Все формулы РФ

Прикладные сферы / Популяции, рост

Концентрация клеток по счетной камере

Формула рассчитывает концентрацию клеток в исходной суспензии по числу посчитанных клеток, коэффициенту разбавления и объему просмотренной части счетной камеры.

Опубликовано: Обновлено:

Популяции, ростЕсть историческая справкаСтраницы с задачами и решениямиКачество данных

Формула

$$C=\frac{Nk}{V}$$
schematic Сетка счетной камеры

Фрагмент сетки камеры с отмеченными подсчитанными квадратами, числом клеток N, объемом V и коэффициентом разбавления k.

Концентрация получается из числа клеток в известном объеме с поправкой на разбавление.

Обозначения

$C$
концентрация клеток в исходной суспензии, клеток/мл
$N$
число клеток, подсчитанных в выбранных квадратах камеры, клеток
$k$
коэффициент разбавления образца
$V$
суммарный объем подсчитанной области камеры, мл

Условия применения

  • Камера заполнена равномерно, без пузырьков, перелива и заметного оседания клеток во время подсчета.
  • Объем V соответствует именно тем квадратам и глубине камеры, в которых считали клетки.
  • Коэффициент k учитывает все этапы разбавления до внесения образца в камеру.

Ограничения

  • Подсчет дает статистическую оценку, поэтому при малом N случайная ошибка может быть большой.
  • Слипшиеся клетки, мусор, окраска жизнеспособности и правила учета клеток на границах квадратов влияют на результат.
  • Формула не различает живые и мертвые клетки, если перед подсчетом не использовали соответствующую окраску или методику.

Подробное объяснение

Счетная камера имеет известную геометрию: площадь сетки и глубина задают точный малый объем. Если в этом объеме найдено N клеток, то отношение N / V дает концентрацию в уже подготовленном образце. Умножение на k возвращает расчет к исходной суспензии до разбавления.

Ключ к правильному расчету — точно знать объем выбранных квадратов. В камере глубина обычно фиксирована, а площадь определяется сеткой. Если считать не все поле, а несколько квадратов, нужно сложить именно их объемы, иначе концентрация будет завышена или занижена.

Коэффициент разбавления показывает, во сколько раз исходный образец был разбавлен перед подсчетом. Если взяли одну часть суспензии и добавили девять частей раствора, итоговое разбавление равно 10. Подсчет в камере относится к разбавленному образцу, поэтому умножение на k возвращает исходную концентрацию.

Метод чувствителен к случайной ошибке. Если посчитано очень мало клеток, одна лишняя или пропущенная клетка заметно меняет результат. Поэтому обычно считают несколько квадратов, перемешивают образец, повторяют измерение и используют среднее значение.

Биологическая интерпретация зависит от методики. Без окраски жизнеспособности формула считает видимые клетки, а не обязательно живые. Слипшиеся клетки, мусор, неправильный учет границ и неравномерное заполнение камеры могут дать численно красивый, но биологически неверный результат.

Как пользоваться формулой

  1. Подготовьте равномерную суспензию и внесите ее в счетную камеру по методике.
  2. Выберите квадраты для подсчета и определите их суммарный объем V в мл.
  3. Посчитайте клетки N по единому правилу учета границ.
  4. Умножьте N на коэффициент разбавления k и разделите на V.
  5. При необходимости повторите подсчет в нескольких областях и усредните результат.

Историческая справка

Подсчет клеток в известных малых объемах стал важным инструментом после развития микроскопии и лабораторной микробиологии. В XIX веке гемоцитометры использовали для подсчета клеток крови, а затем похожие камеры стали применять для дрожжей, бактерий, клеточных культур и спор. Смысл метода прост: если объем известен геометрически, число объектов в нем можно перевести в концентрацию. Со временем появились стандартизованные сетки, правила учета границ, окраски жизнеспособности и автоматические счетчики. Несмотря на автоматизацию, ручная счетная камера остается учебным и контрольным методом, потому что она наглядно связывает микроскопическое наблюдение с количественной оценкой образца.

Историческая линия формулы

Метод связан с развитием гемоцитометрии и микроскопической техники, а не с одной формулой одного автора. Исторически важны стандартизованные счетные камеры, включая камеры Нойбауэра и Горяева, которые сделали объем подсчета воспроизводимым и пригодным для лабораторных расчетов.

Пример

Дано: в четырех больших квадратах камеры подсчитано N = 96 клеток, образец был разбавлен в 10 раз, поэтому k = 10. Суммарный объем этих квадратов V = 0,0004 мл. Концентрация C = Nk / V = 96 · 10 / 0,0004 = 2 400 000 клеток/мл. Ответ: концентрация исходной суспензии равна 2,4 · 10^6 клеток/мл. Если нужно получить рабочую суспензию 1,2 · 10^6 клеток/мл, исходный образец следует разбавить примерно в 2 раза, при условии что подсчет был репрезентативным. Для надежности такой расчет повторяют в другой области камеры и сравнивают результаты, чтобы заметить неравномерное распределение клеток.

Частая ошибка

Частая ошибка — забыть коэффициент разбавления и получить концентрацию разбавленного образца вместо исходного. Еще ошибаются в объеме камеры: миллиметры кубические нужно переводить в миллилитры, а объем зависит от глубины и выбранных квадратов. Нельзя также считать клетки на границах без правила: обычно заранее выбирают, какие стороны включают в подсчет, чтобы не считать одну клетку дважды.

Практика

Задачи с решением

Подсчет без разбавления

Условие. В объеме 0,0002 мл подсчитано 150 клеток, разбавления не было. Найдите концентрацию.

Решение. k = 1. C = Nk / V = 150 · 1 / 0,0002 = 750000 клеток/мл.

Ответ. Концентрация равна 7,5 · 10^5 клеток/мл.

Образец после разбавления

Условие. В камере подсчитано 80 клеток в объеме 0,0004 мл. Образец разбавили в 5 раз. Найдите концентрацию исходной суспензии.

Решение. C = 80 · 5 / 0,0004 = 400 / 0,0004 = 1000000 клеток/мл.

Ответ. Концентрация исходной суспензии равна 1,0 · 10^6 клеток/мл.

Дополнительные источники

  • Campbell Biology.
  • Brock Biology of Microorganisms.
  • Lodish et al., Molecular Cell Biology.

Связанные формулы

Прикладные сферы

Общее увеличение светового микроскопа

$M=M_{obj}M_{ok}$

Формула показывает, что общее увеличение микроскопа равно произведению увеличения объектива и увеличения окуляра в составной оптической системе.

Прикладные сферы

Экспоненциальный рост популяции

$N(t)=N_0e^{rt}$

Формула описывает идеальный рост популяции, когда относительная скорость прироста постоянна, а ограничения среды пока не заметны.

Прикладные сферы

Индекс разнообразия Шеннона

$H=-\sum p_i\ln p_i$

Индекс Шеннона оценивает биологическое разнообразие сообщества по долям видов: он растет, когда видов больше и когда их численности распределены более равномерно.

Прикладные сферы

Расход энергии тренировки по MET

$E=MET\cdot m\cdot t$

Формула дает приближенную оценку энергозатрат упражнения по метаболическому эквиваленту нагрузки, массе тела и длительности занятия.