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如何使用数字化显微镜测定细胞汇合度

使用 Mateo TL 始终如一地监测细胞培养和测量汇合度

[Translate to chinese:] Phase-contrast image of a MDCK-cell culture and its respective confluency measured by the Mateo TL microscope. Phase-contrast_image_of_a_MDCK-cell_culture_respective_confluency_Mateo_TL.jpg

本文介绍了如何以一致性的方式测量细胞汇合度。对于生命科学研究领域，例如癌症生物学、干细胞或再生医学，研究通常需要特定生长条件下的细胞。这些条件包括定期检查的细胞形态和汇合度。

汇合度估算有些困难并且因人而异。这种主观性会导致人为偏见和实验之间条件的无意变化。始终如一地测量汇合度是提高实验重现性的关键。

细胞汇合度检测的工作流程

检测细胞汇合度是细胞培养工作流程中的一个常规步骤，常见于生命科学研究和生物制药行业实验室中的各种应用[1,2]。无论研究人员扩增或准备细胞是为了进行下一步的转染、分化、划痕实验、克隆选择、菌落挑选或3D培养类器官，监测细胞的生长都至关重要[3,4] 。

[Translate to chinese:] Confluency Check Workflow Steps: 1. Cell Seeding, 2. Cell Growth, 3. Cell Confluency Check, 4. Data handling, and 5. Scientific experiments

细胞汇合度检测的工作流程步骤：1.细胞接种，2.细胞生长，3.细胞汇合度检测，4.数据处理，5.科学实验[5,6]。

第1步：细胞接种

在首选细胞培养皿上接种细胞，并将其置于培养箱中。 请注意，细胞接种密度对增殖非常重要。

第2步：细胞生长

让细胞沉淀下来，附着在培养皿上，并开始生长。可以使用Mateo TL的相差模式来观察细胞形态和生长（图1），并通过辅助对比设置来帮助观察。通过捕获图像来记录细胞培养的状态。

[Translate to chinese:] Example of a cell-growth quick check. MDCK cells with different confluency status. Cell culture images were acquired using Mateo TL in phase-contrast mode.
图1：细胞生长快速检测的示例。不同汇合状态的MDCK细胞。使用Mateo TL的相差模式采集细胞培养图像。

第3步：细胞汇合度检测

在细胞培养中，汇合度是指培养皿中细胞层所覆盖表面积的百分比[2]。
使用Mateo TL汇合度模块，检查细胞培养物的汇合程度。调节边界检测的灵敏度，应用汇合度测量。

[Translate to chinese:] Mateo TL and its cell-confluency-check interface (link to Confluency Video).
图2：Mateo TL及其细胞汇合度检测的界面（Confluency视频链接）。

Mateo TL的汇合度算法可自动计算图像中细胞覆盖面积的百分比。因为细胞可以在多个区域不均匀地分布生长，建议在低放大倍率下和培养皿的不同区域计算汇合度。

对于报告和细胞培养跟踪，建议保存两张图像：使用相差的当前细胞生长状态图像（图3，上方）和通过汇合度计算所生成的图像（图3，下方）。

[Translate to chinese:] Example of a confluency check for HeLa cells: The top row shows phase-contrast images and the bottom row determination of cell confluency. The Mateo TL algorithm measures the percentage of the area covered by the cells.
图3：HeLa细胞的汇合度检测示例上排所示为相差图像，下排所示为细胞汇合度的判定。Mateo TL算法可测量细胞覆盖面积的百分比。

第4步：记录和数据处理

在使用图像记录细胞培养状态并测量细胞汇合度之后，有两种模式可以快速便捷地导出图像。

可通过快速共享功能将图像直接无线传输到智能手机或平板电脑上，或者拷贝到USB设备。

如果需要重复采集图像，那么可以使用重复功能轻松再现图库中先前参考图像的成像条件，即光强和相机设置。

第5步：科学实验

在记录当前培养状态并使用Mateo TL汇合度模块测量细胞汇合度之后，可以开始判断下一步如何进行。

常规的细胞培养操作有换液、维持、扩大培养或传代细胞、冻存或停止培养。

如果细胞已经达到理想的汇合状态，则可以开始下游的科学实验或进行其常规操作。将一个特定的汇合度作为标准对后续的实验至关重要，例如基因转染、克隆选择、建立细胞系、菌落挑选、重编程和分化。

对于菌落挑选或其他需要同时进行样品处理和显微镜观察的方案，建议清洁Mateo TL显微镜（镜身可以用75%的酒精进行擦拭消毒，显示屏也包括在内）并在层流柜内操作。数字式显示取代了使用目镜，最大限度地减少了眼睛的疲劳，节省下来的空间让显微镜能在层流罩内使用，最大限度降低了污染风险（图4）。

[Translate to chinese:] Mateo TL placed inside a laminar flow hood for convenience when doing cell culture.
图4：Mateo TL置于层流罩内，以方便进行细胞培养。

Mateo TL数字式透射光倒置显微镜

让细胞培养的常规检测更容易且一致。

Mateo TL能轻松完成细胞培养检测，并能确保汇合度评价的一致性：

  • 即用型显微镜：从设置到第一幅图像用时不超2分钟。
  • 汇合度模块可辅助常规汇合度检查，从而确定实验节点让工作流程更加标准化。
  • 通过一个共同的测量标准，可以使不同用户和实验之间的汇合度测量保持一致。
  • 让汇合度评价不再需要靠猜，从而最大限度地减少人为误差。

常规细胞培养？轻松搞定！

免责声明：本文描述了快速检测细胞汇合度的通用工作流程。欢迎使用文中的推荐信息，帮助您改善科学实验。另请注意，文中的信息并不能替代您实验室中采用的细胞培养指南或SOP，也不能替代您的技术专长或知识。如按本文信息进行实验而导致非预期或不良结局，Leica Microsystems概不负责。

References

  1. Segeritz, CP, Vallier, L, Cell Culture: Growing Cells as Model Systems In Vitro, Ch. 9 in Basic Science Methods for Clinical Researchers (2017, Elsevier) pp. 151-172, DOI: 10.1016/B978-0-12-803077-6.00009-6.
  2. Geraghty RJ, Capes-Davis A, Davis JM, et al. Guidelines for the use of cell lines in biomedical research, Br. J. Cancer (2014) vol. 111, iss. 6, pp. 1021-1046, DOI:10.1038/bjc.2014.166.
  3. C.D. Helgason (Ed.), C.L. Miller (Ed.), Basic Cell Culture Protocols (Methods in Molecular Biology) 4th ed. (2013, Springer Nature) DOI: 10.1007/978-1-62703-128-8.
  4. G. Vunjak-Novakovic (Ed.), R.I. Freshney (Ed.), Culture of Cells for Tissue Engineering (2006, John Wiley & Sons) DOI: 10.1002/0471741817.
  5. T. Straube, C. Müller, How to do a Proper Cell Culture Quick Check: Workflow for subculture of adherent cells, Science Lab (2016) Leica Microsystems. 
  6. C. Greb, Introduction to Mammalian Cell Culture: Morphology and Cell Types & Organization, Science Lab (2017) Leica Microsystems. 

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