The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Dutch was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
1Orflo Technologies, 2University of Utah
Dittami, G. M., Sethi, M., Rabbitt, R. D., Ayliffe, H. E. Determination of Mammalian Cell Counts, Cell Size and Cell Health Using the Moxi Z Mini Automated Cell Counter. J. Vis. Exp. (64), e3842, doi:10.3791/3842 (2012).
Deeltjes en celtellingen wordt gebruikt voor diverse toepassingen, zoals routine celkweek, hematologische analyse en de industrie 1-5. Een kritische doorbraak in cel / deeltjestelling technieken was de ontwikkeling van de Coulter techniek Wallace Coulter dan 50 jaar geleden. De techniek houdt in de toepassing van een elektrisch veld over een microscopisch kleine opening en hydrodynamisch richten enkele deeltjes door de opening. De resulterende occlusie van de opening van de deeltjes levert een meetbare verandering in elektrische impedantie die direct en nauwkeurig worden gecorreleerd celgrootte / volume. De erkenning van de aanpak als de benchmark in cel / deeltjes te tellen komt voort uit de buitengewone precisie en nauwkeurigheid van de deeltjesgrootte en telt, in het bijzonder in vergelijking met handleiding en beeldvorming op basis technologieën (nauwkeurigheid in de orde van 98% voor Coulter tellers versus 75 - 80% voor manuele en visie-gebaseerde systemen). Dezekan worden toegeschreven aan het feit dat, in tegenstelling tot de beeldvorming benaderingen naar cel tellen, de Coulter Techniek een echte drie-dimensionale (3-D) het meten van cellen / deeltjes die aanzienlijk aantal storingen teruggebracht van puin en clustering maakt door het berekenen van nauwkeurige volumetrische informatie over de cellen / deeltjes. Algemeen is dit een middel voor het opsommen van de dimensionering en cellen in een nauwkeuriger, minder vervelend, minder tijdrovend en minder subjectieve wijze dan andere tel technieken 6.
Ondanks de bekendheid van de Coulter techniek in cel tellen, is het wijdverbreide gebruik in de dagelijkse biologische studies zijn onbetaalbaar vanwege de kosten en de grootte van traditionele instrumenten. Hoewel een goedkopere Coulter gebaseerd instrument is geproduceerd, heeft beperkingen ten opzichte van de duurdere tegenhangers in de correctie "toeval gebeurtenissen" waarin twee of meer cellen door het diafragma en gelijktijdig gemeten. Another beperking met bestaande technologieën Coulter is het gebrek aan statistieken over de algemene gezondheid van de cel monsters. Bijgevolg moet aanvullende technieken vaak gebruikt in combinatie met Coulter tellen levensvatbaarheid van de cellen te bepalen. Dit strekt zich uit experimentele setup-tijd en kosten, omdat de traditionele methoden van de levensvatbaarheid beoordeling nodig cel kleuring en / of het gebruik van dure en zware apparatuur zoals een flowcytometer.
De Moxi Z mini geautomatiseerde cel teller, hier beschreven, is een ultra-kleine tafelmodel instrument dat de nauwkeurigheid van de Coulter Principe combineert met een dunne-film-sensor-technologie in staat te stellen precieze maatvoering en het tellen van deeltjes, variërend 3 tot 25 micron, afhankelijk van de celtellingen de cassette gebruikt. De M type cassette kan worden deeltjes tellen van de gemiddelde diameter van 4-25 micron (dynamisch bereik 2-34 micron), het type S cassette kan worden deeltjes met en gemiddelde diameter van 3 tellen - 20 micron (dynamische range 2-26 micron). Aangezien het systeem een volumetrische meetmethode de 4-25 micron overeen met een celvolume reeks van 34 - 8180 fL en 3 - 20 micron overeen met een cel volume-gebied van 14 tot 4200 fL, welke relevant is voor de niet-bolvormige deeltjes worden gemeten. Van zoogdieren celtellingen met de Moxi Z uitvoert, worden de cellen geteld eerst verdund met ORFLO of dergelijke verdunningsmiddel. Een cel tellen cassette is geplaatst in het instrument, en het monster is geladen in de haven van de cassette. Duizenden cellen worden getrokken, enkele bestand via een "Cell Sensing Zone" (CSZ) in de dunnefilm membraan over 8-15 seconden. Na de run het instrument gebruikt eigen curve-fitting in combinatie met een eigen software algoritme toeval geval correctie voorzien met een evaluatie van de algemene gezondheid cultuur door bepaling van de verhouding van het aantal cellen in de populatie van belang het aantal deeltjes. Het totale aantal deeltjes Met inbegripe gekrompen en afgebroken dode cellen, evenals andere vuil en verontreinigingen. De resultaten zijn weergegeven in histogram formaat met een automatische curvefit met poorten die handmatig kan worden bijgesteld te worden.
Uiteindelijk is de Moxi Z kan tellen met een precisie en nauwkeurigheid te vergelijken met een Coulter Z2, de huidige gouden standaard, terwijl ze bijkomend kunst gezondheid informatie. Verder realiseert deze resultaten in minder tijd, met een kleinere footprint, met aanzienlijk eenvoudiger bediening en onderhoud, en tegen een fractie van de kosten van vergelijkbare technologieën.
1. Bereiding van de monsters
2. Running Monsters
3. Het beheer van gegevens
4. Analyse van Eerder Verworven gegevens
5. Gegevens overzetten naar een pc
6. Representatieve resultaten
Om de precisie en nauwkeurigheid van de Moxi Z te beoordelen, tellingen van HEK-293 cellen, HeLa-cellen, CHO-K1, Gist, Jurkat E6-1-cellen, PC12 cellen, en precisie-gekalibreerd kraal suspensies met concentraties variërend van 0-500,000 cellen / ml (type M cassette) en 0-2-2.5e 6 cellen / ml (Type S cassette) werden geteld en vergeleken met een Coulter Z2 en Moxi Z. Alle zoogdiercellen werden verkregen van de American Type Culture Collection (ATCC) en gekweekt zoals eerder beschreven 7-11. In het kort werden cellen gekweekt in suspensie in 75 mm2 weefselkweekflessen met kern media RPMI 1640 (Jurkat E6-1, PC12), MEM (HEK-293, HeLa-cellen) of F12K (CHO-K1) cellen. Alle media werd aangevuld met10% foetaal runderserum en 100 U penicillin/100 pg streptomycine. Kolven werden gehandhaafd in een incubator bij 37 ° C met 5% CO2. Cellen werden elke 3 dagen. Gistcellen (X5, C. albicans, Vin 13) werden geschonken en gebruikt onmiddellijk als voorzien. Uitgangsmonster concentraties ~ 500.000 cellen / ml voor type M cassette gegevens ~ 2 2.5e 6 cellen / ml voor de cassette type S werden vastgesteld met de Coulter Z2. Na de theoretische concentraties werden voorbereid door middel van seriële verdunningen met fysiologische buffers (Isoton II of Balanced Salt Hank's oplossing). Elke concentratie werden gemeten door monsters identiek beide systemen uitgezet tegen elkaar. Zoals blijkt uit fig. 2, er een sterke lineaire correlatie (type M r 2> 0,9886, Type S r 2> 0,9781) tussen de tellingen voor alle monsters. De concentraties werden ook vergeleken met de verwachte / theoretische celconcentraties met zowel de Moxi Z en de Z2 ( 2> 0,9758, Type S r 2> 0,9774).
Om de precisie te beoordelen, werden HEK-293 en HeLa-cel-tellingen uitgevoerd met behulp van de Coulter Z2, Moxi Z, en een hemocytometer. De gemiddelde variatiecoëfficiënt (CV, n = 19) van het bloedbeeld het gebruik van de Moxi Z (Type M cassette), Coulter Z2 en een hemocytometer werden berekend met CV's gemeten van 5 afzonderlijke tellingen in de 200,000-300,000 cellen / ml bereik. De kleine gemiddelde CV (figuur 4) van de Moxi Z is vergelijkbaar met die van de Z2 en is representatief voor de hoge mate van precisie alleen haalbaar is met Coulter op basis van het tellen van technologieën.
Dimensionering precisie van de Moxi Z instrument werd naast geëvalueerd door het meten van de gekochte, precisie gekalibreerd polystyreen bolletjes. Gemiddelde deeltjesgrootte metingen (n = 5) van Moxi Z werd uitgezet tegen de fabrikant gerapporteerd afmetingen. Zoals in Figuur 5, de Moxi Z metingen consistent afgestemd de fabrikant waarden met een hoge lineaire correlatie (R2 = 0,9989).
Naast omvang en aantal gegevens, Moxi Z biedt een reagens-vrije, algemene beoordeling van de zoogdiercelculturen gezondheid, met het gemelde Moxi Levensvatbaarheid Index (MVI) waarde. Deze index wordt gegenereerd van een verhouding van het aantal cellen in de populatie van belang met betrekking tot het totale deeltjesvormige telt. Om de MVI meetmogelijkheden te tonen, werden MVI lezingen (Type M cassette) in vergelijking met standaard handleiding en flowcytometrische levend / dode meettechnieken. Populaties van dode (<10% haalbaar) HEK-293 en HeLa cellen werden gecreëerd door overnacht incubatie van het levende cellen in een voedingsmedium vrij, natriumfluoride verdunningsmiddel (Isoton II, Beckman) bij 37 ° C. Gecontroleerde theoretische levensvatbaarheid niveaus werden bereid door het mengen van ratiometrically bekende concentraties van levende en dode cellen. Resulting oplossingen werden geanalyseerd voor de levensvatbaarheid van het niveau in twee exemplaren, met zowel hemocytometer telt en flowcytometer metingen. Hemocytometer metingen werden uitgevoerd bij een traditionele 50/50 mengsel van 0,1% Trypan blauwe oplossing en cellen. Flowcytometrie metingen zijn verricht met behulp van een Guava PCA cytometer (Merck) met de Viacount reagens en de door de fabrikant opgegeven protocol (Merck). Zoals getoond in figuur 6, de Pearson correlatiecoëfficiënt waarden (r2) "van de lineaire passing van de MVI gegevens analoge hemocytometer levensvatbaarheid percentages" HEK cellen en HeLa cellen werden r 2 = 0,9937 en r2 = 0,9728, respectievelijk. Deze resultaten tonen aan dat deze aanpak kunst gezondheid informatie geeft over een breed scala aan levensvatbaarheid van de cellen die gunstig vergelijken met de levende / dode metingen verkregen met behulp van een flowcytometer of hemocytometer.
Tabellen en figuren (Van Dittami et al., 2011.) 15:

Figuur 2. Moxi Z tellingen vergelijkbaar Coulter Z2 telt. Identieke graven cel kraal suspensies werden geteld met behulp zowel Coulter Z2 en Moxi Z. Gemiddeld aantal waarden (n = 3-4) van de Moxi Z tellingen werden uitgezet ten opzichte van de Coulter overeenkomstige Z2 telt en R2 waarden van de lineaire fit bepaald. A) Type M cassette - concentratiegebied van 0 - 500.000 cellen / ml. B) Type S cassette - concentratiegebied van 0 - 2-2.5e 6 / ml.Error balken geven ± 1 standaarddeviatie.

Figuur 4. Variatiecoëfficiënt voor de Coulter Z2, Moxi Z (Type M cassette), en hemocytometer. De gemiddelde variatiecoëfficiënt (CV, n = 19) van de HEK-293 en HeLa-cel-tellingen voor elke benadering werden berekend met cv's gemeten van 5 afzonderlijke tellingen van HEK-293 en HeLa cellen in de 200.000 - 300.000 cellen / ml bereik. Foutbalken geven ± 1 standaarddeviatie.

Figuur 6. Cultuur Health Assessment met behulp van MVI - Vergelijking van de MVI-metingen (Type M cassette) en Guava PCA Viacount levensvatbaarheid versus visuele, trypanblauw gekleurd levensvatbaarheid telt met behulp van een hemocytometer.
De onderliggende uitvoering van de Coulter aanpak kan zeer deterministisch van de algehele nauwkeurigheid van de metingen. Een kritische gebied is de correctie van de ruwe-cel-tellingen voor "toeval events" waar twee of meer cellen tegelijk door het diafragma en worden gemeten als een elektrische gebeurtenis. "Toeval gebeurtenissen" bijdragen tot fouten die varieert afhankelijk van een aantal factoren, waaronder celgrootte en mate van bundeling (Davis et al. 1967) 6. Hierdoor kan de vereiste toeval correctie voor elk monster niet worden voorspeld zeer verschillende tussen cellen / deeltje typen en ook verschillende culturen identieke celtypen. Gevestigde theorie, verankerd in de eerste publicaties Coulter, omvat de toepassing van een logaritmische aanpassing van de ruwe tellingen gebaseerd op het aantal waargenomen en aan een empirisch bepaalde, deeltjes-specifieke correctiefactor z. Hoewel nauwkeurige tellingen kan worden bereikt met tzijn correctie-algoritme wordt beperkt de praktische toepassing vanwege de grote variaties in z waarden tussen celtypes en de overeenkomstige moeilijk nauwkeurig te voorspellen zijn waarde. Hier de "echte" cellen die de Moxi Z curve fitting in combinatie met het samenvallen correctie-algoritme de Moxi Z corrigeert voor dynamisch toeval de werkelijke concentratie te bereiken. In vergelijking met de resultaten verkregen met hoogwaardige Coulter Z2 de Moxi Z geproduceerd vergelijkbare aantallen in een concentratie van 0 - 500.000 cellen / ml (type M cassette) en 3000 - 2 2.5e 6 cellen / ml (Type S cassette) . Bovendien is de Moxi Z bereikt deze telling nauwkeurigheid een soortgelijke lage variatiecoëfficiënt in counts en nauwkeurigheid in deeltjesgrootte die kenmerkend is voor de gouden standaard Coulter-techniek celtellingen.
Bovendien is de hier gepresenteerde gegevens blijkt dat de Moxi Z kan waardevolle informatieten aanzien van de algehele gezondheid van de celculturen. De Moxi Z maakt gebruik van de curve fitting aanpak met een eigen software algoritme om deze cultuur van medische controle te bepalen. Morfologische veranderingen in verband met celdood, zoals blebbing, breken en volumetrische vervalsing (Kataoka en Tsuruo 1996 Liegler et al. 1995, Sheridan et al. 1981) 12-14, maken het mogelijk de Moxi-Z impedimetrische verschillen onderscheiden leven populaties en dode cellen / puin populaties. De MVI wordt gegenereerd door analyse van de cultuur / deeltjesgrootteverdeling de relatieve bijdragen van de deeltjes vuil, gekrompen necrotische cellen en de curve uitgerust celpopulatie van interesse. De MVI waarde geeft daardoor een populatie index of ratiometrische maat voor de monodisperse populatie telt ten opzichte van de totale deeltjes populatie profiel. Deze waarde is dan algoritmisch-aangepast op basis van bevolkingsstatistieken en empirische waarnemingen. Because de MVI kijkt naar andere parameters dan de traditionele benaderingen vlekken, is het niet te verwachten dat deze technieken spiegel, maar in plaats daarvan is een waardevol alternatief blik in de gezondheid van een cel cultuur, met name met betrekking tot het puin en microbiële verontreinigingen.
Kortom, de Moxi-Z celgetalmeter is een ultra klein tafelmodel instrument dat een nauwkeurige en reproduceerbare testen van het aantal cellen, celgrootte, en de gezondheid van de cellen met behulp van de Coulter Principe en curve-fitting software-algoritmen in combinatie met een gepatenteerde dunne-film-sensor-technologie biedt . Met type M cassette is kan het tellen van deeltjes varieert 4-25 micron (dynamisch bereik van 2-34 micron) in 8 seconden. Met cassette het type S is kan het tellen van deeltjes varieert van 3 - 20 micron in diameter (dynamisch bereik van 2-26 micron) in 15 seconden. Bovendien is de Moxi-Z voert Keuringen zonder gebruik van de reagentia. Het is veel minder arbeidsintensief intensive en subjectieve dan handmatig tellen. In vergelijking met standaard Coulter tellen, de Moxi sneller aanmerkelijk kleiner, levert informatie, aanzienlijk minder onderhoud gemakkelijker te gebruiken, en een fractie van de kosten.
Gregory M. Dittami en HE Ayliffe zijn medewerkers van Orflo Technologies, het bedrijf dat ontworpen, produceert en verkoopt de Moxi Z. Richard D. Rabbitt biedt in deeltijd, betaald consulting expertise aan Orflo Technologies.
Productie en gratis toegang tot dit artikel wordt gesponsord door Orflo Technologies.
| Name | Company | Catalog 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 |