什么是非标记细胞活力分析？
随着生理学相关细胞模型的使用变得更加普遍，研究人员越来越需要提供深入生物学见解的非标记、无干扰的解决方案。荧光标记会引入可能影响研究结果的附加变量，因此会延长工作流程，并且让分析变得更为复杂。完全消除荧光报告基因可确保实验观察结果不受标记或标记过程的影响。
非标记分析的优势：
- 对于罕见细胞类型等不适用于荧光标记的情况，提供研究细胞群健康状态的非侵入性和无干扰的方法
- 近年来活细胞分析和计算能力突飞猛进，复杂的分析逐渐被简化成了简单易用的工作流程。人工智能 (AI) 为细胞行为和功能的实时、非标记分析提供了解决方案
- 非标记细胞健康状态检测支持在正常生理条件下研究细胞，这是评价治疗癌症和其他疾病的新候选治疗药物时的关键步骤
Incucyte® 活细胞成像分析系统与新的 Incucyte® AI 细胞健康状态分析软件模块一起用于高通量非标记分析时，有助于加快工作流程，同时生成可重现、可靠、无偏差的数据。
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非标记细胞活力分析解决方案
软件模块概况
Incucyte® AI 细胞健康状态分析软件模块
新的 Incucyte® AI 细胞健康状态分析软件模块是一体化分析工具，可将细胞分割并分类为活细胞或死细胞。用户可以在不需要荧光标记的情况下提高细胞健康状态分析的通量，生成准确客观的数据，降低时间要求和成本。
Incucyte® AI 细胞健康状态分析软件模块可用于所有 S 系列仪器，并且需要安装 GPU 协处理器 (BA-04870)，作为控制器和 2022B 软件版本的内置硬件升级。可在本软件模块中使用可选的进一步分类的基于非标记或荧光参数（细胞边界内的荧光强度）的细胞群。
Incucyte® AI 细胞健康状态分析工作流程
工作流程图：通过 Incucyte® AI 细胞健康状态分析，神经网络（使用经验证的数据集进行预训练）提供分割和分类算法，以准确处理和定量活细胞或死细胞。将 AI 驱动的分析应用于所有孔和时间点，可提供可靠数据和活 细胞mask 或死细胞 mask 的可视化。
非标记细胞活力分析的关键优势
使用 AI 驱动的算法，基于训练有素的神经网络从动力学上定量测定细胞活力
对活细胞或死细胞进行分类，并定量测定这些细胞群内的其他生物活性，以便更深入地了解细胞生物学行为。
查看样本数据
使用经过不同图像特征训练的 AI 驱动的贴壁细胞或非贴壁细胞类型分析，生成可靠和准确的结果
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非标记活力分析的样本数据
识别并计数非标记活细胞和死细胞——使用 AI 驱动的算法，基于训练有素的神经网络从动力学上定量测定细胞活力。
图 1：动态监测和定量药物处理的非标记贴壁细胞和非贴壁细胞。将 HeLa 和 Ramos 细胞接种至 96 孔板中，并分别用喜树碱或 Truxima® 处理。在 2–3 天内每 2 h 采集一次高清 (HD) 相位对比图像，并采用 Incucyte® AI 细胞健康状态分析对细胞死亡进行定量。相位视频显示细胞随时间的死亡（上）和 AI 驱动的活细胞（绿色）和死细胞（红色）分割 mask 轮廓（下）。
图 2：细胞活力的非标记分析。用浓度梯度增加的抗 CD20 抗体利妥昔单抗和生物仿制药 Truxima® 处理 Ramos B 细胞淋巴瘤细胞。使用 Incucyte® AI 细胞健康状态分析定量测定细胞死亡。时间进程数据显示，利妥昔单抗和 Truxima® 能诱发时间和浓度依赖性细胞死亡，而 IgG 对照诱导的毒性极小。图像显示未处理（左）或利用2 µg/mL 利妥昔单抗（右）处理了 48 h 的 Ramos 细胞。未处理的细胞是健康的，被归类为活细胞（绿色分割），而处理的细胞表现出部分细胞死亡，被归类为死细胞（红色分割）。
给出复杂生物学问题的客观信息——对活细胞或死细胞进行分类，并监测这些细胞群内的细胞生物学过程发展步骤，以便更深入地了解。
图 3：AI 细胞健康状态读数与标准方法相当。用浓度梯度增加的喜树碱处理 A549 细胞。 实时追踪图表表示使用非标记 Incucyte® AI 细胞健康状态分析（左）定量死细胞百分比，由于使用 Incucyte® Annexin V NIR 染料，NIR 荧光增加（中）。浓度响应曲线显示 72 h 时这些数据重叠（右），IC50 值相当。
图 4：活细胞亚群内细胞周期标志物的分析。用浓度范围为 4 nM–3 µM 的喜树碱处理表达了 Incucyte® 绿色/橙色慢病毒细胞周期标记试剂的 HT-1080 细胞。进行 Incucyte® AI 细胞健康状态分析，以识别活细胞与死细胞，并在活细胞群内进行荧光分类。图像显示了覆盖绿色和橙色荧光通道的分类 mask（紫色 = 活细胞，青色 = 死细胞）。 实时追踪图表显示活细胞群的荧光分类，并显示 G1 期细胞呈时间和浓度梯度依赖性增加（橙色）。
进行可重现的高通量筛选——使用经过不同图片特征训练的 AI 驱动的贴壁细胞或非贴壁细胞类型分析，生成可靠和准确的结果。
图 5：Incucyte® AI 细胞健康状态，384 孔通量。将四种细胞接种至 384 孔微孔板中，并用不同浓度的喜树碱、环己酰亚胺和多柔比星处理。微孔板视图显示，使用 Incucyte® AI 细胞健康状态分析定量的 2 天内的死细胞百分比增加。 数据显示，喜树碱和多柔比星在高浓度下可诱导细胞死亡，IC50 值相当，而环己酰亚胺在该浓度下具有细胞生长抑制作用。
