De l'hémocytomètre aux puces sans lentille: que s'est- il passé en 150 ans de comptage cellulaire?

Dans les laboratoires des sciences de la vie, une scène familière se déroule souvent : devant un microscope, un chercheur dépose une goutte de suspension cellulaire sur un hémocytomètre, observant attentivement grille par grille, enregistrant des nombres et calculant la concentration cellulaire. C’était autrefois une routine quotidienne standard pour d’innombrables membres du personnel de laboratoire.

Même si cela ressemble à un simple « comptage des cellules », cela dicte des décisions cruciales en matière de culture cellulaire, de découverte de médicaments et de thérapie cellulaire.

Aujourd'hui, retraçons la chronologie historique pour explorer comment le comptage de cellules a évolué étape par étape, du « comptage des lignes de grille » à la « technologie des puces sans lentille ».

Le développement de la technologie moderne de comptage cellulaire remonte au 19e siècle.

Le scientifique français Louis-Charles Malassez a inventé l'hémocytomètre, combinant l'observation microscopique avec une échelle de grille standardisée. Cette innovation a permis aux chercheurs de compter les cellules dans un volume fixe et de calculer la concentration de l’échantillon grâce à une mise à l’échelle proportionnelle.

Parce qu’elle était simple, intuitive et peu coûteuse, cette méthode est restée largement utilisée pendant près d’un siècle.

(Hémocytomètre)

À mesure que la recherche en sciences de la vie s’approfondissait, les limites inhérentes au comptage manuel sont devenues de plus en plus évidentes :

Dépendance élevée à l’égard de l’expérience de l’opérateur :Les jugements concernant les limites des cellules, les amas de cellules, les débris et les cellules anormales varient considérablement selon le personnel.

Champ de vision limité :Lorsqu’il s’agit d’échantillons inégalement répartis, agrégés ou hétérogènes, le recours à quelques champs microscopiques ne parvient souvent pas à représenter avec précision l’état global de l’échantillon.

Au milieu du XXe siècle, l'émergence duPrincipe de Coultera fondamentalement changé la façon dont les cellules étaient comptées.

Cette technologie utilise le changement de résistance électrique généré lorsque les cellules traversent une micro-ouverture :

(Principe de fonctionnement du compteur Coulter)

Par rapport au comptage manuel, l'impédance électrique offre des vitesses de détection nettement plus rapides et une automatisation plus élevée, permettant une analyse continue de grands volumes d'échantillons.

Par conséquent, il a gagné en applications généralisées dans l’analyse du sang, la culture cellulaire et la surveillance des bioprocédés industriels.

Néanmoins, la détection basée sur l'impédance comporte certaines limites : parce qu'elle repose principalement sur le volume cellulaire et les propriétés électriques, sa capacité à capturer des informations détaillées sur la morphologie cellulaire, les altérations structurelles et les traits phénotypiques complexes reste limitée.

Ces dernières années, les progrès rapides de l’intelligence artificielle, en particulier de l’apprentissage profond, ont ouvert de nouvelles possibilités pour l’analyse d’images cellulaires.

En s'entraînant sur de vastes ensembles de données, les modèles d'IA peuvent apprendre des caractéristiques cellulaires complexes et améliorer les capacités de reconnaissance dans des échantillons difficiles, faisant passer l'analyse cellulaire du simple « comptage » à une « compréhension » plus approfondie.

Cependant, même avec des algorithmes optimisés en permanence, l’imagerie optique elle-même reste un principal facteur limitant les performances analytiques.

Dans les scénarios d’analyse cellulaire à haut débit, les systèmes optiques conventionnels continuent de faire face à des défis fondamentaux :

Comment maintenir une résolution suffisante tout en observant des zones d’échantillonnage plus grandes ?

Comment minimiser les contraintes physiques imposées par des chemins optiques complexes lors de l’analyse rapide de grandes populations cellulaires ?

Technologie d'imagerie sans lentillea émergé pour répondre à ces exigences exactes : se passer des objectifs traditionnels et permettre aux cellules de projeter des images directement.

(Principe d'imagerie sans objectif)

Les principaux avantages de cette approche technologique comprennent :

Obtenir un champ d'imagerie efficace beaucoup plus grand ;

Éliminer les composants optiques complexes ;

Améliorer la stabilité globale du système ;

Fournissant une solution idéale pour les applications d’analyse automatisées à haut débit.

Poussé par la demande croissante d’une plus grande efficacité d’analyse cellulaire et d’une qualité de données supérieure,JLM-Lifetecha intégré une technologie d'imagerie sans objectif à l'intelligence artificielle pour lancer leCompteur de cellules et analyseur morphologique série BC1600.

Utilisant la technologie de transfert de charge vertical (VPS), la série BC1600 effectue une imagerie directe des échantillons via une puce semi-conductrice spécialisée, en l'associant à des algorithmes intelligents pour une identification et une analyse complètes des cellules.

Au-delà du simple « comptage des cellules », la série BC1600 offre des informations approfondies sur la santé et les caractéristiques cellulaires globales.

Dans des applications pratiques, le système peut être utilisé pour :

Comptage cellulaire

Calcul de confluence pour les cultures cellulaires adhérentes

Analyse de la morphologie cellulaire

Cartographie statistique multiparamétrique et rapports basés sur la morphologie cellulaire

Dynamique de croissance cellulaire et études de suivi

...

La série BC1600 offre un filtrage cellulaire multiparamétrique, permettant aux utilisateurs d'analyser sélectivement des populations cellulaires spécifiques d'intérêt pour des recherches plus approfondies.

Pour les produits biopharmaceutiques, la culture cellulaire, la recherche scientifique et le contrôle qualité, la série BC1600 permet une acquisition de données plus stable et standardisée, réduisant ainsi la variabilité humaine et améliorant la reproductibilité expérimentale.

Dans le même temps, les algorithmes d’IA intégrés automatisent les flux de travail pour minimiser la complexité des opérations, permettant ainsi aux chercheurs de se concentrer sur la conception expérimentale et la découverte scientifique.

Par exemple, si un utilisateur souhaite analyser la surface des cellules tumorales, il peut utiliser lefonctionnalité d'IA personnalisée formée par l'utilisateurpour entraîner un algorithme spécifiquement conçu pour calculer la surface cellulaire.

(Calcul de la surface cellulaire auto-formé par l'utilisateur)

La série BC1600 est disponible en deux modèles : la version standard à haut débit (BC1600 Automatique) et la version portable (BC1600 léger), s'adressant à divers environnements, depuis les laboratoires de recherche à haut débit jusqu'aux tests sur le lieu d'intervention/sur le terrain.

Résolution:600 millions de pixels (600 MP)

Canaux de détection :2 à 4 canaux

Plage de taille des particules :1 μm – 65 μm

Plage de concentrations : 1 × 10 ^ 4 -1 × 10 ^ 8 cellules/mL

Caractéristiques:Échantillonnage automatisé, imagerie automatisée, coloration automatisée, lavage automatisé

Résolution:100 millions de pixels (100 MP)

Canaux de détection :1 canal

Plage de taille des particules :1 μm – 65 μm

Plage de concentrations : 1 × 10 ^ 4 -1 × 10 ^ 8 cellules/mL

Caractéristiques:Échantillonnage automatisé, imagerie automatisée, lavage automatisé