Name: CellVoyager CV8000 High-Content Screening System
Brand: Yokogawa
SKU: cv8000

High content analysis software CellPathfinder is updated.
Deep Learning option is released.：About Deep learning

CellPathfinder, High Content Analysis Software

CV8000은 장기간에 걸쳐 세포의 반응을 쉽게 관찰할 수 있도록 세포 배양기의 밀폐 설계가 개선된 특징을 가지고 있습니다. 또한 CV8000에는 레이블이 지정되지 않은 세포의 이미지와 샘플의 3D 이미지를 분석할 수 있는 새로운 프로그램인 CellPathfinder가 함께 제공됩니다. 이러한 기능을 통해 CV8000은 iPS 및 ES 세포와 같은 최첨단 주제에 대한 약물 발견 연구 및 생물 의학 연구의 효율성을 향상시킵니다.

CV8000 System Highlights

Excitation laser wavelength	405nm、445nm、488nm、561nm、640nm
Illumination source	Laser
Objective lens	2x to 60x (Dry, Phase contrast, Water immersion, Long working distance)
Camera	High-sensitivity sCMOS camera (up to 4 units)
Autofocus	Laser-based mode, image-based mode
Software	CellPathfinder、CellLibrarian

Introduction

신약 개발 시장에서 세포 기반 분석 및 phenotypic screening의 필요성에 따라 약효 평가를 위한 고함량 분석 시스템에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 스크리닝 효율을 높이려면 더 빠른 속도(더 높은 처리량)를 가진 장치가 필요합니다.
반면에, 신약 개발 과정의 ' valley of death '을 잇기 위해서는 스크리닝 적중의 질을 높여야 합니다.
이를 위해서는 3D 배양 시스템, 라이브 셀 이미징 및 보다 세부적인 이미지 분석을 통해 다각적인 매개변수를 활용하는 보다 복잡한 평가 시스템의 구축이 필요합니다.
현재 의약품 개발 연구에서는 처리량 스크리닝과 복합 평가 시스템 스크리닝을 병행하여 어떻게 구현할 수 있는지를 결정하는 것이 중요한 문제입니다.

Solution

CellVoyager CV8000은 이러한 모순된 스크리닝 직면 과제를 해결할 수 있는 하이엔드, 고함량 분석 시스템입니다.
Yokogawa의 고유 기술인 고속 공초점 스캐너, water immersion 렌즈, 최대 4대의 high field-of-vision 카메라, 세포 배양 환경이 개선된 microscopic stage, 통합 로봇 pipetter의 결합을 통해 우리는 고해상도 영상을 바탕으로 빠른 처리량을 실현할 수 있을 뿐더라 더 복잡한 평가 시스템을 통한 phenotypic screening을 실현해 냈습니다.
또한 당사의 전문 분석 소프트웨어인 CellPathfinder는 deep leaning 및 machine learning을 사용하여 대상 물체를 높은 정확도로 인식하며 이미지 분석에서 그래프를 사용한 결과 표시까지 지원합니다.

Yokogawa의 장점

공초점 스캐너 장치
Live/kinetic 실험 호환 가능
높은 처리량
신뢰할 수 있는, 검증된 기술

미지의 세계로의 탐험

Real time confocal, label-free imaging

Long-term livecell imaging

Stage incubator 기본 포함. 습도, 온도, CO2 제어를 통한 논스톱 장기 관찰(3일 이상).

Left：Before incubation　Right：After 68 hours incubation

Kinetic assay

이미징 촬영 중 약물 추가는 일회용 팁이 있는 통합 로봇 pipetter를 통해 가능합니다.
빠른 변화 현상을 관찰하는 동역학(kinetic) 실험에 적합.

Left：Before incubation　Right：After stimulation

Organoid / Spheroid

Yokogawa의 회전 디스크 공초점 기술은 선명하면서 빠른 이미지를 얻기 어려운 3D 배양 샘플과 같이 깊이가 있는 샘플들의 이미징에 탁월하여 생체 내 품질에 가까운 평가가 가능합니다.

Left：Original image　Right：Recognition image

Label-free analysis

여러 곳의 Z 위치에서 밝은 필드 이미지를 가져오고 장비에 포함된 CellPathfinder 분석 소프트웨어를 사용하여 CE 밝은 필드 이미지를 생성하여 인식 및 분석을 수행할 수 있습니다.

Left：CE Bright Field　Right：Cell Recognition image

원하는 작업을 수행할 수 있는 State-of-the-art technology

셀을 있는 그대로 관찰 -Dual spinning disk confocal system-

관찰 영역에서 약 1,000개의 레이저 빔과 고속으로 회전하는 탠덤 디스크(tandem disks)를 활용하는 Yokogawa 고유의 multi-scan 방법입니다. 디스크는 나선형 패턴으로 동일하게 배열된 약 20,000개의 핀홀이 있는 핀홀 어레이 디스크와 excitation light laser 레이저를 개별 핀홀에 집중시키는 마이크로렌즈 어레이 디스크로 구성됩니다. 이는 고속 이미징을 가능하게 할 뿐만 아니라 광독성(phototoxicity) 및 형광 표백(fluorescence photobleaching)을 크게 방지합니다.

더 깊게, 더 선명하게 -Pinhole disk exchanger-

샘플에 따라 두 가지 유형의 핀홀 디스크(25/50μm)를 사용할 수 있습니다. 두꺼운 샘플의 경우 핀홀 직경을 줄이면 더 높은 공초점, 더 선명한 이미지를 얻을 수 있습니다. 어두운 샘플의 경우 핀홀 직경을 늘리면 이미지가 더 밝아집니다.

Organoid imaging example　Upper：25μm pinhole　Lower：50μm pinhole

더 높은 screening 처리량 -Optical configuration-

목적에 따라 광학 시스템 구성을 선택할 수 있습니다. 4개의 고감도 광시야(wide -field) sCMOS 카메라를 부착하여 단일 96-well plate를 1분 내에 4가지 색상의 이미징 구현이 가능합니다. 이 시스템은 FRET 및 CellPainting 분석과도 호환 가능합니다.

더 미세한 구조 Capturing -Original water immersion lens-

Water immersion lenses는 액체 내 세포의 고해상도 이미지를 캡처하는 데 탁월합니다. CV8000에는 40x 또는 60x water immersion objective lens 를 장착할 수 있습니다. 당사의 40x 렌즈는 고도의 구면 수차 보정이 가능한 특별하고 독특한 렌즈로써 전체 광시야(wide -field )에서 밝은 고해상도 이미지를 캡처할 수 있습니다. 렌즈 급수기능 또한 완전히 자동화되어 있습니다. 이 장비는 water submersion lens를 통해 높은 처리량 스크리닝을 가능하게 합니다.

Capturing live cell movement -High-precision incubator and robot pipetter-

밀폐 구조로 설계된 스테이지 인큐베이터(stage incubator)는 습도, 온도 및 CO2 레벨을 관리합니다. 통합 robotic pipetter 는 다음 프로세스를 완전 자동으로 수행합니다: 팁 픽업 → 시약 플레이트에서 시약 수집 → 샘플 플레이트에 시약 추가 → 팁 폐기. 시약 주입 전후의 이미지를 빠르게 얻을 수 있을 뿐만 아니라 단일 웰(wells)에 여러 번 시약을 추가하고 추가 속도 등도 조정 가능하여 시약 주입에 따른 역학 관찰 범위를 넓힐 수 있습니다.

A more live cell-friendly total HCA system

Making long-duration live -cell imaging possible -안정적인 내장형 stage incubator 탑재

HeLa 세포를 96 well plate에 웰 당 500개의 세포 밀도로 seeding하고 24시간 동안 배양하였습니다. 그 후, 웰 플레이트를 장비 내부 스테이지 인큐베이터에 놓고 72시간 동안 세포 배양을 진행하고 세포가 차지하는 전체 면적(이하 총 면적)을 분석하였습니다. 그 결과, 일반 CO2 인큐베이터와 비교해 봤을 때에도 96웰(4개의 코너 웰 제외)에서 세포 증식의 불균일이 최소한으로 관찰되었습니다.

Cell multiplication comparison with regular CO<sub>2</sub> incubator after 72hr incubation

Cell multiplication comparison with regular CO₂ incubator after 72hr incubation（n=3）

96 well average: 90
Average of outermost 36 wells: 81
Average of 60 wells (excl. outermost): 96

The values represent the following: CV8000 Total Area after 72hrs / Total Area at 0hrs (hereinafter Total Area ratio) / CO₂ incubator Total Area ratio x 100.
(Numbers near to 100 me an that cell multiplication was approximately equal for the CV8000 and CO₂ incubator.)
Cell multiplication near to that of the CO₂ incubator was verified, excluding the four corner wells.

Cell multiplication curves for each well of a 96-well plate

Vertical axis: Total Area
Horizontal axis: Time (0-72 hours)

Cell multiplication was low in the four corner wells; however, it continued in the other wells.。

Total Area ratio after cultivation start (24, 48 and 72 hours) (n=3)

Excluding the four corner wells, even after 72 hours, there were no large differences in cell multiplication.
The low variation in cell multiplication speed across the wells can 24 hours 48 hours 72 hours be seen.

More info　Evaluation of cell-culture condition in CV8000’s internal stage incubator

시스템 통합

배양 환경부터 transfer, 이미징, 분석, 데이터 관리까지 중앙 집중식 관리가 가능합니다.
고객의 요구에 맞춰 최적의 통합 시스템을 제공해 드립니다.

System Integration

High Content Analysis Software　CellPathfinder

CellPathfinder 소프트웨어는 CV8000으로 촬영한 이미지 데이터를 분석하고 그래프를 생성하며 다양한 데이터를 산출해 냅니다. 풍부한 템플릿과 유연한 프로토콜 편집 기능 덕분에 초보자나 전문가 모두 소프트웨어를 최대한 활용할 수 있습니다. CE 명시야(bright field) 및 기계 학습 기능을 통해 label-free 분석이 가능합니다. 새로운 딥러닝 옵션도 추가되어 셀 인식 정확도가 크게 향상되었습니다.

More info　High Content Analysis Software　CellPathfinder

Just click the menu item for analysis

Simply follow the flow displayed at the top of the screen. The analysis menu has easy-to-understand icons. Simply click the desired menu item and the protocol will load.

Fast results for immediate verification and study

Computed numeric data can be displayed in a variety of ways. Graph plots and cell images are linked, making for easy result verification and inquiry.

Unbiased phenotype evaluation via AI

Machine-learning also provides bias-free digitization of visually-evaluated experiments. Automatic recognition is made possible simply by clicking the shape you want the software to learn.

Label-free phenotype analysis

Eliminates the time, cost and influence on cells associated with cell labelling. Even higher precision classification is made possible through combination with deep learning.

Specifications

High-throughput Cytological Discovery System

Model	CV8000
Sample format	Multiple well plate (6, 12, 24, 48, 96, 384, 1536 wells), glass slide
Image mode	Confocal mode: max. 4 color simultaneous recording Bright field/phase contrast (10x, 20x for 6, 12, 24 well plates), digital phase contrast (10x, 20x)
Output data format	Image data: 16bit TIFF, PNG umerical data: CSV, original format
Excitation wavelength	405/445/488/561/640 nm, all solid laser, max. 5 lasers　【Option】365 nm LED
White light illumination	LED
Autofocus	Laser-based mode, image-based mode
Objectives	Max. 6 lenses are available, automatically switchable Dry: 2x, 4x, 10x, 20x, 40x Water immersion: 20x, 40x, 60x hase contrast: 10x, 20x Long working distance: 20x
Confocal unit	Microlens-enhanced wide-view dual Nipkow disk confocal scanner, 50 μm pinhole 【Option】 25 μm pinhole disk and auto pinhole disk exchanger
Camera	sCMOS (effective pixels: 2000X2000 pixel size: 6.5 μm),　max. 4 cameras
Stage incubator	Temperature for incubation : 35-40℃ CO₂ supply box (CO₂: 5%, forced humidification)
Robot pipetter	【Option】 Disposable tip type (96tip or 384tip type)
Bar code reader	【Option】 1 or 2 dimension
Workstations	Dual-monitor work station for system control, dual-monitor work station for data analysis
Analysis software	High Content Analysis Software CellPathfinder Granularity, Neurite, Nuclear morphology, Nuclear translocation, Plasma membrane translocation, Machine learning, Label-free analysis, 3D analysis, Deep Learning, etc.
Operating environment	15～30℃ 30～70%RH (no condensation)
Power supply	Measurement unit:AC100-240V, 50/60Hz, 2KVA max Workstation for system control:AC100-240V, 50/60Hz, 1.3KVA max Workstation for data analysis:AC100-240V, 50/60Hz, 950VA max
Dimensions	Measurement unit: W1,280×D895×H1,450 mm
Weight	Measurement unit: 510Kg