藥物研發是一項周期長、投入高、風險大的系統工程,如何在早期階段高效篩選候選化合物、精準評估藥物活性與毒性,是提升研發成功率的關鍵。高內涵篩選(HCS)技術融合自動化顯微成像、多參數圖像分析與生物信息學,以活細胞動態觀測與多維度數據解析為核心,成為藥物研發早期階段的核心工具。橫河電機(中國)有限公司依托精密光學與自動化技術積累,推出CellVoyager系列高內涵分析系統,為藥物研發提供穩定、高效的完整解決方案。
高內涵篩選的核心邏輯是“以細胞為基礎,以圖像為載體,以數據為核心”,通過對多孔板中細胞樣本進行自動化多通道成像,同步提取形態、熒光強度、亞細胞結構分布等多參數信息,實現對藥物作用機制的系統性解析。
光學成像核心:采用微透鏡雙轉盤共聚焦掃描技術,搭配高數值孔徑物鏡與多波長激光光源,降低光漂白與光毒性,適配3D細胞球、類器官、組織切片等復雜樣本的深層成像,獲取高分辨率三維圖像。
自動化流程控制:整合高精度載物臺、自動移液器與環境控制模塊(溫度、CO?濃度、濕度),實現細胞培養、藥物添加、時序成像、數據采集的全流程自動化,減少人工操作誤差,支持長時間活細胞動態觀測。
多參數圖像分析:搭載專用圖像分析軟件,可對細胞輪廓、細胞核形態、線粒體分布、熒光標記信號等進行量化分析,單次實驗可同步獲取數十項生物學參數,構建藥物作用的多維度評價體系。
二、橫河電機CellVoyager系列產品核心優勢
橫河電機針對藥物研發不同階段的需求,推出CellVoyager CQ3000與CV8000兩款核心系統,兼顧通量、分辨率與靈活性,適配從早期靶點驗證到化合物篩選的全流程應用。
CellVoyager CQ3000臺式高內涵分析系統
緊湊型設計,適配常規實驗室布局,支持6孔至384孔板檢測,兼顧通量與成本。
采用4線程固體激發光源與均勻照明技術,優化3D樣本成像質量,適用于藥物初步篩選、細胞毒性評估、信號通路分析等常規應用。
搭載CellPathfinder分析軟件,操作流程簡化,支持快速數據導出與結果可視化,降低非專業人員操作門檻。

CellVoyager CV8000高通量高內涵篩選系統
高速共聚焦掃描模塊搭配四通道高視野相機,成像速度大幅提升,滿足大規?;衔飵旌Y選需求。
配備水浸物鏡,可實現深層組織與類器官的高分辨率成像,支持更接近人體生理環境的藥物效果評估。
集成自動化移液模塊,可在成像過程中實時添加藥物,適配動力學實驗與快速反應監測,助力藥物作用機制的動態解析。

三、在藥物研發中的實踐應用
高內涵篩選技術貫穿藥物研發早期全流程,橫河CellVoyager系統已在多個關鍵環節實現廣泛應用,為研發決策提供可靠數據支撐。
靶點驗證與機制研究:通過熒光標記技術,觀測藥物對目標蛋白表達、細胞骨架形態、細胞器功能的影響,明確藥物作用靶點與信號通路,為后續化合物設計提供方向。例如,在抗腫瘤藥物研發中,可實時監測藥物誘導的癌細胞凋亡、周期阻滯等動態過程。
化合物初篩與活性評估:對大規模化合物庫進行自動化篩選,快速識別具有潛在活性的候選化合物,通過多參數分析評估藥物活性強度與作用特異性,減少后期研發投入。
毒性預測與安全性評價:在藥物研發早期,通過觀測藥物對肝細胞、心肌細胞等功能細胞的形態與活性影響,評估藥物的肝毒性、心臟毒性等不良反應,提前規避研發風險。
3D模型與類器官研究:適配3D細胞球、腫瘤類器官、器官芯片等模型,模擬人體組織微環境,更真實地反映藥物在體內的作用效果,提升藥物研發轉化率。
四、總結
高內涵篩選技術以其自動化、多參數、活細胞動態觀測的優勢,成為藥物研發早期階段的核心工具。橫河電機(中國)有限公司的CellVoyager系列高內涵分析系統,憑借精密光學技術、穩定自動化性能與靈活應用場景,為藥物研發提供高效、可靠的技術支撐,助力研發人員縮短研發周期、降低研發風險,推動新藥研發進程。
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