Du feedback des clients aux améliorations du flux de travail

La compréhension des processus biologiques complexes et des maladies est source de nombreux défis. Au fur et à mesure que le niveau d’informations souhaité s’est accru, les exigences des solutions de laboratoire de pointe ont augmenté. C’est pourquoi les solutions qui ont fonctionné l’année dernière peuvent ne pas répondre aux questions de recherche actuelles.

Pour Molecular Devices, la façon la plus efficace de répondre à la demande scientifique était de rester en contact avec ses clients, ceux qui étaient au centre de la science. En prêtant une attention particulière aux objectifs et méthodes de recherche complexes des collaborateurs, Molecular Devices a mis en œuvre plusieurs mises à jour sur ses solutions d’analyse et d’imagerie haut contenu.

Cet article résume les dernières mises à jour du produit et les commentaires des clients qui ont conduit à ces mises à jour.

Autofocus

Le passage de la microscopie manuelle à la microscopie automatisée nécessitait une nouvelle combinaison d’outils matériels et logiciels pour accélérer la découverte. En particulier, la microscopie automatisée doit détecter et définir l’interface entre les cellules adhérentes ou le milieu et le bas de la plaque, puis maintenir cette position de mise au point optimale sur l’ensemble d’une microplaque ou d’une lame. Pour certains substrats, tels que Matrigel® pour le développement d’organoïdes et les inserts de puits, la tâche était encore plus importante.

Molecular Devices a mis à jour son logiciel d’acquisition et d’analyse d’images CellReporterXpress® pour fournir au système d’imagerie cellulaire automatisé ImageXpress® Pico des modes autofocus supplémentaires afin d’étendre davantage ses capacités. La solution offre plusieurs modes d’autofocus optimisés pour un large éventail d’applications et de types de matériel de laboratoire, allant des microplaques à fond rond ultrafin, des plaques personnalisées « organe sur puce » aux plaques de culture à fond épais et aux plaques avec inserts de puits. En outre, les modes d’autofocus diffèrent dans leurs cas d’utilisation, l’objectif et le type d’équipement de laboratoire faisant l’objet d’une imagerie, offrant ainsi au système ImageXpress Pico la flexibilité nécessaire pour effectuer une mise au point fiable sur un grand nombre d’échantillons.

La mise à jour de CellReporterXpress consistait en de nouvelles fonctions d’autofocus matériel et logiciel. Les améliorations de l’autofocus matériel impliquent la détection de la réflectivité, au cours de laquelle la LED de l’autofocus est utilisée pour trouver deux points de réflexion au niveau de l’interface air-plastique inférieure et de l’interface plastique-liquide. Les algorithmes spécifiques à CellReporterXpress utilisent ensuite ces deux points pour trouver le point d’interaction exact permettant une mise au point correcte.

Algorithmes de détection de surface

Dans certains cas, le plan focal d’imagerie avec le contraste le plus élevé différait du fond de la plaque. Pour tenir compte de cela, Molecular Devices a introduit des routines d’autofocus logiciel avec des plages de recherche variables dans CellReporterXpress, qui pourrait trouver automatiquement le plan focal d’imagerie à contraste le plus élevé.

En savoir plus sur les modes autofocus uniques et innovants comme le mode d’insertion de puits de 3 pointe. En plus des modes de mise au point conçus pour améliorer la vitesse d’acquisition, la position de mise au point de l’ancrage, lors de l’imagerie d’échantillons à faible grossissement pour le criblage ou pour les échantillons macroscopiques de grande taille.

De la confocalité à large champ au numérique

L’un des principaux objectifs de Molecular Devices est de fournir des solutions d’imagerie de pointe à un large éventail de chercheurs. Le système ImageXpress Pico est l’un de nos produits dont le mot « abordable » a été fortement mis en avant. Dans le continuum des produits d’imagerie de la gamme Molecular Devices, la vitesse, la flexibilité et la résolution sont les principales caractéristiques distinctives lorsque vous passez du système ImageXpress Pico au système d’imagerie haut contenu ImageXpress® Confocal HT.ai phare.

Lorsque l’option Digital Confocal est activée pendant l’acquisition (en bas), les images montrent plus clairement les structures cellulaires que sans l’option (en haut), offrant une plus solide analyse des images.

Dans le cas de la résolution, nous avons introduit des mises à jour logicielles qui ont permis de générer des images de type confocal à partir de l’acquisition par microscopie à large champ. Nous avons introduit une méthode de déconvolution d’image réparatrice, la confocale numérique, qui réattribue quantitativement la lumière floue à son point d’origine. En utilisant la fonction d’étalement de points calculée à partir du chemin optique et de l’objectif spécifiques, le microscopiste peut désigner des acquisitions individuelles pour tirer parti d’une résolution accrue. Un autre avantage significatif est la réduction du temps d’acquisition, ce qui signifie que le risque de phototoxicité serait également réduit. Enfin, le rapport signal/bruit est amélioré, ce qui facilite grandement la quantification des images.

Live Preview

Une autre différence des microscopes automatisés, en général, était qu’ils n’offraient pas la liberté de mouvement traditionnelle associée aux flux de travail de microscope standard. Cela a créé une expérience utilisateur différente, en particulier dans les flux de travail sur lame et l’imagerie de migration cellulaire.

La nouvelle fonction Live Preview du logiciel CellReporterXpress a été développée pour relever ce défi. Avec Live Preview, en utilisant la même caméra que celle utilisée pour l’acquisition d’images, l’utilisateur peut maintenant déplacer la platine d’échantillonnage pour explorer une image dynamique continuellement mise à jour de l’échantillon avec un joystick virtuel, imitant l’expérience traditionnelle.

La fonction comporte deux joysticks virtuels que vous pouvez utiliser pour vous déplacer et déterminer votre région d’intérêt à faible grossissement avant l’acquisition de l’image. Le module complémentaire Aperçu instantané utilise une caméra d’aperçu planétaire pour prendre un instantané de la lame entière. De cette façon, l’utilisateur peut facilement localiser son échantillon sur la lame. Une fois que vous avez trouvé la région d’intérêt, le joystick vous aidera à basculer de manière transparente vers un grossissement élevé pour ajuster la mise au point.

Contrôle environnemental

Les modèles de maladie cliniquement pertinents deviennent de plus en plus importants pour imiter les conditions in vivo. Cela a créé un passage des tests sur cellules fixes et en point final aux tests sur cellules vivantes fluorescentes ou sans marquage  ; cependant, cela a nécessité un contrôle et une surveillance minutieux du microclimat autour des plaques, ce qui est particulièrement difficile dans de nombreux systèmes d’imagerie.

Les caractéristiques de contrôle de l’environnement du système ImageXpress Pico permettent un contrôle complet du climat, notamment le CO2, l’humidité, la température et l’O2 (ce qui est extrêmement utile dans la modélisation des études basées sur l’hypoxie, telles que celles impliquant des tumoroïdes). En outre, l’enregistrement en direct des capteurs de contrôle de l’environnement a permis aux utilisateurs de vérifier que leurs cellules sont maintenues dans le microclimat idéal.

Les paramètres EC permettent également des acquisitions cinétiques avec plusieurs points temporels pour différentes durées. L’utilisateur peut générer des films, des images et des données cinétiques dans le temps, qui peuvent tous être exportés.

Protocoles préconfigurés avec analyse à la volée des données multiparamétriques

Gagnez du temps et réduisez les erreurs grâce aux protocoles d’analyse préconfigurés qui génèrent des données multiparamétriques robustes pour la majorité des tests cellulaires les plus courants avec CellReporterXpress, permettant une analyse à la volée

Les lecteurs de microplaques se sont depuis longtemps avérés efficaces dans le criblage des médicaments et l’analyse de la toxicité  ; cependant, ils sont également limités dans les informations qu’ils fournissent, qui sont l’unité de fluorescence par puits. Lorsque les clients souhaitaient également suivre les changements de morphologie et le comportement cellulaire dans les modèles de maladie, les modalités d’imagerie sont devenues essentielles pour compléter les données basées sur les puits fournies par les lecteurs de microplaques traditionnels.

CellReporterXpress est préinstallé avec plus de protocoles d’analyse 25 préconfigurés allant de la simple numération cellulaire à la quantification sophistiquée de cellules à plusieurs longueurs d’onde, en passant par l’analyse du tracé des neurites. Avec des caractéristiques telles que l’outil Cliquer-trouver, les paramètres d’analyse peuvent être optimisés en cliquant simplement sur quelques cellules correspondant à des critères spécifiques. Permettre l’utilisation de techniques d’analyse haut contenu pour stratifier les populations cellulaires.

Pour les analyses plus complexes, les images capturées avec le système ImageXpress Pico sont compatibles avec notre autre logiciel d’analyse avancée Molecular Devices. Les mises à jour du logiciel d’analyse d’images IN Carta® et du logiciel d’acquisition et d’analyse d’imagerie haut contenu MetaXpress® visaient à faciliter le processus de stratification. Cela a créé un système de notation plus informé basé sur plusieurs marqueurs au sein de la cellule. Comme pour le logiciel IN Carta, le module SINAP a utilisé des algorithmes d’apprentissage profond pour améliorer la précision et la flexibilité.

Dans les deux mises à jour, l’utilisateur a acquis une meilleure capacité à profiler et grouper des groupes de cellules, à acquérir et interpréter des images, et à exporter et partager les graphiques qui en résultent.

Automatisation de laboratoire pour le criblage haut contenu

Grâce à ce changement de paradigme vers l’imagerie automatisée, les chercheurs ont désormais eu accès à un meilleur débit de criblage grâce à la microscopie. Le processus d’imagerie accéléré nécessitait naturellement l’inclusion de l’automatisation de laboratoire avec la flexibilité nécessaire pour de nouvelles configurations expérimentales. Alors que certains clients souhaitaient augmenter considérablement la taille de leur échantillon pour une plus grande confiance statistique, d’autres souhaitaient étudier divers modèles de maladie avec plusieurs lignées cellulaires avec un seul flux de travail. La multitude de demandes en matière de flux de travail nécessitait que Molecular Devices crée des flux de travail personnalisés pour divers besoins de recherche.

https://share.vidyard.com/watch/261PZTTCKAUFtD7skdrw2M

Voir le flux de travail du système automatisé ImageXpress Pico en action

C’est là que l’équipe d’automatisation et de personnalisation est venue à la rescousse. L’équipe fournit des flux de travail optimisés qui répondront à vos exigences de recherche spécifiques de la manière la plus efficace et la plus rapide. L’équipe peut modifier les lecteurs de microplaques et les systèmes d’imagerie haut contenu de Molecular Devices, ainsi que appairer ces instruments avec des incubateurs automatisés et la manipulation de liquides dans des flux de travail homogènes. Leurs services de personnalisation de flux de travail impliquent un large éventail de modifications matérielles et logicielles, telles que les suivantes  :

• Robotique  : vous pouvez facilement déplacer les plaques vers l’intérieur et l’extérieur de la plateforme d’imagerie
• Installation de postes de travail pour la manipulation de liquides
• Ajout automatisé de réactif
• Paramétrage automatisé de l’incubateur
• Tests de validation

La meilleure partie de nos services d’automatisation et de personnalisation est l’expertise interne en matière de conception d’instruments et de flux de travail et l’assistance continue pendant la consultation, les tests de faisabilité et la mise en œuvre.

Centre d’innovation des organoïdes  : Quand la motivation rencontre l’expertise

La relation entre Molecular Devices et ses clients est bidirectionnelle. Alors que notre approche innovante continue à lancer des produits et des solutions, nos clients continuent à prospérer en accélérant leurs recherches. Cela les pousse à explorer davantage et à travailler plus dur pour répondre à des questions de recherche plus difficiles.

Notre nouveau Centre d’innovation des organoïdes constitue une simulation parfaite des relations client-équipe-produit. Pour répondre aux besoins de la recherche en biologie 3D complexe, nous sommes constamment en mesure de maintenir nos outils d’imagerie et d’analyse à jour. De plus, nos scientifiques internes sont disponibles pour collaborer avec vous et vous fournir des conseils ininterrompus.

Si vous souhaitez créer un flux de travail automatisé pour vos recherches sur les organoïdes, consultez notre Centre d’innovation sur les organoïdes pour en savoir plus sur nos produits et services.

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