【BLU视野】对不同种类的细胞计数分析注意事项

Vi-CELL BLU全自动细胞计数仪沿用了Vi-CELL XR全自动细胞计数仪的核心性能特点,同时整合了多年来客户提出的多项设计改进建议。
尽管自动细胞计数看似是一项操作简单的应用,但它会受到来自样品和仪器两方面多种条件与变量的影响。Vi-CELL BLU细胞计数仪新增了一项功能:可将96个样品加到96孔板中作为单次实验运行。不过,运行整个孔板大约需要3小时,这可能并非理想选择——尤其对于那些通常活率较低、或一旦移出培养箱/生物反应器就容易死亡的细胞类型而言。
该96孔板上样检测还可以在单次运行中评估多种不同的实验条件,从而为评估一系列条件或标准提供了可能。为展示这些功能,我们采用标准细胞,对多种不同的细胞类型及细胞制备方法进行了研究。

图1:Vi-CELL BLU全自动细胞计数仪

本研究采用中国仓鼠卵巢细胞(CHO)、小鼠T淋巴细胞系(EL4)、草地贪夜蛾卵巢组织昆虫细胞(SF9)和海拉细胞(HELA),旨在评估长时间分析以及不同样品制备条件对不同类型细胞计数结果的影响。
CHO细胞样品制备的影响
离心和重悬是细胞接种前或用于其他实验前,对细胞进行洗涤和浓缩的常规方法。CHO细胞通常被认为具有较强的耐受性,但它们对生长条件有非常特殊的要求,需要专用培养基才能维持最佳的细胞状态。
在以下实验中,先将细胞以1000×g的离心力离心5分钟(此为相对温和的离心条件),随后将其重悬于培养基或缓冲液中,以评估细胞制备过程(若存在影响)对细胞状态的作用。

结果表明,在推荐培养基中进行离心和重悬处理,对CHO细胞无显著影响。然而,在PBS缓冲液中重悬会导致细胞活率急剧下降,且细胞平均直径显著减小。此外,细胞浓度也出现轻微降低,这可能是重悬过程中细胞损失所致。若在PBS中再次进行离心和重悬处理,会对细胞活率和细胞大小产生进一步的负面影响。

图2:样品制备方法对CHO细胞计数的影响
EL4细胞染色吹打次数分析
EL4细胞通常被认为较为脆弱,即使在理想条件下,其生长速度也较慢,存活率低于70%。本实验制备EL4细胞并将其加样到96孔板中。以标准的Mammalian细胞类型为基础,通过设置不同的染色吹打次数,从而建立该细胞的Cell Type。
本研究的目的是评估:对于已知易受涡旋混合和离心作用损伤的细胞类型,增加吹打强度(若存在影响)会产生何种影响。
EL4细胞的检测结果如下表所示

尽管所有样品的细胞计数、浓度和直径数值均无统计学差异,但随着染色吹打次数的增加,活细胞计数显著下降,细胞存活率也随之降低。这表明,减少染色吹打次数的Cell Type可能更适合此类细胞,过度吹打并非理想条件,应尽量避免。

图3:吹打染色次数对EL4细胞的影响
SF9昆虫细胞
即使在理想条件下培养,SF9细胞也难以达到较高密度,且其存活率通常低于60%。因此,96孔板检测过程中仪器所需的较长操作时间,可能会对细胞培养产生不利影响。为评估该影响,本实验采用标准Insect 细胞类型检测SF9细胞。
结果显示,在3小时的检测过程中,未观察到细胞存活率受到影响。同时,也未发现细胞直径出现显著变化(细胞死亡或肿胀时可能会出现直径变化)。由此可见,尽管该细胞系存活率较低,但其耐受性较强,在细胞培养箱外长时间放置也不会产生不良影响。

图4:SF9细胞的存活率和平均直径随时间变化情况,在整个实验过程中未观察到显著变化
HeLa细胞培养
对细胞施加压力从而将HeLa细胞培养至高度汇合状态。随后收集细胞并制成细胞悬液,再将其加到96孔板中,采用标准Mammalian细胞类型检测收集分析结果。检测时按列分析收集96孔板中样品的检测结果,以确保同一行中各样品的检测时间间隔一致。
结果发现,96孔板中排在后面检测的细胞样品,其细胞浓度略高。进一步研究表明,随着时间推移,细胞的平均直径在增大。

图5:HELA细胞平均直径随着时间的增长百分比图
观察所获取的图像可见,出现肿胀或起泡现象的细胞数量不断增加,同时还存在大量非细胞囊泡。尽管后者(非细胞囊泡)通常不影响细胞计数,但根据细胞类型的参数设置,它们仍有可能被计为小细胞。在96孔板检测的3小时过程中,细胞肿胀效应导致细胞平均直径增加了近10%,且可能使部分直径略低于下限阈值的小细胞被纳入细胞计数范围。

图6:HeLa细胞在培养箱外放置超过2小时后的肿胀与起泡现象
结论
建议在对整块96孔板的细胞样品进行检测前,先开展初步评估,以确定所用细胞的耐受性,及其对样品制备方法和培养箱外长时间暴露环境的耐受能力。即使是经人工改造的细胞(如CHO细胞)或永生细胞系(如HeLa细胞)——这类细胞通常经筛选具有较强耐受性——也可能受到应激作用或特定样品制备条件的影响。
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