細胞存活率(Cell Viability)是實驗室廣泛使用的基礎檢測，用於測試生長刺激因子、細胞毒劑和藥物對細胞生長的影響，常被製藥和生物技術公司、學術和研究等機構廣泛用於進行藥物開發、基礎研究、幹細胞研究等研究。有許多Cell Viability Assays試劑可使用盤式判讀儀(Microplate reader) 進行吸光值(Absorbance)、熒光 (Fluorescence Intensity) 或冷光 (Luminescence) 檢測以量化細胞活力。
有報導顯示隨著資金和研究活動在預測期內的需求增加，細胞活力檢測市場預計將在市場上增長，並推測在2026年全球細胞活力檢測市場規模預計將達到 34.166 億美元。
 
來自德國的BMG Labtech最近比較了市面上流行的Cell Viability檢測方法(1:Vybrant MTT　2:alamarBlue 3: CellTiter-Glo)(圖1)：

圖1)Assay principle: enzymatic reactions catalysing the turnover of colorimetric (Vybrant MTT), fluorescent (alamarBlue) and luminescent (CellTiter-Glo) products.

 
結果顯示，三種檢測方式皆隨著細胞數量的上升，信號也有明顯增加。然而，從結果可觀察到三種檢測方式在高細胞濃度下偵測信號開始出現飽和效應，並且線性關係開始出現消散情況(圖2)。

圖2) Cell viability assays measured on HeLa standard curve in 384- and 96-well format. (A) Vybrant MTT, Abs (B)　AlamarBlue, FI (C) CellTiter-Glo, Lum. Error bars refer to 8 replicates.

 
其後，三種檢測方式的偵測極限 (limit of detection,LOD) (mean blanks + 3*SDblank)，結果顯示，CellTiter-Glo 提供了最低的 LOD，其次是 alamarBlue 和 Vybrant MTT (圖3)，由此可推測CellTiter-Glo的靈敏度是較高的。

圖3) Comparison of viability assay kits in terms of their lower detection limit using HeLa cells.

 
綜合以上結果，可得出三種方式皆能有效地檢測出細胞存活率，因此使用者可根據需求而進行選擇。但值得注意的是由於在高細胞濃度下，偵測信號開始出現飽和效應，因此要注意細胞數、細胞與試劑量的比例等條件的調整。
 

在2022年BMG LABTECH推出最新一代全功能盤式判讀儀VANTAstar™ ，VANTAstar™是一款緊湊型多模式盤式判讀儀，以操作簡易靈活為設計理念。為了減少實驗室工作臺上的佔地面積，VANTAstar只有 35 厘米寬，卻配備了線性漸變濾光片(LVF)專利光柵技術(LVF Monochromators™) 、濾光片(Filters) 和紫外/可見光分光計(Ultra-fast Spectrometer)三種不同的檢測技術，可在每種檢測模式和應用中實現最佳性能。

除此之外， BMG Labtech所開發的Enhanced Dynamic Range(EDR)技術能在一次測量中就可以檢測到10⁸訊號強度範圍，再結合自動對焦(Full plate auto-focus) 技術，簡化了測量參數設定的時間，提高實驗檢測的靈敏度和動態範圍，讓你得到最高品質的實驗數據。
值得留意的是，BMG Labtech在最新的VANTAstar™盤式判讀儀中推出外接試劑分配器模組從而取代內置注射器，在試劑分配器模組中包括最多兩個注射器、 加熱器和磁力攪拌器，讓判讀儀能更靈活配合到使用者實驗設計上，且為提供使用者更完善的樣品處理平臺。
 
特點：

• 只有 35 厘米寬—佔地面積少


• 配備三種檢測技術—可進行多模式檢測
  
  
  
  • 紫外/可見光分光計—超快速吸收光全波長檢測 (220 to 1000 nm <1 sec/well)
  
  
  • 濾光片(filter)—提供檢測最佳靈敏度
  
  
  • 線性漸變濾光片(LVF)專利光柵技術—提供波長靈活選擇性
  
  
  
  


• Enhanced Dynamic Range(EDR)技術—偵測動態範圍高達8 decades


• 外接試劑分配器模組—帶有加熱器和攪拌器的柔性注射器


• 德國製造

 

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經由人類骨髓間質幹細胞(hBM-MSCs)產生的細胞外囊泡(EVs)被認為可能具有免疫調節疾病的臨床相關性，然而低濃度的EVs生產率通常難以支持與驗證相關測試。在2021年發布了一份FiberCell中空纖維生物反應器系統的EVs生產研究，這套系統可長時間持續性地培養同一批細胞，且即時收集濃縮後的EVs，在這篇研究中表明此系統可以收集到相同質量和數量的EVs，比傳統的EVs生產方法更適合用於製造用於人類治療的產品。
在這篇研究中，研究人員以具有20-kD MWCO的PS材質中空纖維管柱，分別接種90-220×10^6細胞數的4個不同來源hBM-MSCs。培養基使用每2-3天更換1次，從更換250 mL(第1-16天)增加至500 mL(第17天起)，同時監測培養基內的葡萄糖、乳酸濃度和 pH 值。在中空纖維內的28天培養過程中，培養基內的葡萄糖消耗、乳酸產生(參圖一)和 pH 值 (維持恆定範圍pH 7.0-7.4)的變化量皆很穩定，表示細胞的生長及狀態維持著一定的活性。
 



研究人員以Nanoparticle tracking analysis(NTA)分析培養過程前、中、後期EVs (1-2天、13-14天、24-25天)的濃度及大小，前期得到約1.9x10^10 particles/mL、大小分布為103-128 nm；中期得到約8.2x10^10 particles/mL、大小分布為102-114 nm；後期得到約8.1x10^9 particles/mL、大小分布為96-116 nm。在 EVs 生產的最後一天(第25天)，使用Trypsin-EDTA 0.25% 回收 hBM-MSCs (細胞活性>85%)，進行中胚層分化能力觀察確保這些細胞維持原本的功能性。這些收下來的細胞除了可以被成功誘導分化成脂肪生成(adipogenesis)、成骨生成(osteogenesis)、軟骨生成(chondrogenesis)細胞，並且具有MSC已知的surface marker的CD73、CD90高表現量，有趣的是，CD105則是在進行後續7天的2D培養後恢復表現(0.3±0.1%提高至99.9±0.2%)。
 





這份綜合研究提供了在符合cGMP條件下，在25天時間內，FiberCell中空纖維生物反應器可以用以製造人類 MSC-EV，進一步分析各時間點收集到的EVs的免疫表現型，確認其保有一致的品質，將有助於克服臨床應用的挑戰。除了上述討論外，在此篇文獻中，研究人員也將不同時期的EVs後續進行Lectin microarray、EV glycan、Immunophenotyping、Cytokine/chemokine/growth factor分析。更多參考請洽岑祥當區業務。