基于细胞免疫表型的白细胞纸基细胞计数仪

引言

白细胞（WBC）计数是最常见的临床检查之一，被临床医生常规用于帮助识别和诊断疾病。大多数实验室中使用血液分析仪进行WBC计数，但血液分析仪昂贵且体积庞大，即使是入门级台式型号也需要经过培训的技术人员进行操作和维护；因此开发出简化的分析仪，以弥合诊所和床旁之间的差距，但也需要外部泵来驱动样品流和/或复杂的光学设备来实现测量。目前流行使用侧流测试（LFT）和纸基微流体设备代替便携式分析仪或传统微流体设备，但用于测量血液学指标较为有限。作者鉴定获得一种多孔材料允许通过在垂直和横向方向上的芯吸不受阻碍地运输WBC，即咖啡过滤器；进而创建一类新的纸基设备，能够控制运输，标记和检测完整的WBC。

结果

1. 筛选用于WBC运输的材料，根据荧光结果判断每种材料的蜡屏障和其在横向和垂直方向上运输细胞的能力，最终选定材料是Clever咖啡过滤器。

图1 筛选用于样品添加和孵育层的多孔材料

注：(A)单通道（顶部）和PES捕获区（底部）设计。荧光扫描DiI通用膜染色剂标记的MAVER-1 B细胞的转运，分别在(B)Kimwipes、(C)Clever咖啡过滤器、(D)TX 1109合成擦拭器、(E)Ahlstrom 55滤纸。

2. 设计原理

图2 基于纸张的白细胞计数仪的设计

注：(A)显示每层功能和用于制造该层的材料的器件，包括添加/细胞标记层、孵育层、读出层、洗涤层和印迹层。(B)样品添加/细胞标记层和相应的读出层的处理，其中可以检测到标记的细胞（结合其CD标记抗体- HRP偶联物，抗CDX- HRP)。(C)细胞被CD标记抗体- HRP偶联物标记，添加TMB进行比色检测。所产生的深紫色可以与样品中目标细胞的数量相关。

3. T和B淋巴细胞的特异性检测和计数

图3 用于计数T和B细胞的纸基细胞计数器的校准曲线和代表性图像

注：(A)CD3 + T细胞校准曲线的代表性扫描，范围为1000 - 4000 cells/μL。CD3 + Jurkat D1.1细胞（上）显示在正常范围内信号增加，而CD3- MAVER-1细胞（下）在相同的细胞计数下没有显示信号。(B)Jurkat D1.1和MAVER-1细胞的CD 3校准曲线。Jurkat D1.1细胞在面积百分比和计数之间显示出强线性关系，而MAVER-1细胞在正常范围内没有提供信号。(C)CD19 + B细胞校准曲线的代表性扫描，范围为1000 - 4000 cells/μL。CD19- Jurkat D1.1细胞（上）显示在正常范围内没有信号，而CD19 + MAVER 1细胞（下）显示信号随细胞计数而增加。(D)MAVER-1和Jurkat D1.1细胞的CD19校准曲线。CD19 + MAVER-1细胞在面积百分比和计数之间显示出强线性关系，而CD19- Jurkat D1.1细胞在正常范围内没有提供信号。

4. CD4+ T淋巴细胞的检测和计数：低于正常范围（阴影浅灰色）的信号很难用肉眼检测到，跨越正常范围（中灰色）的信息是可量化的，以及高于正常范围（深灰色）的信号提供强烈的深紫色信号。低值范围的检测可以用来提示患者患有晚期HIV疾病，指导患者进一步详细的检查。

图4 CD4校准曲线和代表性扫描

创新点

1．联合垂直、侧向层析法的纸基细胞计数检测；

2．简易细胞仪快速检测不同淋巴细胞亚群；

3．可检测正常生理范围之外和细胞类型亚类中的异常细胞计数

图5 图形摘要