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赛默飞细胞计数仪Invitrogen Countess 3 FL Automated Cell Counter样品制备

该仪器依赖高分辨率光学成像与智能算法识别细胞形态、荧光信号及活性状态,因此样品的均匀性、纯净度与浓度控制直接决定计数精度与可重复性。

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一、样品制备的重要性与总体原则

样品制备是 Countess 3 FL 自动细胞计数仪 获取精准结果的核心环节。
该仪器依赖高分辨率光学成像与智能算法识别细胞形态、荧光信号及活性状态,因此样品的均匀性、纯净度与浓度控制直接决定计数精度与可重复性。

在细胞计数实验中,样品制备应遵循以下原则:

  1. 单细胞悬液原则:确保样本中细胞充分分散,避免团聚。

  2. 浓度适中原则:控制细胞浓度在仪器检测范围内。

  3. 染色一致原则:染料比例、孵育时间与光照条件保持恒定。

  4. 操作无污染原则:保证样本不含碎屑、气泡或杂质。

  5. 时间敏感原则:从染色到检测时间应尽量缩短,避免信号衰减或细胞状态变化。

Countess 3 FL 可进行明场(Brightfield)与多通道荧光(Fluorescence)检测,因此样品制备方案需根据实验模式进行区分与优化。


二、样品类型与适用范围

该仪器支持多种细胞类型的检测,包括:

  • 悬浮培养细胞(如 Jurkat、K562 等)

  • 贴壁细胞经胰酶消化后的单细胞悬液(如 HeLa、293T 等)

  • 原代细胞、干细胞及免疫细胞(T 细胞、B 细胞、NK 细胞)

  • 荧光标记细胞(GFP/RFP、FITC/PE 染色)

  • 经染料标记的死细胞或凋亡细胞

不同类型细胞在样品制备过程中存在细微差别,但目标一致:获得均匀、清洁、适度浓度的单细胞悬液。


三、细胞收集与预处理

1. 悬浮细胞样本

  • 轻轻混匀培养瓶或离心管,使细胞分布均匀。

  • 取 1 mL 细胞悬液,以 300 × g 离心 5 分钟。

  • 去除上清,保留细胞沉淀。

  • 用 PBS 或无血清培养基重悬,轻轻吹打混匀,形成均匀悬液。

2. 贴壁细胞样本

  • 吸去培养液,用 PBS 清洗细胞单层。

  • 加入适量 0.25% 胰酶消化 1–3 分钟,待细胞脱落。

  • 加入培养基终止消化,轻轻吹打分散。

  • 以 300 × g 离心 5 分钟后重悬于 PBS。

  • 检查显微镜下细胞是否分散均匀,如仍聚集,可轻轻反复吹打。

3. 原代或组织细胞

  • 使用组织消化液(如胶原酶、胰酶)消化组织样本。

  • 通过 40 µm 滤网过滤,去除组织碎片。

  • 离心收集细胞,重悬于 PBS 或无血清培养基。


四、浓度与体积控制

Countess 3 FL 推荐的检测浓度范围为 1×10⁵–4×10⁶ cells/mL

1. 浓度过高的影响

  • 细胞重叠,算法无法区分个体,导致计数偏低;

  • 荧光信号聚集,亮度过饱和。

2. 浓度过低的影响

  • 有效样本数量不足,统计误差增大;

  • 系统自动计算浓度误差高。

3. 稀释方法

若浓度过高,可按以下公式稀释:

C1V1=C2V2C_1V_1 = C_2V_2C1V1=C2V2

其中 C1C_1C1 为原始浓度,C2C_2C2 为目标浓度。
使用无血清 PBS 或培养基进行稀释,保持细胞状态稳定。


五、染色方法与试剂选择

Countess 3 FL 支持多种染色模式,包括台盼蓝法(Trypan Blue)荧光双染法(AO/PI、FITC/PI、DAPI 等)

(一)台盼蓝染色(Brightfield Mode)

适用于明场检测,常用于计算活细胞比例。

  • 取 10 µL 细胞悬液与 10 µL 0.4% 台盼蓝溶液混合(1:1)。

  • 轻轻混匀,避免气泡。

  • 静置 1–2 分钟,立即上样。

  • 活细胞不被染色,死细胞呈蓝色。

注意事项

  • 染色时间超过 5 分钟会导致部分活细胞假阳性。

  • 每次实验需使用新鲜配制的染液。

(二)AO/PI 双染法(Fluorescence Dual Channel Mode)

用于荧光通道检测活死细胞。

  • AO(Acridine Orange):穿透细胞膜并结合核酸,发绿光。

  • PI(Propidium Iodide):仅进入膜受损细胞,发红光。

步骤:

  1. 取 100 µL 细胞悬液加入 2 µL AO/PI 混合染液。

  2. 避光孵育 3 分钟。

  3. 轻轻混匀后立即检测。

结果判定:

  • 绿色细胞 → 活细胞;

  • 红色细胞 → 死细胞;

  • 双阳性 → 凋亡或受损细胞。

(三)GFP/RFP 荧光样本

适用于检测转染或感染效率。

  • 若细胞自身表达荧光蛋白,无需额外染色。

  • 建议用 PBS 洗涤两次,去除培养基荧光背景。

(四)DAPI/Hoechst 染核染色

用于检测细胞核完整性、细胞数与活性。

  • 加入 1 µg/mL DAPI,避光染色 5 分钟。

  • 适合检测凋亡或核分裂异常样本。


六、上样步骤与玻片准备

1. 使用一次性计数玻片

  • 取 10 µL 染色样品,加入计数腔入口。

  • 液体应自然充满腔体,无气泡。

  • 确保液层均匀、无残留颗粒。

2. 使用可重复玻片

  • 使用前清洗玻片:用去离子水冲洗后以 70% 乙醇擦拭干净。

  • 每次上样前确保玻片干燥无指纹。

  • 实验结束后立即用去离子水冲洗,防止染料残留。

3. 上样操作注意事项

  • 样品应缓慢加入计数腔,避免液体冲击产生气泡。

  • 若样品浓度高,可提前稀释。

  • 加样后静置 10–20 秒,确保细胞分布均匀。


七、样品质量控制与误差预防

1. 防止气泡

  • 加样针头应贴近玻片边缘缓慢注入;

  • 出现气泡会遮挡视野或干扰计数区域,应重新上样。

2. 防止细胞沉降

  • 在制备与染色后 2 分钟内完成检测;

  • 若等待时间较长,应轻轻混匀样本。

3. 去除碎屑与聚集物

  • 通过 40 µm 滤网过滤细胞悬液;

  • 可加入 1% BSA 以减少细胞间黏附。

4. 稀释倍数准确性

  • 若需稀释,应记录精确体积以保证浓度计算正确。

5. 染料均匀性

  • 在加入染料后立即轻轻混匀;

  • 染料浓度不均将导致信号差异。


八、不同实验目的下的样品优化方案

实验类型建议制备方案检测模式染料类型特殊说明
活死细胞检测细胞重悬于 PBS,AO/PI 双染双通道AO + PI避光操作
荧光转染效率洗涤去培养基双通道GFP/RFP控制曝光
细胞生长监控无需染色,直接检测明场记录浓度趋势
凋亡实验DAPI 染核红通道DAPI检查核碎裂
干细胞质控低浓度单细胞悬液明场 + 绿通道AO 或 FITC 抗体保持温度稳定

九、样品制备的时间与环境控制

  1. 温度控制

    • 室温(20–25°C)下操作,避免过热或过冷导致细胞膜通透性变化。

  2. 光照控制

    • 荧光染色样本全程避光,防止光漂白。

  3. 时间控制

    • 从染色到检测不超过 10 分钟。

    • 长时间放置会导致细胞凋亡或染料扩散,影响数据。

  4. 离心条件标准化

    • 建议离心速度 300 × g,时间 3–5 分钟,防止细胞破裂。


十、特定样品类型的优化策略

1. 高粘度培养基样本

  • 使用 PBS 稀释 1:1,降低粘度。

  • 轻轻吹打分散细胞,防止黏附。

2. 红细胞或血液样本

  • 需进行红细胞裂解处理,保留白细胞或目标细胞。

  • 洗涤两次以去除血红蛋白干扰。

3. 高荧光背景样本

  • 洗涤三次以减少游离染料。

  • 调整曝光参数,避免过饱和。

4. 极小或极大细胞

  • 可调整算法的“Cell Size Range”参数:

    • 小细胞(如淋巴细胞)设定 5–10 µm;

    • 大细胞(如巨噬细胞)设定 15–30 µm。


十一、数据一致性与标准化

为了确保跨实验数据的可比性,应建立标准化样品制备流程:

  • 每个实验批次使用相同染料批号与浓度;

  • 统一离心条件与染色时间;

  • 对每种细胞类型建立固定模板;

  • 每周使用标准样本(如 Count Beads)验证重复性。

建议使用实验室 SOP(Standard Operating Procedure)文件记录每次制备细节,包括稀释倍数、染色比例、孵育时间等,以保证长期可追溯性。


十二、常见问题与解决方案

问题可能原因解决办法
细胞计数偏低细胞聚集或浓度过高稀释样本,混匀后重测
活率异常染色时间过长或染料失效减少染色时间,使用新鲜试剂
背景信号过强游离染料未去除重新洗涤样本
图像模糊液层不均或有气泡重新加载样本
荧光信号弱染料浓度不足或光源衰减增加染料用量或检查光源
聚集体比例高未充分分散或未过滤过滤后再上样

十三、质量控制与样品验证

  1. 显微镜检查
    在计数前可使用普通显微镜检查细胞是否均匀、无碎屑。

  2. 标准粒子对照
    使用荧光微球作为标准,验证荧光通道灵敏度。

  3. 重复测量
    同一样本重复测两次,结果差异应低于 5%。

  4. 统计一致性
    若结果波动较大,应检查样本浓度与染色操作。


十四、安全注意事项

  • 使用 AO、PI 等染料时佩戴手套与防护镜。

  • 所有含染料或细胞废液按生物废弃物处理。

  • 避免染料接触皮肤与光源直接照射眼睛。


十五、样品制备自动化与数字化趋势

Countess 3 FL 已支持部分半自动化制备方案:

  • 可与移液工作站配合,实现固定体积取样与稀释;

  • 软件可保存每次样品制备参数,用于统计分析与追踪;

  • 与 LIMS 系统对接后,样品编号、制备时间及操作者信息自动录入报告中。

这一体系使实验数据更标准化,也方便实验室间共享与质量审计。


十六、样品制备的科学意义

高质量的样品制备不仅是获得准确数据的前提,更体现了细胞实验的科学规范性。
Countess 3 FL 的强大算法与光学性能必须依托均匀、纯净的样品才能充分发挥。
规范的制备步骤可显著降低实验偏差,提升实验室间的结果可比性,为后续细胞培养、药物筛选、免疫分析及基因编辑实验提供可靠数据基础。