От гемоцитометра до чипов без линз: Что изменилось за 150 лет подсчета клеток?

В лабораториях биологических наук часто происходит знакомая сцена: перед микроскопом исследователь помещает каплю клеточной суспензии на гемоцитометр, тщательно наблюдая сетку за сеткой,регистрационные номераЭто когда-то было стандартной, ежедневной рутиной для бесчисленного персонала лаборатории.

Несмотря на то, что она кажется просто "счетом клеток", она диктует важные решения в области клеточной культуры, открытия лекарств и клеточной терапии.

Сегодня, давайте проследим историческую временную шкалу, чтобы исследовать, как подсчет клеток эволюционировал шаг за шагом от "линий подсчета" до "технологии чипов без линз".

Развитие современной технологии подсчета клеток восходит к XIX веку.

Французский ученый Луи-Шарль Малассез изобрел гемоцитометр, сочетающий микроскопическое наблюдение со стандартной шкалой.Это нововведение позволило исследователям считать клетки в пределах фиксированного объема и рассчитывать концентрацию образца с помощью пропорционального масштабирования.

Поскольку этот метод был простым, понятным и недорогим, его широко использовали почти столетие.

(Гемоцитометр)

По мере углубления исследований в области наук о жизни все более и более становились очевидны присущие ограничения ручного подсчета:

Высокая зависимость от опыта оператора:Суждения относительно границ клеток, клеточных скоплений, остатков и аномальных клеток значительно различаются между различными сотрудниками.

Ограниченное поле зрения:При обращении с неравномерно распределенными, агрегированными или гетерогенными образцами, полагаясь на несколько микроскопических полей, часто не удается точно представить общий статус образца.

В середине XX века возниклоПринцип Колтеракардинально изменил подсчет клеток.

Эта технология использует изменение электрического сопротивления, генерируемое при прохождении клеток через микроапертуру:

(Контррабочий принцип Коултера)

По сравнению с ручным подсчетом электрическая импеданс обеспечивает значительно более быструю скорость обнаружения и более высокую автоматизацию, что позволяет проводить непрерывный анализ больших объемов образцов.

В результате он получил широкое применение в анализе крови, культуре клеток и мониторинге промышленных биопроцессов.

Тем не менее, обнаружение, основанное на импедансе, имеет определенные ограничения: поскольку оно зависит в первую очередь от объема ячейки и электрических свойств,его способность собирать подробную информацию о морфологии клеток, структурные изменения и сложные фенотипические признаки остаются ограниченными.

В последние годы быстрое развитие искусственного интеллекта, особенно глубокого обучения, открыло новые возможности для анализа клеточных изображений.

Обучаясь на обширных наборах данных, модели ИИ могут изучать сложные функции клеток и улучшать способность распознавать сложные образцы,переход клеточного анализа от простого "счета" к более глубокому "пониманию". "

Тем не менее, даже при непрерывно оптимизируемых алгоритмах, оптическая визуализация остается основным фактором, ограничивающим аналитическую производительность.

В сценариях анализа ячеек с высокой пропускной способностью традиционные оптические системы по-прежнему сталкиваются с фундаментальными проблемами:

Как сохранить достаточное разрешение при наблюдении больших площадей выборки?

Как свести к минимуму физические ограничения, налагаемые сложными оптическими путями при быстром анализе больших популяций клеток?

Технология визуализации без объективаПоявились новые технологии для удовлетворения этих конкретных требований, отменяя традиционные линзы и позволяя клеткам прямо проецировать изображения.

(Принцип обработки изображений без линз)

Ключевые преимущества этого технологического подхода включают:

достижение значительно большего эффективного поля изображения;

Устранение сложных оптических компонентов;

повышение общей стабильности системы;

Идеально подходит для автоматизированных, высокопроизводительных приложений анализа.

Под влиянием растущего спроса на более высокую эффективность анализа клеток и высокое качество данных,JLM-LifetechИнтегрировала технологию визуализации без линз с искусственным интеллектом для запускаBC1600 серия клеточный счетчик и морфологический анализатор.

Используя технологию вертикальной передачи заряда (VPS), серия BC1600 выполняет прямую визуализацию образцов через специализированный полупроводниковый чип,сочетание его с интеллектуальными алгоритмами для комплексной идентификации и анализа клеток.

Помимо простого "счета клеток", серия BC1600 дает глубокое понимание общего здоровья и характеристик клеток.

В практическом применении система может использоваться для:

Подсчет клеток

Расчет конфугенции для клеточных культур с привязанностью

Анализ морфологии клеток

Многопараметрическая статистическая диаграмма и отчетность на основе морфологии клеток

Динамика роста клеток и исследования отслеживания

- Что?

Серия BC1600 предлагает многопараметрическую фильтрацию клеток, позволяя пользователям выборочно анализировать конкретные популяции клеток, представляющие интерес для более глубоких исследований.

Для биофармацевтики, клеточной культуры, научных исследований и контроля качества, серия BC1600 обеспечивает более стабильную,стандартизированное получение данных, снижающее изменчивость человека и повышающее воспроизводимость экспериментов.

В то же время интегрированные алгоритмы искусственного интеллекта автоматизируют рабочие процессы для минимизации сложности работы, что позволяет исследователям сосредоточиться на экспериментальном дизайне и научных открытиях.

Например, если пользователь заинтересован в анализе области опухолевых клеток, он может использоватьпользовательская обученная ИИобучить алгоритм, специально разработанный для расчета площади поверхности клетки.

(расчет площади ячейки, выполненный самостоятельно пользователем)

Серия BC1600 выпускается в двух моделях: стандартная версия высокой пропускной способности (BC1600 Авто) и портативной версии (BC1600 Lite), обслуживающий различные среды от исследовательских лабораторий с высокой производительностью до испытаний в пункте обслуживания / полевых испытаний.

Решение:600 миллионов пикселей (600 MP)

Канал обнаружения:2 4 каналы

Диапазон размеров частиц:1 мкм 65 мкм

Диапазон концентрации: 1 × 10^4 -1 × 10^8 клеток/мл

Особенности:Автоматизированный отбор проб, автоматизированная визуализация, автоматическое окрашивание, автоматическая стирка

Решение:100 миллионов пикселей (100 MP)

Канал обнаружения:1 канал

Диапазон размеров частиц:1 мкм 65 мкм

Диапазон концентрации: 1 × 10^4 -1 × 10^8 клеток/мл

Особенности:Автоматизированный отбор проб, автоматизированная визуализация, автоматизированная стирка