Il Moxi Z contatore di cellule in miniatura automatizzato è un nuovo strumento che combina il Principio Coulter con brevettata tecnologia a film sottile sensore e un algoritmo software proprietario per eseguire il dimensionamento e il conteggio di una vasta gamma di dimensioni delle particelle, nonché per determinare la salute generale del monodisperse colture cellulari di mammifero. Questo protocollo descrive l'uso di tale strumento per il conteggio e valutare la salute delle colture cellulari.
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.
L'implementazione sottostante l'approccio Coulter possono essere altamente deterministica della precisione complessiva delle misurazioni. Un'area critica è la correzione dei conti delle cellule prime per "coincidenza" eventi in cui due o più celle contemporaneamente passare attraverso l'apertura e sono misurati come un singolo evento elettrica. "Eventi coincidenza" contribuire errore che varia a seconda di diversi fattori tra cui le dimensioni delle cellule e del grado di raggruppamento (Davis et al 1967) 6. Come risultato, la correzione coincidenza necessario per qualsiasi dato campione non può essere prevista, varia ampiamente tra cellule / particella tipi e anche tra le culture di tipi cellulari identici. Stabilito teoria, radicata in pubblicazioni iniziali da Coulter, consiste nell'applicare una regolazione logaritmica dei conteggi in base al numero di eventi osservati e uno empiricamente-determinato, particelle specifico fattore di correzione, z. Mentre conteggi accurati possono essere adeguatamente raggiunti con til suo algoritmo di correzione, è limitata nella sua applicazione pratica a causa delle forti variazioni tra i valori di z tipi di cellule e la difficoltà corrispondente prevedere con precisione il suo valore. Qui, con il conteggio "vero" cella identificata dalla curva di raccordo Moxi Z insieme con l'algoritmo di correzione coincidenza, la Z Moxi corregge dinamicamente per coincidenza per ottenere le concentrazioni reali. Rispetto ai risultati ottenuti con high-end Coulter Z2, la Z Moxi prodotto conta comparabili tra un intervallo di concentrazione di 0 – 500.000 cellule / ml (tipo cassette M) e 3000 – 2-2.5E 6 cellule / ml (cassette Type S) . Inoltre, la Z Moxi raggiunge questa precisione conteggio con un basso coefficiente di variazione simile in conteggi e una precisione nel dimensionamento delle particelle che è caratteristica del sistema aureo, Coulter-tecnica conteggio delle cellule.
Inoltre, i dati qui presentati indicano che la Z Moxi fornisce utiliper quanto riguarda la salute generale di colture cellulari. La Z Moxi sfrutta l'approccio raccordo curva con un algoritmo software proprietario per determinare questa valutazione della salute della cultura. Cambiamenti morfologici associati con la morte delle cellule, come ad esempio blebbing, rompendo uno dall'altro, e le distorsioni volumetriche (Kataoka e Tsuruo 1996, Liegler et al 1995, Sheridan et al 1981) 12-14, rendono possibile per il Moxi-Z di distinguere le differenze tra impedimetric vivono popolazioni e morti cellulari / detriti popolazioni. Il MVI è generata analizzando la cultura / distribuzione delle dimensioni delle particelle di identificare i contributi relativi di detriti, rattrappito cellule necrotiche, e la curva-misura popolazione di cellule di interesse. Il valore MVI riflette quindi un indice di popolazione o misura raziometrica dei conteggi popolazione monodisperse rispetto al profilo complessivo popolazione di particelle. Questo valore viene quindi regolata algoritmicamente-statistiche basati sulla popolazione e le osservazioni empiriche. Because la MVI guarda altri parametri rispetto agli approcci tradizionali colorazione, non si prevede il mirroring queste tecniche ma fornisce invece una vista valida alternativa nella salute di una coltura cellulare, in particolare per quanto riguarda i detriti e contaminanti microbici.
In sintesi, il Moxi-Z contatore di cellule è uno strumento ultra da banco di piccole dimensioni che fornisce precise e riproducibili saggi di conta delle cellule, le dimensioni delle cellule, e la salute delle cellule che utilizzano il principio Coulter e la curva-montaggio algoritmi software in combinazione con un sistema brevettato a film sottile tecnologia dei sensori . Con la cassetta M tipo è in grado di contare particelle da 4 a 25 micron di diametro (gamma dinamica di 2 – 34 micron), in 8 secondi. Con il cassetto Type S è in grado di contare particelle che varia da 3 – 20 micron di diametro (gamma dinamica di 2 – 26 micron), in 15 secondi. Inoltre, il Moxi-Z effettua gli accertamenti sanitari senza l'uso di reagenti. E 'inte lavoro molto menodispendiose e soggettiva del conteggio manuale. In confronto al conteggio standard Coulter, la Moxi è più veloce, significativamente più piccolo, fornisce ulteriori informazioni, richiede una manutenzione molto meno, è più facile da usare, ed è una frazione del costo.
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 |