1. 細胞計數的意義
計數細胞是了解細胞數量變化的基本方法,細胞數量變化是細胞生理功能表現的重要指標,準確的細胞數量變化提供準確的功能信息,錯誤的細胞數量變化提供錯誤的功能信息。所以細胞計數準確性決定細胞生理學研究的成功與失敗。
2. 細胞計數要解決的問題
細胞計數的目的是確定細胞樣本中的細胞數量,一般是指單位體積內的細胞數量,如1升血樣本中含有多少個紅細胞,多少個白細胞;細胞學實驗經常需要比較細胞處理前后的數量變化。計數細胞就是確定細胞樣本處理前后每單位樣本中含有多少個細胞,即單位體積內的細胞數。
3. 現行細胞計數儀器和計數方法存在的問題
現在計數細胞的儀器和方法不少,但計數準確度都不高,達不到細胞學研究要求的水平。原因出在細胞計數儀設計師對細胞計數的目的要求和細胞計數操作過程,認識不夠清楚,設計的儀器結構原理有問題。以細胞計數板為例,細胞計數板的結構不太合理。細胞計數板的結構是在一片玻璃板上蝕刻出一個細胞計數池,呈方形,邊長1mm,深度0.1mm,容積是0.1mm
3=0.1微升=萬分之一毫升,底面用線分割成方格。計數板計數的細胞數準確度沒有問題,刻蝕的容積也沒有問題,問題出在使用方法。細胞計數的時候,計數池上面加了一個蓋玻片,細胞樣本是從計數板與蓋玻片之間的縫隙中加進去的。細胞液充滿計數池和計數池與蓋玻片之間的空隙,這個空隙中的細胞也進入計數池。因此計數的細胞體積應該是計數池的體積加上空隙體積。空隙體積是多大,不知道,計算細胞密度的時候都不計算內,被忽略掉了,所以細胞計數板計數的細胞密度不準確。縫隙體積很小,但相對于只有0.1微升的計數池體積,影響是很大的,可能達到15%或更大,所以是不可以忽略掉的。計數池容積太小和加蓋玻片是細胞計數板的致命傷。
細胞計數板是最常用的細胞計數方法,優點是簡單、方便,計數細胞真實,數量準確。缺點是計量體積不準確,計數結果不準確,另外計數的細胞無法回收使用和細胞數量少于10萬的樣本無法計數也是問題。
細胞自動計數分析儀(Cellometer )是最近推出來的細胞計數方法。Cellometer的問題比較大。Cellometer是基于圖像分析的細胞計數儀。計數原理類似與血球計數板,只是用儀器攝像代替人眼觀察細胞計數。加20ml樣本到計數儀計數板的樣品室內,使細胞平鋪為單層細胞,將計數板放入計數儀內,通過儀器攝像頭選擇一個視野,記錄視野內的細胞。該儀器的細胞計數方法沒有記錄樣品室內的全部細胞,只是選取樣品室內細胞分布的一個視野進行計數。儀器設定的視野面積近似于血球計數板一個白細胞計數單位的面積,沒有考慮樣品深度,而且顯微鏡視野面積受放大倍數影響,面積和深度都不確定,體積更是問題,體積不準確,計數出來的細胞濃度不會準確。因此Cellometer細胞計數方法可信度很低。
流式細胞計數儀,以B.Dtc20-automated-cell-counter 為例,是臨床醫學應用比較多的細胞計數方法。這是一種基于庫爾特原理的細胞計數儀。庫爾特原理認為,懸浮在電解液中的顆粒隨電解液通過小孔管時,取代相同體積電解液,導致小孔管內外兩電極間電阻發生瞬時變化,產生電位脈沖,脈沖信號的大小和次數與顆粒的大小和數目成正比。這類細胞計數儀是根據細胞通過小孔引起電位變化計算細胞個數。儀器根據細胞體積大小設定脈沖信號上下限,在上下限之間的顆粒信號作為細胞記錄,大于上限和小于下限的顆粒信號不作為細胞記錄,與顆粒的顏色、形狀、性質無關。這種計數方法不能區分細胞與非細胞顆粒,體積與細胞大小相同的非細胞顆粒也作為細胞記錄下來,非細胞顆粒造成假陽性細胞,大于和小于設定孔徑的細胞不作細胞計數造成假陰性。這類細胞計數儀的優點是,自動化程度高,快速方便,樣本體積計量準確;主要問題是存在假陽性和假陰性問題,誤差比較大,計數的細胞密度準確度或真實性不高,而且檢測的細胞數量不能太少,細胞不能回收使用。該方法用于臨床檢驗(要求準確度不高)還可以,但不適合細胞學實驗。
4. 細胞計數問題的解決辦法
上面介紹的三種類型細胞計數方法,涵蓋了現代生物醫學領域細胞計數的基本技術和方法。細胞計數是要獲得一個準確的細胞密度。細胞密度是單位體積內的細胞數量。計數細胞樣本的體積準確,細胞數準確,密度才會準確。三種細胞計數方法,要么計數樣本體積不準確(血球計數板,自動細胞計數儀),要么細胞計數不準確(流式細胞儀),所以細胞計數結果都不夠準確。
計數細胞獲得一個準確的細胞密度,看起來很復雜,難度很大,實際上真正理解了細胞計數的目的和要求,問題不難解決。如果能夠準確取一定容量細胞樣本,放到一個容器里,準確記錄全部細胞,問題就解決了。怎樣準確記錄一個容器里的全部細胞?如果容器里有幾百個細胞,無規律分布在底面上,用顯微鏡觀察,全部準確計數出來不太可能,如果把容器底部分割成許多個方格,標出行列號,一個方格中只有幾個細胞(不超過10個),很容易準確記錄出來,既不會漏計,也不會重計,將各個方格里的細胞數匯總起來就是全部細胞數。具體辦法是改變計數板的結構,加大計數池容積,設計一個底面積4.0mm´4.0mm,高度10.0mm,總體積是160微升的方形計數杯,底面上刻蝕16´16條線,標上行列號,構成256個方格。杯口稍大一些6.0mm´6.0mm,單個計數杯不好放置,最好8個一組并列成條狀,再給條型杯配置一個蓋子和一個架子。條形細胞計數杯用塑料做成一次性的,能夠滅菌處理,方便回收細胞。這樣的細胞計數杯,計數準確,造價低廉,使用方便。
如果做成方形杯有困難,可用一個簡單辦法替代,直接在96孔細胞培養(檢測)板的底面上刻蝕16´16條線也可以。96孔細胞培養板有條形的。
計數的時候,只需取一定量細胞液,如10.0微升,加入計數池或計數孔中,加蓋(不會與液面接觸)。這樣的計數板不能用正置顯微鏡計數,需要用倒置顯微鏡。
5. 新型細胞計數板的特點和適用對象
新型細胞計數板是一個底面上標記有方格的細胞培養板或檢測板。操作簡便,只需將一定量細胞液放入計數孔內,直接在顯微鏡下計數,計數值除以體積乘上稀釋倍數就是細胞濃度。計數板造價低廉,無菌處理,一次性使用。計數的細胞可以回收,再用于實驗。
新型細胞計數板的優勢是計數的細胞濃度準確度高,計數的細胞可以回收使用。其他細胞計數儀器能解決的問題,它也能解決,但是它能解決的有些問題其他細胞計數儀器解決不了,如準確計數幾百個細胞,回收再用于實驗,上述三種細胞計數儀器都做不到。新型計數板適合細胞學和細胞免疫學實驗研究使用,是的主要應用對象,臨床檢驗細胞計數也可以應用。臨床檢驗要求細胞計數簡單快捷,能夠處理大批量樣本,不要求細胞計數非常準確,新型計數板可以做血細胞常規項目檢驗,但與流式細胞儀比較不具有優勢。
新型細胞計數板輔助設備只需要一臺顯微鏡,使用簡單方便。既可以用于細胞學和細胞免疫學研究,也可以用于臨床檢驗。研究單位,臨床單位,教學單位,都可以應用,個體診所也買得起用得上。細胞準確計數的問題國內外都沒有解決,國內有需求,國外也有需求,所以應用市場非常廣闊。新型細胞計數板結構簡單,很容易設計制造,誰先制造出來,誰就占有了市場,后來者很難再有機會。
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