细胞分析计

生物、药物等许多的研究均需要通过观察细胞体积的变化或细胞数目增减的来判断和评估实验的效果。由于细胞所处环境的改变可促使其自身体积做出相应的变化，以便适应改变后的环境大致新的平衡。由于并不能清晰地知道该种细胞体积变化规律，因此必须检测其体积或细胞数目随条件、时间的变化。 　　细胞的发育与细胞分裂周期级数递增均需要连续不断的细胞增殖。 　　在培养液中正在增殖的细胞在其分裂前其体积将增大至原体积的两倍。然而对细胞发育与分裂的速度作如何调整才能保证细胞体积的不变并不明确。因此，测量细胞的体积的变化对了解与控制细胞的发育和周期非常重要。 　　细胞的死亡 　　细胞的增殖与细胞的死亡之间需要一个精细的平衡以保持足够的细胞数量。该种平衡容许细胞作最佳的状态调节以适应各样机能变化的需求。细胞死亡有两种清晰的机制，坏死与凋亡。坏死是一个病理生理的机制，包括细胞膨胀以及细胞膜破裂而释出内容物。凋亡则是一个程序式死亡的机制。凋亡的特征之一就是细胞收缩。细胞有缺陷的凋亡与过度凋亡，两者同样会导致严重疾病。 　　渗透压的补偿 　　任何种类的细胞都有可能因处于不利环境而死亡。细胞犹如多孔的网筛极易因渗入已溶解于周围环境的化学物而使渗透压受影响。细胞内外环境中该些溶解物颗粒数目的不平衡，将会导致水份透进细胞而使其体积涨大，或者是水份从细胞渗出使其体积收缩。 　　当细胞或微生物遭遇环境的变化，它们都会尝试通过自身调节来适应新的环境。 　　细胞平均体积(MCV)的变化 　　当细胞或微生物遭受环境变化时，它们将通过自身调整以图适应新的环境。一些例子中细胞需要改变自身体积以便达到适合的目标。 　　由贝克曼库尔特公司出品的Multisizer 3 库尔特细胞特性分析仪是目前最权威的细胞体积、细胞计数的分析仪器，应用文献多不胜数。无可逾越的领先技术更使Multisizer 3 成为分辨率最高的仪器。国外的用户统计表明，Multisizer 3 已成为细胞实验室必备的研究工具。 　　自华莱士• 库尔特先生发明 库尔特原理 以来，该原理已广泛应用于材料、生物、医学、制药等众多的领域。目前生物领域的细胞计数标准就是库尔特原理。美国材料实验协会ASTM将库尔特原理定为生物细胞计数的标准(ASTM-F2194)。国际血液学标准化委员会亦指定库尔特原理为计算红细胞与白细胞的标准实验室方法 (Clin. lab. Haemat. 1988. 10, 203-212.)。 　　作为库尔特原理及技术应用的鼻祖，美国贝克曼库尔特公司始终保持着技术领先的优势。† 库尔特计数仪(Coulter Counter)无论在研究还是在质量控制的应用均具有深远的影响力。在权威的研究机构及其发表的学术文献当中，库尔特计数仪均担当着不可或缺的角色。 　　多年来贝克曼库尔特公司在市场上推出了一系列的库尔特计数仪(Coulter Counter)，如：ZM、TA II、Multisizer II等系列型号，为科研与产品控制的实验室颗粒/细胞的检测提供最可靠的分析手段。Multisizer 3 型库尔特颗粒/细胞计数及粒度分析仪为当今所有计数仪、粒度分析仪当中分辨率最高的仪器。 　　库尔特原理(Coulter Principle) 　　又称为电感应区技术。 　　悬浮于弱电解液中的细胞被抽吸而经过一个小孔，因产生外加电压而形成“感应区”。细胞经过小孔时，细胞的体积替代了电解液的相应体积。因相应体积的电解液被替代，小孔感应区产生电压脉冲而导致电阻的改变。脉冲的强度与细胞的体积成比例的关系 。 　　Multisizer 3 先进的DPP 数码脉冲处理器，使测量过程中的数以百万计的脉冲信号无须经压缩而保存。数据因无损失而能实现再分析功能。DPP的功能使得Multisizer 3 能够实时监测样品在分析过程中的原始变化。 　　DPP同样可用于检测细胞体积的改变。在许多的生化过程中细胞体积是一个重要的参考因素。如细胞发育、细胞周期、细胞死亡、渗透压的补偿、致病机理和吞噬作用等。Multisizer 3 可以观测细胞粒径与体积从几秒到几小时内的变化。 　　DPP技术在低温生物学中的应用 　　这是在冷冻过程中受渗透压影响的细胞，其平均体积(MCV)的分布曲线和20秒内连续的脉冲峰值平均值的变化。 　　择任意的脉冲群可以将一个粒度分布“分割”成多重的分布。因此，可获得在分析全程中的某一时段的粒度分布。如图示，可获得细胞的平均直径随时间的变化。 　　使用Beckman Coulter 的Multisizer™ 3 库尔特体积粒度分析仪将能方便而精确地测量细胞平均体积(MCV)的各种变化。

2024年9月24日，安捷伦宣布与全球领先的药物基因检测领导企业世基生物医学股份有限公司 （下称“世基生医”）建立全新的合作关系。世基生医通过引入安捷伦 NovoCyte Opteon 光谱流式细胞仪系统 ，将在其研发中心打造先进的细胞分析平台，以强化其在生物医学研究和分析方面的能力。 世基生医 董事长兼总经理詹富蕙（右一）为嘉宾介绍安捷伦NovoCyte Opteon 光谱流式细胞仪系统在研发中心的使用情况左一嘉宾：进阶生技 董事长 邱春龙左二嘉宾：安捷伦 细胞分析部 业务经理 吴蕙兰安捷伦NovoCyte Opteon 光谱流式细胞仪是今年五月 创新 推出 的尖端系统，代表流式细胞分析技术的突破性进展。该设备支持多通道高性能检测，为数据采集、分析及报告设定了全新标准，适用于从基础研究到药物发现和疗法开发的各个领域。自发布以来，该产品已获得热烈的市场反响，并已赢得两位数订单，而世基生医也是全球首家订购该新品的企业。在地区渠道合作伙伴进阶生物科技 的通力合作下，世基生医引进安捷伦NovoCyte Opteon 光谱流式细胞仪系统，并结合其他先进的细胞分析方案，如安捷伦Seahorse细胞能量代谢分析仪，以及安捷伦BioTek Cytation C10共聚焦微孔板成像检测系统，共同打造出强大的细胞分析综合平台，这将帮助世基生医在癌症伴随式检测及再生医学领域实现更多研究突破。安捷伦、世基生医与进阶生技三方代表共庆先进细胞分析平台在世基生医研发中心落成合照嘉宾由左至右依次为：世基生医研发主管 黄郁蓁博士，世基生医执行董事 陈冠志，进阶生技副总经理 叶家贤，世基生医董事长暨总经理 詹富蕙，进阶生技董事长 邱春龙，安捷伦细胞分析部业务经理 吴蕙兰，进阶生技产品经理 周家豪，进阶生技业务经理 陈幼如，安捷伦应用科学家 廖子萱世基生医研发中心主管黃郁蓁博士表示：“与安捷伦和进阶生物科技的合作，为我们的创新与技术突破开启了全新机遇。我们期待能在精准检测和再生医疗领域为产业贡献力量，并为患者带来新的希望，同时巩固我们在全球再生医疗产业中的地位。”安捷伦助理副总裁兼诊断、基因组学及细胞分析集团大中华区销售总经理李坚博士表示：“很高兴看到世基生医成为安捷伦NovoCyte Opteon 光谱流式细胞仪的全球首个订单用户。今天我们与世基生医的合作，将为安捷伦细胞分析家族、以及流式细胞仪技术树立一座重要的里程碑。我们期待这些果推动安捷伦细胞分析技术在更多领域的应用。”目前，世基生医研发中心的研发方向之一，是以线粒体多组学为平台，专注于开发疾病代谢发展过程中的生物标记、细胞治疗产品关键功能检测。该中心已和台大医院等医学中心合作，深入了解临床需求，以确保研发技术与产品更能贴近实际运用。未来，该中心还希望能将业务开拓至临床相关的服务开发。

生命科学与数据科学已经融合。机器视觉和自动化技术的进步使生物学家能够生成大量的数据，深度学习技术是识别数据模式和关联性的一种强大工具，能够帮助生物学家识别和提取海量数据中隐含的不显著的相关性。深度学习是一类算法，擅长于识别和利用大型数据集中的模式。传统算法解决细胞计数与活力分析的传统方法是设计一个函数：分析什么样的像素模式倾向于表示细胞的存在？什么样的细胞形态倾向于区分活细胞和死细胞？程序员可以编写代码来识别一些特定类型的特征，然后尝试识别一些特征组合，最后生成所需结果。这一过程是缓慢而耗时的，分析结果的准确性取决于程序员的细胞生物学知识。深度学习算法深度学习采用完全不同的方法：允许计算机根据数据学习自己的函数，一个独立于具体问题的模型和算法。我们只需要提供训练数据，它就会自动确定参数，从而将通用模型转换为能解决具体问题的一个特定函数。AI模型——想你所想CytScop的AI模型是基于卷积神经网络CNN的模型架构的深度学习方法，模型的每一层都是原始图像的一种新的呈现形式，用比上一层更大、更抽象的特征来描述。模型运行时，不再需要人为设置各种参数阈值如直径、亮度、圆度、系数等，对不同的细胞类型/生物工艺具有良好的可拓展性与更准确的泛化能力。AI模型通过海量真实工艺的数据训练与反复测试验证，自适应各种细胞生长周期的不同形态（更科学地识别细胞凋亡/团簇团聚等复杂情况）；避免了人为参数调整的干预，助力您快速获取高精密度，高准确度的分析结果 。在生物制药工艺过程中，需要细胞培养来生产疫苗和蛋白质治疗药物等生物产品，通过准确计算细胞数量 ，生产者可以监测细胞的生长情况，调整培养条件以提高产量和产品质量，所以细胞计数在生物制药工艺过程中起着至关重要的作用。传统算法局限了不同生物工艺/细胞系的识别与泛化能力，不可避免地造成了同一细胞系在工艺开发与生产阶段中的各种误差累积难以解释。而数据完整性与测量的准确性有关，人为改变调整算法参数会直接影响测量；必须确保测量设备系统中的算法参数设置在工艺过程中没有任何修改。基于大数据训练的AI模型，不仅大大提高了测量分析精度与准确性；还能帮助企业寻找数据湖（Data Lakes），以满足FDA的ALCOA+ 数据完整性原则。您可关注浚真生命科学官网，近期，我们将在网站开通CytScop的AI模型下载入口，欢迎下载体验。