服務專線：0800.898.178 info@jnhtech.com.tw
Opera Phenix OptIQ
Faster Data. Smarter Analysis.
Phenologic.AI 深度學習分析,專為複雜 3D 細胞模型設計,讓速度與精準度不再取捨。Opera Phenix OptIQ 整合 >95% QE 高量子效率相機、進階雷射式自動對焦、Hypoxia 低氧成像與 10× 高 NA 物鏡,為類器官 (Organoid)、器官晶片 (Organ-on-Chip) 與活細胞表現型篩選提供端到端的「High-Content Imaging / High-Content Screening」工作流程。
深入了解 原廠網頁 Brochure 下載
系統概述
Opera Phenix OptIQ™ 為 Revvity 推出的新一代共軛焦高內涵影像分析系統 (high-content imaging / high-content screening system),承襲 Opera Phenix 家族累積超過二十年的光學設計經驗,針對 3D 類器官、器官晶片 (organ-on-chip) 與活細胞應用進行全面升級。本系統旨在協助研究人員於不犧牲通量的前提下,取得更高品質的定量影像資料,契合當前「FDA Modernization Act 2.0」與新方法論 (New Approach Methodologies, NAMs) 趨勢下對人源 3D 模型成像的強勁需求。
核心硬體採用微透鏡增強轉盤式共軛焦 (microlens-enhanced spinning disk) 光學架構,以針孔盤與微透鏡盤同軸共轉的設計大幅提升光利用效率;針孔間距針對厚樣本進行最佳化,可於深層 Z 切片時有效去除離焦光,維持軸向解析度與對比度。相較於雷射點掃描共軛焦 (laser-scanning confocal),轉盤式架構能以多針孔平行掃描大幅提升取像速度,並降低光毒性 (phototoxicity) 與光漂白 (photobleaching),特別適合活細胞長時間追蹤與高通量表現型篩選 (phenotypic screening) 工作流程。
適合的研究領域
類器官 (Organoid) 高內涵分析、器官晶片影像、Cell Painting 多色表現型篩選、CRISPR/RNAi 功能性基因體篩選 (functional genomic screening)、低氧 (Hypoxia) 條件下的腫瘤微環境與幹細胞研究、活細胞鈣離子振盪與膜電位等快速反應實驗。
六大升級重點
Opera Phenix OptIQ 在保留 Opera Phenix Plus 原有共軛焦光學基礎上,針對「相機量子效率、自動對焦穩定性、低氧成像支援、廣視野高 NA 物鏡選項、AI 分類分析、類器官自動偵測」六個面向進行系統性升級。這些升級不僅提升取像品質與速度,更讓 3D 類器官與器官晶片這類傳統難處理的樣本能以更直觀、更可重現的方式完成分析,降低高內涵影像分析在研究端與篩選端的導入門檻。
| 升級項目 | 技術細節 | 應用優勢 |
|---|---|---|
| >95% QE sCMOS 相機 | 最多可搭載四台高量子效率相機進行同步多色擷取 | 大幅縮短 3D Z-stack 取像時間;弱螢光與短曝光下的訊雜比改善具決定性影響 |
| 進階雷射式自動對焦 | 搭配全新盤式設定精靈 (plate setup wizard) | 可穩定識別類器官、球體、器官晶片及多層載體焦平面,維持對焦一致性 |
| Hypoxia 低氧成像支援 | 整合機載環境控制腔 (onboard environmental control chamber) | 可於 1~21% O₂ 生理相關氧分壓下進行 HIF-1α 訊號與代謝重塑研究 |
| 10× 高 NA 物鏡 (新增) | 兼具大視野與高集光效率 | 適合 3D 類器官整體掃描與跨尺度 (multi-scale) 分析 |
| Phenologic.AI 分類工具 | 無須撰寫程式即可於亮場 (brightfield) 與螢光下進行 AI 細胞分割 | 適合形貌多變、難以閾值化 (thresholding) 的類器官與貼附細胞樣本 |
| Find Organoids 建構模組 | 於 Harmony 軟體中以 2D / 3D 方式偵測類器官,含進階物件切割演算法 | 有效處理密集生長與相互接觸的類器官樣本 |
核心光學技術
Opera Phenix OptIQ 的影像品質由三項光學設計共同支撐:微透鏡增強轉盤共軛焦、Synchrony™ 光學雙視野架構,以及自動化水浸物鏡 (water-immersion objectives)。三者搭配使系統能在 3D 厚樣本中同時保有高訊雜比、高速多色擷取以及最低限度的光譜串擾 (spectral crosstalk),滿足類器官、球體、器官晶片等需要深層光學切片與多通道同步取像的研究需求,並讓 Cell Painting 等多染料高維度表現型實驗在單次掃描內即可完成。
微透鏡增強轉盤共軛焦光學
系統採用 Nipkow 式針孔盤與微透鏡盤同軸共轉設計,藉由微透鏡將激發光集中導入各針孔以提升光利用效率,並以針對 3D 厚樣本最佳化的針孔間距 (pinhole distance) 抑制相鄰光路的離焦光串擾。相較於傳統雷射點掃描共軛焦,此架構能透過多針孔平行掃描在毫秒級內完成單張影像,同時顯著降低活細胞實驗中的光毒性與螢光漂白風險,使長時間追蹤與動態表現型實驗成為可能。
Synchrony™ 光學雙視野架構
Synchrony Optics 為 Opera Phenix 家族獨有的雙視野激發/發射分離設計,於同步多色擷取 (multi-color simultaneous acquisition) 時將相鄰螢光染料的激發與發射路徑加以區隔,有效降低光譜串擾並維持各通道的定量準確性。原廠技術文件指出,於四相機同時擷取狀態下相鄰通道串擾可降低達 98%,使 Cell Painting 此類需要在單次取像中同時擷取五至六種染料訊號的實驗能在不犧牲速度的前提下保留各通道訊號的線性度與獨立性,大幅提升下游表現型分群 (phenotypic clustering) 結果的可重現性。
自動化水浸物鏡
專為 3D 高內涵影像設計的自動化水浸物鏡透過折射率匹配減少樣本介面的球面像差 (spherical aberration),並以較高的數值孔徑 (NA) 收集更多光子,於厚樣本深層仍可維持優異的軸向解析度與訊雜比。水浸液體由系統自動補給,確保長時間實驗 (例如數十小時的活細胞延時取像或全盤多孔篩選) 過程中物鏡與樣本之間始終維持穩定光學耦合,免除人工介入造成的取像中斷。
Harmony 與 Phenologic.AI 影像分析軟體
Opera Phenix OptIQ 標配 Harmony™ 高內涵影像分析軟體,並內建 Phenologic.AI™ 預訓練深度學習模組。Harmony 採用模組化「建構積木 (building block)」介面,讓使用者無須撰寫程式即可從現成範本出發,逐步串接影像擷取、預處理、分割、定量、3D 量化與表現型分類等流程;Phenologic.AI 則以預訓練深度神經網路 (pre-trained DNN) 補足傳統閾值化方法在類器官、形貌多變細胞與亮場樣本上的不足,是本世代高內涵分析在 AI 化方向上的關鍵組件。
模組化建構積木與分析範本
Harmony 以積木式工作流程取代傳統腳本撰寫,讓研究人員可先以「Find Cells」、「Calculate Intensity Properties」、「Find Organoids」等預製模組組成標準分析,再以參數調整方式微調至目標表現。整體流程可拆解為四大步驟:Find objects (定位細胞核、細胞質、類器官等物件)、Calculate properties (計算形態、強度、紋理等屬性)、Classify (分類細胞表現型)、Report (產出熱圖、劑量反應曲線、EC50/IC50 與 z-prime 等指標)。對於跨實驗、跨儀器需重複使用的分析流程,可儲存為範本 (template) 並透過版本控管方式於團隊中共享,確保 SOP 一致性與資料合規性。
Phenologic.AI 深度學習細胞分割與分類
Phenologic.AI 整合預訓練深度學習模型,可於亮場 (brightfield) 與螢光影像中執行細胞與細胞核分割 (object segmentation),亦可進行表現型分類 (object classification)。對於難以以單一閾值或形態學濾鏡處理的樣本——如活細胞貼附形貌變化、類器官中心與邊緣的密度梯度,以及色素沉積或自體螢光干擾下的影像——AI 分割可顯著提升分割再現性與下游量化指標的穩定度,使用者僅需標註少量代表性樣本即可完成模型客製化。原廠 AI 模型於多種細胞株與所有原廠物鏡倍率下完成預訓練,確保跨實驗條件的辨識穩定性。
PreciScan 智慧影像擷取
PreciScan 採「先預掃、後精掃 (pre-scan, re-scan)」策略,先以低倍率快速辨識整個多孔盤上的目標物件 (例如類器官或球體中心),再自動切換至高倍率僅針對目標位置進行 3D Z-stack 精細取像。此一智慧擷取方式可在不犧牲影像品質的前提下,將檔案大小與取像時間降低數倍至數十倍,對於全基因體 CRISPR 篩選與大型化合物庫測試的資料壓力具關鍵性影響。Harmony 軟體更可同步提供 3D viewer 與 XYZ viewer,讓使用者於互動式三維介面中檢視 Z-stack 結果,並產出旋轉動畫與最大/最小強度投影 (maximum/minimum projection)。
3D Analysis 立體表現型量化
3D Analysis 模組可於體積渲染 (volume rendering) 與 XYZ 三向切片視圖中互動瀏覽 Z-stack 影像,並提供體積、表面積、球形度 (sphericity)、內部腔室比例 (lumen ratio) 等立體表現型指標。可量化的物件涵蓋類器官 / 囊腫 (Organoids/cysts)、細胞質 (Cytoplasm)、細胞核 (Nuclei) 與內部空腔 (Hollow spaces) 等四大類;量測指標則包含強度、位置、形態 (體積與球形度) 以及 3D 紋理。對類器官、球體與器官晶片這類具明顯三維結構的樣本而言,立體量化可揭露 2D 投影所無法呈現的細胞極性、中空結構與藥物穿透深度等關鍵資訊。
Image Artist™ 集中化資料管理
取像完成的高內涵資料可自動匯出至 Signals Image Artist™ 平台 (前身為 Columbus™),透過高效運算與工業標準物件儲存提供多用戶、可擴充的影像分析與資料管理環境。研究團隊可在共享平台上重新執行分析、建立稽核軌跡 (audit trail),並將驗證後的分析結果串接至 Signals One™ 進行多變量統計、劑量反應曲線與藥物反應分群分析,形成端到端的高內涵資料管線。
主要應用領域
Opera Phenix OptIQ 的硬體升級與 AI 軟體模組共同擴展了高內涵影像分析的應用邊界。除既有的 2D 表現型篩選與 Cell Painting 工作流程外,系統現在能以更穩定的方式處理 3D 類器官、器官晶片、患者來源類器官 (PDO) 等臨床前研究最具代表性的人源化模型,亦能在低氧 (Hypoxia) 等生理相關條件下執行長時間活細胞實驗,協助研究團隊在 NAMs 與 FDA Modernization Act 2.0 框架下提出更具人類相關性的證據。
| 應用類型 | 關鍵技術組合 | 典型範例 |
|---|---|---|
| 微生理系統 (MPS) 與器官晶片影像 | 水浸物鏡 + 雷射對焦 + 多色同步擷取 | 多通道、多層晶片之穩定 3D 成像 |
| 3D 類器官藥物敏感性測試 | Find Organoids + 3D Analysis + Phenologic.AI | 患者來源類器官 (PDO) 劑量反應與表現型分類 |
| Cell Painting 與表現型篩選 | Synchrony Optics + 多相機同步擷取 | 單次掃描完成五至六色高維度表現型特徵 |
| CRISPR / RNAi 功能性基因體篩選 | PreciScan 智慧擷取 + Harmony 分析 | 全基因體規模實驗的資料量與取像時間最佳化 |
| 快速反應型活細胞實驗 | 同步多相機 + 機載液體分注 (optional pipettor) + 100 fps | 鈣離子振盪、cardiomyocyte 心肌跳動頻率等毫秒級動態事件 |
| 低氧 (Hypoxia) 條件下腫瘤與幹細胞研究 | 環境控制腔 (1–21% O₂) + 長時延時成像 | HIF-1α 訊號、代謝重塑、缺血再灌流模型 |
| Protein-Protein Interaction (PPI) | FRET 五雷射四相機架構 (CFP/YFP) | 活細胞中之蛋白互動即時影像 |
Opera Phenix OptIQ 讓研究團隊能在同樣的工作流程中獲得更高品質的 3D 影像與 AI 驅動的分析能力,契合當前 NAMs 與 FDA Modernization Act 2.0 趨勢下的臨床前研究需求。
— Revvity / 博克科技 J&H TechnologyOpera Phenix OptIQ 系列配置
Opera Phenix OptIQ 提供四種典型配置,分別針對「彈性升級、雙相機同步多色、FRET 蛋白互動、大型篩選通量」四種使用情境設計,使用者可依據實驗需求與通量規劃選擇起始配置,並在後續視應用拓展彈性升級相機數量。所有配置皆具備水浸物鏡、亮場與數位相位差成像、3D 影像與 PreciScan 智慧擷取等核心能力,確保不同等級的系統均能執行 3D 類器官與器官晶片的關鍵分析任務。
| 配置項目 | Single | Simultaneous | FRET | Screener |
|---|---|---|---|---|
| 共軛焦相機數量 | 1 | 2 | 4 | 4 |
| 375 / 425 nm 雷射 | — | — | ✓ | — |
| 405 nm 雷射 | ✓ | ✓ | — | ✓ |
| 488 nm 雷射 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 561 nm 雷射 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 640 nm 雷射 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 環境控制 (Environmental control) | ✓ | 選配 | ✓ | 選配 |
| 水浸物鏡 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 穿透光 (Transmitted light) | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 機載液體分注 (Pipettor) | — | 選配 | 選配 | 選配 |
| 機械手臂 / 自動化整合 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 多色同步共軛焦影像 | — | ✓ | ✓ | ✓ |
| Ratiometric FRET | 適用 | 適用 | 適用 (CFP/YFP) | 適用 |
| 3D 影像 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 亮場與數位相位差 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 寬場螢光成像 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 高速取像 (Fast frame rate, 100 fps) | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| PreciScan (pre-scan, re-scan) | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
各配置適用情境說明
Opera Phenix OptIQ Single 提供與其他 Phenix 家族成員相同的靈敏度與解析度,起始為單相機配置,後續可彈性升級為多相機系統,適合預算有限但希望保留升級彈性的研究實驗室。
Opera Phenix OptIQ Simultaneous 為雙相機系統,可同步擷取兩個共軛焦通道的多色影像,顯著提升多色擷取速度與多重標記實驗的取像通量。
Opera Phenix OptIQ FRET 採五雷射、四相機架構,並配備 375/425 nm 紫外雷射,專門支援 CFP/YFP FRET 應用,適合蛋白—蛋白互動 (PPI) 即時影像研究。
Opera Phenix OptIQ Screener 為頂規版本,配備四相機與更高功率的四雷射組,具備最佳通量與效能,適合大型化合物庫篩選與全基因體規模功能性篩選。
整合生態系與配套耗材
Opera Phenix OptIQ 為 Revvity Pheno 生態系的核心成像平台,可與多項配套耗材、自動化方案與下游資料分析軟體整合形成端到端的 HCS 工作流程。從樣本製備端的 PhenoVue™ 即用型染色試劑與 PhenoPlate™ 高內涵專用多孔盤、到中段的 explorer™ G3 自動化工作站、再到下游的 Image Artist™ 資料儲存平台與 Signals One™ 多變量分析工具,整體架構讓研究團隊能在統一的試劑、耗材、儀器與軟體生態下執行可重現的高通量影像分析。
| 配套類型 | 產品系列 | 典型用途 |
|---|---|---|
| 染色試劑與套組 | PhenoVue™ Reagents and Kits | Cell Painting JUMP Kit、Multi-organelle Kit、Live Cell Painting Kit、Neuronal Differentiation Staining Kit |
| 高內涵多孔盤 | PhenoPlate™ 96 / 384-well | 專為高解析共軛焦影像設計,確保孔內光學一致性 |
| 自動化工作站 | explorer™ G3 + 第三方機械手臂 | 排程式多盤批次取像、Cell Painting 自動化、CRISPR 篩選 |
| 影像資料管理 | Signals Image Artist™ (前 Columbus™) | 多用戶並行分析、批次重執行、稽核軌跡建立 |
| 下游統計分析 | Signals One™ | 多變量分析、劑量反應曲線、藥物反應分群 |
技術規格
以下整理 Opera Phenix OptIQ 的關鍵硬體與功能規格。實際出貨配置可依據使用者實驗需求進行客製化組合;若需特定波段雷射、特殊物鏡或自動化機械手臂整合方案,歡迎聯絡博克科技索取詳細規格表 (data sheet) 與場地需求文件。本系統僅供研究使用 (For Research Use Only),不得用於診斷程序。
| 項目 | 規格 / 內容 |
|---|---|
| 產品系列 | Opera Phenix OptIQ (HCS / HCI 共軛焦高內涵影像系統) |
| 成像模式 (Imaging Modality) | Brightfield、Confocal、Digital Phase Contrast、Fluorescence (Widefield) |
| 光學架構 | Microlens-enhanced spinning disk confocal (Nipkow) |
| 光學專利 | Synchrony™ Optics 雙視野激發/發射分離架構,相鄰通道串擾降低達 98% |
| 相機數量 | 1–4 台,>95% QE 高量子效率 sCMOS |
| 最高取像速度 | 最高 100 fps (fast frame rate imaging) |
| 物鏡 | 含新世代 10× 高 NA 物鏡;支援自動化水浸物鏡 (water-immersion) |
| 自動對焦 | 進階雷射式自動對焦 + 盤式設定精靈 (plate setup wizard) |
| 環境控制 | 溫度、CO₂、濕度、Hypoxia 低氧成像支援 (1~21% O₂) |
| 液體分注模組 | 機載 Pipettor (選配,1–200 µL,1 µL 增量;每孔最多 2 次添加) |
| 支援樣本盤 | 96-well、384-well 多孔盤;PhenoPlate™ / CellCarrier 系列最佳化 |
| 自動化整合 | 相容 explorer™ G3 工作站、機械手臂與第三方排程軟體 |
| 標配軟體 | Harmony™ 高內涵影像分析軟體,內建 30 + 現成分析範本 |
| AI 模組 | Phenologic.AI™ (深度學習細胞分割與表現型分類) |
| 智慧擷取 | PreciScan (pre-scan, re-scan) 兩階段智慧成像 |
| 資料管理平台 (選配) | Signals Image Artist™ (前 Columbus™)、Signals One™ |
| 使用限制 | For Research Use Only. Not for use in diagnostic procedures. |
訂購資訊
Opera Phenix OptIQ 為客製化配置儀器,實際貨號將依雷射組合、相機數量、物鏡選擇與環境控制模組而異。下列為原廠主要產品代碼,實際採購時將由博克科技與 Revvity 共同協助規劃最適配置。系統價格、安裝排程、教育訓練與年度保養合約等請來信洽詢報價。
| 原廠貨號 (Part #) | 品名 | 說明 |
|---|---|---|
| HH25000000 | Opera Phenix OptIQ High-Content Screening System | 主機平台,實際配置依 Single / Simultaneous / FRET / Screener 客製 |
| HH17001000 | Phenologic.AI 軟體模組 | Harmony 內 AI 細胞分割與表現型分類軟體授權 |
| INF02358 | Signals Image Artist™ (5-User Subscription) | 影像資料管理與分析平台,5 用戶授權 |
實際配置與貨號組合建議由博克科技 (J&H Technology) 與 Revvity 共同協助規劃,可依據實驗應用 (3D 類器官、Cell Painting、CRISPR 篩選、MPS 影像等) 推薦合適配置與相應之 PhenoPlate™ 多孔盤、PhenoVue™ 染色試劑與 explorer™ G3 自動化整合方案。
常見問題 FAQ
About Opera Phenix OptIQ High-Content Screening System
The Opera Phenix OptIQ™ is Revvity's next-generation confocal high-content imaging and screening (HCI / HCS) system, built on more than two decades of Opera Phenix optical engineering. The platform combines a microlens-enhanced spinning disk confocal architecture with proprietary Synchrony™ Optics dual-view excitation/emission separation, automated water-immersion objectives, and up to four high-quantum-efficiency sCMOS cameras (>95% QE) for fast, low-crosstalk multi-color simultaneous acquisition in thick 3D specimens. The Synchrony Optics design suppresses crosstalk between adjacent channels by up to 98% during four-camera simultaneous acquisition. Recent upgrades include advanced laser-based autofocus with a plate setup wizard, support for hypoxia imaging (1–21% O₂) via the onboard environmental control chamber, a new 10× high-NA objective, Phenologic.AI™ classification tools, and the Find Organoids building block in Harmony™ software.
Phenologic.AI uses pre-trained deep neural networks to perform label-free segmentation and phenotypic classification on brightfield and fluorescence images, dramatically simplifying analysis of organoids, patient-derived organoids (PDOs), organ-on-chip samples, and morphologically heterogeneous live-cell cultures. PreciScan intelligent image acquisition reduces dataset size and acquisition time by combining a low-magnification pre-scan with high-magnification re-scan of relevant objects, while Harmony's modular building-block analysis (Find objects, Calculate properties, Classify, Report) enables 3D volumetric quantification, sphericity and lumen ratio measurements, Cell Painting workflows, and CRISPR / RNAi functional genomic screening without scripting.
Typical configurations include the Single (1 camera, upgradeable), Simultaneous (2 cameras, multi-color simultaneous confocal), FRET (5 lasers including 375/425 nm, 4 cameras, supporting CFP/YFP protein-protein interaction studies), and Screener (4 cameras with high-power lasers for large-library screening). All configurations support brightfield and digital phase contrast imaging, widefield fluorescence, fast frame rate imaging up to 100 fps, robotics integration with the explorer™ G3 workstation, and downstream data management via Signals Image Artist™ (formerly Columbus™) and Signals One™. The Pheno-family ecosystem includes PhenoVue™ reagents, PhenoPlate™ microplates, and end-to-end automation. In Taiwan, Opera Phenix OptIQ is distributed by J&H Technology Co., Ltd. (博克科技), providing demo arrangement, site planning, installation, localized Harmony training, and annual maintenance contracts. For research use only; not for use in diagnostic procedures.