Dall'emocitometro ai chip senza lenti: cosa è cambiato in 150 anni di contabilità cellulare?
Nei laboratori di scienze della vita, spesso si svolge una scena familiare: davanti a un microscopio, un ricercatore mette una goccia di sospensione cellulare su un emocitometro, osservando attentamente griglia per griglia,numeri di registrazioneQuesta era una volta una routine standard quotidiana per innumerevoli personale di laboratorio.
Sebbene sembri semplicemente "contare le cellule", detta decisioni fondamentali nella coltura cellulare, nella scoperta di farmaci e nella terapia cellulare.
Oggi, ripercorriamo la cronologia storica per esplorare come il conteggio cellulare si è evoluto passo dopo passo da "linee di conteggio" a "tecnologia di chip senza lenti".
Lo sviluppo della moderna tecnologia di conteggio cellulare risale al XIX secolo.
Lo scienziato francese Louis-Charles Malassez inventò l'emocitometro, combinando l'osservazione microscopica con una scala a griglia standardizzata.Questa innovazione ha permesso ai ricercatori di contare le cellule all'interno di un volume fisso e di calcolare la concentrazione del campione attraverso la scalazione proporzionale.
Essendo semplice, intuitivo e poco costoso, questo metodo rimase in uso per quasi un secolo.
(Emocitometro)
Con l'approfondimento della ricerca scientifica sulla vita, le limitazioni intrinseche del conteggio manuale divennero sempre più evidenti:
Alta dipendenza dall'esperienza degli operatori:I giudizi relativi ai confini delle cellule, ai grumi cellulari, ai detriti e alle cellule anormali variano significativamente tra il personale e il personale.
Campo visivo limitato:Quando si tratta di campioni distribuiti in modo irregolare, aggregati o eterogenei, basandosi su pochi campi microscopici spesso non si riesce a rappresentare con precisione lo stato complessivo del campione.
A metà del XX secolo, l'emergere delPrincipio di Coulterha cambiato radicalmente il modo in cui venivano contate le cellule.
Questa tecnologia utilizza il cambiamento della resistenza elettrica generata quando le celle passano attraverso una microapertura:
(Principio di Coulter)
Rispetto al conteggio manuale, l'impedenza elettrica offre velocità di rilevamento significativamente più rapide e una maggiore automazione, consentendo un'analisi continua di grandi volumi di campioni.
Di conseguenza, ha ottenuto un'ampia applicazione nell'analisi del sangue, nella coltura cellulare e nel monitoraggio dei bioprocessi industriali.
Tuttavia, il rilevamento basato sull'impedenza comporta alcuni limiti: poiché si basa principalmente sul volume della cella e sulle proprietà elettriche,capacità di acquisire informazioni dettagliate sulla morfologia cellulare, le alterazioni strutturali e i tratti fenotipici complessi rimangono limitati.
Negli ultimi anni, il rapido progresso dell'intelligenza artificiale, in particolare dell'apprendimento profondo, ha aperto nuove possibilità per l'analisi delle immagini cellulari.
Attraverso l'addestramento su enormi set di dati, i modelli di IA possono imparare caratteristiche cellulari complesse e migliorare le capacità di riconoscimento in campioni difficili,la transizione dell'analisi cellulare dal semplice "conteggio" verso una più profonda "comprensione". "
Tuttavia, anche con algoritmi continuamente ottimizzati, l'imaging ottico rimane un fattore primario che limita le prestazioni analitiche.
In uno scenario di analisi delle celle ad alta capacità, i sistemi ottici convenzionali continuano ad affrontare sfide fondamentali:
Come mantenere una risoluzione sufficiente osservando aree di campionamento più ampie?
Come ridurre al minimo i vincoli fisici imposti da percorsi ottici complessi durante l'analisi rapida di grandi popolazioni cellulari?
Tecnologia di imaging senza lentiL'obiettivo è quello di ridurre il numero di cellule in grado di proiettare le immagini direttamente.
(Principio dell'immagine senza lenti)
I principali vantaggi di questo approccio tecnologico sono:
Raggiungere un campo di imaging efficace significativamente più ampio;
Eliminazione di componenti ottici complessi;
migliorare la stabilità complessiva del sistema;
Fornendo un'adeguata soluzione per applicazioni di analisi automatizzate ad elevato throughput.
Spinto dalla crescente domanda di una maggiore efficienza nell'analisi delle cellule e di una qualità dei dati superiore,JLM-LifetechLa Commissione ha integrato la tecnologia di imaging senza lenti con l'intelligenza artificiale per lanciare ilContatore cellulare e analizzatore morfologico della serie BC1600.
Utilizzando la tecnologia di trasferimento di carica verticale (VPS), la serie BC1600 esegue l'imaging diretto di campioni tramite un chip semiconduttore specializzato,accoppiandolo con algoritmi intelligenti per l'identificazione e l'analisi di cellule complete.
Oltre al semplice "conteggio delle cellule", la serie BC1600 offre approfondimenti sulla salute e le caratteristiche cellulari complessive.
In pratica, il sistema può essere utilizzato per:
Conteggio delle cellule
Calcolo della confluenza per le colture cellulari aderenti
Analisi morfologica cellulare
Grafici e segnalazioni statistiche multiparametriche basate sulla morfologia cellulare
Studi sulla dinamica della crescita cellulare e sul monitoraggio
- Sì, signore.
La serie BC1600 offre un filtraggio cellulare multiparametrico, consentendo agli utenti di analizzare selettivamente specifiche popolazioni cellulari di interesse per una ricerca più approfondita.
Per i biofarmaci, la coltura cellulare, la ricerca scientifica e il controllo di qualità, la serie BC1600 fornisce più stabile,acquisizione standardizzata di dati ridurre la variabilità umana e aumentare la riproducibilità sperimentale.
Allo stesso tempo, gli algoritmi di intelligenza artificiale integrati automatizzano i flussi di lavoro per ridurre al minimo la complessità delle operazioni, consentendo ai ricercatori di concentrarsi sulla progettazione sperimentale e sulla scoperta scientifica.
Ad esempio, se un utente è interessato ad analizzare l'area delle cellule tumorali, può utilizzare ilfunzionalità di IA addestrata dall'utente personalizzataaddestrare un algoritmo specificamente progettato per calcolare la superficie della cellula.
(Calcolo dell'area della cella da parte dell'utente)
La serie BC1600 è disponibile in due modelli: la versione standard ad elevato throughput (BC1600 Auto) e la versione portatile (BC1600 Lite), che si rivolge a ambienti diversi, dai laboratori di ricerca ad elevato rendimento ai test in campo.
Risoluzione:600 milioni di pixel (600 MP)
Canali di rilevamento:2 4 Canali
Intervallo di dimensioni delle particelle:1 μm 65 μm
Intervallo di concentrazione: 1 × 10^4 -1 × 10^8 celle/ml
Caratteristiche:Prelievo automatico di campioni, imaging automatico, colorazione automatica, lavaggio automatico
Risoluzione:100 milioni di pixel (100 MP)
Canali di rilevamento:1 canale
Intervallo di dimensioni delle particelle:1 μm 65 μm
Intervallo di concentrazione: 1 × 10^4 -1 × 10^8 celle/ml
Caratteristiche:Prelievo automatico di campioni, imaging automatico, lavaggio automatico
