醫學研究部共同研究室

生物醫學研究常透過染色或螢光分子標定，以獲取細胞內資訊，然而，染劑或螢光標記及激發會對細胞造成一定程度的傷害，因此，活細胞影像觀察一直在找出最佳的平衡點：讓細胞維持較好的健康，同時也能獲得想要的資訊。本期將介紹的「斷層掃描細胞分析儀」，結合影像與斷層掃描技術，不需任何染色或標定，即可快速擷取細胞斷層掃描影像。看完介紹後，歡迎有興趣之研究人員，與我們聯繫。下一期電子報主題為「空間轉錄體偵測平台--讓組織上的基因表現被看見」，敬請期待，並竭誠歡迎您訂閱共同研究室電子報以收取儀器介紹、研究新知、與每月訓練課程資訊，更歡迎您與我們聯絡，給予我們建議與鼓勵。

第三共研新購一台小動物血球分析儀，此儀器專門設計用於分析小動物體內血球樣態，可檢測大鼠、老鼠、兔子、豬、狗、貓等12物種，目前已開放測試使用。由於疫情的影響暫時無法開課介紹，但仍歡迎大家個別攜帶檢體來學習使用。若有興趣，請電話連絡儀器負責人: 蔡靜儀小姐分機65725/ 莊雅婷副研究員分機65720。希望我們所提供的設備對您的研究有所助益，服務品質也令您滿意，為了共研長期的經營運作，請您於發表文章時惠予致謝共同研究室，作為服務成效評鑑之用。

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尚博生物科技有限公司周家豪專員

活細胞影像的天平兩端

所見即所得，因此影像系統一直是研究人員的重要工具；為了得到更多細胞內的資訊，技術的發展從Fluorescence/GFP、confocal到STED。但是螢光的標記與持續的激發卻會對細胞造成phototoxicity的傷害，因此活細胞影像觀察總在天平的兩端試圖找出最佳的平衡，一邊是細胞的健康程度，一邊是可獲得的資訊。2015年瑞士的新創公司NanoLive走出了一條全新的道路，可以在沒有任何螢光標記的狀況下觀察細胞內部的組成，搭配細胞培養系統，細胞可維持在健康的狀態進行長達數天的觀察；這項技術為研究人員觀察細胞開創了全新的視野。

斷層掃描細胞分析儀 (NanoLive image)

光學影像技術的飛速發展，也進入到了瓶頸；為了克服活細胞影像觀察的兩難抉擇，須要另闢蹊徑。2013年Yann Cotte在Nature Photonics發表了他的博士論文“Marker-free phase nanoscopy”，此技術整合了兩大物理光學技術，分別為Tomography(斷層掃描)和Holography(全息影像)；使用不影響細胞的低功率520 nm綠光雷射，以旋轉臂收集360度雷射穿透過細胞的折射率，最後配合軟體重新建構整個空間；整個過程僅需2秒即可收集完訊號，架構出90 x 90 x 30 μm³的立體空間，配合培養系統進行長時間拍攝，便可達成獨一無二的4D time lapse；2017年更成功整合了螢光系統，讓習慣螢光影像的研究人員在使用上更為親切，沒有門檻。

重新認識您的細胞

藉由折射率的強度不同換算為不同灰階強度，便可辨識細胞內的主要胞器；

A. 粒線體：其線狀結構非常容易辨認，觀察其數量多寡、分佈與型態長短等，可了解細胞此時利用粒線體能量的狀況。

B. 細胞膜：適合觀察細胞貼附、移動以及與其他細胞互動的狀況，距離較遠的細胞還有可能形成細長的管路傳輸物質。

C. 細胞骨架：在支撐性特化的細胞，可觀察到細胞骨架的形成與移動的過程。

Ｄ. 油滴：許多細胞都有小型的油滴，若位在粒線體附近，粒線體有很高的機率會進行脂肪酸代謝，相反地，若油滴位在附近沒有粒線體的細胞角落，應該就是先儲存起來；若是white、brown adipocyte或primary hepatocyte等更有機率觀察到極大顆的油滴。

E. 溶酶體：結構上為亮度較低，較不圓的球狀物，當細胞內有溶酶體時，表示細胞狀態較不健康，且會以偏好autophagy的方式死亡。

F. 細胞核, 核膜和核仁：可以觀察到細胞核與細胞質的比例，以幹細胞為例其細胞核占比極高；當細胞進行細胞分裂時，核膜會消失，核仁會聚集為染色體，整個過程清晰可見；另外對於雙核、多核或核膜形狀不規則等異常都很容易觀察。

全新的高通量平台

2019年8月，NanoLive開發全新的高通量平台，最多可同時拍攝60個不同組別，每個組別最大可做3x3的拼接，升級更高階的整合式培養系統、自動對焦與全新軟體Eve的配合；大幅擴展了過往實驗一次只能拍攝一個樣本一個視野的限制，而這項突破也獲得了The Scientist TOP10 INNOVATIONS的殊榮。

更多應用與現象等您來發現

斷層掃描細胞分析儀的最大魅力是可以用全新的技術重新讓您了解您的細胞，從觀察中就可獲得新的樂趣與新的想法；僅從照片與文字實難以敘述此平台的魅力，以下整理許多有趣的影片讓大家可以進一步了解：

1.Human mesenchymal stem cell differentiation into neuron.
https://vimeo.com/378272653
讓大家一窺幹細胞分化的完整過程，不遺漏任何片段。

2.Multi-well, time-lapse imaging of live pre-adipocytes perturbed by different drugs
https://vimeo.com/373913158
高通量平台的運用實例。

3.T-cell attack & Cancer evasion
https://vimeo.com/356136761
最火紅的細胞治療應用，將T cells和癌症細胞共同培養觀察。

4.Protrusions in Human Umbilical Vein Endothelial Cells
https://vimeo.com/355531113
觀察細胞間的細胞膜間的互動是如何運作的。

5.Macropinocytosis (cell drinking)
https://vimeo.com/335828488
快看細胞是怎麼吃東西的！

6.Different cell death types
https://vimeo.com/318800531
大總匯，看細胞都是怎麼死的！

7.Do you control for phototoxicity
https://vimeo.com/298175946
光毒性是怎麼影響細胞的?

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共同研究室貴重儀器訓練課程　

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