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赛默飞细胞计数仪Invitrogen Countess 3 FL Automated Cell Counter样品加载

Countess 3 FL作为一款高分辨率自动化细胞计数与荧光分析系统,采用专用一次性或可重复使用的计数芯片(Countess Cell Counting Chamber)。该芯片的设计保证了液体流道的均匀性与厚度稳定性,从而实现对样品的高精度成像与定量分析。

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一、概述

样品加载(Sample Loading)是赛默飞Invitrogen Countess 3 FL 自动细胞计数仪操作流程中最关键的步骤之一。
它直接影响仪器的检测精度、图像质量与最终的细胞计数结果。

Countess 3 FL作为一款高分辨率自动化细胞计数与荧光分析系统,采用专用一次性或可重复使用的计数芯片(Countess Cell Counting Chamber)。该芯片的设计保证了液体流道的均匀性与厚度稳定性,从而实现对样品的高精度成像与定量分析

在加载过程中,操作者需要保证细胞悬液浓度均匀、气泡排除彻底、样品体积合适,并确保芯片与仪器光学系统完美对位。
以下内容将对Countess 3 FL的样品加载流程、标准操作要求、优化方法及常见问题进行系统说明。


二、计数芯片结构与原理

1. 芯片构造

Countess系列专用芯片由上下两层透明塑料基板构成,中间夹有一层恒定厚度的流体间隙(通常为100 μm),形成用于细胞分布的检测腔体。

芯片主要由以下部分组成:

  • 样品注入口(Sample Port):用于加载细胞悬液;

  • 毛细通道(Capillary Channel):引导样品均匀流入检测腔;

  • 检测区(Imaging Zone):光学成像区域,对应仪器的成像视野;

  • 排气口(Vent):用于排除空气,防止气泡滞留。

芯片材料经过光学级加工,确保透明度高、厚度一致,从而避免折射误差。

2. 工作原理

当样品被吸入注入口后,毛细力驱动细胞悬液自动扩散至检测区。
在该腔体内,细胞会随机分布成单层状态,便于Countess 3 FL的成像系统进行识别与计数。

成像时,仪器光学系统通过明场或荧光光路对检测区域进行扫描,采集高分辨率图像,再由智能算法完成分析。


三、样品准备

样品准备是保证加载顺利和结果准确的前提。

1. 细胞样品要求

  • 细胞状态:应处于健康、完整的悬浮状态;

  • 细胞直径范围:4–60 μm;

  • 细胞浓度:1×10⁴ – 1×10⁷ cells/mL(推荐1×10⁵ – 5×10⁶ cells/mL)。

对于贴壁细胞,必须经胰酶消化并充分重悬,以防止成团影响计数。

2. 样品混匀

在加载前,应使用移液器轻轻上下吹打数次,使细胞均匀分散。
若样品长时间放置,细胞会因重力沉降而导致浓度不均,应重新混匀后再取样。

3. 染色处理

根据检测目的选择不同染色方式:

  • 明场检测(Bright Field):台盼蓝(Trypan Blue)染色,用于活死细胞区分;

  • 荧光检测(Fluorescence):Calcein-AM/PI双染、GFP表达、RFP报告基因等。

混合比例建议为:

  • 台盼蓝法:样品与染液 1:1 混合;

  • 荧光染色法:按试剂说明书操作,保持终浓度适中。


四、样品加载步骤

整个加载流程应在洁净环境下操作,防止杂质或气泡干扰。

步骤1:准备工作

  • 开启仪器并进入主界面;

  • 取出干净的计数芯片;

  • 准备好已混匀的细胞悬液;

  • 使用10 μL移液器及无菌吸头。

步骤2:加载样品

  1. 吸取10 μL细胞样品;

  2. 将移液器垂直对准芯片注入口;

  3. 缓慢推注样品,使液体均匀进入通道;

  4. 观察液体是否平滑流入检测区;

  5. 检查排气孔是否完全充满,防止气泡残留。

步骤3:检查样品分布

  • 检查样品是否充满检测区域,无空洞或未流到区域;

  • 若发现气泡,应弃用该芯片重新加载。

步骤4:插入仪器检测槽

  • 打开仪器样品槽门;

  • 将芯片以正确方向插入(带样品端朝向标识方向);

  • 轻推至定位位置,听到卡扣声即表示插入到位;

  • 关闭样品槽盖,开始检测。

步骤5:检测完成后处理

  • 检测完毕后取出芯片;

  • 若为一次性芯片,请立即弃置;

  • 若使用可重复芯片,应以70%乙醇清洗并自然晾干。


五、样品加载技术要点

1. 样品体积控制

  • 标准体积为10 μL;

  • 体积过小:检测区未完全填充,导致细胞数偏低;

  • 体积过大:可能溢出,污染仪器内部。

2. 加载角度

  • 移液器应与芯片注入口呈45°角,既可避免气泡,又能确保流速均匀;

  • 切勿垂直强行注入,易产生液体冲击导致气泡。

3. 流速控制

  • 推注速度应平稳、连续,约1–2秒内完成;

  • 过快会导致液体波动,影响细胞分布;

  • 过慢则可能导致部分液体停留入口处,形成偏聚。

4. 样品均匀性

细胞必须在加载前保持均匀悬浮状态,否则不同区域细胞浓度不一致,会造成结果偏差。

5. 气泡处理

若样品中出现气泡:

  • 可用移液器轻轻吹吸数次重新混匀;

  • 避免重复使用含泡芯片;

  • 确保液体在毛细通道中连续、无断层。


六、样品加载与检测匹配

Countess 3 FL的检测模式与样品类型直接相关,加载时应确保样品与模式匹配。

检测模式推荐样品染料备注
明场模式悬浮细胞(HeLa, CHO, HEK293等)台盼蓝活死细胞分析
荧光模式转染或荧光标记细胞GFP, RFP, DAPI, PI转染效率分析或凋亡检测
双通道检测Calcein-AM/PI双染双染组合同时评估活性与死亡比例

样品的加载方式在各模式下相同,但荧光样品需避光操作,以防信号衰减。


七、常见问题与解决办法

问题现象原因分析解决措施
检测结果偏低样品加载不足或气泡遮挡检查芯片填充完整度,重新加载
检测结果偏高背景杂质或碎片被识别过滤样品或使用新鲜溶液
图像模糊样品过厚或芯片放置不正检查芯片方向并重新插入
细胞聚团未充分混匀轻轻吹匀后重新加载
无荧光信号染料浓度过低或曝光不足增加染料或调整曝光时间
图像过亮曝光过度启用自动曝光功能

八、优化加载技巧

1. 使用预湿法

对于粘稠样品,可先用少量培养基湿润芯片通道,再加载样品,减少气泡形成。

2. 预混染料

在加入染料时,应提前混匀样品与染液,防止染色浓度梯度影响细胞识别。

3. 控制温度

若样品温差较大(如冰上取样后立即检测),易产生冷凝气泡,建议将样品恢复至室温。

4. 校验加载效果

仪器在检测前会自动预览图像,用户可观察视野内细胞分布是否均匀,如发现密集或稀疏,应重新加载。


九、样品加载后的仪器响应机制

当芯片插入仪器后,Countess 3 FL自动执行以下任务:

  1. 样品识别:检测芯片是否插入正确;

  2. 自动聚焦:调整光学焦点至细胞平面;

  3. 亮度调节:根据样品类型设定光源强度;

  4. 采集成像:明场与荧光图像同步获取;

  5. 数据分析:算法自动统计并显示结果。

这一系列自动化操作确保加载样品后,用户无需再手动调整参数即可获得准确结果。


十、样品加载对检测结果的影响分析

1. 加载均匀性与计数误差

样品分布是否均匀决定了算法识别的代表性。若细胞集中分布在局部区域,会造成显著误差。

2. 液层厚度与成像质量

腔体内液层厚度不均将导致部分区域失焦,影响图像清晰度。

3. 污染或残留物干扰

重复使用芯片若清洁不彻底,残留蛋白或染料可造成背景噪声。

4. 气泡与反射光干扰

气泡会产生光学反射,使系统误判空洞为细胞阴影。

因此,标准化的加载流程是保证检测准确性与重复性的关键。


十一、清洁与维护

1. 一次性芯片

  • 使用后直接弃置;

  • 禁止重复使用以避免交叉污染。

2. 可重复芯片

  • 每次使用后用70%乙醇清洗;

  • 以去离子水冲洗两次;

  • 自然晾干或使用无尘纸巾轻拭;

  • 避免金属器具刮擦表面。

3. 仪器样品槽

  • 每天检测结束后用干净棉签蘸无水乙醇清洁;

  • 避免液体渗入光学系统。


十二、样品加载在不同检测应用中的意义

  1. 细胞计数与活性检测

    • 加载均匀保证活死细胞比例准确;

    • 稀释恰当避免计数饱和。

  2. 荧光检测与转染效率分析

    • 样品厚度一致可提高荧光信号一致性;

    • 均匀加载保证阳性细胞比例可重复性。

  3. 生物制药质控检测

    • 标准化加载程序确保批次间数据可比性。

  4. 干细胞与原代细胞研究

    • 减少机械应力,保护脆弱细胞形态完整。


十三、性能验证与数据稳定性

经多实验验证,在正确加载条件下,Countess 3 FL的结果具有高一致性:

测试条件计数误差重复性(CV)检测时间
标准加载±5%≤3%8–12 秒
加载不均±15%≥10%误差显著
含气泡样品±20%≥12%图像识别错误
稀释样品±5%≤4%推荐范围

数据表明,标准化样品加载操作是维持精确度的核心因素


十四、安全与规范要求

  1. 操作时应佩戴防护手套与实验服;

  2. 样品加载区域保持干燥、清洁;

  3. 使用完芯片后立即密封废弃容器;

  4. 若处理感染性样品,遵守生物安全规范(BSL-2以上);

  5. 禁止使用有机溶剂清洁仪器样品槽。