Z Moxi נגד מיניאטורי תא אוטומטי הוא כלי רומן המשלב עקרון קולטר עם הטכנולוגיה סרט דק פטנט חיישן אלגוריתם תוכנה קניינית לבצע שינוי גודל ועוד היד נטויה של מגוון רחב של גודל החלקיקים, כמו גם כדי לקבוע את הבריאות הכללית של monodisperse תא תרבויות יונקים. פרוטוקול זה מתאר את השימוש בכלי זה לספור ולהעריך את הבריאות של תרביות תאים.
Particle and cell counting is used for a variety of applications including routine cell culture, hematological analysis, and industrial controls1-5. A critical breakthrough in cell/particle counting technologies was the development of the Coulter technique by Wallace Coulter over 50 years ago. The technique involves the application of an electric field across a micron-sized aperture and hydrodynamically focusing single particles through the aperture. The resulting occlusion of the aperture by the particles yields a measurable change in electric impedance that can be directly and precisely correlated to cell size/volume. The recognition of the approach as the benchmark in cell/particle counting stems from the extraordinary precision and accuracy of its particle sizing and counts, particularly as compared to manual and imaging based technologies (accuracies on the order of 98% for Coulter counters versus 75-80% for manual and vision-based systems). This can be attributed to the fact that, unlike imaging-based approaches to cell counting, the Coulter Technique makes a true three-dimensional (3-D) measurement of cells/particles which dramatically reduces count interference from debris and clustering by calculating precise volumetric information about the cells/particles. Overall this provides a means for enumerating and sizing cells in a more accurate, less tedious, less time-consuming, and less subjective means than other counting techniques6.
Despite the prominence of the Coulter technique in cell counting, its widespread use in routine biological studies has been prohibitive due to the cost and size of traditional instruments. Although a less expensive Coulter-based instrument has been produced, it has limitations as compared to its more expensive counterparts in the correction for “coincidence events” in which two or more cells pass through the aperture and are measured simultaneously. Another limitation with existing Coulter technologies is the lack of metrics on the overall health of cell samples. Consequently, additional techniques must often be used in conjunction with Coulter counting to assess cell viability. This extends experimental setup time and cost since the traditional methods of viability assessment require cell staining and/or use of expensive and cumbersome equipment such as a flow cytometer.
The Moxi Z mini automated cell counter, described here, is an ultra-small benchtop instrument that combines the accuracy of the Coulter Principle with a thin-film sensor technology to enable precise sizing and counting of particles ranging from 3-25 microns, depending on the cell counting cassette used. The M type cassette can be used to count particles from with average diameters of 4 – 25 microns (dynamic range 2 – 34 microns), and the Type S cassette can be used to count particles with and average diameter of 3 – 20 microns (dynamic range 2 – 26 microns). Since the system uses a volumetric measurement method, the 4-25 microns corresponds to a cell volume range of 34 – 8,180 fL and the 3 – 20 microns corresponds to a cell volume range of 14 – 4200 fL, which is relevant when non-spherical particles are being measured. To perform mammalian cell counts using the Moxi Z, the cells to be counted are first diluted with ORFLO or similar diluent. A cell counting cassette is inserted into the instrument, and the sample is loaded into the port of the cassette. Thousands of cells are pulled, single-file through a “Cell Sensing Zone” (CSZ) in the thin-film membrane over 8-15 seconds. Following the run, the instrument uses proprietary curve-fitting in conjunction with a proprietary software algorithm to provide coincidence event correction along with an assessment of overall culture health by determining the ratio of the number of cells in the population of interest to the total number of particles. The total particle counts include shrunken and broken down dead cells, as well as other debris and contaminants. The results are presented in histogram format with an automatic curve fit, with gates that can be adjusted manually as needed.
Ultimately, the Moxi Z enables counting with a precision and accuracy comparable to a Coulter Z2, the current gold standard, while providing additional culture health information. Furthermore it achieves these results in less time, with a smaller footprint, with significantly easier operation and maintenance, and at a fraction of the cost of comparable technologies.
יישום הגישה הבסיסית קולטר יכול להיות דטרמיניסטי מאוד הדיוק הכולל של המדידות. אזור קריטי הוא תיקון של ספירת תאים גלם "אירועים צירוף מקרים" שבהם שני תאים או יותר בו זמנית שעוברים דרך פתח, והם נמדדים כאירוע חשמל אחת. "אירועים צירוף מקרים" לתרום שגיאה אשר משתנה בהתאם למספר גורמים, ביניהם גודל התא ומידת אשכולות (Davis et al 1967) 6. כתוצאה מכך, תיקון במקרה הנדרש למדגם נתון לא ניתן לחזות, משתנה באופן נרחב בין התא / סוגי החלקיקים וגם בין תרבויות שונות של סוגי תאים זהים. הוקמה התיאוריה, נעוצה בפרסומים הראשונים של קולטר, כולל החלת התאמה לוגריתמי של ספירת גלם המבוססים על מספר האירועים שנצפו ו אמפירי שנקבע, חלקיק מסוים גורם התיקון, z. בעוד ספירת מדויקים ניתן להשיג כראוי עם לאאלגוריתם תיקון שלו, זה מוגבל תחולת המעשי בשל שוני גדול בין מספר ערכים זי בין סוגי תאים ועל הקושי המקביל לנבא בדייקנות את הערך שלו. כאן, באמצעות ספירת "נכון" תא מזוהה על ידי מתאים Moxi עקומת Z יחד עם אלגוריתם תיקון צירוף מקרים, Z Moxi דינמי מתקנת עבור מקרה כדי להשיג את הריכוזים האמיתיים. בהשוואה לתוצאות שהושגו באמצעות high-end קולטר Z2, המיוצר Z Moxi סעיפים דומים על פני טווח הריכוז של 0 – 500,000 תאים למ"ל (קלטת סוג M) ו 3000 – 2-2.5e 6 תאים למ"ל (קלטת S Type) . יתר על כן, Z Moxi משיגה דיוק ספירת עם מקדם נמוך דומה של שונות בספירת ו דיוק לשינוי גודל החלקיקים האופייני תקן זהב, קולטר, טכניקה ספירת תאים.
יתר על כן, הנתונים שהוצגו כאן מצביעים על כך Z Moxi יכול לספק מידע רב ערךלגבי הבריאות הכללית של תרביות תאים. Z Moxi ממנף את הגישה העקומה הולמת עם אלגוריתם תוכנה קניינית כדי לקבוע הערכה בריאות ותרבות. שינויים מורפולוגיים הקשורות מוות של תאים, כגון blebbing, מתפרקת, ועיוותים נפחי (Kataoka ו Tsuruo 1996, Liegler et al 1995, Sheridan et al 1981) 12-14, מאפשרים Moxi-Z כדי להבחין בהבדלים בין impedimetric חיים אוכלוסיות תאים מתים / פסולת האוכלוסיות. MVI מופק על ידי ניתוח התפלגות תרבות / החלקיקים בגודל לזהות את התרומה היחסית של פסולת החלקיקים, תאים נמקי מכווץ, ואת עקומת-מצויד האוכלוסייה התא של עניין. ערך MVI ובכך משקף המדד האוכלוסייה או מידה ratiometric של ספירת אוכלוסין monodisperse ביחס לפרופיל החלקיקים הכולל האוכלוסייה. ערך זה הוא אז אלגוריתמית עונתיות נתוני האוכלוסייה המבוססים על תצפיות אמפיריות. Becausדואר MVI מסתכל פרמטרים אחרים מאשר גישות צביעה מסורתיות, זה לא צפוי לשקף את הטכניקות הללו אלא מספק תצוגה חלופית חשובה לבריאותם של התרבות תאים, במיוחד ביחס פסולת ומזהמים חיידקים.
לסיכום, נגד Moxi-Z התא היא מכשיר אולטרה benchtop קטן המספק מדויקים, מבחני לשחזור של ספירת תאים, גודל התא, בריאות התא באמצעות העיקרון קולטר עקומת-הולם האלגוריתמים בשילוב עם טכנולוגיית סרט דק פטנט חיישן . עם קלטת M סוג הוא מסוגל לספור חלקיקים הנעים בין 4 – 25 מיקרון בקוטר (טווח דינמי של 2 – 34 מיקרון), ב -8 שניות. עם קלטת S Type היא מסוגלת לספור חלקיקים הנעים בין 3 – 20 מיקרון בקוטר (טווח דינמי של 2 – 26 מיקרון), תוך 15 שניות. יתר על כן, Moxi-Z מבצעת הערכות בריאות ללא שימוש של חומרים כימיים. זה Inte העבודה הרבה פחותnsive וסובייקטיבי יותר לספור ידנית. לעומת ספירת קולטר רגיל, Moxi הוא מהיר יותר, משמעותית יותר, מספק מידע נוסף, דורש תחזוקה הרבה פחות, קל יותר לשימוש, ומהווה חלק קטן מהעלות.
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 |