Method Article
Moxi Z minyatür otomatik hücre sayıcı patentli ince film sensör teknolojisi ve boyutlandırma gerçekleştirmek için özel bir yazılım algoritması ve parçacıkların geniş bir ebat aralığında sayma gibi kümil potasyum başlatıcısı varlığında genel sağlık belirlemek için Coulter İlke birleştiren yeni bir enstrümandır memeli hücre kültürleri. Bu protokol, hücre kültürlerinin sağlık sayma ve değerlendirme için bir aracın kullanılması açıklanmaktadır.
Parçacık ve hücre sayımı rutin hücre kültürü, hematolojik analizi, ve endüstriyel kontrol 1-5 dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için kullanılır. Hücre / partikül sayma teknolojileri kritik bir atılım 50 yılda önce Wallace Coulter tarafından Coulter tekniğinin geliştirilmesi idi. Teknik bir mikron büyüklüğünde diyafram boyunca bir elektrik alan uygulama içerir ve hidrodinamik delikten tek parçacıklar duruluyor. Parçacıklar tarafından diyafram çıkan tıkanıklığı, doğrudan ve kesin hücre boyutu / hacim ile korele edilebilir elektrik empedansı ölçülebilir bir değişiklik verir. - Hücre / parçacık sayma kriter olarak yaklaşımın tanınma, partikül boyut ve sayıları olağanüstü hassasiyet ve doğruluk kaynaklanıyor, özellikle de el ve görüntüleme dayalı teknolojiler (75 karşı Coulter sayaçlar için% 98 sipariş doğrulukları karşılaştırıldığında manuel ve görüntü tabanlı sistemler için% 80). Buhücre sayımı için görüntüleme-temelli yaklaşımlar aksine, Coulter Tekniği hassas hacimsel bilgi hesaplayarak dramatik enkaz ve kümeleme gelen sayım girişim azaltır hücre / parçacıkların bir gerçek üç boyutlu (3-D) ölçümü yapar, aslında atfedilebilir hücreler / partikülleri ile ilgili. Genel olarak bu diğer sayma teknikleri 6 daha doğru, daha az sıkıcı, daha az zaman alıcı ve daha az öznel anlamda hücrelerin numaralandırma ve boyutlandırma için bir yol sağlar.
Hücre sayımı yılında Coulter tekniğin önem kazanmasına rağmen, rutin biyolojik çalışmalarda yaygın kullanımı nedeniyle geleneksel araçların maliyeti ve büyüklüğü için engelleyici olmuştur. Bir daha az pahalı Coulter bazlı aleti imal edilmiş olmasına rağmen, iki ya da daha fazla hücre diyafram geçmekte ve eş zamanlı olarak tespit edildiği "tesadüf olaylar" için düzeltme içindeki daha pahalı benzerleri ile karşılaştırıldığında, bu sınırlamaları vardır. AnotheMevcut Coulter teknolojileri ile r sınırlama hücre örneklerinin genel sağlık ölçümleri eksikliğidir. Sonuç olarak, ek teknikler genellikle Coulter hücre canlılığını değerlendirmek için sayma ile birlikte kullanılması gerekir. Canlılığı değerlendirme geleneksel yöntemlerle hücre boyama ve / veya böyle bir akış sitometresinin kadar pahalı ve hantal ekipman kullanımı gerektiren bu yana bu deneysel kurulum süresi ve maliyetini uzanır.
Burada anlatılan Moxi Z Mini otomatik hücre sayıcı, etkinleştirmek için bir ince-film sensör teknolojisi ile Coulter İlke doğruluğunu birleştiren ultra-küçük benchtop araçtır boyutlandırma ve 3-25 mikron arasında değişen parçacıklar sayma, bağlı hassas hücre sayımı kaset kullanılabilir. 25 mikron (dinamik aralığı 2 - - 34 mikron) M tipi kaset 4 ortalama çaplı partiküllerin hesaplamak için kullanılabilir, ve Type S kaset ile parçacıklar ve 3 arasında ortalama çapı hesaplamak için kullanılabilir - 20 mikron (dinamik çaldıe 2 - 26 mikron). Sistemin bir hacimsel ölçüm yöntemi kullanır yana, 4-25 mikron 34 bir hücre hacmi aralığına karşılık gelen - 8,180 fL ve 3 - 20 mikron 14 bir hücre hacmi aralığına karşılık gelen - 4200 fL, ilgili olduğunda Küresel olmayan parçacıklar olarak ölçülmüştür. Moxi Z kullanılarak memeli hücre sayımı gerçekleştirmek için, sayılmasına hücreleri birinci ORFLO ya da benzer bir seyreltici madde ile seyreltilir. Bir hücre sayımı kaset alet sokulur ve örnek kaset portuna yüklenir. Hücrelerin binlerce 8-15 saniye içinde ince-film membran bir "Hücre Algılama Zone" (CSZ) aracılığıyla Tek dosya çekilir. Run ardından, enstrüman sayısı ilgi popülasyonda hücre sayısının oranı belirleyerek genel kültür sağlık bir değerlendirmesi ile birlikte tesadüfen olay düzeltme sağlamak için özel bir yazılım algoritması ile birlikte eğri özel kullanır parçacıklar. Toplam tanecik sayısı dahil olmak üzeree çekmiş ve ölü hücreleri, hem de diğer artıkları ve kirletici bozuldu. Sonuçlar gerektiği gibi el ile ayarlanabilir geçitleri ile otomatik bir eğri ile uyum histogram format, sunulmuştur.
Ek kültür sağlık bilgileri sağlarken Sonuçta, Moxi Z, bir Coulter Z2, günümüzde altın standart karşılaştırılabilir bir kesinlik ve doğruluk ile sayım sağlar. Ayrıca önemli ölçüde daha kolay operasyon ve bakım ile daha küçük ayak izi, ve karşılaştırılabilir teknolojilerin maliyetinin bir kısmını, daha az zamanda bu sonuçları elde ediyor.
1. Numunelerin Hazırlanması
2. Koşu Örnekleri
3. Veri Yönetimi
4. Daha önce Edinsel Veri Analizi
5.. PC'ye veri aktarma
6. Temsilcisi Sonuçlar
Moxi Z hassas ve kesin değerlendirmek için, HEK-293 hücreleri, HeLa hücreleri, CHO-K1, maya, Jurkat E6-1 hücreleri, PC12, ve sayım 0-500,000 hücreleri arasında değişen konsantrasyonlarda sahip boncuk süspansiyonlar hassas kalibre / mL (Tip M kaset) ve 0-2-2.5e 6 hücre / ml (Tip S kaset) sayıldı ve tüm memeli hücrelerinin Amerikan Tip Kültür Koleksiyonundan (ATCC) elde edildi, bir Coulter Z2 ve Moxi Z. ile karşılaştırıldı ve kültür olarak daha önce 7-11 nitelendirdi. Kısaca, hücreler RPMI 1640 (Jurkat E6-1, PC12), MEM (HEK-293, HeLa) hücreler veya F12K (CHO-K1) hücrelerin çekirdek ortam ile 75 mm 2 doku kültür şişeleri içinde süspansiyon içerisinde kültüre edildi. Tüm medya ile tamamlanıyor% 10 fetal sığır serumu ve 100 U penicillin/100 mikrogram Streptomisin. Flasks% 5 CO2 ile 37 ° C 'de bir inkübatör muhafaza edildi. Hücreler 3 gün boyunca her pasajlanmağa devam edildi. Maya hücreleri (X5, C. albicans, Vin 13) bağışlanan ve hemen olarak verilmiştir kullanılmıştır. M Tipi kaset veri ve Type S kaset için ~ 2-2.5e 6 hücre / ml için ~ 500.000 hücre / ml İlk örnek konsantrasyonları Coulter Z2 kullanılarak oluşturuldu. Müteakip teorik konsantrasyon seviyesi fizyolojik tamponlar (ISOTON II ya da Hank'in dengeli tuz çözeltisi) ile seri seyreltiler vasıtasıyla hazırlandı. Her konsantrasyondaki, aynı örnekleri her iki sistem ile ölçüldü ve birbirlerine karşı çizilmiştir. Şekil 2'de görüldüğü gibi, güçlü bir doğrusal ilişki vardı (M Tipi r 2> 0,9886, Type S r 2> 0,9781) tüm örnekler için sayımları arasında. Konsantrasyonlar da Moxi Z ve Z2 her ikisi ile teorik / beklenen hücre konsantrasyonları ile karşılaştırılmıştır ( Şekil 3) ve daha göstermiştir güçlü bir doğrusal ilişki (M Tipi r 2> 0,9758, Type S r 2> 0,9774).
Hassas değerlendirmek için, HEK-293 ve HeLa hücre sayımı Coulter Z2, Moxi Z, ve bir hemasitometre ile yapıldı. CV 200,000-300,000 hücre / ml aralığında 5 ayrı sayıları ile ölçülür ile Moxi Z (M Tipi kaset), Coulter Z2 ve hemasitometre kullanarak hücre sayıları varyasyon ortalama katsayısı (CV, n = 19) hesaplandı. Moxi Z küçük ortalama CV (Şekil 4) Z2 ile karşılaştırılabilir ve Coulter tabanlı sayma teknolojileri ile sadece ulaşılabilir hassasiyet yüksek düzeyde temsilcisidir.
Moxi Z enstrüman boyutlandırma satın hassas, hassas kalibre polistiren boncuklar ölçümü yoluyla sonraki değerlendirildi. Moxi Z ortalama parçacık boyutu ölçümleri (n = 5) üretici rapor boyutları karşı grafiğe geçirildi. Görülebileceği gibi in Şekil 5, Moxi Z ölçümleri sürekli bir yüksek doğrusal korelasyon (r 2 = 0,9989) ile üretici değerler eşleştirilir.
Boyutu ve sayısı bilgileri ötesinde, Moxi Z bir rapor Moxi Canlılık Endeksi (MVI) değeri ile memeli hücre kültürü bir sağlık reaktif gerektirmeyen, genel bir değerlendirme sağlar. Bu indeks toplam parçacık sayımı ile ilgili olarak ilgi popülasyonda hücrelerin sayısının oranı, bir elde edilir. MVI ölçüm yetenekleri göstermek için, MVI değerleri (M Tipi kaset) standart manuel ve flow sitometri ölü / canlı ölçüm teknikleri ile karşılaştırıldı. Ölü (<% 10 canlı) HEK-293 ve HeLa hücre popülasyonları 37 seyreltici (ISOTON II, Beckman Coulter) içeren bir besin içermeyen, sodyum florür ° C'de canlı hücrelerin gecede inkübasyonlar yoluyla oluşturulan Kontrollü teorik canlılık düzeyleri canlı ve ölü hücreleri ratiometrically karıştırma bilinen konsantrasyonları tarafından hazırlanmıştır. Resulting çözümler hemositometre sayıları ve akış sitometresi ölçümleri ile her iki nüsha halinde canlılık düzeyleri incelendi. Hemasitometre ölçümler% 0.1 Tripan mavi bir çözelti ve hücrelerin geleneksel bir 50/50 karışım kullanılarak yapılmıştır. Flow sitometri ölçümleri Viacount reaktif ve üretici tarafından belirtilen protokol (Merck) kullanarak bir Guava PCA sitometresi (Merck) kullanılarak yapıldı. Şekil 6'da gösterildiği gibi, HEK hücreleri ve HeLa hücreleri "için analog bir hemasitometre canlılığı yüzdelere MVI verilerin lineer bir formda" Pearson katsayısı değerlerinin (R 2) = 0,9937 ve r 2 = 0,9728, sırasıyla, R 2 idi. Bu sonuçlar, bu yaklaşım bir sitometresi veya hemositometre kullanılarak elde edilen canlı / ölü ölçümleri üstünlügümüz hücre canlılığı geniş bir yelpazesinde kültür sağlık bilgileri sağladığını göstermiştir.
Tablolar ve Şekiller (Dittami ve ark, 2011). 15:
Şekil 1.. İnce film Coulter Sayma: Elektrik akımı ince-film kaseti Hücre Algılama Bölgesi geçirilir. Hücreleri CSZ aracılığıyla tek bir dosya akışı gibi, voltaj anlık artışlar Moxi Z. ile ölçülür
Şekil 2. Moxi Z sayıları Coulter Z2 sayıları karşılaştırılabilir. Hücre ve boncuk süspansiyonların Özdeş sayıları bir Coulter Z2 ve Moxi Z. hem kullanılarak sayıldı Moxi Z sayıları sayısı değerleri (n = 3-4) Ortalamalı göre çizildi Coulter ilgili Z2 sayımı ve doğrusallaştırma r 2 değerleri tespit edilmiştir. A) M Tipi kaset - 0 konsantrasyon aralığı - 500.000 hücre / ml. B) Type S kaset - 0 konsantrasyon aralığı - 2-2.5e 6 / ml.Error Barlar işaret ± 1 standart sapma.
Şekil 3. Moxi Z konsantrasyonu ölçümleri teorik hücre konsantrasyonları vs. A) Type M kaset - Teorik konsantrasyonu değerlerinin bir başlangıç 500,000 hücre / ml numunesinin seri seyreltiler hazırlandı B) Type S kaset -. 2.5e 6 hücre / ml örnek - Teorik konsantrasyonu değerlerinin bir ilk 2 seri seyreltiler hazırlandı. Hata Barlar ± 1 standart sapma gösterir.
Şekil 4. Coulter Z2, Moxi Z (M Tipi kaset) ve hemositometre için Değişim Katsayısı. Her yaklaşım için HEK-293 ve HeLa hücre sayıları varyasyon ortalama katsayısı (CV, n = 19) ayrı 5 ölçülen özgeçmişleri ile hesaplandı 300.000 hücre / ml aralığı - 200.000 içinde HEK-293 ve HeLa Hücreleri sayar. Hata Barlar ± 1 standart sapma gösterir.
Şekil 5. Moxi Z-Moxi Z kullanılarak partikül boyutu ölçüm Hassas boncuk büyüklüğü ölçülür (M Tipi kaset) vs üreticisi boncuk boyutu bildirdi. Hata Barlar ± 1 standart sapma gösterir.
6 Şekil. MVI kullanarak Kültür Sağlık Değerlendirmesi - Bir hemasitometre kullanarak görsel, tripan-mavi lekeli canlılığı sayımları karşı MVI ölçümler (M Tipi kaset) ve Guava PCA Viacount canlılığının karşılaştırılması.
Alttaki uygulaması Coulter yaklaşımı ölçümlerin genel doğruluk son derece belirleyici olabilir. Kritik bir bölgede iki veya daha fazla hücre aynı anda diyafram geçiyor ve tek bir elektrik olayı olarak ölçülür "tesadüf olaylar" için ham hücre sayımları düzeltmedir. "Tesadüf olaylar" hücre boyutu ve kümelenme derecesi (Davis ve ark 1967) 6 dahil olmak üzere bir dizi faktöre bağlı olarak değişir hata katkıda bulunur. Sonuç olarak, herhangi bir örnek için gerekli rastlantısal düzeltme yaygın olarak hücre / partikül tipleri arasında ve daha da özdeş hücre tipleri farklı kültür arasında değişen, önceden tahmin edilemeyen. Coulter tarafından ilk yayınlarında köklü teori, kurulan, gözlemlenen olaylar ve ampirik belirlenmiş, parçacık özel düzeltme faktörü, z sayısına göre ham sayıları bir logaritmik ayarlaması uygulama içerir. Doğru düzgün t sayımları ile elde edilebilir ikenkendi düzeltme algoritması, bu hücre tiplerinin ve doğru bir değeri tahmininde karşılık gelen zorluğu arasındaki z değerleri büyük farklılıklar bağlı olarak, pratik uygulanabilirliği sınırlıdır. Burada, rastlantısal düzeltme algoritması ile birlikte Moxi Z eğri tarafından tanımlanan "gerçek" hücre sayısı kullanılarak, Moxi Z dinamik gerçek konsantrasyonları elde etmek tesadüf düzeltir. 500.000 hücre / ml (M Tipi kaset) ve 3000 - 2 - 2.5e-6 hücre / ml (Type S kaset) high-end Coulter Z2 kullanılarak elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında, Moxi Z 0 bir konsantrasyon aralığında karşılaştırılabilir sayımları üretilen . Ayrıca, Moxi Z sayısında varyasyon benzer bir düşük katsayısı ve altın standart, hücre sayımı yılında Coulter-teknik karakteristik parçacık boyutlandırma bir hassasiyet ile bu sayı doğruluğu ulaşır.
Ayrıca, burada sunulan veriler Moxi Z değerli bilgiler sağlayabilir göstermektedirHücre kültürlerinin genel sağlığı ile ilgili. Moxi Z bu kültürün sağlık değerlendirmesi belirlemek için özel bir yazılım algoritması ile eğri yaklaşımı yararlanır. Ayırmak gibi blebbing gibi hücre ölümü ile ilişkili morfolojik değişiklikler, ve hacimsel çarpıtmalar (Kataoka ve Tsuruo 1996, Liegler ve ark 1995, Sheridan ve ark 1981) 12-14, mümkün Moxi-Z arasındaki impedimetric farklılıkları ayırt etmek için yapmak popülasyonları ve ölü hücre / enkaz nüfus yaşıyor. MVI parçacık enkaz göreceli katkıları, büzüşmüş nekrotik hücreler ve ilgi eğrisi takılan hücre popülasyonunu belirlemek için kültür / tanecik boyut dağılımı analiz tarafından üretilir. MVI değeri böylece toplam partikül nüfus profiline göre kümil potasyum başlatıcısı varlığında nüfus sayımları nüfusu dizin veya oranlı metrik ölçü yansıtır. Bu değer daha sonra algoritmik-ayarlanabilir dayalı nüfus istatistikleri ve ampirik gözlemler olduğunu. Because MVI geleneksel bir boyama yaklaşımlar başka parametrelerle bakar, bu teknikler ayna beklenmez fakat bunun yerine bir hücre kültürünün sağlığı ile ilgili önemli bir görünümü, özellikle bir alternatif döküntüleri ve kirletici maddeleri mikrobiyal ile ilgili olarak, sağlar.
Özetle, Moxi-Z hücre sayacı patentli bir ince-film sensör teknolojisi ile birlikte Coulter İlke ve eğri yazılım algoritmaları kullanarak hassas, tekrarlanabilir hücre sayısının deneyleri, hücre boyutunu ve hücre sağlığı sağlayan ultra küçük benchtop araçtır . 8 saniyede, - çapı 25 mikron (34 mikron 2 dinamik aralık -) M Tipi kaseti ile 4 arasında değişen parçacıklar sayma yeteneğine sahiptir. 15 saniye içinde, - çapı 20 mikron (26 mikron 2 dinamik aralık -) Type S kaset ile 3 arasında değişen parçacıklar sayma yeteneğine sahiptir. Dahası, Moxi-Z reaktiflerin kullanımı olmaksızın sağlık değerlendirmelerinin gerçekleştirir. Bu, daha az emek inte varnsive ve manuel sayım daha çok özneldir. Standart Coulter sayımı karşılaştırıldığında, Moxi, önemli ölçüde daha küçük daha hızlı, daha fazla bilgi sağlayan önemli ölçüde daha az bakım gerektirir, kullanımı kolay ve maliyetinin bir kısmını olduğunu.
Gregory M. Dittami ve HE Ayliffe Orflo Teknolojileri, dizayn, üretir ve satar Moxi Z. Richard D. Rabbitt Orflo Teknolojileri ödenen danışmanlık uzmanlığı, part-time sağladığı şirket çalışanlarıdır.
Bu makalenin Üretim ve Serbest Giriş Orflo Teknolojileri tarafından desteklenmektedir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktif Adı | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
ORFLO Dilüent | ORFLO | MXA006 | |
Kaset Dispenser | ORFLO | Uygun dağıtım için 25 kasetler kadar Mağazaları | |
USB Kablosu | ORFLO | PC / Mac veya güç adaptörü cihazı bağlar | |
Güç Adaptörü (ABD ve AB modelleri) | ORFLO | AC prizine USB kablosunu | |
USB Flash Sürücü | ORFLO | Mağazalar Moxi Z yazılımı ve kullanım kılavuzu | |
Kalibrasyon Kontrol Boncuk | ORFLO | ||
Elektronik Kalibrasyon Kaset | ORFLO | Doğru sistem operasyon ve kalibrasyon doğrulama için elektronik kaset |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır