自动细胞计数仪不仅适用于哺乳动物细胞与原代细胞,也适用于酵母、藻类和原生动物等尺寸较小的细胞。与手动计数相比,自动细胞计数仪的优势包括:
- 使细胞计数标准化,提高计数结果的准确性和一致性
- 提升计数速度,从而提高统计精度与通量。例如,屡获殊荣的EVE™ Plus细胞计数仪能够在1秒内得到明场下的细胞计数结果。
自动细胞计数仪还有许多其他优点,如易于操作的界面:可以评估细胞形状与测量细胞大小,来确认细胞类型特征。
2. 自动细胞计数方法
在本章节将会讲述自动细胞计数的三种方法以及各自的优缺点。
(1)电阻抗计数法
电阻抗是利用库尔特原理对细胞进行计数。首先需要将细胞悬浮在弱电解质溶液中,然后将该溶液通过直径精确的小孔,通过施加小电压,从而形成一个“感应区”,当每个细胞通过孔道时,都会置换出与自身体积相等的电解质溶液,这种置换将产生电压脉冲,该电压脉冲代表细胞数量,可对其进行监测;较大的细胞会产生更大振幅的脉冲,因此脉冲高度与细胞大小成正比。所以样品中细胞浓度是通过精确控制和测量通过孔的液体体积来确定的。
与光学计数相比,库尔特计数法不受细胞颜色或折射率的影响,能够计数样品中存在的所有颗粒。如Beckman Coulter的Multisizer 4e细胞计数仪,能精确计数细胞的数量以及大小。电阻抗计数法的优势在于,与手工计数相比,该方法提升了计数的精确度与速度,但它不能进行活细胞/死细胞的分析,无法得出细胞存活率,且不能精确计数成团的细胞。
(2)基于图像的细胞计数
细胞成像技术的进步使得基于图像的细胞计数仪迅速发展。这些系统使用与手动计数相同的原理,但通常操作更为简便,并可以提供细胞形状和大小的信息。操作流程是将样本加入一次性计数板的腔室,调整预设的参数并进行计数。
细胞计数是通过无标记分析、细胞染色或荧光测量实现的,光学模式有明场、单色荧光或双色荧光。这些自动细胞计数仪可以测量各种细胞类型和细胞密度,并且通常具有一系列附加功能,包括参数设置、细胞阀门大小、自动聚焦以及数据存储和记录。他们主要是对单视野进行拍照计数,但近期研发的自动细胞计数仪可以拍摄多张视野图像进行计数,以提高细胞计数的精度。
基于图像的细胞计数有众多优势:
- 通量优势
- 易于操作的界面
- 运营成本低
- 大大减少计数错误
- 降低用户之间的差异性
但基于图像的细胞计数却难以计数低浓度的细胞。
(3)流式细胞术
虽然流式细胞术提供了对细胞特性的快速定量,但在细胞计数时需要先确定细胞浓度,或者使用额外的计数标准。因此,复杂性和高成本可能会对小型实验室造成障碍。
然而,该技术可以在异质混合细胞群中有效地分选细胞,所以可以用于计数原代细胞。使用特定体积的已知浓度的荧光微珠,将其添加到一个特定的样品体积来创建一个已知的比例,然后通过测量被记录的荧光微珠的数量来换算样品的体积,从而得到细胞的绝对数量。
基于图像的流式细胞术,可以在一个系统中定义多个参数,是一种非常强大的细胞表征和分析工具,但同时也代表着昂贵的费用以及繁琐且专业的操作,现今的实验室很少单纯地将流式细胞术用于细胞计数,往往会用流式去做定性或定量分析细胞功能与分选细胞。
三、计数仪评价标准
市面上的细胞计数仪多种多样,大家对各品牌的计数仪也褒贬不一,那么我们该如何客观地评价一款细胞计数仪呢?这就需要参考细胞计数仪的计数标准。
仪器行业的发展推动了各种细胞计数仪的发展,并广泛地应用于总细胞计数和分类细胞计数。在缺乏参考资料的情况下,测量方法的准确性很难确定。同时生物制剂的复杂性(如细胞类型、来源、制备等)也使这一问题更加突出。因此在没有参照材料或参照方法的情况下,需要制定措施来保证细胞计数测量过程中的质量。
本文提供了一种通过稀释系列实验设计和统计分析得出的一组质量指标来评估细胞计数的方法。该方法适用于总细胞计数、细胞分类计数、直接细胞计数和间接细胞计数,前提是测量过程符合实验设计的标准(例如,将细胞应为悬浮状态),且该方法主要适用于真核细胞。
在细胞计数中获得高置信度意味着测量既准确又精确。具体来说,通过实验设计和统计分析,可以评估描述偏离比例和变异系数(CV)的质量指标,以评估细胞计数测量过程的质量。质量指标评估细胞计数测量过程的整体质量,其中测量过程包括样品制备和处理、数据采集以及数据处理/校正。
1. 样品制备
- 测试材料应为悬浮细胞,且细胞应为单细胞、细胞聚集体或细胞团聚体。
- 用于为细胞计数测量过程生成代表性测试样本的制备和处理程序应进行优化,以保持测试样本的特性。
- 样品制备程序应避免对细胞造成损伤,防止改变其计数能力,并避免引入/减少可干扰或人为改善细胞计数测量过程的碎片。
2. 稀释分数实验设计
使用一个细胞悬液作为母液,在预期浓度范围内稀释为不同浓度的可重复代表性测试样本,如果浓度和组成完全相同,则可以使用额外的细胞原液。
注:该图描述了从单一细胞悬液开始的实验设计,其中通过独立稀释得到一组包含3个重复代表性样本(n=3)的稀释分数,对每个代表性样本进行三次重复计数。
i表示细胞原液不同稀释分数的数量(i=1,.....,i);dfi表示不同的稀释分数,值在0至1之间;ni表示为目标稀释分数的具有代表性的重复测试样本数;kij表示第i个稀释分数的第j样本的重复测量次数;Yijk表示来自细胞原液的第i个目标稀释分数的第j个重复代表性样本的第k个重复计数样本的值。
统计方法:
在该细胞计数标准中,统计学分析过程如下图:
由该图可得需计算四项指标:
①细胞计数平均值(Ydfi)
细胞计数平均值(Ydfi)表示目标稀释分数df的一组测试样本的细胞计数平均值。
其中Yij表示df的第j个代表性测试样本的k个重复计数值的平均值,由以下公式得出:
②变异系数(CV)
变异系数(CV)是衡量各观测值变异程度的统计量。样本测量精度应使用重复性测量值的变异系数(CV)进行评估,用百分比(%CV)表示。CV值越小,表示数据越稳定,变异程度越小,反之则表示数据不稳定,变异程度较大。CVij表示具有目标稀释分数df的代表性测试样品j的重复性观测数值的变异系数。
%CVdfi表示具有目标稀释分数df的一组n个代表性测试样品的变异系数平均百分比。
③决定系数(R2)
决定系数R2是在数据分析和实验设计领域广泛使用的指标,用于描述模型与一组观测值的拟合程度。
其中,Y......是一组 n 个具有代表性的独立测试样本 j 的 Yij 的平均值;一组目标稀释分数 (DF) 的重复代表性测试样本的 Yij 的平均值由公式给出:
④比例指数(PI)
用户应根据平滑残差计算比例指数(PI)。
用户应根据细胞计数测量的预期用途选择PI的计算方法。
3. 结果报告
细胞计数应以细胞浓度表示,单位为细胞/ml,报告应包含以下质量指标:
四、NanoEnTek细胞计数仪
目前,市面上有各种各样的细胞计数仪,因为基于图像的细胞计数原理与手动计数原理相同,所以大部分成像仪均是利用成像对细胞进行计数。目前被广泛应用的计数仪品牌如下表所示:
NanoEnTek 自动细胞计数仪系列曾在Select Science网站上获得世界质量认证银奖,该系列产品收获了7200 多条评论和 4.8 分的星级评价(满分5分);并且一次性血细胞计数板系列也获得了质量认证白金奖章。
苏州奎克泰生物为韩国NanoEnTek中国区总授权。奎克泰生物凭借极佳的生命科学设备产品和优质的服务,斩获“2024年度创新实验室设备提供商”奖,充分体现了我司的生命科学(细胞)设备类产品质量、技术服务和行业影响力等多方面的实力获得了肯定。
我司代理的计数仪系列中,EVE™细胞计数仪简单、快速、准确,能对成团细胞精准计数、计算细胞活率,选择细胞大小范围;EVE™ Plus最快1秒出结果;EVE™ HT / HT FL高通量计数仪3min内可一次性计48 个样本。ADAM™ CellT是一款cGMP生产环境下可用的自动化细胞计数仪及ADAMII™ LS是一款基于荧光强度的桌面图像型流式细胞分析仪,能够提供多功能实验和高准确度结果(与流式细胞仪结果一致),稳定性高。多款设备符合21 CFR Part 11要求,可在cGMP环境下使用,深受客户赞誉。
并且,我司的计数仪系列在准确度与精确度方面有着良好的优势,相信会有一款细胞计数仪能满足您的需求。
1. EVE系列
EVE™自动细胞计数仪
准确性:分别使用EVE与手工计数的方法对同一种细胞进行计数测试,结果证明EVE的计数结果与手工计数结果呈现高度相关性,且测量范围优于手工计数。
稳定性:分别使用EVE、手工计数板、竞品对HepG2、MCF7、F9进行计数,每个样本重复7次,结果证明EVE自动细胞计数仪与竞品相比,与手工计数结果更接近,且有更好的精确性。
EVE™ PLUS 超快速自动细胞计数仪
准确性:分别使用EVE PLUS与手工计数的方法对同一种细胞进行计数测试,结果证明EVE PLUS的计数结果与手工计数结果呈现高度相关性,且测量范围优于手工计数。