Moxi Zミニチュア自動セルカウンターは、特許取得済みの薄膜センサー技術とサイジングを実行するために、独自のソフトウェアアルゴリズムを使用して、粒子の幅広いサイズの範囲のカウントだけでなく、単分散の全体的な健全性を判断するコールター原理を組み合わせた斬新な楽器です哺乳動物細胞培養。このプロトコルは培養細胞の健康をカウントし、評価するための本器の使用方法について説明します。
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.
基礎となる実装は、コールターのアプローチは、測定の全体的な精度の高い決定論的なことができます。重要な領域は、2つ以上のセルが同時に開口部を通過し、単一の電気のイベントとして測定される "偶然のイベント"の生細胞数の補正である。 "偶然のイベントは"セルサイズとクラスタリングの程度(Davisら1967)6を含む多くの要因によって異なりますエラーに貢献しています。結果として、任意のサンプルに必要な一致補正は広く細胞/粒子型の間でも同一の細胞型の異なる文化の間で変化させ、予測することはできません。コールター社の初期の出版物に根ざした理論を確立し、観測された出来事と経験的に決められ、粒子固有の補正係数、zの数に基づいて、生のカウントの対数調整を適用することを意味する。正確なカウントが正しくトンを達成することができますが、自分の補正アルゴリズムは、それは細胞の種類と正確にその値を予測する上で対応する難しさとの間のz値の大きな変動に起因する、その実用性が制限されています。ここで、偶然の補正アルゴリズムと組み合わせてMoxi Zカーブフィッティングによって識別された "真の"セルの数を使用して、Moxi Zは、動的に真の濃度を達成するために偶然を補正します。 500,000個の細胞/ mlの(タイプMカセット)、3000 – 2 – -2.5E 6細胞/ ml(タイプSカセット)ハイエンドコールターZ2を使用して得られた結果と比較すると、Moxi Zが0の濃度範囲にわたって同等のカウントを生成する。さらに、Moxi Zはカウントの変化と同様の係数が低いと、金本位制、細胞計数にコールター·技術の特徴である粒子サイジングの精度で、このカウント精度を実現しています。
また、ここで提示されたデータはMoxi Zは貴重な情報を提供することができることを示し細胞培養の全体的な健康に関する。 Moxi Zは、この培養健康診断を決定するために独自のソフトウェアアルゴリズムを使用してカーブフィッティングアプローチを活用しています。このような離れて壊す、ブレブ形成などの細胞死に関連付けられている形態学的変化、および体積歪(片岡鶴、1996年Lieglerら、1995、シェリダンら1981)12月14日は 、それが可能Moxi-Zの間impedimetricの違いを区別するために作る集団と死細胞/残骸集団住んでいます。 MVIは、粒子の破片、縮んだ壊死細胞、および利息のカーブフィット細胞集団の相対的な寄与を識別するために、文化/粒子サイズ分布を解析することによって生成されます。 MVIの値は、それによって全体の粒子集団のプロファイルに関して単人口数の人口インデックスまたはレシオメトリック測定を反映しています。次に、この値は、アルゴリズム、調整ベースの人口統計と経験的な観察である。 Becaus電子MVIは、伝統的な染色のアプローチ以外のパラメータを見て、それはこれらのテクニックをミラーリングすることが期待ではなく、細胞培養の健康に貴重な代替ビューを提供し、特に破片や微生物の汚染に関してされていません。
要約すると、Moxi-Zセルカウンターは、コールター原理と特許取得済みの薄膜センサー技術と組み合わせてカーブフィッティングソフトウェア·アルゴリズムを使用して、セル数、セルサイズ、セルの健康の正確な、再現可能なアッセイを提供する超小型のベンチトップ測定器です。 8秒で、 – 直径25ミクロン(34ミクロン2のダイナミックレンジ – )タイプMカセットでは4に至るまでの粒子を計数することが可能です。 15秒で、 – 直径20ミクロン(26ミクロン2のダイナミックレンジ – )タイプSカセットでそれは3つに至るまでの粒子を計数することが可能です。さらに、Moxi-Zは、試薬を使用せずに健康診断を行います。それははるかに少ない労働積分ですnsiveとマニュアルカウントよりも主観的。標準コールター計数と比較して、Moxiは、大幅に小さく高速で、より多くの情報を提供するかなり少ないメンテナンスを必要とし、使用する方が簡単で、コストのほんの一部です。
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 |