Moxi Z миниатюрный автоматизированный счетчик клеток является новым инструментом, который сочетает в себе принцип Coulter с запатентованной тонкопленочной технологии датчика и собственный алгоритм, программное обеспечение для выполнения калибровки и подсчета широкий диапазон размеров частиц, а также для определения общего состояния здоровья монодисперсных культур клеток млекопитающих. Этот протокол описывает использование этого инструмента для подсчета и оценки здоровья клеточных культурах.
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.
Лежащей в основе реализации подхода Coulter может быть очень детерминированным общей точности измерений. Важной областью является коррекция сырья количества клеток для "совпадение событий", когда два или несколько ячеек одновременно проходят через диафрагму и измеряется как единый электрический события. "Совпадение событий" вклад в ошибку, которая варьируется в зависимости от ряда факторов, включая размер ячейки и степень кластеризации (Davis и др., 1967) 6. В результате, необходимую коррекцию совпадение для данного образца не может быть предсказано, варьируя в широких пределах клеток / частиц типа и даже между различными культурами одинаковых типов клеток. Созданная теория уходит корнями в начальной публикации Coulter, включает в себя применение логарифмической регулировки сырья рассчитывает в зависимости от количества наблюдаемых событий и эмпирически определенной, конкретной частицы поправочный коэффициент, г. Хотя точный подсчет может быть должным образом достигается при тего коррекции алгоритма, она ограничена в своей практической применимости в связи с большими вариациями в г в диапазоне от типа клеток и соответствующие трудности точного прогнозирования его стоимости. Здесь, используя «истинного» клеток определенных кривой Z Moxi установки в сочетании с алгоритмом коррекции совпадение, Moxi Z динамически корректирует совпадение для достижения истинной концентрации. По сравнению с результатами, полученными с использованием высоких конец Coulter Z2, Moxi Z производится подсчет сопоставимых по концентрации диапазоне 0 – 500 000 клеток / мл (Type M кассеты) и 3000 – 2-2.5e 6 кл / мл (кассета типа S) . Кроме того, Moxi Z достигает этот счет точности с аналогичным низким коэффициентом вариации графов и точность размеров частиц, что характерно для золотого стандарта, Coulter-техника подсчета клеток.
Кроме того, данные, представленные здесь, показывают, что Moxi Z может дать ценную информациюотносительно общего состояния клеточных культурах. Moxi Z использует кривой подход, собственный алгоритм программного обеспечения для определения этой оценки культуры здоровья. Морфологические изменения, связанные с гибелью клеток, таких как blebbing, разваливается, и объемные искажения (Катаока и Tsuruo 1996 Liegler и др., 1995, Шеридан и др. 1981), 12-14, позволяют Moxi-Z отличить impedimetric различия между жить населению и мертвых клеток / мусора населением. MVI формируется на основе анализа культуры / распределения частиц по размерам для определения относительного вклада частицы мусора, усохшие отмершие клетки, а кривая оборудованные клеточной популяции интерес. Значение MVI что отражает индекс населения или радиометрический мера монодисперсных рассчитывает населения по отношению к общим профилем населения частиц. Это значение затем алгоритмически с поправкой на основе демографической статистики и эмпирических наблюдений. Becausе MVI смотрит на параметры, кроме традиционных подходов окрашивания, не ожидается, чтобы отразить эти методы, но вместо этого предоставляет ценную зрения альтернативной в здоровье клеточных культурах, особенно в связи с мусором и микробного загрязнения.
Таким образом, Moxi-Z ячейки счетчика сверхкомпактных настольных инструментов, что обеспечивает точное, воспроизводимое анализов клеток, размер ячейки, а ячейки здоровья, используя принцип Coulter и построения кривой алгоритмов программного обеспечения в сочетании с запатентованной тонкопленочных сенсорных технологий . С кассетой M Тип способен подсчета частиц от 4 – 25 мкм в диаметре (динамический диапазон 2 – 34 мкм), в 8 секунд. С кассетой типа S способен подсчета частиц в диапазоне от 3 – 20 мкм в диаметре (динамический диапазон 2 – 26 мкм), в 15 секунд. Кроме того, Moxi-Z выполняется оценка состояния здоровья без использования реагентов. Это гораздо меньше труда, инnsive и субъективным, чем ручной подсчет. По сравнению с подсчетом стандартных Coulter, Moxi быстрее, значительно меньше, предоставляет больше информации, требует значительно меньшего ухода, проще в использовании, и часть стоимости.
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 |