在生物医学研究中,准确计算细胞的数量或密度是许多常见实验和检测的基础。这些操作涵盖了基本的细胞培养维护(例如细胞传代)以及定量实验(如qPCR)。细胞计数的方法多种多样,本文将深入探讨这些方法的优缺点。
使用血细胞计数器时,首先需用70%酒精及镜头纸清洁计数器,然后轻轻放置盖玻片于计数板上。若盖玻片正确放置,将观察到牛顿环现象,表现为同心环状的彩色图案。接着,用移液器取一小部分细胞悬液,将移液器靠近计数板边缘,让悬液通过毛细作用流入计数室。若需检测细胞活性,则在加入计数室前,将台盼蓝以1:1比例混入细胞悬液中。血细胞计数器是最早用于获取准确细胞计数的方法,计数板上设有特定网格,方格为1毫米×1毫米,并进一步细分为0.05毫米×0.05毫米的小格子,计数室的边缘设计确保盖玻片固定于标记网格上方0.1毫米的位置,从而形成已知体积的测量区域。聚焦显微镜于计数室某区域后,使用计数仪对细胞进行计数。一般选择1平方毫米(100纳升)区域,并采用4倍或10倍物镜进行计数,具体取决于细胞的大小与悬液密度。此过程通常会重复于四个不同区域,并以平均值作为结果。如果检测细胞活性,应分别记录活细胞和死细胞,后者因膜受损而被台盼蓝染成蓝色。
手动计数方法虽然经济,但耗时且繁琐。其可靠性较低,特别是在多次重复计数时易产生人为误差。此外,频繁计数可能导致眼部疲劳。如果实验室偶尔需要进行细胞计数,而无额外高精度要求,血细胞计数器可作为一种经济选择。然而,对于需要频繁计数、提高精度或进行高通量应用的场合,此方法则显得不足。此外,手动计数难以区分悬液中不同类型的细胞,除非细胞在大小或形状上有显著差异。
相比之下,自动细胞计数仪提供了手动计数的快速、简便且自动化的替代方案。这些设备基于与血细胞计数器相同的原理,通过在已知区域内多次计数细胞并计算平均值来完成工作。它们也能利用台盼蓝等染料排除法区分活细胞和死细胞。自动细胞计数仪可以是独立设备或连接到计算机使用,大多数计数仪不仅提供细胞计数,还能统计细胞大小等信息。荧光细胞计数仪(如尊龙凯时推出的Luna-FL™双荧光细胞计数仪)可以有效区分活细胞和死细胞,并使用常见染色剂(如吖啶橙和碘化丙啶)进行细胞计数。此类细胞计数仪在含有非细胞碎片(如原代细胞)的培养物中表现优异,因为染料能够清晰地区分细胞。尊龙凯时的Luna-FL™双荧光细胞计数仪操作简单且成本适中,能有效减少手动计数的工作负担。尽管自动计数仪精确可靠,但在计数形状不规则、非常小、极度稀薄的悬液或需区分的多种细胞时,可能会遇到挑战。对于大多数细胞类型和应用,自动计数仪提供了高效的计数性能。
Coulter计数仪不同于光学仪器,其通过测量微通道的电阻变化来实现细胞计数。当细胞经过通道时,由于细胞自身的电阻较高,导致电阻短暂增加,并且这一变化会随细胞大小的增大而加大。Coulter计数仪的操作过程类似于自动细胞计数仪,但在使用前需进行空白测试,并在后续工作中进行设备清洗。该仪器速度快,能准确计数不同大小的细胞,因此被广泛应用于医院血细胞计数。但其无法分辨活细胞和死细胞,也不适合计数形成团簇的细胞,且需较高的维护要求。
流式细胞仪通常用于更详细的细胞分析,配备荧光检测技术,能够识别标记的细胞内成分。并非所有流式细胞仪都具备细胞计数功能,但具备体积测量能力的流式细胞仪能够提供高精度的细胞计数,并且通过荧光标记的抗体区分细胞类型。尽管流式细胞仪功能强大,但其价格昂贵,通常在$40,000至$100,000之间,因此鲜少用于常规细胞计数。
光谱测定偶尔用于估算细胞密度。由于细胞会导致液体的浑浊性,细胞密度增加时,透过比色皿的光线会随之减少。然而,由于光谱仪并未直接计数细胞,仅通过测量吸光度来评估,且悬液中的其他变量可能影响吸光度,因此这一方法并不可靠。
培养法是另一种计数方法,适合细胞形成菌落(如细菌)时使用。细胞悬液经过稀释并划线至培养皿后,统计菌落数量来计算原始悬液的细胞密度。然而,由于需等待菌落生长,培养法的速度较慢。