细数细胞分析仪的发展历程

发布日期:2019-07-05 10:04:00浏览次数:229

随着人类科学的发展,细胞广泛应用于科研、医疗、制药和疫苗行业中,细胞已与我们人类身体健康息息相关。自从胡克让人类第一次亲眼见到了细胞,从那以后,人类为了更深入的研究细胞,从“看得见”到能够对细胞进行分析,经历了两个过程的探索、研究和得出成果。



首先是“看得见”,这一过程经历了第一代普通光学显微镜、第二代荧光显微镜和第三代激光共聚焦显微镜这三个发展阶段,让我们从最初只看到细胞外观形态到研究细胞内物质的吸收、运输、化学物质的分布及定位,再到利用显微镜与计算机结合进行图象处理,从而得到细胞或组织内部微细结构的荧光图象,以及在亚细胞水平上观察诸如Ca2+pH值、膜电位等生理信号及细胞形态的变化

另外一个过程就是细胞分析,不仅仅是传统上的计数,还包括了周期、凋亡、转染和CD Marker等实验,其中细胞浓度的控制尤为重要,细胞浓度的控制直接影响了药理、细胞治疗、细胞侵袭和细胞免疫等实验的进展。目前细胞分析领域中的标杆,也为大家所认可的细胞分析设备是流式细胞仪,但价格昂贵、操作繁琐和排队检测时间长,且行业竞争激烈,时间就是金钱,因此体积小、操作简单、细胞分析准确和性价比高的设备成为首选。这一过程目前经历了四代发展:第一代血球计数板,第二代电阻抗法计数仪,第三代图像分析计数仪和第四代荧光分析计数仪。

第一代血球计数板:

虽然成本低,但误差大,耗时长,重复性、稳定性差


第二代电阻抗法计数仪:

利用电子脉冲技术,快速测量,无染料对细胞的毒害作用,但操作繁琐,且看不到细胞图像。


第三代图像分析计数仪:

采用台盼蓝原理:台盼蓝(Trypan Blue)是检测细胞膜完整性最常用的生物染色试剂。健康的正常细胞能够排斥台盼蓝,而死亡的细胞,膜的完整性丧失,通透性增加,细胞可被台盼蓝染成蓝色。

可以一次性的统计细胞浓度、活率、直径、结团等数据,检测时间短,自动定焦,但是局限于计数功能。

第四代荧光分析计数仪:

采用AOPI染色原理:AO可以通过完整的细胞膜,嵌入所有细胞(活细胞和死细胞)的细胞核,呈现绿色荧光;PI 只能通过不完整的细胞膜,即死细胞的细胞膜,嵌入所有死细胞的细胞核,呈现红色荧光。当两种染料均存在于细胞核内,在合适的 AO、PI 配比下,两种染料发生能量共振转移,致活细胞在蓝色通道下(EX:480/30,EM:535/40)激发出绿色荧光,死细胞在绿色通道下(EX:525/30,EM:600LP)激发出红色荧光。

一体机设计,自动定焦,不但可以进行准确的浓度和活率测定,还可以进行周期、凋亡、转染和CDMarker等实验。


以上可以看出,从最初的普通光学显微镜到激光共聚焦显微镜,从血球计数板到荧光分析技术仪,细胞分析仪发展的过程也是在不断改进和完善的过程。

早期由于技术和资金的缺乏,国内生产的细胞分析仪没有得到进一步的发展,开发、研制。设计和生产细胞分析仪的能力逐渐下降、人员流失,处于停滞状态。国内市场基本上被国外细胞计数仪垄断。随着先进仪器的普及应用和技术人员素质的提高,我国的细胞生物行业有了飞速的发展。近10年来,各种类型的细胞分析仪在国内迅速普及。细胞分析仪的应用,不但提高了细胞分析结果的质量和工作效率,而且为药物研发和临床提供了更多更可靠的试验指标,对细胞治疗、抗体工艺开发、质量控制和科学研究等各个领域起了重要的作用。同时也取得了较好的经济效益和社会效益。

目前,我国很多高新技术行业自主研发、生产了第三代和四代细胞分析仪。2011年,艾力特生命科学推出了第一台中国制造的自主研发的第三代图像分析计数仪——Countstar品牌细胞分析仪,打破了欧美产品对中国市场的垄断,此后Countstar品牌细胞分析仪远销国外。在2015年艾力特生命科学又成功推出了第四代荧光分析计数仪,不但计数,还可以进行周期、凋亡、转染和CD Marker等细胞实验,让多荧光通道的细胞分析平台不再高不可攀。

目前细胞分析仪越来越普遍的应用于细胞生物行业中,但不是说所有的分析结果都是准确无误的。目前的仪器仍然不能根本解决细胞形态学方面的问题,另外仪器带来的误差还存在,并且某些仪器还仍然具有设计上的缺陷和应用上的局限性。

我国细胞分析技术研发和仪器制造的专业性人才缺失,是我国目前细胞生物行业仪器发展的重中之重,一些产品无论是设计还是研发,大多都是来自于国外的技术,这是发展中国细胞生物仪器行业紧迫的问题。因此,在人们生活水平不断提高,细胞生物行业仪器越来越先进的今天,我国细胞生物仪器生产企业也越来越重视对整个行业市场和客户需求的研究。


(PS: 仅限于研究用途, 不可用于诊断操作)