活细胞成像技术助力干细胞生长增殖全程精准监测
干细胞具备自我更新、无限增殖及多向分化潜能，广泛应用于再生医学、组织工程、药物筛选及细胞治疗领域。
干细胞的生长均一性、增殖速率、群体倍增规律等核心指标，直接影响基础机制研究、干细胞制剂制备与药效评价的结果准确性。因此实验中需综合药物浓度、培养微环境、基因修饰、基质材料等多种外界条件，优化干细胞培养体系，在培养箱内完成长期、连续、精准的细胞生长动力学监测。
干细胞生长增殖的检测分析方法
目前干细胞的生长增殖检测方法，主要采用直接计数、终点化学检测、传统显微镜下观测或活细胞动态成像监测。
直接计数：消化细胞后取样，通过血球计数板或自动细胞计数仪计数，直接获取细胞浓度与增殖倍数。
终点化学检测：以CCK-8、MTT、EdU掺入法等为代表。CCK-8与MTT检测细胞代谢活性间接反映细胞增殖数量；EdU掺入法通过核酸合成标记，特异性识别增殖期细胞。
但上述方法均需终止细胞培养、破坏细胞样本，仅能获取单一时间点数据，无法实现同一样本的连续追踪。
传统显微镜下观测（传统镜检）：采用倒置显微镜间断、定点拍照，人工选取视野、手动对焦拍摄，记录干细胞的形态变化和生长状态。然而，频繁将细胞培养板移出培养箱，引起温度、CO₂浓度、湿度等培养环境波动，干扰干细胞正常生长；人工选点、拍照存在视野偏移、对焦不均等问题，数据重复性差，同时仅能实现离散时间点的定性观察，难以完成定量分析。
活细胞动态成像监测：培养箱内原位、不间断、无损伤的干细胞生长监测。可对干细胞群体增殖、密度融合、诱导分化全过程进行连续成像，结合分析软件自动量化细胞数量、细胞汇合度，自动生成增殖曲线等结果。
干细胞生长增殖的检测分析方法比较
结合以上实验方法的原理、检测模式、细胞损伤程度、数据维度等方面进行系统比较：
zenCELL owl活细胞动态成像及分析系统
基于现有方法的系统比较，活细胞动态成像设备如来自德国innoME公司的zenCELL owl 活细胞动态成像及分析系统，可实现无标记、非侵入、培养箱内原位记录干细胞实时生长状态，输出图片、视频、细胞数量，并绘制干细胞的汇合度曲线、生长曲线和迁移率曲线。
核心特点：
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24高通量并行成像：24组独立的光源、镜头和相机，同时监测24个细胞样本/视野，可实现各种自定义的多组对比实验如3个重复×8个分组；单台电脑可同时控制6台设备，满足高通量筛选需求；
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培养箱内长时间运行：外形尺寸18cm×10.5cm×18cm，体型小巧，可置于培养箱的任意隔层，不影响其他细胞实验；24h/7d 全天候 不间断监测，无需人工值守；
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性能稳定数据可靠：整机无任何机械位移，避免机械误差和抖动；无机械疲劳，避免XY轴的图像位移偏差和Z轴反复移动的失焦问题，保证视野固定和数据连续稳定，实验结果重复性高；
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自动输出定量数据：设备自动记录细胞图片，生成动态视频，输出细胞汇合度、细胞数量，细胞生长曲线等
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开放兼容极简操作：兼容各品牌细胞培养板/瓶/皿，无需专用耗材，软件界面简洁，全自动运行；
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封闭设计方便消杀：一体化构造，外表面无清洁死角，可整机酒精消毒；内部无机械移动部件，无需风扇开口散热降温，避免仪器内滋生细菌、污染培养细胞，避免水蒸气、弱酸蒸汽进入设备腐蚀内部电子器件。
应用方向：
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细胞增殖/增殖抑制：药物/化合物筛选，细胞毒理研究，细胞因子/基因编辑对增殖的影响
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细胞划痕/迁移实验：肿瘤侵袭，伤口愈合，药物对细胞迁移能力的影响研究
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活细胞行为观测：细胞吞噬/杀伤、细胞凋亡、病毒侵染细胞、细胞形态变化、干细胞分化等过程观测
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细胞培养质控与条件优化：接种密度、培养基、血清、培养环境的标准化与参数优化
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3D 模型监测：肿瘤球、类器官形成、生长、药物响应的长时程动态追踪
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其它动态监测：神经突触的形成，血管的形成，胚胎的分裂，心肌细胞的搏动等
实验内容：通过 zenCELL owl监测不同代次的MSCs增殖动态，获取增殖曲线，比较3代间充质干细胞的增殖趋势，观测传代的稳定性。
图 1. MSCs 不同代次的生长曲线
实验内容：通过 zenCELL owl监测间充质干细胞的增殖状态，对比不同批次培养基对干细胞增殖的影响，质控批间差异。
每隔10分钟采集一次图像，总计监测6天。
12h 1d 1d12h
2d 2d12h 3d
结论
干细胞生长增殖对连续、无损伤、高精度检测的需求极高；而终点化学检测与常规镜检存在数据碎片化、背景干扰大、重复性差等问题。zenCELL owl活细胞动态成像及分析系统，原位、实时、无损、全程监测干细胞生长增殖的动态过程，同步实现形态学观察，适配干细胞基础机制研究、培养体系优化、药物筛选及安全性评价等需求，为干细胞研究标准化提供可靠技术支撑。
