无标记 3D 活细胞成像FQA

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全息断层扫描 | 全息断层扫描 |低光损伤长时程观察

一篇问答，讲清楚这台无标记3D活细胞成像设备为什么值得用、能做哪些实验、适合哪些课题。

无标记成像 Holotomography 3D RI定量 长时程活细胞 类器官/脂滴/微生物

为什么越来越多实验室开始关注 Tomocube HT-X1？

做活细胞实验时，很多老师和同学都会遇到类似的问题：细胞状态很好，但一加染料就担心影响生理状态；想做长时间追踪，但荧光漂白和光毒性让实验窗口变短；想看三维结构，但传统相差显微镜只能提供二维形态；想做定量分析，最后往往还是停留在“看起来变多了、变大了、变亮了”。

有没有一种方法，既能观察活细胞，又能获得三维结构，还能进一步做定量分析？这正是我们引入 Tomocube HT-X1 全息断层扫描成像系统 的原因。

它不是简单地“拍一张更清楚的细胞照片”，而是通过 Holotomography 全息断层扫描技术，获取样本的三维折射率信息，实现无标记、低光损伤、可定量的 3D 活细胞成像。

一、为什么选我们的这台设备？

1. 为什么选择 Tomocube HT-X1？

答：因为它解决的是活细胞成像中最核心的三个矛盾：标记、损伤和定量。

传统荧光成像非常强大，但通常需要染色、转染或荧光标记。对于活细胞长期观察，荧光成像经常会遇到光毒性、光漂白、标记效率差异等问题。

Tomocube HT-X1 的优势在于，它可以在不依赖荧光染色的情况下，通过细胞不同组分之间的折射率差异形成对比。它看到的不是外加荧光信号，而是样本本身的物理信息。

2. 它和普通相差显微镜、明场显微镜有什么区别？

答：普通显微镜主要“看形态”，HT-X1 可以 “看三维结构 + 看折射率 + 做定量”。

明场、相差、DIC 等显微镜适合日常观察细胞状态（贴壁、污染、融合、死亡），但大多是二维观察。
HT-X1 通过全息断层扫描获得样本的三维折射率分布（RI）。不同细胞组分（细胞质、细胞核、脂滴、线粒体等）具有不同折射率特征，因此它不只是让细胞“看得清楚”，而是让细胞内部结构以三维、定量的方式呈现出来。

3. 这台设备是不是完全不需要染色？

答：很多实验可以不染色完成，但它也可以和荧光成像联合使用。

HT-X1 的核心是 label-free 无标记成像。对于许多活细胞、类器官、脂滴、线粒体、细菌、酵母、细胞迁移等实验，可以直接利用折射率信息进行观察和分析。

但“无标记”并不排斥荧光。对于需要验证特定分子定位的实验，也可结合荧光模块。HT-X1 支持高性能 3D 荧光成像，标准光源包括 DAPI、FITC、TRITC、Cy5，并可选外部光源。

简单理解：

• 想尽量保留细胞自然状态 → 用无标记 HT 成像
• 需要验证特定蛋白或标志物 → 结合荧光成像
• 需要结构信息 + 功能信息 → 做 HT/FL 相关成像

4. 全息断层扫描到底在测什么？

答：它通过透射光信息重建样本的三维折射率分布。

可以把折射率理解为“光穿过样本时被样本内部结构改变的程度”。不同细胞成分的折射率不同，HT 技术利用这种差异形成对比，并通过多角度信息和计算重建得到三维数据。

二、这台设备能做哪些实验？

5. Tomocube HT-X1 能做哪些实验？

答：它适合的实验类型非常广，尤其适合活细胞、三维样本和动态过程研究。

根据厂家资料，HT 技术可用于细胞毒性、脂滴分析、干细胞成像、神经生物学、植物和藻类、组织切片、微流控芯片、组织片段、类器官和胚胎发育等方向。结合科研服务场景，可进一步扩展为以下实验模块：

6. 做脂滴实验为什么推荐这台设备？

答：因为脂滴本身具有明显折射率差异，非常适合用无标记 3D RI 成像进行长期定量。

传统脂滴实验常用 NileRed、BODIPY 等染料，缺点是需要染色，长期活细胞成像时仍有光毒性、光漂白和染料影响。
HT-X1 可以直接利用脂滴与周围细胞质之间的折射率差异进行成像和分析。适合回答：脂滴什么时候出现？数量和体积如何变化？药物处理是否影响脂质积累？分化过程中脂滴空间分布是否改变？

7. 类器官实验可以做吗？

答：非常适合，尤其适合活体类器官的长期 3D 成像。

类器官研究的难点在于样本是三维的，且常嵌在 Matrigel 中。传统二维成像容易丢失内部结构信息；固定、切片和染色又会牺牲活体动态过程。
HT-X1 可以在无标记条件下，对活体类器官进行三维成像和长时间观察。适合观察类器官出芽、内腔形成、体积变化、药物处理响应以及内部异质性。

8. 线粒体这种亚细胞结构也能看吗？

答：可以，厂家资料中专门展示了线粒体相关应用。

线粒体研究常依赖 MitoTracker 等荧光标记，但长时间观察会遇到光漂白和光毒性。HT-X1 可基于折射率差异进行线粒体观察，并可结合荧光进行相关验证。

9. 微生物实验能不能做？

答：可以，尤其适合细菌、酵母等微小样本的三维定量观察。

微生物样本尺寸小、动态快，传统显微观察局限于二维形态。HT-X1 可以获得微生物的三维折射率信息，为形态、密度、体积和动态变化提供更多参数。

10. 药物筛选和细胞毒性实验可以做吗？

答：可以，尤其适合观察药物处理后的活细胞动态反应。

很多实验只得到一个终点结果（如活率下降、荧光增强）。但细胞对药物的反应是连续发生的：形态、体积、膜结构、内部密度和死亡方式变化都在时间维度上逐步出现。
HT-X1 适合做无标记长时程观察，记录细胞对药物处理的动态过程，并输出定量曲线。

11. 免疫细胞杀伤实验可以做吗？

答：可以，特别适合观察免疫细胞与靶细胞之间的动态互作。

免疫杀伤实验通常关注 NK 细胞、T 细胞、CAR-T、巨噬细胞等与靶细胞的接触、识别、杀伤和吞噬。传统终点实验只能给出“杀伤率”，很难呈现动态过程。
HT-X1 可以在无标记条件下记录细胞互作过程，包括免疫细胞接近、接触后靶细胞形态变化、吞噬或杀伤过程。

12. 它能不能做蛋白相分离或凝聚体研究？

答：可以，这是 HT 技术很有特色的应用方向之一。

相分离和蛋白凝聚体研究通常关注液滴形成、融合、增长、浓度和物理属性变化。HT-X1 可以通过 3D 折射率成像，对蛋白液滴、囊泡、纳米颗粒和聚集体进行无标记观察和定量。

三、样本、通量和数据输出怎么理解？

13. 这台设备适合哪些样本？

答：从二维细胞到三维类器官，从哺乳动物细胞到微生物，都有应用空间。

• 贴壁细胞、悬浮细胞、肿瘤细胞、iPSC 和干细胞、iPSC 心肌细胞
• 脂肪细胞、肝细胞、肿瘤细胞系
• 类器官、组织切片或组织片段
• 细菌、酵母、藻类
• 微流控芯片中的细胞或微生物
• 多孔板培养样本等

14. 样本需要特殊制备吗？

答：多数活细胞实验不需要复杂染色流程，但需根据样本类型优化培养条件和成像容器。

HT-X1 的优势是减少标记和染色带来的样本扰动。对于活细胞、类器官、脂滴、线粒体、微生物等，通常可在适合光学成像的培养容器中进行观察。
正式预约前，建议提前确认：样本类型、培养容器、培养基背景、是否需要控温/CO₂、是否需要长时间拍摄、多点位记录、拼图或 3D 拼接、后续定量分析等。

15. 它能做高通量吗？

答：可以支持多孔板、多点位和三维拼接，具体通量需根据实验方案评估。

HT-X1 可使用多孔板和微流控芯片，支持三维拼接、多点记录，自由设计记录模式和记录时间。可服务于多个处理组、药物浓度、时间点、视野位置、样本孔或类器官多点追踪等。
注意：通量越高，数据量越大，对采集时间、存储空间和后续分析要求更高。建议正式实验前进行小规模预实验。

16. 配套软件 TomoAnalysis 能做什么？

答：它是三维图像分析平台，用来把“看见”进一步转化为“量化”。

HT-X1 生成的不只是图像，还包括三维折射率数据。要从这些数据中获得可发表、可统计、可比较的结果，就需要专业分析软件。

17. 最终能拿到哪些数据？

答：根据实验类型不同，可以获得图像、视频、三维模型和定量参数。

常见输出包括：

• 二维切片图像、三维重建图像、时间序列动态图
• MIP 最大强度投影、3D morphology 可视化
• RI 折射率分布图、细胞或结构分割 mask
• 细胞体积、表面积、干质量、浓度、平均 RI
• 脂滴数量和体积
• 线粒体长度/体积/表面积
• 类器官体积和形态参数
• 细菌/酵母三维形态参数
• 药物处理前后动态变化曲线

四、和其他显微平台是什么关系？

18. 这台设备是不是可以替代共聚焦显微镜？

答：不是简单替代，而是互补。

• 共聚焦显微镜：擅长荧光标记、多通道共定位、特定分子定位。
• Tomocube HT-X1：优势在于无标记、低光损伤、长时程、三维折射率定量和活细胞自然状态观察。

可以这样理解：

• 共聚焦更适合回答“这个蛋白在哪里”“两个分子是否共定位”。
• HT-X1 更适合回答“细胞在自然状态下发生了什么”“三维结构如何变化”“体积、干质量、折射率等物理参数是否改变”“动态过程能否连续追踪”。

很多课题的最佳方案不是二选一，而是先用 HT-X1 做无标记动态观察，再用荧光或共聚焦做分子验证。

19. 哪些课题组最适合预约这台设备？

答：只要研究对象涉及活细胞动态、三维结构或定量成像，都值得尝试。

特别推荐方向包括：

• 细胞生物学、肿瘤生物学
• 干细胞与再生医学、类器官研究
• 免疫细胞治疗、药物筛选与毒理评价
• 脂质代谢与脂滴研究、线粒体动力学
• 微生物研究、生物材料与微流控
• 相分离与蛋白凝聚体、发育生物学
• 植物与藻类研究、组织工程等

结语：让活细胞研究从“看见形态”走向“看见真实三维变化”

Tomocube HT-X1 的价值，不在于把传统显微镜拍得更漂亮，而在于提供一种新的实验思路：

• 在不打扰细胞的情况下，长期观察
• 在不依赖染色的情况下，获得对比
• 在不止看二维形态的情况下，获取三维结构
• 在不止停留于图片展示的情况下，输出定量参数

如果你正在寻找一种更温和、更真实、更适合长期观察的三维活细胞成像方案，欢迎与我们联系，预约 Tomocube HT-X1 预实验评估。