用原始全息图来自动化快速无标签量化心肌细胞动态,用于心脏毒性查

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 细胞生物学 细胞生物学
• 光学成像技术的成像

背景情况:

• 量相成像 (QPI) 传统上需要复杂而耗时的全息重建和细胞分析的相解封.
• 目前用于心肌细胞 (CM) 动态分析的现有方法虽然具有功能性,但不使用原始全息数据.
• 监测CM收缩活性对于心脏毒性查和理解激发-收缩合至关重要.

研究的目的:

• 开发一种快速,无标签和高通量方法,用于分析人类诱导的多能干细胞衍生的CMs的收缩动态.
• 直接从原始或过的全息图中实现CM动态分析,消除了数值重建和阶段解封的需要.
• 验证该方法在心脏毒性查中的性能和实用性.

主要方法:

• 使用CMs的原始或过的全息图,绕过传统的QPI重建.
• 开发了一种使用光流分析收缩运动波形的计算算法.
• 从收缩-放松-运动速度配置文件计算时间指标,以描述CM功能行为.
• 验证了使用药物治疗CM进行心脏毒性评估的方法.

主要成果:

• 拟议的方法提供了与现有技术相比较的性能,但速度要快得多 (重建需要比拟议的分析时间>3倍).
• 在没有相重建的情况下,从原始/过的全息图中成功描述了CM收缩运动和动力学.
• 在心脏毒性查中证明了E-4031和异上腺素在各种度中的有效性.

结论:

• 这种新的方法为分析CM收缩动态提供了更快,更简单的替代方法.
• 该方法可以直接从全息数据中对CM机械活动进行无标签,高通量监测.
• 经过验证的方法适用于高效的心脏毒性查和药物发现.