Cloud-based Tech Promises Superior Cell Counting Performance

下文最初发表于2021年11月5日的SelectScience上,点击此处可查看。

我们认真聆听科学家的反馈和建议,用心打造与众不同的自动细胞计数仪

传统的手动细胞计数方法需要使用显微镜对样本中的所有单个细胞进行计数,极大的依赖于用户的经验。不同用户操作极有可能会导致不一致的结果、重复性低且费时费力。在这篇SelectScience® 文章中,康宁生命科学的产品线经理Alex Toomey介绍了Corning® 自动细胞计数仪以及研究人员如何利用该仪器解决常见的手动计数难题,更快速准确地获得可重复的结果。

SS: 请介绍一下您的职务

AT我是产品线经理,主要负责成像产品系列、分子生物学台式设备和通用实验室塑料耗材。产品线管理属于业务运营的一部分。我们需要与公司所有职能部门合作,将产品和解决方案提供给最终用户。我已在康宁生命科学工作了近三年时间,刚入职时在技术服务部门任职。

SS: 手动细胞计数与自动细胞计数有哪些主要差异?

AT: 手动细胞计数是传统的计数方法,需要在显微镜下观察并对样本中的所有细胞进行计数,而自动细胞计数的应用越来越广泛。手动细胞计数需要用带有网格的血球计数器 (图1) 来进行。首先将10微升的细胞溶液加入带有网格的计数池中。然后开始计数网格中各方格内的所有细胞,最后取平均值,确定细胞浓度。

此外,许多客户也想要知道活细胞和死细胞浓度。为此,科学家需要进行活率分析,通过细胞染色技术监测细胞的健康状况和增殖速率。活率是指样本中活细胞群体与死细胞群体的百分比。监测活率数据是为了获知细胞悬液的健康状况,以便用于下游应用。台盼蓝是最常用的细胞计数染料,它能够与死细胞结合 (图1,蓝色细胞),这会增加人工计算的复杂度。

在可重复性方面,手动细胞计数存在一些不确定因素。例如,不同的人进行手动计数极有可能获得不同的结果,即便是接受过相关培训。因此,不同用户获得的结果和估计值会有所差异。手动细胞计数的步骤数远多于自动计数方法,增加了出错的可能性。鉴于手工计数结果的人为差异,我们有必要采用自动细胞计数仪,利用机器学习算法进行计算,从而快速获得高度可重复的结果。

SS: 自动细胞计数可为客户带来哪些好处?

AT:自动细胞计数有三大好处,一是快速自动计数,二是准确性,三是从长期来看使用成本低:

  • 时间就是一切,尤其是在当前形势下,从疫情到日常工作,均会面临时间压力。如果能够节省时间,实验室肯定会从中受益。自动细胞计数仪采用计数算法以及直观的软件,可避免繁琐的人工计算,让您更快获得结果。
  • 其次是准确性。设置好焦距后,每次计数都能获得极佳的准确性。在手动计数时,大于10%的计数偏差是正常现象,在很多情况下属于可接受范围,而自动计数方法可减少这种偏差。
  • 最后就是低成本。我们提供可重复使用的计数板,每次使用后可进行清洁。我们的计数仪能够兼容常规血球计数板或高度为0.1mm的一次性计数板。因为也可不用一次性计数板,这有助于大幅减少实验室每年的支出。此外,云存储不限容量,因此长期追踪结果亦无需额外费用。

SS: Corning细胞计数仪如何解决常见难题?

AT:我们的自动细胞计数仪采用基于云计算的机器学习算法,可为不同的用户提供一致的数据。这种基于云计算的技术还根据客户具体需求进行改进。通过增加多项功能,我们能够提升自动细胞计数仪性能,始终满足客户需求。

例如,可显示活细胞和死细胞群体的直方图功能。这是细胞计数仪的早期需求,我们能够在不增加任何成本的情况下实现这一功能。此外还有稀释计算器功能,它可以根据下游应用计算出缓冲液中需要加入多少毫升的细胞,以及实验所需的细胞数。

根据客户反馈,2021年7月,我们为Corning细胞计数仪增加了自动聚焦功能,用户只需选择“自动聚焦”图标并确认所用的计数板规格。确认后,自动聚焦算法会扫描视野,根据计数板确定最佳对比度。

我们深知,自动细胞计数领域仍会出现新的挑战,而我们将不断调整解决方案,在整个产品生命周期内满足用户需求。

SS: 能否总结一下Corning细胞计数仪的关键特性?

AT:除快速、准确性和低成本外,还有一点就是基于云计算的技术,经验证,其具有一定的适应性,可满足特定的客户需求。新增功能极大地提升了这台仪器的价值和通量。您还可以登录cloud.cytosmart.com,通过Microsoft Azure云提供的云链接查看项目和实验数据。这种基于云计算的技术还可带来另一项好处,那就是远程数据访问和无限量存储。您可以在实验室进行计数,然后远程访问。这意味着您可以通过iPhone、Android甚至是家里的笔记本电脑访问数据。

SS: 您如何看待该领域的未来发展趋势?

AT:我对将于2021年第4季度推出的类器官计数软件非常感兴趣。

用户收集3D细胞培养物时,会生成类器官、多细胞球或类肿瘤。CytoSMART已开发出Corning细胞计数仪软件的扩展功能,以便根据3D细胞群体的外观采集数据。例如,3D培养物形态是否不规则,或者外观更似球形?

如果用户处理的是非球形类器官,可使用第1版的类器官计数软件,该软件已经过测试,可根据整个图形来测量细胞表面积和浓度数据。如果处理的是更类似球形的物体,则可选择第2版的类器官计数软件,该版本可以更好地检测簇状球体。

因此,正如我们看到的,基于云计算的自动计数具有巨大优势。不过,未来我们将开发一款面向多个市场的仪器,所采集的数据可用于2D和3D细胞分析。

Corning细胞计数仪上市以来,我们已在短时间内完成了多项改进。这得益于康宁商业和跨职能团队的出色表现,他们积极主动地寻求客户反馈,针对客户需求提供新的自动细胞计数解决方案。