大多數的細胞計數儀都是基于染料,以臺盼藍為主,其是最主要和應用最廣的一種染料,還有一種是熒光染料,以吖啶橙(AO)和碘化丙啶(PI)為主。除了基于染料的方法外,還有庫爾特細胞計數方法。下面,我們就一一撥開這些技術的面紗:
【臺盼藍染色計數】
臺盼藍是使用最廣的細胞活性染料,常用于檢測細胞濃度與死活。活細胞有完整的細胞膜,臺盼藍無法進入細胞內部,因此活細胞不會被染色,而死細胞細胞膜破裂,臺盼藍可進入細胞內部并將其染成藍色。細胞經過臺盼藍處理后,再通過顯微鏡下觀察或采用成像拍照技術,就可以對細胞進行計數和活率分析。目前,根據細胞染色、測試和分析的方式,分為手動、半自動和全自動三類。
手動細胞計數和活率分析
手動計數是傳統(tǒng)的計數方法,也是我們細胞工作者歷歷在目的“練眼力神法”。操作者使用臺盼藍將細胞進行染色處理,孵育1-3分鐘后,通過移液器或滴管將其加入血球計數板的計數區(qū),為防止產生氣泡,必須一次性充滿計數區(qū),然后在顯微鏡下靠眼力人工數取標準方格中的細胞數和活死細胞數,再根據稀釋倍數和所取的樣品體積,計算出總的細胞濃度和細胞活率。由于手動計數費時費力,且不同操作者之間的計數重復性誤差較大,即使是同一操作者也會出現重復性差的計數結果,使得結果的可靠性和準確性無法保證,因此,現在很多細胞工作者紛紛轉向全自動的儀器設備,以獲得穩(wěn)定準確的結果,并真真正正的解放人力。
半自動細胞計數和活率分析
半自動計數是在臺盼藍染色的基礎上,采用相機拍照進行分析的方法。其前期樣品制備的工作和手動計數方法相同,人工臺盼藍染色、孵育后,通過移液器將細胞樣品加入到波片計數板上,再把波片計數板插入到半自動分析儀的檢測區(qū),手動調整半自動分析儀上的旋鈕,主觀選擇染色較好且清晰的拍照區(qū)域,最多選取3-4個區(qū)域進行拍照,再通過軟件進行拍照控制和拍照后的數據分析。從過程上來看,半自動計數方法只是把數取細胞和計算濃度與活率設定為自動,其它操作、包括拍照區(qū)域的選擇都是人工操作,且統(tǒng)計意義較小,因此,從根本上來講,其并沒有解決和實現一致性的計數和活率分析。
全自動細胞計數和活率分析
全自動計數是真正意義上的全自動細胞測試,包括臺盼藍染色、上樣、拍照、測試、分析和數據記錄,以貝克曼庫爾特公司生產的Vi-CELL XR為典型代表。操作者僅需將待測細胞放入樣品盤,全自動分析儀Vi-CELL XR便會自動執(zhí)行臺盼藍染色,并將染色后的細胞樣品抽取至流動池,通過視頻捕獲技術進行相機拍照,可連續(xù)拍攝多達100張的圖像信息,統(tǒng)計量是其它方法的15-30倍。拍照后,應用全自動的測試分析,采用同一參數分析相同的樣品,保證了細胞計數和活率分析更加標準和規(guī)范,測試結果也更準確。測試后,各項測試數據自動以word、excel、PDF等多種格式保存,實現了數據記錄的準確無差。為了滿足GMP和FDA 21 CFR Part 11的要求,所有測試數據均以數據庫格式保存,擁有完整的電子記錄和電子簽名功能。為了監(jiān)測細胞在不同培養(yǎng)條件下的生長狀態(tài),Vi-CELL XR可自動地跟蹤培養(yǎng)細胞的各種狀態(tài)參數,同時根據需要制作細胞生長曲線。為了滿足對高通量測試的需求,Vi-CELL XR可連續(xù)進行樣品的測試,12位的全自動樣品盤可連續(xù)旋轉運行,實現不間斷的樣品測試,真正實現了無人為干擾,完全無差別的自動化準確分析。
【熒光染色計數】
目前應用熒光染色法進行細胞計數和活率分析是另一種半自動細胞計數法,只不過其采用的染料由臺盼藍更換成了熒光染料,多為碘化丙啶(PI)和吖啶橙(AO)雙染料。PI是一種DNA結合性染料,無膜通透性,不能透過活細胞膜,因此只能染死細胞,熒光顯微鏡下觀察為紅色熒光。而AO具有膜通透性,能透過細胞膜,使核DNA和RNA染色,產生綠色或黃綠色均勻熒光。因此,通過產生的熒光差異,采用拍照技術,便可實現細胞計數和活率的分析。
正如在臺盼藍染色計數中對半自動細胞計數和活率分析的描述,操作者需要對細胞進行熒光染料處理,目前常用的方式有兩種,一種是雙熒光染料一次性采樣裝置,使用此采樣裝置將待測細胞吸入,然后插入到半自動分析儀的檢測區(qū),另一種是將熒光染色處理后的細胞用移液器加入到波片計數板上,然后將計數板插入到檢測區(qū),再通過手動調整拍照位置進行拍照并進行數據分析。
【庫爾特細胞計數】
庫爾特計數是采用庫爾特原理(又名電阻法)進行細胞計數的方法,細胞通過置于電解液中且內外裝有電極的小孔管,置換掉同等體積的電解液,從而引起小孔管內外電極間電阻的變化,形成電壓脈沖,脈沖個數反映的是通過小孔管的細胞的個數,脈沖的高度反映的是通過小孔管的細胞的大小,只要有一個細胞通過小孔管,就會形成特定的脈沖,因此,通過記錄脈沖個數和高度,便可實現準確的細胞計數和粒度分析。庫爾特計數器也是標準的血細胞計數方法,作為細胞計數來說,是行業(yè)內最準確的細胞計數器。但鑒于其原理,庫爾特計數器并不能直接給出細胞的活率信息,但庫爾特計數器的分辨率為納米級,因此,可以根據活死細胞間的體積差異,在一定程度上間接獲知細胞活率信息。
* 本活動最終解釋權歸貝克曼庫爾特。