VAST BioImager斑馬魚高通量自動化影像平台

VAST BioImager斑馬魚高通量自動化影像平台

一、 核心功能與技術優勢

1. 自動化進樣與定位 (Automated Loading & Positioning)：

   • 系統可以自動從試管或多孔盤（配合 LP Sampler）吸取單隻幼魚，將其載入內建的玻璃毛細管中。

   • 透過影像識別演算法，系統能自動偵測魚頭、魚尾，並將魚體移動到相機視野中心。

2. 360度精確旋轉 (360° Rotational Orientation)：

   • 這是 VAST 最強大的功能。它可以精確旋轉毛細管，讓魚體旋轉至任何角度（如正側面、背面、腹面）。

   • 意義： 手動對齊 100 隻魚的側面可能需要數小時，VAST 僅需幾秒鐘且精確度極高（± 3°）。

3. 相容高階顯微鏡 (Microscope Integration)：

   • VAST 本身配備一個 10 um 解析度的低倍相機用於初步定位。

   • 外部整合： 它可以安裝在大多數標準正立顯微鏡（如 Zeiss, Nikon, Leica, Olympus）或共軛焦顯微鏡（Confocal）上。當魚體定位好後，它會觸發顯微鏡拍攝高解析度、多通道的螢光圖像。

二、 主要應用領域

1. 高通量藥物與毒理篩選 (High-Throughput Screening)

• 器官發育評估： 自動拍攝數百隻幼魚的心臟、大腦、肝臟或腸道。研究藥物是否會導致心包膜水腫或器官畸形。

• 血管發育研究： 使用螢光轉基因品系，精確旋轉至側面拍攝完整的節間血管（ISV）排列。

2. 3D 斷層掃描成像 (VASTomography™)

• VAST 可以在旋轉過程中拍攝一系列照片，透過軟體重建成 3D 斷層掃描圖像 (OPT, Optical Projection Tomography)。

• 這對於計算器官的體積、分析腫瘤在體內的立體位置非常有效。

3. 神經科學與行為遺傳學

• 神經活動監測： 精確定位魚腦部位，結合高速共軛焦顯微鏡，觀察鈣離子訊號或神經元連結。

• 側線系統觀察： 透過旋轉魚體，清晰觀察位於身體側面的側線神經細胞（Neuromasts）。

4. 罕見表型鑑定 (Rare Phenotype Discovery)

• 在大規模突變體篩選中，VAST 可以全天候不間斷地對數千隻魚進行標準化攝影，隨後由研究人員透過 AI 影像處理或肉眼批次審核，找出細微的發育異常。

三、 典型的實驗流程

1. 樣本準備： 將 2-7 天大的斑馬魚幼魚進行麻醉（通常使用 Tricaine），置於進樣槽中。

2. 設定模板： 在軟體中設定：「加載樣本 -> 偵測頭部 -> 旋轉至側面 90 度 -> 觸發顯微鏡拍攝 488nm 與 561nm 螢光 -> 儲存照片」。

3. 自動運行： VAST 自動執行上述動作。每處理一隻魚約需 20-60 秒（取決於顯微鏡曝光時間）。

4. 樣本回收： 拍攝完成後的魚可以被收集回多孔盤中，魚苗通常保持存活，可進行後續發育觀察。

四、 與 COPAS Infinity 的差異與協作

• COPAS Infinity： 擅長「快」，適合從數萬隻樣本中「分選」出目標。

• VAST BioImager： 擅長「細」，適合對分選出來的目標進行「高解析度顯影」。

最強大組合：

先用 COPAS Infinity 從大群體中挑選出陽性魚苗並放入 96 孔盤，再用 VAST BioImager 自動從 96 孔盤吸取這些魚苗，進行全自動的高解析度顯微成像。

這套系統目前是斑馬魚研究室轉向「工業化、標準化生產」影像數據的核心設備。如果您需要處理的樣本量每天超過 100 隻，VAST 將能節省極大的人力資源。