丹麥BioSense oCelloScope 微生物生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

oCelloScope是丹麥BioSense公司推出的自動(dòng)化活細(xì)胞成像平臺(tái)，專(zhuān)為需要實(shí)時(shí)追蹤微生物生長(zhǎng)、形態(tài)變化及藥物響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)場(chǎng)景設(shè)計(jì)。它能在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)箱內(nèi)連續(xù)工作，通過(guò)傾斜光學(xué)掃描技術(shù)捕獲微生物從單細(xì)胞到群體的完整生長(zhǎng)歷程，同步輸出生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)曲線和形態(tài)學(xué)參數(shù)，無(wú)需染色標(biāo)記，無(wú)需人工值守 。這不是一臺(tái)普通的顯微鏡，而是一臺(tái)能替你"盯著"96個(gè)樣品同時(shí)生長(zhǎng)的智能工作站。

核心技術(shù)

FluidScope傾斜光學(xué)掃描技術(shù)

oCelloScope的核心競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)自BioSense專(zhuān)有的FluidScope技術(shù) 。傳統(tǒng)顯微鏡的光學(xué)軸垂直于樣品平面，只能拍攝一個(gè)二維焦平面，景深外的微生物要么模糊要么直接被忽略。oCelloScope將光學(xué)軸傾斜6.25度，配合數(shù)字時(shí)序成像，在每個(gè)微孔內(nèi)采集一系列傾斜的Z軸堆疊圖像 。這些圖像包含聚焦層以及逐漸離焦的相鄰層，通過(guò)算法重建后形成完整的三維體積信息。

這種設(shè)計(jì)的三大優(yōu)勢(shì)：

獲取三維體積而非平面圖像，樣品中所有顆粒無(wú)論處于何種深度均被精準(zhǔn)捕獲 

圖像邊緣更清晰，質(zhì)量更高，傾斜技術(shù)減少了光學(xué)像差 

能夠更快地掃描多孔板，實(shí)現(xiàn)高通量監(jiān)測(cè) 

自動(dòng)化時(shí)序成像與智能分析

系統(tǒng)由緊湊型儀器主機(jī)和UniExplorer控制分析軟件組成 。儀器尺寸45cm×26cm×25cm，可直接放入標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)箱內(nèi)運(yùn)行（溫度20-40°C，濕度20-93%）。實(shí)驗(yàn)設(shè)置完成后，儀器按預(yù)設(shè)時(shí)間間隔自動(dòng)采集圖像，用戶可通過(guò)以太網(wǎng)連接在實(shí)驗(yàn)室外遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)驗(yàn)進(jìn)程 。

UniExplorer軟件內(nèi)置三種圖像分析算法 ：

BCA（背景校正吸收）算法：靈敏度約為傳統(tǒng)OD法的250倍，能揭示微生物早期生長(zhǎng)階段的微弱信號(hào) 

SESA算法：適用于形態(tài)學(xué)變化分析，可檢測(cè)抗生素誘導(dǎo)的細(xì)菌絲狀化等亞細(xì)胞級(jí)響應(yīng) 

TA算法：針對(duì)透明樣品優(yōu)化，兼顧高濃度和低濃度樣品的檢測(cè)需求 

技術(shù)參數(shù)一覽

檢測(cè)對(duì)象：細(xì)菌、酵母、真菌、霉菌、哺乳動(dòng)物細(xì)胞、寄生蟲(chóng)、晶體及無(wú)定形顆粒 

儀器尺寸：45cm × 26cm × 25cm（可放入標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)箱）

光學(xué)放大倍數(shù)：200倍 

檢測(cè)粒徑范圍：0.5 µm 至 1 mm（覆蓋細(xì)菌到哺乳動(dòng)物細(xì)胞）

樣品容器：顯微鏡載玻片、6孔板、24孔板、96孔板 

單次檢測(cè)通量：最多96個(gè)細(xì)菌-抗生素組合同時(shí)監(jiān)測(cè) 

成像模式：明場(chǎng)數(shù)字時(shí)序顯微鏡，含相位對(duì)比信息 

培養(yǎng)條件：溫度20-40°C，濕度20-93% 

數(shù)據(jù)輸出：生長(zhǎng)/生長(zhǎng)抑制曲線、時(shí)序視頻、形態(tài)學(xué)參數(shù)（面積、周長(zhǎng)、圓度、伸長(zhǎng)率等）、PDF報(bào)告 

聯(lián)網(wǎng)功能：以太網(wǎng)連接，支持遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)設(shè)置與數(shù)據(jù)查看 

無(wú)需染色：直接對(duì)透明培養(yǎng)基中的活細(xì)胞進(jìn)行非侵入式監(jiān)測(cè) 

核心優(yōu)勢(shì)

速度碾壓：3小時(shí)出藥敏結(jié)果 vs 傳統(tǒng)16-20小時(shí)

傳統(tǒng)肉湯稀釋法（BMD）需要16-20小時(shí)培養(yǎng)才能判讀結(jié)果 。oCelloScope通過(guò)超高靈敏度成像，在細(xì)菌進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期前即可檢測(cè)到生長(zhǎng)信號(hào)。美國(guó)CDC的研究證實(shí)，oCelloScope光學(xué)篩選結(jié)果與傳統(tǒng)藥敏試驗(yàn)結(jié)果一致，且結(jié)果在4小時(shí)內(nèi)即可獲得，將抗菌藥物敏感性分析時(shí)間縮短了75%-80% 。在臨床分離株研究中，95%的結(jié)果在180分鐘內(nèi)可用，平均出結(jié)果時(shí)間僅108分鐘，真正實(shí)現(xiàn)當(dāng)天靶向治療 。

靈敏度碾壓：BCA算法靈敏度是OD法的250倍

傳統(tǒng)光密度法（OD法）只能檢測(cè)培養(yǎng)基濁度變化，當(dāng)細(xì)菌濃度達(dá)到10^6 CFU/mL時(shí)才出現(xiàn)可測(cè)信號(hào)。oCelloScope的BCA算法通過(guò)背景校正和圖像分析，能在細(xì)菌濃度低至10^2 CFU/mL時(shí)即檢測(cè)到生長(zhǎng)跡象 。這意味著你可以在肉眼看不到渾濁的時(shí)候，就知道哪些抗生素已經(jīng)起效。

形態(tài)學(xué)洞察：不只是計(jì)數(shù)，更是"看"懂微生物

oCelloScope不僅能生成生長(zhǎng)曲線，還能同步量化單細(xì)胞水平的形態(tài)變化 。當(dāng)銅綠假單胞菌暴露于時(shí)，軟件可實(shí)時(shí)顯示細(xì)胞群中細(xì)胞伸長(zhǎng)的分布直方圖，每個(gè)細(xì)胞賦予獨(dú)立ID并記錄全部定量參數(shù) 。這種能力使研究人員能夠區(qū)分真正的生長(zhǎng)與抗生素誘導(dǎo)的絲狀化偽生長(zhǎng)，避免傳統(tǒng)濁度法將"變長(zhǎng)但不分裂"誤判為"在生長(zhǎng)"的經(jīng)典錯(cuò)誤 。

 walkaway自動(dòng)化：設(shè)置好實(shí)驗(yàn)，去喝杯咖啡

從樣品加載到數(shù)據(jù)采集、分析、報(bào)告生成，全程自動(dòng)化。96孔板一次設(shè)置，24小時(shí)無(wú)人值守自動(dòng)掃描 。軟件自動(dòng)生成時(shí)序視頻，直觀展示微生物從接種到飽和的完整生命周期 。對(duì)于需要高生物安全等級(jí)（BSL-3/BSL-4）操作的病原體，遠(yuǎn)程監(jiān)控功能尤為重要，實(shí)驗(yàn)人員無(wú)需頻繁進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室即可獲取數(shù)據(jù) 。

高通量篩選：一塊板子測(cè)96種條件

在抗生素組合篩選、防腐劑評(píng)估、益生菌篩選等場(chǎng)景中，傳統(tǒng)方法需要準(zhǔn)備數(shù)十個(gè)培養(yǎng)皿、安排多名技術(shù)人員輪班觀察。oCelloScope一塊96孔板可同時(shí)監(jiān)測(cè)96個(gè)細(xì)菌-藥物組合，自動(dòng)識(shí)別抗性亞種群，通過(guò)生長(zhǎng)曲線形狀快速定位有效方案 。在農(nóng)業(yè)生物制劑篩選中，這一通量?jī)?yōu)勢(shì)幫助用戶從化學(xué)農(nóng)藥向生物農(nóng)藥轉(zhuǎn)型 。

應(yīng)用范圍

抗菌藥物研發(fā)與藥敏試驗(yàn)（AST）

快速M(fèi)IC測(cè)定：3-6小時(shí)內(nèi)獲得炭疽桿菌、鼠疫桿菌等生物威脅病原體的藥敏結(jié)果，比傳統(tǒng)方法快70%-93% 

聯(lián)合用藥篩選：評(píng)估美**南雙聯(lián)/三聯(lián)療法對(duì)產(chǎn)碳青霉烯酶腸桿菌科的協(xié)同活性 

耐藥機(jī)制研究：實(shí)時(shí)觀察β-內(nèi)酰胺誘導(dǎo)的細(xì)菌絲狀化，區(qū)分殺菌與抑菌作用 

臨床快速診斷：尿路感染、血流感染等臨床分離株的當(dāng)天藥敏報(bào)告，指導(dǎo)精準(zhǔn)用藥 

食品微生物學(xué)與生物膜控制

生物膜降解評(píng)估：結(jié)合生物膜降解酶（CAase）和細(xì)菌素（嗜熱蛋白110）消除單核細(xì)胞增生李斯特菌生物膜 

防腐劑篩選：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同防腐劑添加條件下微生物生長(zhǎng)抑制效果 

食品防霉：評(píng)估儲(chǔ)存條件對(duì)霉菌孢子萌發(fā)的促進(jìn)或抑制作用 

發(fā)酵優(yōu)化：實(shí)時(shí)追蹤酵母、乳酸菌在發(fā)酵過(guò)程中的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)與形態(tài)變化 

農(nóng)業(yè)生物制劑與植物保護(hù)

真菌孢子活力測(cè)定：2022年新增深度學(xué)習(xí)模塊，專(zhuān)門(mén)用于真菌孢子快速篩選和活力定量 

殺線蟲(chóng)劑評(píng)估：量化商業(yè)產(chǎn)品中芽孢桿菌孢子的濃度和萌發(fā)率 

抗真菌化合物機(jī)制研究：跟蹤單個(gè)孢子的發(fā)育，測(cè)量萌芽時(shí)間、面積、周長(zhǎng)、圓度、分枝點(diǎn)、骨架長(zhǎng)度及菌絲參數(shù) 

細(xì)胞生物學(xué)與癌癥研究

細(xì)胞增殖監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)記錄結(jié)直腸癌類(lèi)器官、HaCaT細(xì)胞系的增殖曲線 

傷口愈合實(shí)驗(yàn)：評(píng)估LL-37等抗菌肽對(duì)表皮葡萄球菌生物膜的清除效果及促愈合潛力 

藥物敏感性測(cè)試：觀察KRAS突變對(duì)腫瘤類(lèi)器官體外生長(zhǎng)的加速效應(yīng) 

晶體學(xué)與材料科學(xué)

晶體溶解監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)追蹤藥物晶體或無(wú)定形顆粒的溶解動(dòng)力學(xué) 

晶體篩選：評(píng)估不同條件下晶體的生長(zhǎng)形態(tài)與尺寸分布 

納米材料表征：結(jié)合EQPC算法分析研磨后纖維素纖維的粒徑分布 

工業(yè)生物制造與發(fā)酵過(guò)程控制

發(fā)酵罐在線監(jiān)測(cè)：通過(guò)圖像分析關(guān)聯(lián)酵母細(xì)胞大小與細(xì)胞活力、生長(zhǎng)速率及產(chǎn)物積累（如微藻脂肪酸含量）

生物負(fù)載監(jiān)控：入料檢驗(yàn)、預(yù)過(guò)濾階段的快速微生物篩查 

過(guò)程優(yōu)化：基于細(xì)胞形態(tài)特征（大小分布、圓度等）評(píng)估培養(yǎng)基配方和工藝參數(shù) 

驗(yàn)證數(shù)據(jù)與性能背書(shū)

oCelloScope的可靠性已通過(guò)寰球80余篇同行評(píng)審論文驗(yàn)證 ，以下是關(guān)鍵性能指標(biāo)：

炭疽桿菌藥敏試驗(yàn)：與傳統(tǒng)BMD方法結(jié)果一致，檢測(cè)時(shí)間從16-20小時(shí)縮短至4小時(shí)（提速4倍）

臨床分離株AST驗(yàn)證：168種抗菌劑-微生物組合中，輕微誤差率3.6%，無(wú)重大誤差，極重大誤差率1.2% 

銅綠假單胞菌MIC測(cè)定：oCelloScope與Sensititre系統(tǒng)結(jié)果一致，95%結(jié)果在3小時(shí)內(nèi)獲得 

李斯特菌生物膜研究：成功區(qū)分CAase的物理破壞作用與細(xì)菌素的生長(zhǎng)抑制作用，為組合策略提供數(shù)據(jù)支撐 

煙曲霉生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)：真菌絲狀生長(zhǎng)模塊準(zhǔn)確量化不同hapX等位基因表達(dá)條件下的菌絲面積變化 

客戶案例

美國(guó)CDC生物威脅病原體研究

針對(duì)鼠疫桿菌、類(lèi)鼻疽桿菌等革蘭氏陰性生物威脅病原體，CDC研究人員利用oCelloScope開(kāi)發(fā)快速藥敏試驗(yàn)。多種抗生素的敏感性在3-6小時(shí)內(nèi)即可確定，光學(xué)篩選結(jié)果與傳統(tǒng)方法結(jié)果一致，為生物安全應(yīng)急檢測(cè)提供了時(shí)效保障 。

比利時(shí)Syngulon抗菌肽開(kāi)發(fā)

初創(chuàng)公司Syngulon使用oCelloScope評(píng)估其對(duì)膿腫分枝桿菌的細(xì)菌素和抗菌肽活性。通過(guò)生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在24小時(shí)內(nèi)完成多組分的抗菌活性比較，大幅加速了新型抗菌劑的篩選周期 。

農(nóng)業(yè)生物制劑轉(zhuǎn)型

某農(nóng)業(yè)科技公司利用2022年新增的真菌孢子深度學(xué)習(xí)模塊，快速篩選新型生物農(nóng)藥候選菌株的孢子活力和萌發(fā)特性，將傳統(tǒng)需要數(shù)天的顯微鏡觀察壓縮至數(shù)小時(shí)，有力支持了從化學(xué)農(nóng)藥向生物農(nóng)藥的產(chǎn)品轉(zhuǎn)型 。

選購(gòu)與服務(wù)

oCelloScope在國(guó)內(nèi)由上海謂載科技有限公司等代理商提供銷(xiāo)售與技術(shù)支持。作為進(jìn)口微生物成像設(shè)備，其售價(jià)處于同類(lèi)產(chǎn)品的較高區(qū)間，但考慮到其替代傳統(tǒng)OD讀數(shù)儀、熒光顯微鏡、菌落計(jì)數(shù)儀等多臺(tái)設(shè)備的功能整合，以及節(jié)省的人工時(shí)間和實(shí)驗(yàn)耗材，綜合擁有成本具有競(jìng)爭(zhēng)力。

售后服務(wù)方面提供以下支持：

安裝調(diào)試與操作培訓(xùn)（UniExplorer軟件功能豐富，需系統(tǒng)培訓(xùn)）

遠(yuǎn)程技術(shù)支持與軟件升級(jí)服務(wù)

耗材供應(yīng)（一次性計(jì)數(shù)板、專(zhuān)用培養(yǎng)板等）

方法學(xué)開(kāi)發(fā)協(xié)助（針對(duì)特殊菌株或應(yīng)用場(chǎng)景定制算法）

結(jié)語(yǔ)

在微生物學(xué)研究中，"看見(jiàn)"往往比"知道"更重要。oCelloScope不僅告訴你微生物在生長(zhǎng)，還讓你看見(jiàn)它們?cè)趺撮L(zhǎng)、長(zhǎng)什么樣、對(duì)藥物如何響應(yīng)。從單細(xì)胞水平的形態(tài)追蹤到96孔板的高通量篩選，從3小時(shí)的快速藥敏到24小時(shí)的連續(xù)發(fā)酵監(jiān)測(cè)，這臺(tái)設(shè)備重新定義了微生物動(dòng)態(tài)分析的可能性邊界。

當(dāng)美國(guó)CDC用它加速生物威脅病原體的藥敏檢測(cè)，當(dāng)農(nóng)業(yè)企業(yè)用它篩選下一代生物農(nóng)藥，當(dāng)臨床實(shí)驗(yàn)室用它實(shí)現(xiàn)當(dāng)天靶向治療——oCelloScope證明，一臺(tái)好的微生物監(jiān)測(cè)設(shè)備，不僅是工具，更是加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)品創(chuàng)新的引擎。

BioSense oCelloScope微生物生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，讓微生物的每一個(gè)生長(zhǎng)瞬間，都清晰可見(jiàn)。

信息來(lái)源說(shuō)明

本文所有技術(shù)參數(shù)、驗(yàn)證數(shù)據(jù)和應(yīng)用案例均引自以下來(lái)源：

- BioSense Solutions技術(shù)產(chǎn)品手冊(cè)與資料

- 已發(fā)表于Nature Protocols、BMC Microbiology、Clinical Microbiology and Infection等期刊的研究論文 

- 美國(guó)CDC（McLaughlin等）發(fā)表的炭疽桿菌快速藥敏研究 

- 上海謂載科技有限公司中國(guó)區(qū)應(yīng)用案例 

- Neutec Group北美經(jīng)銷(xiāo)商發(fā)布資料 

- 工業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域綜述論文（PMC7695667）

- 食品接觸表面抗菌效果評(píng)估研究（ScienceDirect）