镜是最重要的硬件选型之一。高数值孔径油浸物镜缺乏足够的工作距离和/或不能完美匹配3D生物样本的折射率（导致产生光学偏差）。为了解决这一问题，Nikon推出了一系列硅油物镜，其不仅数值孔径高，工作距离长，且通过硅油提高了折射率匹配。尼康还提供光学性能与硅油系列物镜相近的水浸物镜。更多详情请参见CFI Apochromat Lambda S系列物镜。

很多器官芯片和其他培养系统必须使用厚底塑料容器，导致物镜与样品间的距离较远。。对于这种情况，我们强烈推荐S Plan Fluor LWD系列物镜。该系列的CFI S Plan Fluor 20XC能校正厚度达1.8 mm的器皿，同时还具有1.3 – 2.3 mm的长工作距离和同级别产品中极高的数值孔径（NA = 0.70）。

针对类器官和器官芯片的尼康合同成像业务

Nikon BioImaging Labs（NBIL）为生物科技和研究团体提供合同研究服务，包括为不在当地的客户提供远程服务。目前NBIL在美国马萨诸塞州剑桥、荷兰莱顿和日本湘南设立了实验室。这些实验室在类器官和其他3D细胞培养系统（包括各种商业器官芯片模型）的共聚焦显微成像方面经验丰富。

NBIL不仅能够完成数据采集，其业务范围还拓展到实验设计、实验开发、实验验证、细胞培养、样本制备和数据分析。所有工作都按小时计费，保证各类用户都能得到服务。如欲了解NBIL更多的服务内容，请随时联系我们以获得免费咨询。

词汇表

可用样本适配器: 兼容尼康Ti2倒置显微镜电动载物台的样品适配器的芯片厂家。
检测器类型: 点扫描共聚焦系统使用单光电检测器，因为信号是以逐点方式检测的。转盘式共聚焦系统利用阵列式检测器（相机）多点并行收集数据。
相对成像深度极限: 表示在保证足够光学切片质量和信噪比的大约Z（轴）成像深度范围。该值可能相差很大，且与标本和样品容器以及荧光标记的光学特性密切相关。
视场: 系统的视场（也称视场数）定义为1X放大倍率下成像区域的实际直径。