Den Moxi Z miniatyr automatisert celleteller er en roman instrument som kombinerer Coulter prinsippet med patentert tynn-film sensor teknologi og en proprietær programvare algoritme for å utføre dimensjonering og telling av et bredt utvalg av størrelser av partikler, samt å bestemme den generelle helsen monodisperse mammalske cellekulturer. Denne protokollen beskriver bruken av dette instrumentet for telling og vurdere helsen til cellekulturer.
Partikkel og celle telling brukes til en rekke applikasjoner, inkludert rutine cellekultur, hematologisk analyse, og industrielle kontroller 1-5. En kritisk gjennombrudd i celle / partikkel telling teknologier var utviklingen av Coulter teknikken ved Wallace Coulter over 50 år siden. Teknikken innebærer bruk av et elektrisk felt over en mikron-størrelse blenderåpning og hydrodynamisk fokusering enkle partikler gjennom åpningen. Den resulterende okklusjon av blenderåpning ved partiklene gir en målbar endring i elektrisk impedans som kan direkte og presist korrelert celle størrelse / volum. Erkjennelsen av tilnærmingen som målestokk i celle / partikkel telling stammer fra den ekstraordinære presisjon og nøyaktighet av sin partikkel dimensjonering og teller, spesielt sammenlignet med manuelle og bildebehandling basert teknologi (nøyaktighet i størrelsesorden 98% for Coulter tellere versus 75 – 80% for manuelle og visjon-baserte systemer). Dettekan tilskrives det faktum at, i motsetning til bildebehandling-baserte tilnærminger til celle telling, gjør Coulter Technique en ekte tredimensjonale (3-D) måling av celler / partikler som dramatisk reduserer antallet forstyrrelser fra rusk og klynging ved å beregne nøyaktig volumetrisk informasjon om cellene / partikler. Samlet gir dette et middel for opplisting og dimensjonering celler i en mer nøyaktig, mindre kjedelig, mindre tidkrevende og mindre subjektiv måte enn andre telle teknikker 6.
Til tross for prominence av Coulter teknikken i celle telling, har sin utbredt bruk i rutinemessige biologiske studier vært uoverkommelige grunn av kostnadene og størrelsen på tradisjonelle instrumenter. Selv om en rimeligere Coulter-baserte instrument har blitt produsert, det har begrensninger i forhold til sine dyrere motparter i korreksjon for "tilfeldighet hendelser" der to eller flere celler passerer gjennom åpningen og måles samtidig. Another begrensning med eksisterende Coulter teknologier er mangelen på beregninger på den generelle helsen celleprøver. Følgelig må flere teknikker ofte brukes i forbindelse med Coulter telle å vurdere celleviabilitet. Dette utvider eksperimentelle oppsett tid og kostnad siden de tradisjonelle metodene for levedyktigheten vurdering krever cellefarging og / eller bruk av kostbart og tungvint utstyr som en flowcytometer.
Den Moxi Z mini automatisert celleteller, som beskrives her, er en ekstremt liten Borstemmaskin instrument som kombinerer nøyaktigheten av Coulter prinsippet med en tynn-film sensor teknologi for å muliggjøre presis dimensjonering og telling av partikler fra 3-25 mikron, avhengig cellen telling kassetten brukes. Den M type kassett kan brukes til å telle partikler fra med gjennomsnittlig diameter på 4 – 25 mikron (Dynamic Range 2 – 34 mikron), og Type S kassetten kan brukes til å telle partikler med og gjennomsnittlig diameter på 3 – 20 mikrometer (dynamisk ringtee 2 – 26 mikron). Siden systemet bruker en volumetrisk målemetode, tilsvarer 4-25 micron til en celle volum rekke 34 – 8180 FL og 3 – 20 mikron tilsvarer en celle volum rekke 14-4200 fl, noe som er relevant når ikke-sfærisk partikler blir målt. For å utføre pattedyr celletall bruker Moxi Z, blir cellene som skal telles første fortynnes med ORFLO eller lignende væske. En celle telling kassett settes inn i instrumentet, og prøven er lastet inn i porten av kassetten. Tusenvis av celler er trukket, single-fil gjennom en "Cell Sensing Zone" (CSZ) i tynn-film hinne over 8-15 sekunder. Etter kjøringen, bruker instrumentet proprietære kurvetilpasning i forbindelse med en proprietær programvare algoritme for å gi en tilfeldighet arrangement korreksjon sammen med en vurdering av generelle kultur helse ved å bestemme forholdet mellom antall celler i befolkningen av interesse for det totale antallet partikler. De totale partikkel teller inklue krympet og brutt ned døde celler, samt annet rusk og forurensninger. Resultatene presenteres i histogram-format med en automatisk kurve, med porter som kan justeres manuelt etter behov.
Til syvende og sist gjør at Moxi Z telling med en presisjon og nøyaktighet sammenlignes med en Coulter Z2, dagens gullstandard, samtidig som det gir mer kultur helseinformasjon. Videre oppnår disse resultatene på kortere tid, med en mindre plass, med betydelig enklere drift og vedlikehold, og til en brøkdel av prisen av sammenlignbare teknologier.
Den underliggende implementeringen av Coulter tilnærmingen kan være svært deterministisk av den samlede nøyaktigheten av målingene. En kritisk område er korreksjon av rå celletall for "tilfeldighet hendelser" der to eller flere celler samtidig passerer gjennom åpningen og måles som en enkelt elektrisk hendelse. "Kron hendelser" bidra til feil som varierer avhengig av en rekke faktorer, inkludert celle størrelse og grad av klynging (Davis et al 1967) 6. Som et resultat, kan den nødvendige tilfeldigheter korreksjon for enhver prøven ikke kan forutses, varierende mye mellom celle / partikkel typer og med mellom ulike kulturer av identiske celletyper. Etablert teori, forankret i innledende publikasjoner av Coulter, innebærer å bruke en logaritmisk justering av de rå teller basert på antall observerte bivirkninger og en empirisk bestemt, partikkel-spesifikk korreksjonsfaktor, z. Mens nøyaktige tellinger kan være riktig oppnås med thans korreksjon algoritme, er det begrenset i den praktiske anvendelsen grunn av de store variasjonene i z-verdier mellom celletyper og tilsvarende problemer i nøyaktig forutsi dens verdi. Her med "sanne" celletall identifisert av Moxi Z kurvetilpasning i forbindelse med tilfeldigheter korreksjon algoritmen, korrigerer Moxi Z dynamisk for tilfeldigheter å oppnå de sanne konsentrasjoner. Sammenlignet med resultatene som er oppnådd ved hjelp av high-end Coulter Z2, produserte Moxi Z sammenlignbare teller over et konsentrasjonsområde fra 0 – 500.000 celler / ml (Type M kassett) og 3000 – 2-2.5e 6 celler / ml (Type S kassett) . Videre oppnår Moxi Z denne tellingen nøyaktighet med en tilsvarende lav variasjonskoeffisient i teller og en presisjon i partikkel dimensjonering som er karakteristisk for gullstandarden, Coulter-teknikk i celle telling.
Videre dataene som presenteres her indikerer at Moxi Z kan gi verdifull informasjonom den generelle helsen cellekulturer. Den Moxi Z utnytter kurvetilpasning tilnærming med en proprietær programvare algoritme for å avgjøre denne kulturen helsekontroll. Morfologiske endringer knyttet til celledød, som blebbing, bryte fra hverandre, og volumetriske forvrengninger (Kataoka og Tsuruo 1996, Liegler et al 1995, Sheridan et al 1981) 12-14, gjør det mulig for Moxi-Z å skille impedimetric forskjeller mellom leve befolkninger og døde celler / rusk populasjoner. Den MVI genereres ved å analysere kulturen / partikkelstørrelsesfordelingen å identifisere de relative bidrag fra slitasjepartikler, krympet nekrotiske celler, og kurven utstyrt celle befolkning av interesse. Den MVI verdi reflekterer dermed en befolkning indeks eller ratiometric mål på monodisperse befolkning teller med hensyn til den samlede partikkel befolkning profil. Denne verdien er da algoritmer-justert basert befolkningsstatistikken og empiriske observasjoner. Because det MVI ser på parametre andre enn tradisjonelle flekker tilnærminger, er det ikke forventet å speile disse teknikkene, men i stedet gir et verdifullt alternativ visning i helsen til en cellekultur, spesielt med hensyn til rusk og mikrobielle forurensninger.
I sammendraget er Moxi-Z celleteller en svært liten Borstemmaskin instrument som gir presise og reproduserbare analyser av celletall, cellestørrelse, og celle helse ved hjelp av Coulter Prinsipp og kurvetilpasning programvare algoritmer kombinert med en patentert tynn-film sensorteknologi . Med Type M kassetten er den i stand til å telle partikler fra 4 – 25 mikron i diameter (Dynamic Range av 2 – 34 mikron), i 8 sekunder. Med Type S kassetten er den i stand til å telle partikler fra 3 – 20 mikron i diameter (Dynamic Range av 2 – 26 mikron) og i 15 sekunder. Videre utfører Moxi-Z helse vurderinger uten bruk av reagenser. Det er mye mindre arbeid intensive og subjektive enn manuell telling. I forhold til standard Coulter telling, er det Moxi raskere, betydelig mindre, gir mer informasjon, krever betydelig mindre vedlikehold, er enklere å bruke, og er en brøkdel av prisen.
The authors have nothing to disclose.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
ORFLO Diluent | ORFLO | MXA006 | |
Cassette Dispenser | ORFLO | Stores up to 25 cassettes for convenient dispensing | |
USB Cable | ORFLO | Connects instrument to PC/Mac or power adapter | |
Power Adapter (US and EU models only) | ORFLO | Connects USB cable to an AC outlet | |
USB Flash Drive | ORFLO | Stores Moxi Z software and user manual | |
Calibration Check Beads | ORFLO | ||
Electronic Calibration Cassette | ORFLO | Electronic cassette for verifying proper system operation and calibration |