活细胞动态行为研究是生命科学领域的核心方向之一，其成果直接推动了肿瘤生物学、神经科学、再生医学及药物研发等领域的突破。传统显微成像技术受限于环境稳定性、成像频率及标记物寿命，难以实现对活细胞数天乃至数周的连续追踪。随着微流控技术、智能成像算法及荧光探针的革新，新一代活细胞长时间动态追踪仪器应运而生。这些仪器通过集成温控、气体调节、非侵入式成像及AI分析模块，不仅实现了对细胞增殖、迁移、凋亡等过程的实时监测，更通过三维成像与多通道荧光标记，揭示了细胞在复杂微环境中的动态交互规律。本文将系统梳理当前主流仪器的技术原理、功能特色及应用场景，为科研人员提供选型参考。

一、长时间动态活细胞成像

技术突破：

活细胞长时间动态追踪仪器通过将成像系统直接嵌入培养箱，彻底解决了传统显微镜频繁开闭导致的温度波动问题。其核心优势在于“非侵入式动态监测”——无需取出细胞，即可在培养箱内完成长达90天的连续成像。设备配备双通道荧光（绿/红）与明场成像模块，支持对EGFP、mCherry等标记物的实时检测，同时通过AI算法自动识别细胞边界，生成增殖曲线、迁移轨迹等量化数据。

应用价值：

肿瘤研究：三维肿瘤球体生长监测、免疫细胞杀伤动态分析。

神经科学：神经突生长速率测量、单神经元轴突动态追踪。

干细胞研究：重编程过程监控、未分化标志物表达强度追踪。

典型案例：

某研究团队利用活细胞长时间动态追踪仪器追踪CAR-T细胞对肿瘤细胞的杀伤过程，发现微重力环境下CAR-T细胞的浸润效率提升3倍，为免疫治疗优化提供了关键证据。

二、活细胞实时跟踪荧光显微镜：高精度动态成像利器

技术亮点：

该类显微镜通过电动载物台与再聚焦机制，实现了对活细胞的三维动态追踪。其光学系统采用CFI60无限远设计，消杂光能力显著提升，配合488nm/561nm/640nm多波段荧光激发，可清晰捕捉细胞内钙离子流动、线粒体动态等瞬时事件。

创新功能：

亚细胞级分辨率：最小步进0.025μm，可辨识微管、内质网等细小结构。

多模式观察：支持明场、暗场、相差（DIC）及荧光成像，适应不同样本需求。

应用场景：

细胞运动分析：量化肿瘤细胞迁移速度与方向性。

药物筛选：结合荧光标记，评估药物对细胞形态、凋亡的影响。

细胞-细胞相互作用：研究免疫细胞与肿瘤细胞的动态接触过程。

三、CytoSMART系列：小型化与高通量的平衡之选

设计理念：

CytoSMART系列以“紧凑+智能”为核心，其Lux3 FL型号体积仅166mm×140mm×135mm，可直接嵌入小型培养箱。设备通过AI预扫描技术，优先对高价值区域（如肿瘤球体边缘）进行高分辨率成像，显著提升数据采集效率。

核心优势：

云端分析：支持APP或电脑终端远程操作，实时查看细胞动态。

防起雾设计：隐藏式移动平台减少干扰，适合单神经元或三维模型监测。

多容器兼容：适配6孔板至T225培养瓶等200余种标准容器。

用户反馈：

某干细胞实验室利用CytoSMART监测iPSC重编程过程，发现微重力环境下重编程效率提升40%，且设备的小型化设计节省了70%的培养箱空间。

四、细胞示踪荧光探针：长时程动态标记的“导航仪”

技术原理：

细胞示踪探针（如Cell-Tracker™ Green CMFDA）通过共价键与细胞内蛋白质结合，形成稳定荧光信号。其独特优势在于“子代细胞专属传递”——母细胞标记后，荧光物质仅转移至子代细胞，避免邻近细胞干扰，定位精度达单细胞水平。

性能参数：

信号稳定性：在pH 7.4条件下可持续72小时以上。

多色兼容性：提供蓝（CMAC）、绿（CMFDA）、橙（CMRA）、红（CMTPX）四色标记，适配不同仪器滤光片。

生物相容性：不影响细胞活力或增殖，兼容后续固定与通透处理。

应用实例：

在肿瘤转移研究中，研究者利用红色荧光探针标记循环肿瘤细胞（CTC），发现微重力环境下CTC的黏附能力显著增强，为肿瘤转移机制提供了新线索。

总结

活细胞长时间动态追踪仪器的革新，不仅突破了传统成像技术的时空局限，更通过多学科交叉（如微流控、AI、荧光化学）推动了生命科学研究的范式转变。从IncuCyte的全自动培养箱集成，到活细胞显微镜的亚细胞级追踪，再到CytoSMART的小型化智能设计，这些仪器正以“看得更久、看得更清、看得更准”为目标，助力科学家揭示细胞生命的动态密码。未来，随着超分辨成像、单细胞测序等技术的融合，活细胞动态追踪将迈向更高维度的“细胞时空组学”时代，为疾病治疗与生物制造提供更精准的理论支撑。