活細胞成像是使用從幾毫秒到幾小時的延時成像來研究活細胞中的動態(tài)生理過程。細胞成像將多個快照轉(zhuǎn)換為影像，這與在某個時間點檢查細胞活動的固定細胞成像形成對比?；罴毎上裰饕糜谘芯縿恿W(xué)事件，包括酶活性、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)運輸和膜回收過程。成功的成像依賴于是否達到活細胞成像的適宜條件。

對培養(yǎng)細胞進行活細胞成像需要以下條件：

一、培養(yǎng)基選擇

可以使用培養(yǎng)的細胞系（如 HEK 細胞和 HeLa 細胞）和原代細胞培養(yǎng)物（如皮膚細胞）進行活細胞成像。您甚至可以使用合適的 掃描成像顯微鏡對活體小鼠或大鼠體內(nèi)的整個大腦進行 成像 。

細胞生長培養(yǎng)基溶液或基于鹽水的培養(yǎng)基配方，如 DMEM、RPMI 和 Leibovitz L-15等由于不含影響背景熒光的成分被廣泛用于活細胞成像實驗。另一方面，鹽水配方有助于緩沖且具有一定的光學(xué)透明度，但不能用于需要高代謝活性的長期研究?；罴毎上竦倪m宜 條件：四二、活細胞成像的 關(guān)鍵因素

1.酸堿度

pH 值對于細胞系有效生長至關(guān)重要。例如，大多數(shù)細胞系在 pH 7.2-7.4 時繁殖最好，成纖維細胞在 pH 7.7 時繁殖最好，轉(zhuǎn)化細胞系在 pH 7 左右時表現(xiàn)出色。為了跟蹤細胞生長階段培養(yǎng)基 pH 值的變化，使用酚紅在某些情況下作為 pH 值的指示劑，在 pH 7.4 時為紅色。酚紅在酸性溶液中變成橙色（pH 7）和黃色（ pH 6.5 ），在堿性溶液中變成粉紅色（ pH 7.6）和紫色（pH 7.8）。然而，活細胞成像中的常見培養(yǎng)基配方避免使用酚紅，因為酚紅的光吸收消光系數(shù)高，這可能會導(dǎo)致背景噪聲。

2.緩沖系統(tǒng)

pH 緩沖系統(tǒng)主要包含NAHCO3和二氧化碳。在實驗中，合成的 生物緩沖液可作為短期研究中的緩沖介質(zhì)。比如：HEPES 。當(dāng)細胞外溶液不能用 HEPES 緩沖時， CO 2被輸送到系統(tǒng)中，當(dāng)與細胞外溶液接觸時，系統(tǒng)會分解成碳酸氫鹽。這就是為什么顯微鏡上的活細胞成像通常需要專門為調(diào)節(jié)氣體設(shè)計的孵化室。通常，濃度為 10-20mM 的 HEPES 緩沖液可以在沒有 CO 2 氣體的情況下控制 pH 值，并提供碳酸氫鈉以實現(xiàn)適宜生長。

3.氧氣濃度

細胞系的氧氣需求變化很大。哺乳動物細胞需要氧氣進行體內(nèi)呼吸，但在體外作為原代 細胞生長或永生化后，氧氣通?？梢蕴娲鸁o氧糖酵解。但大多數(shù)活細胞成像實驗不需要嚴格的氧氣調(diào)節(jié)。所以使用氧氣調(diào)節(jié)策略 通常被用于應(yīng)對 活性氧反應(yīng)可能發(fā)生的光損傷。該策略可能涉及氧氣消耗系統(tǒng)（例如氧化酶）或抗氧化劑（例如維生素 C）以限制自由基損傷。然而，減少的氧氣 在某些情況下，緊張可能會導(dǎo)致缺氧應(yīng)激，這對細胞可能是危險的。

4.滲透壓

大多數(shù)細胞系在 260 和 320 mosM 之間的廣泛滲透壓值范圍內(nèi)有效生長。通過添加 HEPES 改變體質(zhì)時，監(jiān)測培養(yǎng)基的滲透壓很重要。大多數(shù)成像室容納的小體積介質(zhì)在介質(zhì)溫度高時會由于蒸發(fā)而發(fā)生滲透壓變化。在大多數(shù)情況下，顯微鏡有一個 CO 2控制的孵化室，用于在 37 o C 下處理哺乳動物細胞。低滲培養(yǎng)基可以在培養(yǎng)皿中常規(guī)更換以補償蒸發(fā)。也可以通過將介質(zhì)密封在帶有油的開放室中或通過控制濕度來最大程度地減少蒸發(fā)。

表 1.哺乳動物細胞活體成像的環(huán)境控制概述。

三、獲得適宜活細胞成像條件的技巧

在短期研究中使用大量培養(yǎng)基可以避免由于蒸發(fā)而導(dǎo)致的滲透壓和 氧氣的偏差。對于長期研究，可以應(yīng)用加熱單元、加濕孵化室和基于碳酸氫鹽的緩沖系統(tǒng)的組合來控制環(huán)境參數(shù)。

通常先進的寬場和共聚焦顯微鏡技術(shù)用于更好地解釋活細胞成像實驗中的結(jié)果。例如，在相差和微分干涉對比 (DIC) 顯微鏡下觀察細胞生長和發(fā)育，但有時更喜歡在立體顯微鏡下觀察發(fā)育胚胎研究。另一方面，熒光技術(shù)用于標(biāo)記特定的細胞化合物，使它們在共聚焦顯微鏡下更好地觀察。

然而，活細胞成像系統(tǒng)僅限于某些適宜條件，以確保細胞保持健康狀態(tài)?？傊?，活細胞成像既需要關(guān)注實驗過程中的細胞功能，又需要應(yīng)用特定的實驗方法。因此，在這些實驗中回顧培養(yǎng)基、環(huán)境控制、pH 值和成像技術(shù)的應(yīng)用非常重要，在這些實驗中，微 小的調(diào)整都可能會改變細胞成像的效果。

蘇州阿爾法生物13年專注于生物實驗室儀器設(shè)備與生物試劑耗材的供應(yīng)商，主要供應(yīng)的活細胞成像系統(tǒng)包括活細胞成像儀、活細胞成像顯微鏡、共聚焦顯微鏡、電子顯微鏡等。更多細胞成像相關(guān)問題可以0512-62956104.咨詢。