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Die Autoren danken der Chengdu University of Traditional Chinese Medicine School Foundation für die Unterstützung. Die Autoren danken der Förderung durch den Zuschuss MPRC2022034. Diese Finanzierung dient der Entwicklung einer 3D-dynamischen Bildgebungsmethode für Darmbakterien bei der Behandlung einfach fettleibiger Mäuse mit Erchen-Decoction. Die Autoren danken für die Forschungsplattform, die vom Innovative Institute of Chinese Medicine and Pharmacy der Chengdu University of Traditional Chinese Medicine sowie vom Institute of Interdisciplinary Studies bereitgestellt wurde.

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	<li>Dariolli R, Nir R, Mushlam T, Souza GR, Farmer SR, Batista ML. Optimized scaffold-free human 3D adipose tissue organoid culture for obesity and disease modeling. SLAS Discovery. 2025;31:100218.</li>
	<li>Menduti G, Boido M. Recent advances in high-content imaging and analysis in iPSC-based modelling of neurodegenerative diseases. Int J Mol Sci. 2023;24(19).</li>
	<li>Park JC, Mook-Jung I. Toward brain organoid-based precision medicine in neurodegenerative diseases. Organoid. 2022;2.</li>
	<li>Geyer M, Schreyer D, Gaul LM, Pfeffer S, Pilarsky C, Queiroz K. A microfluidic-based PDAC organoid system reveals the impact of hypoxia in response to treatment. Cell Death Discovery. 2023;9:20.</li>
	<li>Huang CJ, Shieh PC, Yang JS, et al. Pterostilbene suppressed cell viability, induced apoptosis and autophagy of cisplatin-resistant gastric cancer cells. Anticancer Res. 2025;45(2):511-523.</li>
	<li>Wang G, Li Y, Sun T, et al. BMSC affinity peptide-functionalized &#946;-tricalcium phosphate scaffolds promoting repair of osteonecrosis of the femoral head. J Orthop Surg Res. 2019;14(1):204.</li>
	<li>Uzoechi SC, Collins BE, Badeaux CJ, et al. Effects of amyloid beta (a&#946;) oligomers on blood&#8211;brain barrier using a 3D microfluidic vasculature-on-a-chip model. Appl Sci. 2024;14(9). doi:10.3390/app14093917</li>
	<li>Pereira JD, DuBreuil DM, Devlin AC, et al. Human sensorimotor organoids derived from healthy and amyotrophic lateral sclerosis stem cells form neuromuscular junctions. Nat Commun. 2021;12(1):4744.</li>
	<li>Cromwell EF, Leung M, Hammer M, Thai A, Rajendra R, Sirenko O. Disease modeling with 3D cell-based assays using a novel flowchip system and high-content imaging. SLAS Technol. 2021;26(3):237-248.</li>
	<li>Tab&#281;cka-&#321;onczy&#324;ska A, Sk&#243;ra B, Szlachcikowska D, et al. Impact of Hericium erinaceus and Ganoderma lucidum metabolites on AhR activation in neuronal HT-22 cells. Pharmacol Rep. 2025;77(6):1557-1572.</li>
	<li>Tang J, Chen R, Wang L, et al. Melatonin attenuates thrombin-induced inflammation in BV2 cells and then protects HT22 cells from apoptosis. Inflammation. 2020;43(5):1959-1970.</li>
	<li>Zhang W, Sun H, Zhao W, Li J, Meng H. Suppression of JNK pathway protects neurons from oxidative injury via attenuating parthanatos in glutamate-treated HT22 neurons. Sci Rep. 2024;14(1):25793.</li>
	<li>Thoudam T, Chanda D, Lee JY, et al. Enhanced Ca2+-channeling complex formation at the ER-mitochondria interface underlies the pathogenesis of alcohol-associated liver disease. Nat Commun. 2023;14(1):1703.</li>
	<li>Huang Z, Zhang Q, Wang Y, et al. Inhibition of caspase-3-mediated GSDME-derived pyroptosis aids in noncancerous tissue protection of squamous cell carcinoma patients during cisplatin-based chemotherapy. Am J Cancer Res. 2020;10(12):4287-4307.</li>
	<li>Andreyev AY, Yang H, Doulias PT, et al. Metabolic bypass rescues aberrant S-nitrosylation-induced TCA cycle inhibition and synapse loss in Alzheimer&#8217;s disease human neurons. Adv Sci. 2024;11(12):2306469.</li>
	<li>Backstr&#246;m A, Kugel L, Gnann C, et al. A sample preparation protocol for high throughput immunofluorescence of suspension cells on an adherent surface. J Histochem Cytochem. 2020;68(7):473-489.</li>
	<li>Hongxing Tang et al. Protective effects of hinokitiol on neuronal ferroptosis by activating the Keap1/Nrf2/HO-1 pathway in traumatic brain injury. J Neurotrauma. 2024;41(5-6):734-750.</li>
	<li>Teerawonganan P, Hasriadi, Dasuni Wasana PW, et al. Synthesis, cytotoxicity, and mechanistic evaluation of tetrahydrocurcumin-amino acid conjugates as LAT1-targeting anticancer agents in C6 glioma cells. Int J Mol Sci. 2024;25(20):11266.</li>
	<li>Shihan MH, Novo SG, Le Marchand SJ, Wang Y, Duncan MK. A simple method for quantitating confocal fluorescent images. Biochem Biophys Rep. 2021;25:100916.</li>
	<li>Gomez-Dopazo G, Nieves RJA, Rivera RLA, et al. Cellulose acetate microwell plates for high-throughput colorimetric assays. RSC Adv. 2024;14(22):15319-15327.</li>
	<li>DuBreuil DM, Chiang BM, Zhu K, et al. A high-content platform for physiological profiling and unbiased classification of individual neurons. Cell Rep Methods. 2021;1(1).</li>
	<li>Ronzetti M, Simeonov A. A comprehensive update on the application of high-throughput fluorescence imaging for novel drug discovery. Expert Opin Drug Discovery. 2025;20(6):785-797.</li>
	<li>Jiang X, Li M, Wang Y, et al. 1,2,4,5-tetrazine-tethered probes for fluorogenically imaging superoxide in live cells with ultrahigh specificity. Nat Commun. 2023;14(1):1401.</li>
	<li>Yu Y, Chen J, Zhang X, et al. Identification of anti-inflammatory compounds from zhongjing formulae by knowledge mining and high-content screening in a zebrafish model of inflammatory bowel diseases. Chin Med. 2021;16(1):42.</li>
</ol>

Alle Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt besteht. Bei der Übersetzung des Manuskripts wurde Zhipu AI ausschließlich zur Übersetzung verwendet und nicht zur Erzeugung von Forschungsdaten, experimentellen Ergebnissen oder zentralem akademischem Inhalt. Die Autoren übernehmen die volle Verantwortung für den Inhalt des Manuskripts.

Mithilfe der Doppelfärbung mit PI und Hoechst zur Bestimmung der Zellviabilität kann das Hochdurchsatz-Instrument beispielsweise innerhalb desselben Ansatzes mithilfe integrierter Algorithmusmodule schnell und in hoher Durchsatzleistung die Zellviabilität berechnen. Diese Methode weist mehrere Vorteile auf, darunter geringes Probenvolumen, niedrige Kosten, minimale Zellschädigung, schwache Fluoreszenzlöschung, Beständigkeit gegen Löschung sowie die Möglichkeit, mehrere Bilder aufzunehmen. Außerdem beträgt die Bildaufnahm...

Das Hochdurchsatzmikroskopie-System dient als entscheidendes Werkzeug in der modernen wissenschaftlichen Forschung und ermöglicht die schnelle Bildgebung sowie die mehrparametrige Beurteilung verletzter oder unverletzter Zellen1,2,3. Es spielt eine unabdingbare Rolle in zahlreichen Disziplinen. Im Bereich der Lebenswissenschaften unterstützt es Forscher dabei, die mikroskopische Welt von Zellen und Geweben zu erforschen4,5. Beispielsweise ermöglicht die präzise Detektion fluoreszenzmarkierter Moleküle und Strukturen innerhalb von Zellen eine klare Visualisierung feiner zellulärer Strukturen und dynamischer Veränderungen6. In der Neurowissenschaftsforschung kann es eine dreidimensionale Bildgebung von Neuronen durchführen, was zur Analyse komplexer Verbindungen und Signalübertragungsmechanismen neuronaler Netzwerke beiträgt und wichtige Hinweise für das Verständnis von Gehirnfunktionen sowie der Pathogenese neurologischer Erkrankungen liefert7,8,9.
Trotz der erheblichen Vorteile der Hochdurchsatz-Mikroskopie-Technologie bestehen mehrere Probleme hinsichtlich ihres Bildgebungsprozesses. In der Probenvorbereitung besteht ein hohes Maß an Subjektivität. Bei der biologischen Probenvorbereitung fehlen bei Verfahren wie der Zellbehandlung und Färbung relevante Standards. Hinsichtlich der Bildgebungsparameter ergeben sich erhebliche Unterschiede in Belichtungszeiten und der Auswahl von Mikrotiterplatten zwischen verschiedenen Laboren und Modellen von Hochdurchsatz-Mikroskopen. In der Datenverarbeitungsphase fehlt eine Standardisierung – von der Rauschunterdrückung und Kontrastanpassung der Rohbilder bis hin zur Identifizierung von Parametern und Bestimmung der Zielmerkmale. Diese Probleme führen direkt zu Verzerrungen in den mikroskopischen Bildergebnissen und verursachen eine Reproduzierbarkeitskrise.

<table><tbody><tr><td>1,5-mL-Zentrifugenröhrchen</td><td>Labigic Technology Co., Ltd.</td><td>MCT-001-150</td><td></td></tr><tr><td>1000 &amp;micro;L-Pipettenspitzen</td><td>Labigic Technology Co., Ltd.</td><td>35423003E</td><td></td></tr><tr><td>15-mL-Zentrifugenröhrchen</td><td>Labigic Technology Co., Ltd.</td><td>CT-002-15A</td><td></td></tr><tr><td>2,5 &amp;micro;L-Pipettenspitzen</td><td>Qingdao Haier Biomedical Co., Ltd.</td><td>B10T</td><td></td></tr><tr><td>200 &amp;micro;L-Pipettenspitzen</td><td>Labigic Technology Co., Ltd.</td><td>T-001-200</td><td></td></tr><tr><td>50-mL-Zentrifugenröhrchen</td><td>Labigic Technology Co., Ltd.</td><td>CT-002-50A</td><td></td></tr><tr><td>96-Well-Zellkulturplatte</td><td>Corning Incorporated</td><td>3599</td><td></td></tr><tr><td>Verstellbare Ein-Kanal-Pipette, 0,1&amp;ndash;2,5 &amp;mu;L</td><td>Eppendorf SE</td><td>3120000216</td><td></td></tr><tr><td>Verstellbare Ein-Kanal-Pipette, 100&amp;ndash;1000 &amp;mu;L</td><td>Eppendorf SE</td><td>3120000267</td><td></td></tr><tr><td>Verstellbare Ein-Kanal-Pipette, 20&amp;ndash;200 &amp;mu;L</td><td>Eppendorf SE</td><td>3120000259</td><td></td></tr><tr><td>Verstellbare Ein-Kanal-Pipette, 2&amp;ndash;20 &amp;mu;L</td><td>Eppendorf SE</td><td>3120000232</td><td></td></tr><tr><td>&lt;a name=&quot;RANGE!A13">Zellkulturschale&lt;/a&gt;</td><td>Corning Incorporated</td><td>430167</td><td></td></tr><tr><td>Kryoröhrchen</td><td>Labigic Technology Co., Ltd.</td><td>BS-20-ST</td><td></td></tr><tr><td>Dimethylsulfoxid (DMSO)</td><td>Beijing Solarbio Science &amp;amp; Technology Co., Ltd.</td><td>D8371</td><td></td></tr><tr><td>Dulbeccos modifiziertes Eagle-Medium (DMEM)</td><td>Life Technologies Limited</td><td>11966-025</td><td>In dieser Studie wurde das vollständige DMEM durch Zugabe von 10 % FBS, 1 % Penicillin-Streptomycin-Lösung und 89 % DMEM hergestellt.</td></tr><tr><td>ESCO CelCulture CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;-Inkubator</td><td>Esco Micro Pte. Ltd.</td><td>CCL-170B-8</td><td></td></tr><tr><td>Fötales Rinderserum (FBS, Superfein)</td><td>Procell Life Science &amp;amp; Technology Co., Ltd.</td><td>164210-50</td><td></td></tr><tr><td>Fluoreszenzfarbstoffe Hoechst 33342</td><td>Beijing Solarbio Science &amp;amp; Technology Co., Ltd.</td><td>B8040</td><td></td></tr><tr><td>HT22-Zelle</td><td>Procell Life Science &amp;amp; Technology Co., Ltd.</td><td>CL-0697</td><td></td></tr><tr><td>ImageJ</td><td>National Institutes of Health</td><td></td><td>ImageJ ist eine der im Manuskript verwendeten Bildverarbeitungssoftware.</td></tr><tr><td>ImageXpress Micro Confocal High-Content Imaging System</td><td>Molecular Devices, LLC</td><td>ImageXpress Micro Confocal</td><td>Im Manuskript wird „High-Content Imaging System“ als Ersatz für den Gerätenamen verwendet.</td></tr><tr><td>Zentrifuge mit niedriger Geschwindigkeit und Gefriermöglichkeit</td><td>Hunan Xiangyi Laboratory Instrument Development Co., Ltd.</td><td>L530R</td><td></td></tr><tr><td>MetaXpress High-Content-Bildaufnahme- und Analyse-Software</td><td>Molecular Devices, LLC</td><td></td><td>Die Software ist eine Ergänzung zum ImageXpress&amp;reg; Micro Confocal High-Content Imaging System. Im Manuskript bezieht sich „Die mit dem Gerät bereitgestellte Analyse-Software“ auf diese Software.</td></tr><tr><td>OptiMair vertikaler laminarer Luftstromschrank</td><td>Esco Micro Pte. Ltd.</td><td>ACB-4E1</td><td></td></tr><tr><td>Parafilm M</td><td>Pechiney Plastic Packaging Inc.</td><td>PM996</td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td>&amp;nbsp;Shanghai Yuchun biology science and technology co., ltd&amp;nbsp;</td><td>YC-5013</td><td></td></tr><tr><td>Penicillin-Streptomycin-Lösung</td><td>Procell Life Science &amp;amp; Technology Co., Ltd.</td><td>PB180120</td><td></td></tr><tr><td>Propidiumiodid-Lösung (PI)</td><td>Beijing Solarbio Science &amp;amp; Technology Co., Ltd.</td><td>C0080</td><td></td></tr><tr><td>Trypsin-EDTA-Lösung</td><td>BasalMedia Technology Co., Ltd.</td><td>S310KJ</td><td></td></tr></tbody></table>

standardisierter workflow für high-content-imaging und datenverarbeitung

Standardized Workflow for High-Content Imaging and Data Processing

Um die Herausforderungen geringer Reproduzierbarkeit aufgrund operationeller Variationen bei der wissenschaftlichen Bildgebung sowie der Komplexität bei der Analyse einer großen Anzahl von Proben mit herkömmlichen Methoden zu bewältigen, stellen wir einen Protokollablauf zur Färbung von HT22-Zellen mit PI und Hoechst 33342 sowie zur anschließenden Bildaufnahme und Datenanalyse mittels des High-Content Imaging Systems vor. Dieser Arbeitsablauf zielt darauf ab, robuste Parameter für die Bildaufnahme einzurichten und strenge Qualitätskontrollstandards zu definieren. Er veranschaulicht die Bildaufnahmeeinstellungen des Geräts und den Workflow für drei verschiedene, vom Gerät bereitgestellte Bildverarbeitungsmethoden: Multi-Wavelength Cell Scoring (Multi), Live-Dead (Live) und Custom Module Editor (CME). Die Methoden zur Bildverarbeitung werden miteinander verglichen und gegenüber der traditionellen Methode, ImageJ, validiert, um ihre Wirksamkeit sicherzustellen. Die Studie fasst letztendlich einen Workflow zusammen, der das High-Content Imaging System zur Bestimmung der Zellviabilität unter Verwendung der Doppelfärbung mit PI und Hoechst nutzt. Durch die Standardisierung des gesamten Workflows von Bildaufnahme bis Datenverarbeitung verbessert die Studie die Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit wissenschaftlicher Bildgebungsverfahren erheblich und leistet damit eine solide methodische Grundlage für den datenbasierten Vergleich zwischen verschiedenen Laboren und trägt so zum Fortschritt der wissenschaftlichen Forschung bei.

Auswirkung der standardisierten Probenvorbereitung auf die Bildqualität
Die Plattenparameter wurden so konfiguriert, dass das Instrument die Zellbildschicht zuverlässig lokalisieren konnte. Proben, die als einzelne Zellschicht mit mäßiger Konfluenz vorbereitet wurden, erleichterten die Bildfokussierung bei verschiedenen Objektivvergrößerungen und verbesserten die Bilderkennung sowie die quantitative Analyse. Standardisierte Probenvorbereitung und optimierte Plattenparameter mi...

Hier stellen wir ein Protokoll für standardisierte High-Content-Bildgebung und Datenverarbeitung von mit Propidiumiodid (PI)/Hoechst 33342 gefärbten Zellen vor, um mittels automatisierter Bildaufnahme- und Analyseworkflows reproduzierbare Analysen der Zellviabilität durchzuführen.

Standardisierter Workflow für High-Content-Imaging und Datenverarbeitung

Um den Herausforderungen einer geringen Reproduzierbarkeit aufgrund operationeller Variationen in der wissenschaftlichen Bildgebung sowie der Komplexität der Analyse einer großen ...

standardized-workflow-for-high-content-imaging-and-data-processing

Research

JoVE Journal

Biology

Ein High-Content-Screening-Verfahren zur Identifizierung von neuartigen Signalisierung zuständigen Transmembranrezeptoren beschrieben. Diese Methode ist zugänglich für großflächige Automatisierung und ermöglicht Vorhersagen...

Ein High-Content-Imaging Workflow Grb2 Signaling-Komplexe durch Expression Cloning Studie

Dargestellt ist eine flexible Informatik Workflow ermöglicht Multiplex bildbasierte Analyse fluoreszenzmarkierten Zellen. Der Workflow quantifiziert nukleäre und zytoplasmatische Marker und berechnet Marker Translokation zwischen diesen Fächern. Verfahren für Störung von Zellen mit siRNA und zuverlässige Methode zur Markerdetektion durch indirekte Immunfluoreszenz in 96-Well-Formaten zur Verfügung gestellt.

Workflow für Hoch Inhalt, einzelne Zell Quantifizierung der Fluoreszenzmarker von Universal Mikroskop Daten, Unterstützung von Open Source Software

Studium der Tumor Mikroumgebung kann prognostische und prädiktive Biomarker des klinischen Ansprechens auf Immuntherapie identifizieren. Hier präsentiert, ist eine innovative Methode basierend auf in Situ Fluoreszenz multispektralen imaging, zu analysieren und automatisch verschiedene Subpopulationen von CD8 zählen+ T Zellen. Diese reproduzierbare und zuverlässige Technik eignet sich für große Kohorte Analysen.

Gemultiplext Immunfluoreszenz Analyse und Quantifizierung der intratumorale PD-1+ Tim-3+ CD8+ T-Zellen

Hier beschreiben wir ein Protokoll für die automatische Segmentierung von eindringmittel beschrifteten Gewebe auf Folien mit einem Weitfeld-High-Content-Analyse-System (WHCAS). Dieses Protokoll hat breite Anwendungen in allen Bereichen umfasst die Quantifizierung der fluoreszierenden Marker in biologischen Geweben, einschließlich der biologischen Wissenschaften, Medizintechnik und Gesundheitswissenschaften.

Automatisierte Dia scannen und Segmentierung in Gewebekulturen beschriftet Gewebe mit einem Weitfeld High-Content Analysesystem

Hochauflösende Kryo-EM-Karten von Makromolekülen können auch mit 200-kV-TEM-Mikroskopen erreicht werden. Dieses Protokoll zeigt die Best Practices für die Einstellung genauer optischer Ausrichtungen, Datenerfassungsschemata und Auswahl von Bildbereichen, die für die erfolgreiche Erfassung hochauflösender Datensätze mit einem 200-kV-TEM unerlässlich sind.

Routinemäßige Sammlung von hochauflösenden Kryo-EM-Datensätzen mit einem 200-KV-Transmissionselektronenmikroskop

Dieses Protokoll beschreibt einen Hochdurchsatz-Workflow für die künstliche Intelligenz-gesteuerte Segmentierung von pathologiebestätigten Regionen von Interesse aus gefärbten, dünnen Gewebeschnittbildern zur Anreicherung von histologieaufgelösten Zellpopulationen mittels Laser-Mikrodissektion. Diese Strategie beinhaltet einen neuartigen Algorithmus, der die Übertragung von Demarkationen, die Zellpopulationen von Interesse bezeichnen, direkt auf Lasermikroskope ermöglicht.

Industrialisierte, von künstlicher Intelligenz gesteuerte Laser-Mikrodissektion zur mikroskaligen proteomischen Analyse der Tumormikroumgebung

Die Kombination aus iterativem Bleaching-Extends-Multiplexity (IBEX) und einem kommerziellen Nukleotidmarkierungsassay (Click-iT EdU) ermöglicht den Nachweis und die Kategorisierung von sich teilenden Zelltypen in hochdynamischen Prozessen in fixierten gefrorenen murinen Gewebeschnitten. Darüber hinaus ermöglicht eine neuartige Open-Source-Bildverarbeitungspipeline eine Bilderfassung und -analyse mit hohem Durchsatz.

Hochdurchsatz-Bildgebungs- und Analyse-Workflow zur Bewertung von Hautzell-Phänotypen und Proliferationszuständen in Gewebeproben

In diesem Artikel werden Schritt-für-Schritt-Methoden zur Automatisierung der bildbasierten Zellkernquantifizierung mithilfe eines ausführbaren Open-Source-Programms beschrieben, das über eine Reihe von Zelldichten validiert wurde. Dieses Programm bietet eine Alternative, die Barrieren in Bezug auf Kosten, Zugänglichkeit für Benutzer mit begrenzten technologischen Fähigkeiten und anwendungsspezifische Validierung beseitigt, die den Nutzen bestehender Technologien einschränken können.

Verwendung von Computer-Vision-Bibliotheken zur Optimierung der Zellkernquantifizierung

Die Implementierung einer kostengünstigen, vielseitigen Photobestrahlungstechnik mit der manuellen IBEX-Methode ermöglicht eine optimale Bildgebung von menschlichem Gewebe mit signifikanter nativer Autofluoreszenz. Dieses Protokoll beschreibt, wie man Multiplex-Bilder von Ganzobjektträgern aus archivierten klinischen Proben mit einem inversen Mikroskop, weit verbreiteten Reagenzien und Open-Source-Software für die Bildausrichtung und -verarbeitung erhält.

Optimierter Workflow für iteratives Bleaching erweitert die Multiplex-Bildgebung von stark autofluoreszierenden klinischen Proben

Spectral Iterative Bleaching Extends Multiplexity (IBEX) baut auf der Basis-IBEX-Technik auf, indem es Heparin-Blocking hinzufügt, um unspezifische Bindungen zu minimieren, und die spektrale Detektion mit computergestützter Entmischung nutzt, um die Autofluoreszenz zu unterdrücken. Dieser Ansatz beschleunigt die Bildaufnahme bei gleichzeitiger Reduzierung von Hintergrundquellen und ermöglicht robuste mehrstufige räumliche Proteomanalysen mit hohen Parametern.

High-Plex-Bildgebung mittels spektral-konfokaler Mikroskopie zur Minimierung unspezifischer Gewebefluoreszenz

Der Workflow der automatisierten digitalen Zytomorphologie peripheren Blutes und Knochenmarks wird beschrieben. Nach der standardisierten Abstrichvorbereitung und Färbung erfasst ein Scanner Probenbilder. KI-gestützte Software lokalisiert, erfasst und klassifiziert nukleierte Zellen vorläufig, gefolgt von einer Expertenbewertung. Der Fokus liegt auf kritischen zellulären Fehlklassifikationen mit Potenzial für Fehldiagnosen.

Arbeitsablauf für automatisierte digitale periphere Blut- und Knochenmarkzytomorphologie unter Berücksichtigung kritischer zellulärer Fehlklassifikationen

Chengdu University of Traditional Chinese Medicine.  Here, we present a protocol for standardized high-content imaging and data processing of propidium iodide (PI)/Hoechst 33342-stained cells to perform reproducible cell viability analysis using automated image acquisition and analysis workflows.

Standardisierter Workflow für High-Content-Imaging und Datenverarbeitung

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