Vom Hämozytometer zum linsenfreien Chip: Was hat sich in 150 Jahren Zellzählung entwickelt?

2026-08-19 17:07:44

In Biowissenschaftslaboren entfaltet sich oft eine vertraute Szene: Vor einem Mikroskop platziert ein Forscher einen Tropfen Zellsuspension auf ein Hämozytometer, beobachtet sorgfältig Gitter für Gitter, notiert Zahlen und berechnet die Zellkonzentration. Dies war einst eine Standardroutine für unzählige Laborpersonal.

Obwohl es nur wie "Zählen von Zellen" erscheint, diktiert es kritische Entscheidungen in der Zellkultur, der Medikamentenentwicklung und der Zelltherapie.

Heute wollen wir die historische Zeitlinie verfolgen, um zu erforschen, wie sich die Zellzählung Schritt für Schritt vom "Zählen von Gitterlinien" zur "linsenlosen Chip-Technologie" entwickelt hat.

1874: Das Hämozytometer leitet die Ära der standardisierten Zellzählung ein

Die Entwicklung der modernen Zellzählungstechnologie reicht bis ins 19. Jahrhundert zurück.

Der französische Wissenschaftler Louis-Charles Malassez erfand das Hämozytometer, das die mikroskopische Beobachtung mit einer standardisierten Gitterteilung kombinierte. Diese Innovation ermöglichte es Forschern, Zellen in einem festen Volumen zu zählen und die Probenkonzentration durch proportionale Skalierung zu berechnen.

Da diese Methode einfach, intuitiv und kostengünstig war, blieb sie fast ein Jahrhundert lang weit verbreitet.

(Hämozytometer)

Mit der Vertiefung der biowissenschaftlichen Forschung wurden die inhärenten Grenzen der manuellen Zählung immer deutlicher:

Hohe Abhängigkeit von der Erfahrung des Bedieners: Urteile über Zellgrenzen, Zellaggregate, Ablagerungen und abnormale Zellen variieren erheblich zwischen verschiedenen Personen.

Begrenztes Sichtfeld: Bei ungleichmäßig verteilten, aggregierten oder heterogenen Proben reicht die Konzentration auf wenige mikroskopische Felder oft nicht aus, um den Gesamtstatus der Probe genau wiederzugeben.

Elektrische Impedanztechnologie: Zellzählung in das automatisierte Zeitalter einführen

Mitte des 20. Jahrhunderts veränderte das Aufkommen des "Coulter-Prinzips" grundlegend, wie Zellen gezählt wurden.Diese Technologie nutzt die Änderung des elektrischen Widerstands, der entsteht, wenn Zellen eine Mikroöffnung passieren:(Coulter Counter Funktionsprinzip)

Im Vergleich zur manuellen Zählung bietet die elektrische Impedanz deutlich schnellere Erkennungsgeschwindigkeiten und eine höhere Automatisierung, was eine kontinuierliche Analyse großer Probenvolumina ermöglicht.

\text{Cell passes through aperture} \longrightarrow \text{Alters resistance} \longrightarrow \text{Generates electrical pulse} \longrightarrow \text{Registers count}

Folglich fand sie breite Anwendung in der Blutanalyse, Zellkultur und der Überwachung industrieller Bioprozesse.

Dennoch birgt die impedanzbasierte Detektion bestimmte Einschränkungen: Da sie sich hauptsächlich auf Zellvolumen und elektrische Eigenschaften stützt, ist ihre Fähigkeit, detaillierte Informationen über Zellmorphologie, strukturelle Veränderungen und komplexe phänotypische Merkmale zu erfassen, eingeschränkt.

Bildanalyse & Künstliche Intelligenz: Maschinen das "Verstehen" von Zellen beibringen

In den letzten Jahren hat der rasante Fortschritt der künstlichen Intelligenz – insbesondere des Deep Learning – neue Möglichkeiten für die zelluläre Bildanalyse eröffnet.

Durch das Training mit riesigen Datensätzen können KI-Modelle komplexe zelluläre Merkmale lernen und die Erkennungsfähigkeiten bei anspruchsvollen Proben verbessern, wodurch die Zellanalyse von einfachem "Zählen" zu tieferem "Verstehen" übergeht.

Selbst mit kontinuierlich optimierten Algorithmen bleibt die optische Bildgebung selbst ein primärer Faktor, der die analytische Leistung einschränkt.

Eine neue Grenze: Linsenlose Bildgebungstechnologie

In Szenarien der Hochdurchsatz-Zellanalyse stehen herkömmliche optische Systeme weiterhin vor grundlegenden Herausforderungen:

Wie kann eine ausreichende Auflösung bei der Beobachtung größerer Probenflächen aufrechterhalten werden?

Wie können die physikalischen Einschränkungen komplexer optischer Pfade bei der schnellen Analyse großer Zellpopulationen minimiert werden?

Linsenlose Bildgebungstechnologie" ist entstanden, um genau diese Anforderungen zu erfüllen – sie verzichtet auf herkömmliche Linsen und lässt Zellen Bilder direkt projizieren.

(Linsenlose Bildgebung Prinzip)

Wichtige Vorteile dieses technologischen Ansatzes sind:Erreichen eines deutlich größeren effektiven Bildfeldes;

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Eliminierung komplexer optischer Komponenten;

Verbesserung der gesamten Systemstabilität;

Ideale Eignung für automatisierte Hochdurchsatz-Anwendungen.

JLM-Lifetech BC1600 Serie: Ein Ansatz der nächsten Generation zur Zellanalyse

Angetrieben von der wachsenden Nachfrage nach höherer Effizienz bei der Zellanalyse und überlegener Datenqualität hat "JLM-Lifetech" die linsenlose Bildgebungstechnologie mit künstlicher Intelligenz integriert, um die "BC1600 Serie Zellzähler und Morphologieanalysator" auf den Markt zu bringen.

Unter Verwendung der Vertical Charge Transfer (VPS) Technologie führt die BC1600 Serie eine direkte Probenbildgebung über einen spezialisierten Halbleiterchip durch und kombiniert diese mit intelligenten Algorithmen für eine umfassende Zellidentifizierung und -analyse.

Über das bloße "Zählen von Zellen" hinaus liefert die BC1600 Serie tiefe Einblicke in die allgemeine Zellgesundheit und -merkmale.

In praktischen Anwendungen kann das System verwendet werden für:ZellzählungKonfluenzberechnung für adhärente ZellkulturenAnalyse der ZellmorphologieMehrparametrische statistische Diagramme und Berichte basierend auf der Zellmorphologie

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Zellwachstumsdynamik und Verfolgungsstudien

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Die BC1600 Serie bietet mehrparametrische Zellfilterung, die es Benutzern ermöglicht, spezifische Zellpopulationen von Interesse für tiefere Forschung selektiv zu analysieren.

Für Biopharmazeutika, Zellkultur, wissenschaftliche Forschung und Qualitätskontrolle liefert die BC1600 Serie eine stabilere, standardisierte Datenerfassung – reduziert menschliche Variabilität und steigert die experimentelle Reproduzierbarkeit.

Gleichzeitig automatisieren integrierte KI-Algorithmen Arbeitsabläufe, um die Bedienkomplexität zu minimieren, sodass sich Forscher auf das experimentelle Design und die wissenschaftliche Entdeckung konzentrieren können.

Wenn ein Benutzer beispielsweise an der Analyse der Tumorzellfläche interessiert ist, kann er die "benutzerdefinierte KI-Trainingsfunktion" nutzen, um einen Algorithmus zu trainieren, der speziell für die Berechnung der Zelloberfläche entwickelt wurde.

(Benutzerdefinierte Zellflächenberechnung)

Verwandte Produkte

Die BC1600 Serie ist in zwei Modellen erhältlich: der Standard-Hochdurchsatz-Version ("BC1600 Auto") und der tragbaren Version ("BC1600 Lite"), die für verschiedene Umgebungen von Hochdurchsatz-Forschungslaboren bis hin zu Point-of-Care/Feldtests geeignet sind.

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01. BC1600 Auto – Das Flaggschiff für Hochdurchsatz-Leistung

Auflösung:

600 Millionen Pixel (600 MP)

Erfassungskanäle: 2 – 4 KanälePartikelgrößenbereich:

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1 µm – 65 µm

Konzentrationsbereich:

1 × 10^4 -1× 10^8 Zellen/mLMerkmale: Automatisierte Probenahme, automatisierte Bildgebung, automatisierte Färbung, automatisierte Wäsche02. BC1600 Lite – Das tragbare KraftpaketAuflösung:

100 Millionen Pixel (100 MP)

1 Kanal

1 µm – 65 µm