高分辨類器官組織微環境制備及智能分析系統
創新性的微米級別的類器官組織微環境制備
用非接觸、無掩膜的光學蝕刻方法制備細胞模型
具有高分辨（120nm）和智能AI分析的共聚焦檢測
適合類器官、類器官芯片等應用
詳情
產品概述
如何制備出具有可控性和重復性的類器官模型，以便更有效的進行活細胞和疾病研究，一直是生物學家進行類器官研究所面臨的巨大挑戰之一。
法國Alvéole的PRIMO是創新性定制細胞模型的工具，能在微米級別的尺度下，用非接觸、無掩膜的光學蝕刻方法制備細胞模型、以具有超高靈活度和再現性的生物工程手段實現體外微環境的定制，同時可對其機械力學和生化特性進行設計微調，具有高度的靈活性、可控性和可重復性。選擇電腦中任意一張圖案，PRIMO都能將它投射到細胞培養基質上，利用非接觸式、無掩模的光刻技術，在軟件和光敏試劑的幫助下獲得任意圖案的2D蛋白涂層或3D水凝膠或微流控結構，可用于類器官和類器官芯片的制備。
高分辨類器官組織微環境制備及智能分析系統可以對以上建立的類器官及細胞模型進行快速3D切片式高分辨率共聚焦成像觀察及AI智能處理分析，并進行長時間活細胞成像觀察。
目前PRIMO系統在全球用戶110+。
產品原理
用表面蛋白涂層（Micropatterning）、水凝膠建構（Structuration of Hydrogel）、微流道建構（Microfabrication）方法設計類器官細胞模型和類器官芯片，用快速高分辨3D共聚焦技術進行類器官細胞模型和類器官芯片的觀察和檢測，并具有AI智能處理分析功能，可以進行長時間活細胞成像觀察。參考PRIMO原理。
產品特點
1、步驟簡單：四步可完成：計算機圖案設計、用UV光蝕刻構建基質結構、種蛋白進行基質功能化、將細胞接種到定制好的微環境中。
2、高靈活性：可按照任意圖案去構建基質和/或使其功能化，不限圖案的大小和復雜程度，只需軟件操作即可靈活改變圖案，從而生成不同的細胞模型。
3、非接觸式、無掩模UV投射：可靈活控制UV的照射強度、照射時間和照射區域對基質進行蝕刻、切割和固化。可以實時觀看蝕刻過程，及時調整和優化實驗條件。
4、適用于多種基質：用戶可以使用任意一個常規的細胞基質：可以是扁平的，也可以是帶有微結構的，可以是堅硬的也可以是柔軟的，如：玻璃蓋玻片、塑料培養皿、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚苯乙烯、水凝膠（PEG丙烯酸酯、聚丙烯酰胺凝膠、瓊脂、基質膠）、光刻膠，等。
5、適合多種蛋白：PRIMO的客戶日常使用超過10種的各類蛋白：Fibrinogen-488, Fibrinogen-647, Fibronectin, GFP, 1Neutravidin-488, Neutravidin-647, PLL-PEG-Biotin, Protein A-647, Streptavidin, 初級和次級抗體，等。
6、蝕刻高分辨率：全視野分辨率為1.2μm（ 500×300μm ，20倍物鏡）。
7、多層次：可蝕刻256個灰階層次，粘附不同密度層次的蛋白。
8、多種蛋白：可應用3種不同蛋白（根據實驗需求），可從用戶日常使用的10多種蛋白質中選取。
9、自動對齊：自動進行檢測和圖案定位，如自動對齊于微結構或者微圖案上。
10、蝕刻速度快：完成整個視野中的圖案（500×300μm，20倍物鏡），僅需0.5s。
11、快速3D切片式高分辨率共聚焦成像觀察及AI智能處理分析。
12、最大掃描視野≥22mm圓內接正方形。
13、掃描速度（22mm視野下）：512×512像素≥30 fps；1024×1024像素≥15 fps；2048×2048像素≥7.5 fps；掃描變焦：1-50X掃描變焦，支持≥360度旋轉掃描。
14、主機帶兩層平行熒光光路，上下光路不受影響，可直接把類器官制備設備進行耦合安裝，在類器官制備的過程中也可以進行成像觀察。
15、超高分辨率模塊：支持每一顆物鏡下提高當前圖像分辨率，數值孔徑1.40以上物鏡支持XY平面分辨率數值≤120nm，Z軸分辨率數值≤300nm；
16、支持6維度圖像拍攝和自由組合，既：X/Y/Z空間三維，時間，多波長和多點（含多點圖像拼接）；
17、帶人工智能模塊組合包：含人工智能降噪模塊，經過預訓練，可直接在線或者離線對于圖像進行處理，提高圖像信噪比；含人工智能分離模塊，進行人工智能下的圖像自動分析和目標分離，針對類器官樣品除了熒光通道，還支持在明場圖像上進行目標分離；人工智能轉化模塊，可針對圖片或者長時間序列進行無熒光標記圖像識別訓練，然后進行細胞分離和目標識別分析；人工智能增強模塊，可針對較弱圖像，進行智能訓練以后，即使在如類器官等厚樣品在深層掃描后，仍可增強圖像質量。
18、帶高級3維重建渲染，可進行任意通道光切，多種渲染；高級電影編輯器，可實現任意角度旋轉、放大和不同通道光切視頻錄制。
19、可進行長時間活細胞檢測。
產品應用
類器官應用：
1、PRIMO可以通過水凝膠結構化創建具有3D支撐作用的基質結構，再加上類器官發育所必需的各種細胞生長因子，將多能誘導干細胞或胚胎干細胞培養形成具有三維立體結構的各種類器官進行功能性研究。
2、PRIMO可以將來自于患者的原代腫瘤細胞培養成更接近于體內形態的腫瘤球，進行抗腫瘤藥理實驗。
3、PRIMO還可以通過構建類器官芯片，創造3D微結構，進行多種細胞的共培養，在體外模擬多個細胞相互作用的體內運行。
其他所有研究細胞與微環境作用的領域。如：
1、2D細胞微環境建構，研究如細胞遷移/趨觸性、細胞黏附、細胞力學、細胞標準化培養、電鏡的標準化細胞觀察等。
2、3D細胞微環境建構，研究如細胞球培養、類器官、組織工程等。
3、微流體芯片制作，研究如類器官芯片、細胞流體力學研究、小分子擴散研究等。
觀察成像：
1、對以上建立的細胞模型進行快速3D切片式高分辨率共聚焦成像觀察及AI智能處理分析，可以進行長時間活細胞成像觀察。
2、活細胞運動快速成像。
3、內質網快速成像，防止熒光淬滅。
4、其他快速高分辨共聚焦應用等。
應用展示
1、非粘附性基質的細胞球標準化培養
下圖：上圖：光聚合的PEG水凝膠（4-arm-PEG-acryl hydrogel）槽內的HEK細胞球。
下左圖，下中圖：共聚焦熒光顯微圖像，PEG水凝膠槽內的小球體和雙球體。
PRIMO作用：細胞球是細胞的聚集，可以作為生理模型或復雜類器官的起始模型。非粘附性水凝膠基質固化形成微孔，細胞種植其中形成細胞球，可形成多種細胞共培養、由多種蛋白調控的3D組織類器官模型。
2、粘附性基質的細胞培養
下圖：PEG水凝膠通過聚合形成特定形狀，然后用交聯分子的方法進行裝飾，允許COS-7細胞在這些結構中生長，以模擬毛細血管（上圖）和小腸絨毛（下圖）。中列：Z軸顏色編碼的共聚焦熒光顯微鏡圖像，顯示COS-7細胞種植在凝膠上，肌動蛋白染色。右列：Z軸用3色最大化投影顯示的共聚焦熒光顯微圖像，顯示纖連蛋白（紅色），肌動蛋白細胞骨架（綠色）和核膜（藍色）。
PRIMO作用：混合其他水凝膠，形成粘附性基質，通過光固化和光剪切，使UV敏感的水凝膠形成特定形狀，表面進行功能化，再種植細胞。
3、修飾水凝膠結構
下圖：修飾水凝膠結構的原理示意圖
下圖：藍色為水凝膠，紅色為黏附的纖維連接蛋白（fibronectin）。中間和右側為共聚焦圖像。
PRIMO的作用：混合惰性水凝膠和其他水凝膠，形成粘附性基質，或改造惰性水凝膠成為粘附性基質，再通過光固化和光剪切，使UV敏感的水凝膠形成特定形狀，表面進行功能化，再種植細胞，可創造不同的細胞模型，可形成以水凝膠為骨架，多種細胞共培養、由多種蛋白調控的3D組織類器官模型。
4、用微制造設計“類器官芯片”（微流控芯片）
下圖：用微制造（Microfabrication）設計“類器官芯片”（微流控芯片），研究者將不同類型的細胞注射到芯片的不同的腔室/管道里，以重現造血干細胞的微生態環境：頂部腔室里的成骨細胞模擬骨骼成分，底部腔室里的HUVEC細胞模擬血管成分，造血干細胞被注射進入中間的通道。
PRIMO作用：設計“類器官芯片”，創造共培養微環境，在體外模擬多個細胞相互作用的體內運行。
Video
PRIMO 整體介紹視頻
