仪器平台-- 干细胞与再生医学创新研究院

科学研究

仪器平台

影像学平台

影像学平台作为一个综合性光学成像平台，主要由激光扫描共聚焦显微镜、双光子显微镜、超高分辨率显微镜、转盘共聚焦活细胞工作站、高内涵系统、组织多光谱定量分析系统、激光片层扫描成像显微镜、光镜与电镜联合检测与分析系统等成像设备和图像分析软件组成。主要承接基于荧光标记的组织、细胞、类器官的高分辨率成像、长时动态成像、高通量细胞筛选成像与分析等分析测试项目。还承接透明化器官、生物体的三维整体成像和重建服务；多色组化或荧光标记的组织切片、病理切片的高通量全片成像与分析检测。目前，影像学平台已建成检测设备先进、检测技术成熟、服务团队经验丰富的国内领先的光学成像分析测试中心。影像学平台包含先进的活细胞工作站、光片层图象观察设备、共聚焦、超分辨等，可在亚细胞或分子水平上对细胞内的空间结构进行二维或三维观察，也能对活细胞、斑马鱼等长达几天的连续观察。通过三维图像重建，可以直观立体的进行细胞形态学观察，并揭示亚细胞结构的空间关系。

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细胞学平台

细胞学平台主要承担细胞功能检测、细胞分析、纯化分选等科研任务。主要包括流式细胞分析仪7台，流式细胞分选仪5台，用于细胞生物物理化学亚群分析，并实现特定细胞类群的分离纯化；细胞衰老长时动态检测仪、实时无标记细胞检测仪等用于检测长期培养细胞的生长变化趋势、药物筛选、特定处理后细胞功能变化检测；海马能量代谢仪用于测定细胞氧化呼吸能量代谢功能；Avatar培养箱用于低氧、特定压力、二氧化碳条件下细胞或类器官功能的研究。

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代谢组学平台

代谢组学平台主要用来鉴定和分析细胞和组织样品中小分子代谢物的成分、含量、空间分布等。平台由4台液相色谱、质谱联用组成，可用于代谢组学、脂质组学、蛋白质组学的研究。包括非靶向生物标志物的寻找，靶向生物标志物的定量分析，以及大小分子化合物及其代谢产物的定性定量分析。广泛用于组织成像、临床病理学研究、药物代谢物分布、肽和蛋白快速分析等多个领域。能对新鲜或冷冻的组织和细胞样品进行原位分析，在保留样品关键特征的同时，允许进行后续的组织学研究，可从样品上挖掘出更多的信息；可以在完整的动物组织切片上对药物及其代谢物进行准确识别，并观察到它们的分布情况。

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核酸 & 蛋白平台

核酸与蛋白平台主要通过将高精度微量蛋白质分离技术和免疫化学发光技术结合，从而可以对极微量的细胞样本进行精确快速的分析，其二，该平台设备可进行蛋白相互作用研究，如作用位点检测、配体受体结合等，还能用来研究蛋白质结构与功能关系，并可以进行生殖免疫研究。在表面等离子体共振（SPR）技术支持下，可以无需任何标记，实时监测分子间的动态作用过程。能在短时间内检测分析多批次细胞内蛋白分子的相互作用，其三，自动进行各种蛋白质样品分离、免疫检测，定性和定量分析。应用于蛋白质性质鉴定、蛋白质表达定量分析、蛋白质功能研究、蛋白质修饰和差异表达研究、抗体研究等多个领域。该平台由蛋白质相互作用仪、蛋白质纯化仪、蛋白荧光扫描仪、单细胞蛋白质表达定量分析系统、纳米级超灵敏蛋白质翻译后修饰分析系统、超灵敏全自动微流控免疫学检测系统、超灵敏全自动微流控细胞因子检测系统等仪器组成。

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电生理平台

电生理平台由膜片钳分析系统、虚拟实境在体电生理记录系统、离体脑片电生理记录系统、高通量多电极阵列系统、在体神经递质检测系统、震荡切片机、拉针仪等设备组成。平台主要承接活体或离体脑片LTP检测、活体或离体神经元放电的记录与分析、细胞或局部场电位、突触后电位、全细胞电流记录与分析、在体神经递质取样等分析测试服务，也提供活体组织薄切片（100微米以上）服务及玻璃电极拉制等测试服务项目。平台的膜片钳系统主要进行全细胞电流、离子通道电流、膜电位、突触后电位的记录与分析，可对离体脑片或细胞进行测试，还能给予精确到单细胞的定量给药刺激或电刺激，记录分析刺激前后神经细胞或局部区域的电信号变化。平台的虚拟实境电生理记录系统主要应用于对活体小鼠的神经元放电、局部场电位的记录与分析；也可长期跟踪记录大脑皮层神经元活动；还可虚拟重构迷宫场景、模拟动物在迷宫场景中五感外周刺激，动物在虚拟场景中进行行为实验的同时同步记录神经元放电。平台的离体脑片电生理记录系统可对离体脑片、培养的类器官进行胞外神经元放电记录，系统同时能给予电刺激进行离体脑片LTP记录与分析。

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电镜平台

电镜平台是由制样系统及观察系统组成，透射电子显微镜以观察和研究细胞质微观结构变化为主要目的。制样系统以动植物为样本目标，鼠类组织：脑组织，肾脏，心肌等。植物类组织：玉米，谷子，根茎等；昆虫类组织：果蝇、叶蝉复眼触角等组织。透射场发射电镜主要用途观察生物类及材料类样品超微结构。生物类以鼠类：脑组织，肾脏，心肌等。植物类：玉米，谷子，根茎等。昆虫：果蝇、叶蝉复眼触角等微小组织等。材料类以直径100纳米颗粒为主观察对象，从而可以揭示以往无法解决的生物学问题。

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小动物成像平台

在疾病机理及药物研发过程中，小鼠等动物模型对于机理验证及临床前药效评价研究具有关键作用。相较于细胞等体外检测模型，整体动物提供了更为复杂的生理病理微环境研究体系，可以更好地呈现免疫系统和多器官之间的系统性相互作用。同时，小动物也是研究药物分布、靶向性、代谢和安全性评价的重要模型。为了进一步完善研究体系，创新研究院大型仪器中心创建了小动物成像、分析平台。该平台的仪器主要分为两类：一类是功能、结构活体研究相关设备。由小动物B超、小动物活体光学成像系统以及Micro CT组成。这三台仪器主要利用不同的影像学知识对动物体内各种器官的结构和功能改变进行研究，亦可实时监控疾病的发生、发展过程。一类是动物行为学研究相关设备。该设备是个综合性的分析系统，以智能化的动物运动轨迹跟踪分析软件为中心，包括水迷宫、巴恩斯迷宫、开场迷宫、Y迷宫、高架十字迷宫、条件恐惧和避暗穿梭、三箱社交等多个子系统，每个子系统对应一类疾病模型。它们是研究人类发病机制、评价动物模型造模效果和药物疗效的重要实验设备。

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3D打印平台

先进制造平台包括Ultimaker S5、UP BOX Plus、Form 3、MiiCraft+、Stratasys Connex3 Object260、CELLINK® BIO X、BoiAssmplyBot®、Bio-Architect® WS、SIA 3DPrinter等3D打印类增材制造设备，提供FDM、SLA、DLP、气动及物理挤出等打印方式。还有可完成高分子材料及部分金属材料微纳雕刻和切割的Universal Laser systems、Roland MDX-40A，和制造天然和合成高分子材料的纳米、微米纤维的静电纺丝系统。这些技术不仅可以制造个性化的实验装置、工业零件，而且可以提供细胞及组织三维培养环境所需的特异生物材料，在组织器官的制造中有着广泛地应用，目前主要用于软骨、皮肤、血管、肌肉、肝脏及其他复杂器官的仿生制造。

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常规仪器平台

常规仪器是支撑平台科研项目的基础设施，主要包括荧光定量PCR仪、酶标成像一体化检测系统、组织包埋切片工作站、超高速离心机、红外激光成像系统等。荧光定量PCR仪用于体外DNA的扩增，可准确检测和处理PCR指数级扩增的数据，得出高精度高重现性的Ct值。酶标成像一体化检测系统是一台整合了多标记和显微成像技术的一体化检测平台，可进行吸光度、荧光强度、时间分辨荧光、荧光偏振和化学发光的检测。组织包埋切片工作站由包埋机、石蜡切片机，冰冻切片机等仪器组成。组织包埋机蜡缸控温范围50至70℃，采用分体式设计；石蜡切片机切片厚度为0.5至100μm，步进马达进样；冰冻切片机配置双压缩机，冷冻箱最低温度-35℃，切片厚度范围：1-100um，可完成常规的组织切片制备。红外激光扫描成像系统具有685nm和785nm两个独立的红外激光器，可应用于Western Blot、双色In Gel Western、蛋白定量分析等。超高速离心机作为生物实验的常用设备，主要用于实现各种亚细胞和病毒组分分离，大容量制备，细胞分离和收集，蛋白沉淀和血液分离等。

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