Ortsunabhängige schnelle & präzise Zellzählungen mit dem fluidlab R-300 Zellzähler von anvajo

Die Zellzählung ist eine Routinemethode, welche durchgeführt wird, um zu bestimmen wie hoch die Zellkonzentration in einer Probe ist. Auf diese Weise kann das Wachstumsverhalten der Zelllinie beobachtet werden. Das ist wichtig, wenn eine bestimmte Zellzahl zum Durchführen eines Versuchs erreicht werden muss oder aber, um den Einfluss verschiedener Faktoren auf das Wachstum der Zellen zu überprüfen.1 Da dieser Prozess regelmäßig im Laboralltag durchgeführt wird, ist es wichtig ihn so einfach und zeitsparend wie möglich zu gestalten. Dennoch muss er zuverlässige Ergebnisse liefern, da er die Grundlage vieler Versuche bildet.

Das fluidlab R-300 bietet eine schnelle Methode, um Zellen automatisch zu zählen. Durch den großen Bildbereich des Mikroskops, wird dabei eine hohe statistische Sicherheit geboten.

Die wichtigsten Merkmale des fluidlab R-300 auf einen Blick

Das fluidlab R-300 ist der erste wirklich tragbare automatisierte Zellzähler. Während andere automatisierte Zellzähler oft schwer und groß und daher an einen festen Platz  im Labor gebunden sind, ist das fluidlab R-300 um ein Vielfaches kleiner und leichter

Dies bietet die Möglichkeit, Zellzählungen an verschiedenen Areitsorten platzsparend durchzuführen - beispielsweise direkt unter der sterilen Laborbank.

Zusätzlich bietet es weitere Vorteile, wie:

  • das große „Field-of-View“ (5,3 mm²) und die automatisierte Bestimmung der Zellzahl reduzieren den menschlichen Fehler und erhöhen die statistische Sicherheit.
  • das holographische Mikroskop muss nicht kalibriert werden
  • durch den automatischen Fokus muss die Fokussierungsebene nicht selbst ausgewählt werden
  • eine Viabilitätsmessung kann ohne die Verwendung von Farbstoff durchgeführt werden 


Dies erleichtert und beschleunigt die Zählung von Zellen im Labor.

Manuelle vs. automatisierte Zellzählung

In vielen Forschungseinrichtungen und Universitäten werden Zellkulturen manuell gezählt. Die manuelle Zellzählung wird mittels Zählkammern, die auch Hämozytometer genannt werden, durchgeführt. Dafür werden nach der Anbringung des Deckgläschens auf der Zählkammer und dem Auftragen der Probenflüssigkeit, die Zellen unter dem Mikroskop gezählt werden.2

Anhand der gezählten Zellen lässt sich errechnen, wie viele Zellen pro Volumen in der Probe enthalten sind. Daraus kann, mit einer einfachen Rechnung, auf die Zellkonzentration in der Ausgangslösung geschlossen werden.

Erfolgt die Zählung manuell und soll zwischen lebenden und toten Zellen unterschieden werden, wird standardmäßig die Trypanblau-Färbung zusätzlich durchgeführt. Der Farbstoff färbt tote Zellen mit permeabler Zellmembran blau, während lebende Zellen ungefärbt bleiben. Auf diese Weise kann zusätzlich der Anteil an lebenden und toten Zellen, die sogenannte Viabilität, bestimmt werden. Die manuellen Methoden zur Bestimmung der Zellzahl und -viabilität sind sehr arbeits- und zeitaufwendig, sowie oft fehlerbehaftet.

Alternativ gibt es eine Vielzahl an automatisierten Zellzählern. Diese funktionieren nicht zwingend mit der gleichen Methode.  Eine automatisierte Methode ist die Zellzahlbestimmung mittels Mikroskopie. Hier zählt und charakterisiert eine Software Zellen in einem Mikroskopbild. 

Davon macht auch das fluidlab R-300 Gebrauch. Verwendet wird hierbei eine neue Technologie der Mikroskopie, welche sich Hologramme zu Nutzen macht. Das automatische Zählen ist deutlich schneller, sodass mehrere Proben nacheinander gezählt werden können und zusätzlich Zeit für weitere Arbeiten bleibt. Darüber hinaus können automatisierte Zählgeräte zusätzliche Messparameter, wie z.B. die Größenverteilung der Zellen in Suspension, bestimmen. 

Wodurch wird das Ergebnis einer Zellzählung beeinflusst?

Es gibt verschiedene Faktoren, die das Ergebnis negativ beeinflussen können. Diese können unterschiedlicher Natur sein und sich auch schon vor der eigentlichen Messung ereignen. Das fluidlab R-300 kann diese zwar nicht komplett beseitigen, jedoch minimieren.

Einige von ihnen können sich sowohl auf die Zählung mit einem automatischen Zellzähler, als auch mit einer Zählkammer, negativ auswirken. Zu denen gehören folgende:

  • Schlechte Durchmischung der Probe vor der Messung, führen zu verfälschten Ergebnissen. Wurde die Suspension  vor der Messung nicht richtig resuspendiert, ist das Ergebnis der Zählung nicht authentisch, da es nicht die richtige Verteilung der Zellen in der Suspension widerspiegelt.
  • Anwesenheit von Luftbläschen, die beim Befüllen der Zählkammer entstehen können,  erschwert ebenfalls die Zellzählung. Die manuelle Zählung muss unterbrochen und die Bläschen müssen entfernt werden, wenn diese beim Zählen behindern. 

 

Da die manuelle Zellzählung deutlich mehr potentielle Fehlerquellen bietet, kommen bei dieser Methode noch folgende Faktoren hinzu, die das Ergebnis negativ beeinflussen können:

  • Aufmerksamkeitsmangel durch zum Beispiel Müdigkeit oder Überanstrengung der Augen, sowie Ablenkung, können beim manuellen Zählen zu abweichenden Ergebnissen führen.
  • Subjektivität bei der manuellen Zählung kann zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Unterscheidungem zwischen Zellen und anderen Partikeln sind gerade beim manuellen Zählen unter dem Mikroskop nicht immer einfach und können von Person zu Person variieren. Dadurch kann es zu unterschiedlichen Ergebnissen bei derselben Probe kommen. Im besonderen können Zellbruchstücke (Debris) zu Unsicherheiten führen.
  • Die Inkubationszeit des Trypanblau bei  manueller Zellzählung muss genau kontrolliert werden , da der Farbstoff zytotoxisch wirkt. Dauert die Zählung zu lange sterben immer mehr Zellen,  wodurch immer mehr tote Zellen gezählt werden und das Ergebnis verfälscht wird. 

 

Fehler in der Handhabung, wie eine schlechte Durchmischung der Suspension, können durch das R-300 nicht beseitigt werden. Allerdings führt das Gerät die Zählung automatisch durch und fehlerbehaftete Ergebnisse durch Konzentrationsmangel werden so eliminiert.

Weiterhin kann das neuronale Netz des R-300  nicht nur Zellen von anderen Partikeln unterscheiden, sondern auch tote von lebenden Zellen differenzieren. Dies macht eine Anfärbung mit Trypanblau überflüssig

Der acella Probenträger muss nicht zusammengebaut werden, sondern ist sofort ready-to-use, was den Zählprozess insgesamt beschleunigt. Durch die normierte Kammerhöhe von acella werden einzelnen Zählungen einer Probe vergleichbarer und reproduzierbarer.

Hochauflösendes Mikroskop mit neuer Technologie: Die Vorteile einer Zellzählung mit dem fluidlab R-300

Das fluidlab R-300 besitzt ein digitales holographisches Mikroskop, das die Zellzählung und die Bestimmung der Viabilität mithilfe von Machine Learning Methoden wie Neuronalen Netzwerken (CNN) durchführt. 

Das fluidlab R-300 ist werkseitig kalibriert und bedarf keiner weiteren Kalibration durch den Nutzer.

Im Gegensatz zu vielen anderen automatisierten Zellzählgeräten, ist das R-300  klein und portabel. Dadurch kann die Zellzählung direkt unter der Bench erfolgen. Zusätzlich nimmt es nur einen geringen Anteil der Arbeitsfläche ein. 

Das neuronale Netzwerk zählt  Zellen zuverlässig mit einer  hohen statistischen Sicherheit. Es unterscheidet die Zellen von anderen Partikeln, wie Zelltrümmern oder Zellklumpen. 

Sowohl  Zellzählungen als auch Viabilitätsmessungen erfordert im Normalfall eine zeitintensive Probenvorbereitung. Mit dem R-300 können viele Proben zügig nacheinander gemessen werden. Durch das Weglassen des zytotoxischen Farbstoffs, bleibt die Probe zudem länger stabil. 

Automatisch und exakt: Wie funktioniert die automatische Zellzählung mit dem fluidlab R-300?

 

Bei der digitalen holographischen Mikroskopie (DHM), die beim R-300 verwendet wird, handelt es sich um eine neue Technologie, die zur Bewertung der Zellzahl und der Viabilität mithilfe von Machine Learning Algorithmen wie bspw. neuronalen Netzwerken arbeitet. 

Das Mikroskop erzeugt so genannte "Hologramme" der Zellen. Diese enthalten Informationen, die von Hellfeldbildern nicht erfasst werden.

 Die einzelnen Zellen werden aus dem Hintergrund extrahiert. Das neuronale Netzwerk analysiert die aus dem Hintergrund ausgeschnittenen Zellen, indem es zwischen Zellformen unterscheidet und die Lebensfähigkeit der Zelle misst.

Die Bestimmung der Viabilität erfolgt durch das neuronale Netzwerk und beruht auf einem Signal, das proportional zum intrazellulären Brechungsindex ist. Dieser Parameter ist in diesem Fall mit dem Proteingehalt der Zelle verknüpft. Außerdem werden Messparameter zur Morphologie der Zelle in die Bewertung miteinbezogen. 

Die Messung der Viabilität erfolgt auf diese Weise schneller, einfacher, kostengünstiger und spezifischer als die Standardmethode.  

Wie der Adapter in das R-300 eingesetzt, der Probenträger befüllt und anschließend hineingeschoben wird, ist in diesem Video zu sehen. Die acella Probenträger besitzen je nach Typ eine Füllmenge von 4-20 µL. Diese ist abhängig von der gewählten Schichtdicke der Messkammer. 

So kann das Qualitätsmanagement im Zellkulturlabor vereinfacht werden. 

Um die Zellzählung mit dem R-300 durchzuführen, müssen sich diese zunächst in Suspension in einer passenden Verdünnung befinden. 

 

Besonders beim Passagieren der Zellen, nachdem sie gewaschen wurden, eignet sich die Cell Count Applikation des R-300 für eine Zählung. 

Nachdem die Probe vorbereitet wurde, wird der Probenträgeradapter 01 in das fluidlab R-300 eingesetzt und der Probenträger acella befüllt. 

Die Applikationen Cell Count und Viability können über den Hauptbildschirm durch Antippen ausgewählt werden. In der Eingabemaske können die Messung benannt und die Zellgröße, sowie die Verdünnung, festgelegt werden. 

Um mehr über unser fluidlab R-300 zu erfahren, kontaktieren Sie gerne unser Sales Team unter info@anvajo.com.   

Um eine Zellzählung durchzuführen, werden das fluidlab R-300 und der Probenträger acella mit passendem Adapter 01, genutzt. 

Das Gerät ist bereits mit einer Software ausgestattet. Es ist nicht notwendig zusätzliche Lizenzen zu erwerben.

Das fluidlab R-300 zeigt nach der Zählung die Ergebnisse als “counted objects” an. Diese werden in der Konzentration Zellen/µL angegeben. 

Für die Zukunft ist geplant, dass die Anzeige der Konzentration allerdings auch als Zellen/mL erfolgen kann.

Darunter befindet sich ein Histogramm, in dem die Zellgröße gegen die Zellzahl aufgetragen ist. So kann leicht ermittelt werden, wie viele Zellen einer bestimmten Größe gefunden wurden. 

Die grünen Grenzen links und rechts im Histogramm, können beliebig verschoben werden, sodass die Zellzahl nur im eingegrenzten Größenbereich angezeigt wird.

Die erkannten Zellen werden mit grünen Kästchen markiert.

In welchen Bereichen kann eine Zellzählung mit dem fluidlab R-300 durchgeführt werden?

Das fluidlab R-300  hat eine CE-Zertifizierung und muss daher hinsichtlich weitergehender Qualitätskriterien, die für die Verwendung in manchen Fachbereichen erfüllt werden müssen, individuell mit den Anforderungen abgeglichen werden. 

Zum Einsatz in der klinischen Diagnostik ist das fluidlab R-300 nicht zugelassen und darf nur für Forschungszwecke eingesetzt werden.

In Universitätsinstituten für Biologie oder Medizin wird das R-300 in

  • Laborpraktika
  • Abteilungen für Zell- und Molekularbiologie
  • Abteilungen für Biotechnologie
  • Abteilungen für Pflanzenphysiologie
  • Abteilungen für Ökologie
  • Abteilungen für Mikrobiologie
  • Abteilungen für Biochemie
  • Abteilung für Toxikologie

 

eingesetzt. Dort kann es der Zellzählung von permanenten und primären Zelllinien, Algen und Hefezellen dienen.

In Universitätsinstituten für Medizin wird es zur Grundlagen- und anwendungsnahen Forschung eingesetzt. Auch dort kann es der Zellzählung und Viabilitätsbestimmung  dienen. 

Außerdem kann das R-300  in biotechnologischen Unternehmen ebenfalls zur Zählung von verschiedensten Zellkulturen eingesetzt werden.

Klein, präzise, kostengünstig: Was kostet das fluidlab R-300 Zellzähler von Anvajo?

Das fluidlab R-300 kombiniert zwei Geräte in einem. Dadurch ergibt sich ein signifikanter Preisvorteil. Es handelt sich hierbei sowohl um einen Zellzähler, als auch um ein Spektrometer.

Zellzählungen und Viabilitätsmessungen können ohne großen Aufwand durchgeführt werden.  

Durch das holographische Mikroskop können Probenbilder aufgenommen werden.

Ein neuronales Netzwerk erkennt und quantifiziert zudem Zellen mit einer hohen statistischen Sicherheit und in kürzester Zeit.  

Zählungen können an verschiedenen  Arbeitsplätzen durchgeführt werden, denn es handelt sich um ein kleines und tragbares Gerät.

Für eine nähere Preisauskunft kontaktieren Sie gerne unser Sales Team unter info@anvajo.com.

Lieferumfang des fluidlab R-300 Zellzählers

Damit Sie gleich mit Ihrer Zählung starten können, kommt das  fluidlab R-300 in dem anvajo fluidlab R-300 Set, bestehend aus

  • dem fluidlab R-300
  • einem Schlüssel für den Adapter
  • dem Adapter 01 für den Probenträger, acella
  • dem Adapter 02 für Streumessungen
  • dem Adapter 03 für Absorptionsmessungen
  • einem Sensor-Reiniger
  • einer Stromversorgungseinheit
  • einem USB-Ladekabel
  • einer Bedienungsanleitung
  • einer Schnellstartanleitung 

 

Sind Sie an dem Erwerb eines oder mehrerer Geräte für Ihre Forschungsgruppe, Praktika oder Unternehmensstandorte interessiert? Dann holen Sie sich gerne einen Kostenvoranschlag ein.

Innovation für Ihren Arbeitsplatz: Steigern Sie die Qualität Ihrer Zellzählungen

Die automatische Zellzählung reduziert potentielle Fehlerquellen bei der Zählung auf ein Minimum.

Dank der intuitiven Handhabung des Geräts und der automatischen Zählung durch das neuronale Netzwerk, wird die Bestimmung der Zellkonzentration erleichtert. 

Arbeitsschritte, wie das Anfärben der Zellen mit Trypanblau, zur Bestimmung der Viabilität, entfallen zudem vollkommen. 

Da die Software bei dem Gerät immer automatisch vorinstalliert ist, muss diese nicht zusätzlich erworben oder verlängert werden. Genauso müssen keine zusätzlichen Lizenzen erworben werden.

Sollten Sie sich für das fluidlab R-300 entscheiden, können  Rabatte bzw. Vergünstigungen  vergeben werden, sofern es sich um Bestellungen für Universitäten, Institute oder Firmen handelt und eine höhere Stückzahl in Auftrag gegeben wurde . 

Dies erfolgt allerdings nach einer individuellen Einzelabsprache, da es keine pauschalisierte Rabattgruppen gibt. 

Besuchen Sie uns auf unserer Homepage oder nehmen Sie gerne Kontakt zu unserem Sales Team auf. 

Möchten Sie wissen, wie das R-300 performed und welche Erfahrungen Nutzer bereits damit gemacht haben? Lesen Sie hierzu unser Nutzerinterview mit Patrick Rüdiger von der BASF.

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1 Schmitz, 2011. Der Experimentator: Zellkultur. 3 Hrsg. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag.

2 Vgl. Schmitz, 2011