白皮书：细胞分析的未来是无染色的
借助 METTLER TOLEDO 富有洞见的白皮书，了解细胞活性评估的最新进展；该白皮书对三种关键方法进行了详细比较：CytoDirect、流式细胞术和台盼蓝染色。在生命科学、药物开发和临床生产中，准确测量细胞活性是确保实验可靠性和生物学相关性的基础。
采用数字全息显微镜的细胞计数未来
搭载机器学习的 CytoDirect 细胞计数器如何改变现代细胞相关工作流程
研究人员依赖准确的细胞计数来确保实验的一致性、可重复性和质量控制，而采用数字全息显微镜进行细胞计数等方法可提供精确且可靠的数据。即使细胞计数中很小的误差，也可能影响细胞行为、影响检测性能，并在下游应用中引入不必要的变异。与此同时，随着研究人员处理更复杂的模型以及细胞治疗开发、生物制剂研究和药物发现等先进应用，了解细胞健康状况和活性正变得日益重要。CytoDirect 细胞计数器将自动化细胞计数与先进的形态学分析相结合，简化常规测量并为样本质量提供更深入的洞察。
传统细胞计数方法的挑战
细胞计数是细胞生物学工作流程中最常执行的任务之一，用于在细胞培养、传代、转染、基因编辑或检测开发前制备细胞。尽管如此，许多实验室仍然依赖使用血球计数板进行手动计数，这是一种在一个多世纪以来几乎没有变化的技术。虽然手动计数应用广泛，但它可能耗时、劳动密集，并且容易受到不同操作者之间差异的影响，这意味着结果往往取决于个人判断，尤其是在评估细胞活力和形态时。
替代技术可提供更高的准确性和通量，但也各有局限。例如，电阻脉冲感应系统能够快速处理大量细胞，但能提供的细胞健康和形态信息有限。相比之下，虽然流式细胞术可提供高度详细的数据，但它通常需要专业知识、较高的资本投入和专用实验室空间。因此，许多研究人员不得不在简便性、速度、准确性以及每次测量所能获得的信息深度之间作出取舍。
借助数字全息显微镜简化细胞计数
CytoDirect Cell Counter 通过将自动细胞计数与先进的形态学分析相结合，并采用紧凑、易用的形式，正在帮助全球各地的实验室克服这些挑战。数字全息显微镜技术通过使用激光和相机系统记录样本的全息图来工作。随后，先进算法会重建这些信息，生成关于单个细胞和细胞群的详细三维图像和信息。与许多传统方法不同，数字全息显微镜无需标记且不会破坏样本。细胞无需染色，可为后续应用保留样本，减少制备时间并消除试剂成本。
图1：CytoDirect Cell Counter 是一款结构紧凑、便于携带的解决方案，适用于大多数实验室，可用于快速细胞计数和活性检测。
省去这些制备步骤可实现更快的工作流程和更高的一致性，这对繁忙的实验室至关重要。测量可在数秒内完成，无需漫长的制备或孵育即可快速做出决策。自动化分析还消除了大量与劳动密集型手动计数相关的变异性，有助于提高不同使用者之间以及不同实验之间的重复性。所有这些功能都集成在一个紧凑的系统中（图1），使这项技术能够广泛应用于各类实验室环境，从学术研究场所到生物制药开发实验室。
方法 | 准确性和可重复性 | 细胞活性评估 | 形态学洞察 | 样本制备 | 通量 | 成本和复杂性 |
血细胞计数板 | 依赖用户，且容易产生变异 | 可通过染色实现，但具有主观性 | 有限，且依赖操作者 | 需要手动染色和计数 | 低 | 设备成本低，人工投入高 |
电阻脉冲传感 | 准确性高 | 活性测量需要额外试剂 | 有限 | 通常在悬浮状态下分析细胞 | 中到高 | 仪器成本适中；分析深度有限 |
流式细胞术 | 准确性非常高 | 优秀，可使用多种活性标志物 | 多参数分析广泛 | 需要专用试剂和专业知识 | 高 | 资本投入和维护成本高 |
数字全息显微镜 | 借助自动化分析，准确性高 | 无需标记的活性评估 | 自动化形态和健康分析 | 最少；无需染色 | 高 | 结构紧凑、易于使用，操作复杂性更低 |
表1. 细胞计数方法比较
变革现代基于细胞的工作流程
准确的原始细胞计数至关重要，但现代研究日益还需要对细胞健康和质量进行更深入的洞察。细胞可以通过基于显微镜的技术进行人工分类，但由于这是靠肉眼完成的，存在固有的用户偏差，会引入变异性。CytoDirect Cell Counter 的一大显著优势在于，它能够客观地对细胞进行分类并评估活性，从而将主观偏差降至最低。该技术分析细胞形态和折射率的细微差异，区分活细胞和死细胞，并避开样本中的碎屑和污染物（图2）。
机器学习算法进一步增强了这一能力；这些模型使用大量数字全息显微数据集进行训练，因此能够自动对细胞进行分类并实时生成群体健康评估。这使研究人员能够借助“活性图”（图2）在整个样本范围内直观查看细胞活性，并在推进到成本高昂的下游实验之前识别潜在问题。在处理激活或分化过程中外观会发生变化的细胞类型时，例如 T 细胞，或在药物筛选和毒性研究中评估细胞反应时，监测形态变化的能力尤其有价值。研究人员无需仅仅依赖细胞数量，而是可以基于更完整、数据驱动的样本质量图景做出决策。
图2：CytoDirect Cell Counter 提供的“活力图”。通过形态学分析，该设备可以区分活细胞和死细胞，并排除培养基中的其他碎屑。
支持更优决策
CytoDirect Cell Counter 将数字全息显微镜与机器学习相结合，代表了细胞分析领域的一项重大进展。自动化常规测量并提供对样本质量更深入的洞察，有助于降低变异性、提高对实验结果的信心，并在整个研究过程中做出更明智的决策。随着对生产力、可重复性和数据质量的需求持续增长，能够同时以这种方式提供效率和可执行信息的技术将在现代基于细胞的研究中发挥越来越重要的作用。
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