Технология подсчета клеток CASY

Технология CASY представляет собой многоканальную систему подсчета клеток в электрическом поле . Впервые он был продан компанией Schärfe System GmbH в 1987 году под названием CASY1. Первые системы продавались с компьютером ATARI и прямоугольным корпусом. В 1990-е годы компьютер ATARI был заменен обычным ПК, а шасси превратилось в цилиндры. В 2006 году Schärfe System была приобретена Innovatis AG, компанией, специализирующейся на анализе клеточных культур . CASY использует методы исключения электрического тока и анализа площади импульса, что позволяет эффективно и точно анализировать и подсчитывать клетки. Эту технологию можно применять для подсчета клеток , анализа клеточных культур через определенный интервал времени или даже период времени.

Принцип технологии CASY

Жизнеспособность клеток можно оценить по целостности плазматической мембраны : у живых клеток плазматические мембраны неповреждены, тогда как мембраны мертвых клеток повреждены. Когда клетка подвергается воздействию поля низкого напряжения, электрический ток не может пройти через неповрежденную мембрану, которая является электрическим изолятором , если она жизнеспособна. В противном случае, поскольку клеточная мембрана повреждена, электрическое поле может пройти через поврежденную клетку, так как на ее мембране имеются поры. Размер нормальной клетки не может быть меньше размера ядра, который является критерием различия живых клеток и мертвых клеток.

В результате, когда клетки в электролите или определенном буфере выравниваются одна за другой с прецизионными измерительными порами и подвергаются воздействию электрического поля, каждая их информация может быть захвачена и состояние культуры, включая ее концентрацию, жизнеспособность и объем, можно анализировать. Например, когда живые клетки приобретают больший объем и проходят через ток, может быть сгенерирован и затем усилен более сильный импульс в ампер-1. Поскольку размер клетки связан с ее объемом, профиль размера клетки в популяции клеток можно получить с точки зрения высоты импульса. Поскольку клетки сканируются с такой высокой частотой, можно получить точный результат и высокое разрешение.

Эти результаты каждой ячейки суммируются и присваиваются калиброванному многоканальному анализатору с более чем 500 000 каналов. Таким образом, технология CASY, такая как проточная цитометрия клеток , может представлять данные каждой клетки в виде графика распределения клеток по размерам, который имеет две переменные: изменение объема клеток и изменение жизнеспособности клеток. Материалы, проходящие через аппарат, могут быть заблокированы. Новое оборудование имеет автоматически более низкий порог в 7 мкм, что позволяет исключить мелкие частицы и клеточный мусор из клеточной культуры. В то же время будет существовать верхний порог, предотвращающий агрегирование ячеек для подсчета. Однако некоторые пользователи могут установить неограниченный верхний порог для размера ячейки. Поскольку размер ячейки каждого типа клеток варьируется, перед выполнением гейтирования следует убедиться, что правильный размер ячейки включен в эксперимент, связанный с размером ячейки. ^[1]

Преимущества

Поскольку жизнеспособность клеток определяется исключением электрического тока, красители жизнеспособности, такие как трипановый синий и йодид пропидия, не нужны. Следовательно, определение жизнеспособности клеток больше не должно быть окончательным экспериментом. Это преимущество позволяет проводить последующие тесты с использованием клеток, например, на жизнеспособность, через дополнительный интервал времени.

Полученный результат будет очень точным, поскольку все этапы не только выполняются роботизированно, но и имеют высокую пропускную способность (например, миллион событий в секунду).

Технология CASY является быстрой, но также надежной и воспроизводимой благодаря таким функциям, как многоканальный анализатор для обнаружения и анализа генерации высоты импульса. По сути, канал означает импульс, засчитанный в определенной энергии. Раньше в качестве приборов использовались одноканальные анализаторы. Они умеют считать пульс только в узком диапазоне. Таким образом, они могут анализировать клетки только один или несколько раз с заданной частотой. Если электрический ток изменился во время переноса клеток, его невозможно было обнаружить. Это может привести не только к увеличению времени анализа, но и к неточному результату подсчета клеток. Однако для многоканального анализатора он может сканировать весь диапазон энергий и импульсы в каждом канале. Поскольку для подсчета клеток имеется более 500 000 каналов, как только ячейка проходит через измерительную пору, для 1 ячейки будет выполняться множество каналов мониторинга. В результате скорость технологии CASY для получения информации о клетках может быть очень высокой. ^{[ нужна ссылка ]}

Приложения

Одним из применений технологии CASY является электронный счетчик клеток для определения количества клеток и их жизнеспособности в образце. Оборудование показано на рис. 3, а на рис. 4 показаны результаты, включая общее количество клеток, а также процент дебриса, живых клеток и мертвых клеток, отображаемые на экране счетчика клеток.

Линдл и др. (2005) ^[2] сравнил технологию CASY с двумя стандартными методами измерения жизнеспособности клеток, включая поглощение нейтрального красного и анализ МТТ . Они обнаружили, что наиболее чувствительные значения IC50, которые были наиболее близки к значениям, указанным в литературе, были получены с помощью этого электронного счетчика клеток. Некоторые токсиканты в этих экспериментах с использованием химических методов могут повлиять на механизмы анализов. Таким образом, результаты станут недействительными. Однако электронный счетчик клеток позволяет отслеживать не только все изменения клеток, даже некроз клеток, по различным типам и концентрациям токсикантов, но и сложную смесь токсикантов в клеточной культуре. Можно было бы видеть, что прогрессирующие изменения умирающих клеток также могут быть обнаружены. С другой стороны, все результаты счетчика электрических ячеек могут быть переданы на компьютеры с помощью обычных программ для работы с электронными таблицами. Никакое другое специальное программное обеспечение не будет установлено на каждый компьютер для получения результата. ^{[ нужна ссылка ]}

Различия между подсчетом клеток CASY и Коултера

Счетчик Коултера ^[3] — одно из других устройств, используемых для подсчета клеток. Как и технология CASY, здесь для подсчета клеток также используется электрический ток. Однако разница между ними в том, что в счетчике сошников имеется отверстие, называемое «зоной чувствительности», с известным объемом электролита. Когда взвешенные клетки проходят через него, они вытесняют эквивалентный объем электролита в чувствительной зоне и вызывают кратковременное изменение электрического тока через отверстие. Поскольку схема предназначена для обнаружения изменения тока в ней, будут подсчитаны любые частицы, которые могут вытеснить электролит. Было бы видно, что измерение клеток будет происходить от одного объема к другому объему в том же образце. ^{[ нужна ссылка ]}

Напротив, технология CASY не включает в себя электролитический резервуар в отверстии, и ячейки с электролитом могут проходить через измерительную пору. Не было бы необходимости обнаруживать клетки из одной партии в другую, а измерять их непрерывно и плавно.

Ссылки

^ CASY CELL COUNTERS, технология CASY для подсчета жизнеспособных клеток. [Онлайн]. В SEDNA SCIENTIDIC. Доступно: http://www.sednascientific.com/CASY-Cell-counters.html. Архивировано 5 мая 2009 г. в Wayback Machine [17 ноября 2008 г.]
^ Линдл Т., Левандовски Б., Шейрогг С., Штаудте А.. (2005) Оценка цитотоксичности 50 химических веществ in vitro с использованием метода исключения электронного тока в сравнении с поглощением нейтрального красного и анализами МТТ. Альтернативы лабораторным животным, 33: 591-601.
^ Принцип Коултера. [Онлайн]. В Беккер Коултер. Доступно: http://www.beckmancoulter.com/coultercounter/homepage_tech_coulter_principle.jsp. Архивировано 4 декабря 2008 г. в Wayback Machine [22 ноября 2008 г.]

[1] CASY CELL COUNTERS, технология CASY для подсчета жизнеспособных клеток. [Онлайн]. В SEDNA SCIENTIDIC. Доступно: http://www.sednascientific.com/CASY-Cell-counters.html. Архивировано 5 мая 2009 г. в Wayback Machine [17 ноября 2008 г.]

[2] Линдл Т., Левандовски Б., Шейрогг С., Штаудте А.. (2005) Оценка цитотоксичности 50 химических веществ in vitro с использованием метода исключения электронного тока в сравнении с поглощением нейтрального красного и анализами МТТ. Альтернативы лабораторным животным, 33: 591-601.

[3] Принцип Коултера. [Онлайн]. В Беккер Коултер. Доступно: http://www.beckmancoulter.com/coultercounter/homepage_tech_coulter_principle.jsp. Архивировано 4 декабря 2008 г. в Wayback Machine [22 ноября 2008 г.]

[1]

[2]

[3]