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Zellzählung Tragbares Coulter-Zytometer als Alternative zu Hämozytometern

| Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Die Zellzahlbestimmung ist essenzieller Schritt z.B. bei der Aussaat und Passagierung, der Vorbereitung zellbasierter Assays oder der qualitativen Überprüfung der Zellkultur. Ein Zytometer im Pipettenformat erlaubt nun die einfache aber präzise, reproduzierbare und schnelle Analyse.

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Abb. 1: Die exakte Bestimmung der Zellzahl ist erforderlich, um beispielweise die Qualität einer Zellkultur zu überprüfen. (Quelle: www.free-photos.biz)
Abb. 1: Die exakte Bestimmung der Zellzahl ist erforderlich, um beispielweise die Qualität einer Zellkultur zu überprüfen. (Quelle: www.free-photos.biz)

Für aussagekräftige, reproduzierbare Ergebnisse im Rahmen qualitativer und quantitativer Analysen einer Zellkultur ist eine präzise, reproduzierbare und schnelle Zellzahlbestimmung entscheidend. Trotzdem erfolgen die meisten Zellzahlbestimmungen immer noch mithilfe eines Hämozytometers – einer Methode, die bereits im späten 19. Jahrhundert zur Quantifizierung von Blutkörperchen eingeführt wurde. Ein Hämozytometer besteht u.a. aus einem speziellen optischen Glasobjektträger, auf den ein definiertes Zellsuspensionsvolumen aufgetragen und unter einem Mikroskop ausgezählt wird. Obwohl die Hämozytometrie kostengünstig ist, sind die zahlreichen Schritte, die zur Zellzählung erforderlich sind, zeitaufwändig und können zu ungenauen Ergebnissen führen.

Dr. Patrick Heiser, Mitarbeiter in Lee Rubins Labor am Harvard Stem Cell Institute, arbeitet bei seiner Forschung zur spinalen Muskelatrophie häufig mit Gewebekulturen. „Wir führen etwa 30 bis 40 Zellzahlbestimmungen pro Woche mit einem Hämozytometer durch. Dies ist sehr zeitaufwändig“, sagt Heiser.

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Alternativ können Wissenschaftler zur Zellzahlbestimmung auch auf Zählgeräte zurückgreifen, wie automatische Mikroskopie-basierte Zellzähler, Durchflusszytometer oder Systeme, die auf dem Coulter-Prinzip basieren. Diese Coulter-Technik, die um 1940 zur Zählung von Blutzellen entwickelt wurde, wird dabei in den meisten automatischen Zellzählern eingesetzt.

Automatische Zellzählung nach dem Coulter-Prinzip

In seiner einfachsten Form besteht ein auf dem Coulter-Prinzip basierter Zellzähler aus einer Kapillare mit einer kleinen Öffnung, einem größeren mit Elektrolytlösung befüllten Gefäß, in dem sich die Kapillare befindet und zwei Elektroden, eine innerhalb und eine außerhalb der Kapillare. Nach der Zugabe einer in Elektrolytlösung verdünnten Zellsuspension wird ein elektrisches Feld angelegt, um einen Stromfluss zwischen den Elektroden zu erzeugen. Beim Durchtritt der Zelle durch die Kapillaröffnung verdrängt diese eine ihrem Volumen entsprechende Menge der Elektrolytlösung und es kommt zu einer messbaren Widerstandsänderung. Diese kann als elektrischer Strom- oder Spannungsimpuls gemessen werden, der dann mit Zellgröße und -konzentration korreliert wird.

Diese automatischen Zellzähler helfen, die beschriebene Problematik der Zählung mittels Hämozytometer zu umgehen. Aufgrund der hohen Kosten von großen Tischgeräten ist aber oftmals eine Anschaffung für diesen Zweck nicht realisierbar.

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