Automatische Zellzählungs-Geräte (Counter) - eine Übersicht

Seit einigen Jahren ist die automatisierte Zellzählung auf dem Vormarsch und entwickelt sich zumindest in der Industrie zum aktuellen Stand der Technik. Warum das so ist, liegt an den Vorteilen des automatisierten Zählens gegenüber der Zählung in der Neubauer-Kammer oder Thoma-Kammer.

Auf dieser Seite versuchen wir Ihnen einen Überblick über die automatisierte Zellzählung zu geben und stellen einen Vergleich der Anbieter von Countern vor. Für diejenigen, die einen Counter kaufen möchten, wollen wir auf Vorteile und Nachteile hinweisen und Hilfestellung bei der Auswahl eines Zellzählgeräts leisten. Natürlich können wir nur die Informationen zur Verfügung stellen, die wir von Herstellern und Nutzern bekommen. Wenn sie mit ihrem Counter positive oder negative Erfahrungen gemacht haben, freuen wir uns auf ihre Rückmeldung oder ihren Kommentar per Mail oder Telefon.

Die Zellzählung ist eine essentielle Grundlage für die Kontrolle des zellulären Wachstums über Wachstumskurven. Eine präzise Zählung ist also eine wirklich wichtige Grundlage in der Zellkultur. Daher sind Zählungsmethoden und Zellzählgeräte (Counter) Thema in unserem Zellkultur Basiskurs und in den Fortbildungen Zellkultur Bioassaysund QM in der Zellkultur.

Derzeit gibt es sehr viele automatisierte Zellzählgeräte u.a. ViCell, Luna, Cedex, 4BioCell, EVE, TC20, Cellometer, CellDrop, Luna, Countess, Exact FL Fluidlab, Adam, Nucleocounter, Ampha,Casy und Scepter. Diese Übersicht soll dabei helfen, einen Überblick über die Geräte zu erhalten.

Themen dieser Counter-Übersicht

Vorteile der automatisierten Zellzählung

• Reproduzierbare, personenunabhängige und objektive Messung
• Deutliche Erleichterung, wenn mehrere Proben gezählt werden müssen
• Zusätzliche Messparameter wie Größe, Aggregationsfaktor und Homogenität der Zellen
• Automatische Berechnung der Zellzahl/mL und %-lebendige Zellen
• In der Regel bessere statistische bessere Daten, da größere Volumina der Zellsuspension gezählt werden
• Zum Teil lebend/tot-Bestimmung der Zellen ohne giftiges Trypanblau
• Je nach Counter sind Kombinationen unterschiedlicher Messmethoden wie fluoreszenzmarkierter Zelle oder Trypanblau Färbung möglich
• Leichter validierbar

Nachteile der automatisierten Zellzählung

• Hohe bis mittlere Investitionskosten
• Eventuelle Wartungskosten
• Je nach Gerät günstiges bis teures Verbrauchsmaterial

Vergleich kammer-basierte Zellzählgeräte (Counter) mit Trypanblau

Counter die kammerbasiert arbeiten funktionieren eigentlich genau wie die Zählung in der Neubauerkammer. Allerdings macht das Gerät ein oder mehrere Fotos und wertet die Zellen in den Fotos dann automatisch aus. Die Zählkammern sind deutlich teurer als die Messgefäße z.B. des CASY. Man sollte also genau vergleichen, was die Geräte und die Einwegkammern kosten und wie viel man zählt.

Diese Auswertung ist nicht ganz trivial und muss für jede Linie eingestellt werden. Daher sollte man sicherstellen, dass man eine gute Einführung bekommt und während dieser auch schon die ersten Messeinstellungen festlegt. Außerdem sollte man berücksichtigen, dass man Proben, die mit Trypanblau versetzt sind, nicht länger als 5 Minuten stehen lassen sollte, um falsch positive Ergebnisse zu vermeiden.

Automatisierte Zellzählung

Nachfolgend finden sie ein eine Übersicht und einen Vergleich verschiedener automatisierter Zellzählgeräte, sog. Counter. Die Auswahl umfasst "einfache" Counter bis hin zu Pharmageräten mit hohem Durchsatz. Optische Zellzähler analysieren Bilder gefärbter Zellen analog zur Neubauer Kammer. Impedanzgeräte dagegen ziehen Probe auf und analysieren den Stromfluss in dem Zellen als Widerstand detektiert werden. Viele Geräte können so eine Zellzählung mit einer Vitalitätsbestimmung kombinieren. Manch können auch die Größe der Zellen messen. Einschränkungen der Vitalitätsbestimmung sind bei den Impedanzgeräten gegeben.

Luna II Automated Cell Counter

TC20^TM Automated Cell Counter von BioRad

Cellometer Auto T4 und M10 von peqlab

Vergleich kammer-basierte Zellzählgeräte mit Fluoreszenz

Diese Systeme funktionieren prinzipiell genau wie die Kammersysteme mit Trypanblau. Allerdings werden die Zellen mit Fluoreszenzfarbstoffen gefärbt. Diese Art der Färbung umgeht das Problem der falsch positiven Anfärbung mit Trypanblau wenn die Proben länger stehen. Man kann also mehrere Proben ansetzen, sie länger stehen lassen und dann messen.

Sofern die Geräte grüne Fluoreszenz messen kann man mit ihnen dann natürlich auch Transfektionseffizienzen und ähnliches messen. Diese Funktion schlägt sich aber natürlich deutlich im Preis nieder. Daher sollte man ein solches Gerät nur kaufen, wenn man neben der Zellzählung auch noch Fluoreszenzmessungen regelmäßig macht oder andere Messprinzipien bei den eigenen Zellen schlechte Ergebnisse erzielen.

Luna fl Dual fluorescence Cell Counter

NucleoCounter^R NC, z.B. NC-200 von ChemoMetec

Dieses Gerät sollte man nur kaufen, wenn man eine Spezialanwendung hat. Als Zellzählungsgerät für die Routinezählung sind die Einmalkammern viel zu teuer.

Cellometer Vision von peqlab

Durchflusszytometer mit Zählfunktion

Mittlerweile gibt es verschiedene Durchflusszytometer, die auch die Zellzahl pro mL und nach Färbung mit DNA-interkalierenden Farbstoffen eine lebend/tot Bestimmung machen können.
Sofern man ein Durchflusszytometer braucht, sind diese dann natürlich auch als Zellzählgeräte zu verwenden.

Muse Cell Analyzer - nicht zu empfehlen (zählt Erys mit, schlechter Service)

Der Muse Cell Analyzer ist ein stark vereinfachtes Durchflusszytometer ohne hydrodynamische Fokussierung, das zur Zellzahl-Bestimmung und Vitalitäts-Bestimmung genutzt werden kann.

Vergleich Kapillarsysteme mit Coulterprinzip

CASY TT und TTC von Omni Life Science

Diese Counter sind speziell für die Zellkultur entwickelt, einfach zu bedienen und einfach auf neue Zelllinien einzustellen. Einzelne Zählungen sind billiger als bei allen anderen Systemen. Daher sind dies echte Favoriten für Labore die viele Proben zählen. Das größere TTC Model ist ein Gerät für die Industrie oder den Pharmabereich, in dem auch validiert werden muss.

Coulter Counter Z Serie von Beckman Coulter

Diese Counter wurden ursprünglich zur Partikelzählung entwickelt. Höhere Modelle können aber mittlerweile eine vereinfachte, also ungenauere lebend/tot Unterscheidung. Es gibt ein ASTM (American Society for Testing and Materials) Paper, an dem auch Coulter mitgewirkt hat, das beschreibt, dass eine Vitalitätsbestimmung mittels particle sizing nicht möglich ist. Diese Aussage ist nach wie vor aber nur für die Geräte von Coulter zutreffend. Die Genauigkeit der Vitalitätsbestimmung ist nicht für industrielle Zwecke ausreichend. Deswegen empfiehlt Beckmann Coulter hier dann auch das ViCell (Trypanblau-basiert). Anders ist dies beim CASY (s.o.).

Scepter^TM 2.0 Cell Counter (unpräzise, anfällig, teures Verbrauchsmaterial)

Dieser Counter sieht aus wie eine Pipette, funktioniert wie ein Miniatur-Kapillarzähler, braucht aber sehr ausgeklügeltes, teures Verbrauchsmaterial. Hier muss man also genau überlegen, wie viel man zählt. Außerdem ist die Genauigkeit des miniaturisierten Systems natürlich geringer. Ein Gerät für Labore, die extrem wenig zählen und keine Doppelbestimmungen machen.

Vergleich Kapillarsysteme auf Trypanblau-Basis

Dieses System stellt eine Mischung aus dem Kapillarsystem und der kammer-basierten Zählung dar. Man braucht keine Zählkammer, aber im Gerät wird wie bei den Systemen unten ein Foto gemacht und ausgewertet. Durch das Einsaugprinzip ist die Genauigkeit geringer als bei den reinen Kapillarsystemen, die die Messpore direkt in der Zellsuspension haben. Durch das automatische Ansaugen und Mischen mit Trypanblau im Gerät, wird das Problem mit der falsch-positiven Anfärbung von Zellen mit Trypanblau bei längeren Standzeiten umgangen.

ViCell Cell Counter

Cedex HiRes Analyzer

Erstellt in Zusammenarbeit mit Dipl. Biotech. (FH) Ute Claus.