在生命科學(xué)研究向精準(zhǔn)化、高通量轉(zhuǎn)型的當(dāng)下，高內(nèi)涵篩選（HCS）已成為藥物研發(fā)、細(xì)胞生物學(xué)、類器官研究等領(lǐng)域的核心技術(shù)。橫河電機(jī)依托數(shù)十年共聚焦技術(shù)積累，推出的CellVoyager系列高內(nèi)涵篩選平臺(tái)，以“高效成像、精準(zhǔn)解析、智能賦能”為核心，重構(gòu)了高內(nèi)涵篩選的技術(shù)邊界，為科研機(jī)構(gòu)、藥企及生物科技企業(yè)提供了從基礎(chǔ)研究到藥物篩選的全流程解決方案。
一、核心技術(shù)底座：雙轉(zhuǎn)盤共聚焦技術(shù)的進(jìn)化
橫河CellVoyager系列的核心競爭力，源于其研發(fā)的微透鏡增強(qiáng)型雙Nipkow轉(zhuǎn)盤共聚焦技術(shù)（CSU）。與傳統(tǒng)共聚焦系統(tǒng)相比，該技術(shù)將光利用率提升至70%，實(shí)現(xiàn)了“高速成像與高畫質(zhì)”的平衡，解決了傳統(tǒng)篩選中“效率與質(zhì)量不可兼得”的行業(yè)痛點(diǎn)。
其工作原理通過雙轉(zhuǎn)盤協(xié)同運(yùn)作實(shí)現(xiàn)：包含約20000個(gè)針孔的Nipkow旋轉(zhuǎn)盤負(fù)責(zé)光束掃描，配套的微透鏡旋轉(zhuǎn)盤則將激發(fā)激光精準(zhǔn)聚焦至每個(gè)針孔，雙轉(zhuǎn)盤高速旋轉(zhuǎn)下實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同步掃描，每秒可完成數(shù)萬次光信號采集，既保證了成像速度，又大幅降低了光漂白與光毒性對活細(xì)胞的損傷，為長期活細(xì)胞追蹤和3D樣本分析提供了安全保障。
基于這一核心技術(shù)，CellVoyager系列打造了三大差異化機(jī)型，覆蓋不同規(guī)模與場景需求：
1.旗艦級CV8000：定位高通量篩選，配備5個(gè)全固態(tài)激光器（405/445/488/561/640nm）、最多4臺(tái)sCMOS高靈敏度相機(jī)，支持96孔板四色成像1分鐘內(nèi)完成，可兼容384孔、1536孔微孔板及載玻片，適配復(fù)雜表型篩選與長期活細(xì)胞動(dòng)態(tài)監(jiān)測。其搭載的40x/60x水浸物鏡經(jīng)過球面像差校正，能在液體環(huán)境中捕捉超高清細(xì)胞細(xì)節(jié)，信號強(qiáng)度較傳統(tǒng)空氣物鏡提升4倍，為低豐度生物標(biāo)志物檢測提供了可能。
2.桌面型CQ1：主打緊湊型高精度成像，采用微透鏡雙轉(zhuǎn)盤技術(shù)，在節(jié)省空間的同時(shí)實(shí)現(xiàn)媲美專業(yè)共聚焦顯微鏡的成像質(zhì)量。配備4波長固態(tài)激光，深層組織穿透能力強(qiáng)，特別適合類器官、球狀體等3D樣本的高分辨率成像，以及藥篩早期的小規(guī)模精準(zhǔn)驗(yàn)證，是實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測與小型研發(fā)項(xiàng)目的理想選擇。
3.中端新銳CQ3000：2024年推出的升級機(jī)型，聚焦“高效與靈活”的平衡。優(yōu)化的載物臺(tái)控制與自動(dòng)對焦功能實(shí)現(xiàn)高速微孔板成像，可選雙相機(jī)與寬場成像模式進(jìn)一步縮短采集時(shí)間；高精度溫控系統(tǒng)（35~39℃，穩(wěn)定性±0.2℃）支持長期活細(xì)胞培養(yǎng)觀察，適配再生醫(yī)學(xué)、藥物研發(fā)的中通量篩選需求。
二、高效篩選：全流程自動(dòng)化，突破效率瓶頸
橫河CellVoyager系列通過“硬件自動(dòng)化+流程智能化”，構(gòu)建了端到端的高效篩選體系，將科研人員從繁瑣操作中解放，大幅提升研發(fā)效率。
1.多維度高通量采集
多通道并行成像：最多支持4相機(jī)同步采集、5激光多波長激發(fā)，可同時(shí)檢測20+項(xiàng)細(xì)胞參數(shù)，包括細(xì)胞形態(tài)、蛋白表達(dá)、鈣離子濃度、細(xì)胞毒性等，實(shí)現(xiàn)“一次實(shí)驗(yàn)，多維數(shù)據(jù)”，避免傳統(tǒng)方法多次實(shí)驗(yàn)的資源消耗。
全樣本兼容：覆蓋6/12/24/96/384/1536孔微孔板及載玻片，支持2D單層細(xì)胞、3D類器官、活細(xì)胞動(dòng)態(tài)樣本等全類型樣品，無需更換設(shè)備即可適配不同研發(fā)階段需求。
高速成像能力：旗艦機(jī)型CV8000每小時(shí)可篩查超2000個(gè)孔位，每秒檢測5個(gè)樣本，在保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下，將傳統(tǒng)篩選周期縮短50%以上，加速藥物候選分子的篩選進(jìn)程。
2.全流程自動(dòng)化賦能
智能環(huán)境控制：內(nèi)置高精度培養(yǎng)箱，支持CO?濃度（5%）與溫度精準(zhǔn)調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)長達(dá)數(shù)天的活細(xì)胞延時(shí)成像，完整捕捉細(xì)胞增殖、分化、凋亡等動(dòng)態(tài)過程，還原真實(shí)生理狀態(tài)。
自動(dòng)移液與校準(zhǔn)：可選配內(nèi)置機(jī)器人移液器，自動(dòng)完成吸頭安裝、試劑吸排、樣本更換等操作，減少人工干預(yù)帶來的誤差；激光+圖像雙模式自動(dòng)對焦，確保不同孔位、不同樣本的成像一致性。
開放式兼容：支持與外部自動(dòng)化工作站、移液機(jī)器人無縫對接，構(gòu)建全流程無人值守篩選系統(tǒng)，適配大規(guī)模藥物篩選的產(chǎn)業(yè)化需求。
三、精準(zhǔn)解析：多維數(shù)據(jù)建模，解鎖生物真相
高效篩選的核心價(jià)值在于“精準(zhǔn)獲取有意義的數(shù)據(jù)”。橫河CellVoyager系列通過“高清成像+智能分析”雙輪驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)從圖像到生物結(jié)論的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化。
1.超高清成像保障數(shù)據(jù)質(zhì)量
高靈敏度光學(xué)系統(tǒng)：搭載sCMOS相機(jī)（有效像素2000×2000，像素尺寸6.5μm），光靈敏度很高，可捕捉微弱熒光信號，即使低表達(dá)量生物標(biāo)志物也能精準(zhǔn)識別。
多樣本適配成像：水浸物鏡適配液體環(huán)境細(xì)胞成像，長工作距離物鏡兼容厚樣本（如類器官），結(jié)合雙轉(zhuǎn)盤共聚焦技術(shù)，實(shí)現(xiàn)3D樣本的層切成像與三維重建，還原細(xì)胞真實(shí)結(jié)構(gòu)。
低損傷成像特性：優(yōu)化的光劑量控制技術(shù)，將光毒性與光漂白降至較低，特別適合原代細(xì)胞、敏感細(xì)胞及活細(xì)胞長期追蹤，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性與可重復(fù)性。
2.智能分析軟件賦能深度解讀
配套的CellPathfinder高內(nèi)涵分析軟件，是解鎖數(shù)據(jù)價(jià)值的核心工具，實(shí)現(xiàn)了“從圖像到結(jié)論”的全流程智能化：
AI驅(qū)動(dòng)精準(zhǔn)識別：集成深度學(xué)習(xí)與機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可自動(dòng)完成細(xì)胞、細(xì)胞核、細(xì)胞器的精準(zhǔn)分割，識別細(xì)胞形態(tài)變化、標(biāo)志物表達(dá)差異等復(fù)雜表型，識別準(zhǔn)確率達(dá)98%以上，解決傳統(tǒng)人工分析主觀性強(qiáng)、效率低的問題。
無標(biāo)記分析能力：依托明場成像與AI算法，無需熒光標(biāo)記即可完成細(xì)胞計(jì)數(shù)、形態(tài)分析，避免標(biāo)記物對細(xì)胞生理功能的干擾，尤其適合藥物作用機(jī)制研究與活細(xì)胞動(dòng)態(tài)監(jiān)測。
全場景分析模板：內(nèi)置顆粒分析、神經(jīng)突分析、核形態(tài)分析、膜轉(zhuǎn)位分析等20+類標(biāo)準(zhǔn)模板，同時(shí)支持自定義分析協(xié)議，新手可快速上手，專家可定制復(fù)雜分析流程，適配不同研究方向。
3D樣本深度解析：支持類器官、球狀體等3D樣本的三維重建與定量分析，可精準(zhǔn)測量球體體積、直徑、細(xì)胞分布密度等參數(shù)，為腫瘤研究、器官芯片開發(fā)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
四、智能升級：全生命周期適配，賦能持續(xù)創(chuàng)新
橫河CellVoyager系列不僅是一套篩選設(shè)備，更是一套“可持續(xù)進(jìn)化”的智能解決方案，通過模塊化設(shè)計(jì)與智能化功能，適配科研與研發(fā)的全生命周期需求。
1.模塊化架構(gòu)，靈活擴(kuò)展
系統(tǒng)采用開放式模塊化設(shè)計(jì)，支持按需升級：可新增激光器擴(kuò)展檢測通道，加裝相機(jī)提升成像靈敏度，選配Uniformizer圖像均一化模塊優(yōu)化成像質(zhì)量，甚至可升級SoRa超分辨率模塊，實(shí)現(xiàn)亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超高清觀測，充分保護(hù)用戶前期投入。
2.智能化運(yùn)維，降低使用門檻
智能診斷與維護(hù)：內(nèi)置自診斷功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，提前預(yù)警潛在故障，減少停機(jī)時(shí)間；配套遠(yuǎn)程技術(shù)支持，快速解決用戶操作與技術(shù)難題。
數(shù)據(jù)安全與協(xié)作：支持多級權(quán)限管理，保障實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)安全；兼容云端存儲(chǔ)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，便于多地團(tuán)隊(duì)協(xié)作分析，加速研發(fā)進(jìn)程。
輕量化操作體驗(yàn)：配備直觀的交互式操作界面，支持參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)與實(shí)驗(yàn)監(jiān)控，無需專業(yè)編程背景即可完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，大幅降低技術(shù)門檻。
五、核心應(yīng)用場景：覆蓋全領(lǐng)域研發(fā)需求
橫河CellVoyager系列高內(nèi)涵篩選平臺(tái)憑借其高效、精準(zhǔn)、智能的特性，已廣泛應(yīng)用于多個(gè)核心領(lǐng)域，成為生命科學(xué)研發(fā)的“核心引擎”：
1.藥物研發(fā)與篩選：從高通量藥物分子初篩，到候選藥物的活性驗(yàn)證、毒性評估，再到作用機(jī)制解析，全流程覆蓋，加速新藥研發(fā)進(jìn)程，降低研發(fā)成本。
2.細(xì)胞生物學(xué)研究：細(xì)胞增殖、分化、凋亡、遷移等動(dòng)態(tài)過程追蹤，細(xì)胞信號通路分析，原代細(xì)胞、干細(xì)胞功能驗(yàn)證，為細(xì)胞治療提供技術(shù)支撐。
3.類器官與3D模型研究：類器官發(fā)育、形態(tài)建成、藥物反應(yīng)分析，腫瘤類器官建模與個(gè)性化藥物篩選，模擬人體生理微環(huán)境，提升實(shí)驗(yàn)結(jié)果的臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。
4.毒理學(xué)評價(jià)：藥物、化學(xué)品的細(xì)胞毒性、器官毒性評估，精準(zhǔn)檢測多器官損傷風(fēng)險(xiǎn)，為安全性評價(jià)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
5.再生醫(yī)學(xué)：干細(xì)胞分化誘導(dǎo)效率評估，組織工程支架生物相容性檢測，助力再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)品的研發(fā)與臨床轉(zhuǎn)化。
六、以技術(shù)創(chuàng)新，引高內(nèi)涵篩選新時(shí)代
橫河電機(jī)CellVoyager系列高內(nèi)涵篩選平臺(tái)，以雙轉(zhuǎn)盤共聚焦技術(shù)為核心，以全流程自動(dòng)化、精準(zhǔn)化分析、智能化升級為支撐，契合“高效、精準(zhǔn)、智能”的新一代篩選需求。無論是追求高通量的藥企研發(fā)中心，還是聚焦精準(zhǔn)研究的高校實(shí)驗(yàn)室，亦或是開展類器官研究的科研團(tuán)隊(duì)，都能找到適配的解決方案。
橫河電機(jī)將持續(xù)深耕高內(nèi)涵篩選技術(shù)，不斷優(yōu)化硬件性能與軟件算法，以更智能、更高效、更精準(zhǔn)的解決方案，助力全球生命科學(xué)研究與藥物創(chuàng)新，推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療與再生醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展。
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