يعرف عداد كولتر أو كما يقول عليه العلماء أنه عداد الخلايا الإلكتروني ويقال له باللغة الإنجليزية أنه Electronic cell counters ، أو يعرف باسم Automated analyser، وتعد من أهم وأحدث الأجهزة الجديدة والحديثة ولكنها من أكثر الأجهزة تعقيداً ولكنها تعطي نتائج أكثر دقة عن أي جهاز أخر ولكن يشترط أن يتم استخدامه بطريقة صحيحة ، و جهاز Coulter counter تم تسميته بهذا الاسم نسبة للعالم الذي اكتشفه واسمه والاس هـ. كولتر.

تاريخ اكتشاف عداد الكولتر

عداد الكولتر تم اكتشاف مبدأ كولتر من قبل دبليو كولتر في عام 1940 ، على الرغم من أن البراءة الأمريكية لم تمنح حتى 2665508 حتى 20 أكتوبر 1953. وقد وجدت هذه الطريقة الحاصلة على براءة اختراع لحساب عدد خلايا الدم استخدامًا واسع النطاق في مختلف فروع التقنيات.

يستخدم مبدأ كولتر للجسيمات في السوائل فقط. يتكون مبدأ كولتر من تمرير الجسيمات العالقة مرة واحدة من خلال الفتحة في المجال الكهربائي ذي الخصائص المعروفة، في القضية، تؤدي التغيرات اللحظية في المعاوقة إلى نبضات جهد ، تتناسب ارتفاعاتها مع الحجم (وبالتالي إلى قطر الحجم) للجسيم الذي يمر عبر الفتحة، يتم تضخيم هذه النبضات وحجمها وحسابها والتعبير عنها كتوزيع حجم. يتراوح الحجم من 0.4 إلى 1600 ميكرومتر بشكل نموذجي.

في حين أن مبدأ كولتر يمكن تنفيذه في مجموعة متنوعة من التصاميم إلا أن هناك تصميمان أصبحا الأكثر صلة بالموضوع تجاريًا، وتشمل هذه تنسيق الفتحة وتنسيق خلية التدفق.

استخدامات عداد الكولتر

يتم استخدام تنسيق الفتحة في معظم عدادات كولتر التجارية، في هذا الإعداد، يتم إنشاء فتحة ذات حجم محدد في قرص جوهري باستخدام عمليات تصنيع خاصة. يتم بعد ذلك دمج الفتحة الناتجة في جدار الأنبوب الزجاجي. يوضح الشكل 1.18 مبدأ تنسيق الفتحة. تنتشر الجسيمات في المنحل بالكهرباء ويتم إدخال الأنبوب الزجاجي بفتحة ذات أحجام معروفة في وعاء التعليق.

وذلك من خلال وضع قطب كهربائي داخل وخارج الأنبوب وبدء تدفق تيار كهربائي عبر الفتحة ، يصبح المجال الكهربائي ذي الخصائص المعروفة منطقة استشعار.

إلا أن في بداية التجربة، يتم تشغيل المجال الكهربائي وتبدأ المضخة في رسم التعليق من خلال الفتحة، يتم اشتقاق البيانات الناتجة، كما هو موضح أعلاه.

طريقة عمل جهاز عداد الكولتر بالخطوات

لقد تحول Coulter Counter ليصبح أحد أهم العلامات التجارية المسجلة لشركة Coulter Corporation لجهاز يوفر عدد الجسيمات وقياس الحجم باستخدام ما يسمى مبدأ منطقة الاستشعار الكهربائية (أو Coulter)، والتي تنتج العديد من الشركات المصنعة أدوات قياس حجم الجسيمات على أساس هذه الطريقة الأصلية.

وذلك بسبب العالم كولتر والذي يظهر تمثيل مبسط لتصميم الجهاز في الشكل:

• يجب تعليق الجسيمات التي يتم قياسها بتركيز منخفض في سائل موصل كهربائي، عادة محلول من المنحل بالكهرباء في الماء أو في سائل عضوي. يتم إجراؤها بعد ذلك، لتمريرها، بشكل أساسي واحدًا تلو الآخر، من خلال فتحة صغيرة (أو فتحة) في جدار عازل كهربائي يسمى عادةً فتحة (أو فتحة) الأنبوب.
• عبر هذه الفتحة يتم تمرير تيار كهربائي أيضًا، مما يخلق داخل وحول الفتحة منطقة استشعار كهربائية مع مقاومة أساسية معينة، غالبا ما يستخدم التيار المباشر.
• عندما يدخل كل جسيم في الفتحة، فقد أزاح بشكل أساسي حجمًا من السوائل الموصلة كهربائيًا يساوي حجمه، وبالتالي يتم تعديل المعاوقة الأساسية بمقدار يتناسب مع حجم الجسيم.
• وينتج عن ذلك نبض كهربائي قصير المدى يتم إنشاؤه بواسطة كل جسيم حيث يتناسب ارتفاع النبض بشكل أساسي مع حجم الجسم، ويمكن قياس النبض مثل تغيير في المقاومة أو التيار أو الجهد عبر الأقطاب الكهربائية.
• ينتج مرور عدد من الجسيمات قطارًا من النبضات التي يمكن ملاحظتها على راسم الذبذبات وتحليلها بواسطة دوائر تحليل ارتفاع العداد والنبض لتوفير توزيع حجم الجسيمات (أو القطر المكافئ).
• يمكن أيضًا الحصول على حجم متكامل أو نسبة كتلة مقابل توزيع الحجم.

قياس التركيزات الدقيقة

• من أجل قياسات التركيز الدقيقة ، على سبيل المثال ، نظرًا لعدد الجسيمات لكل وحدة حجم السائل في نطاق حجم الجسيمات المحدد، تم تجهيز الجهاز بنظام قياس الحجم.
• قد يأخذ هذا عادةً شكل أنبوب U بسيط مملوء بالزئبق ، وهو متصل بأنبوب الفتحة، أو آلية إزاحة المكبس، كما إن مقاومة الجسيمات لها تأثير ضئيل جدًا على الاستجابة الكهربائية ، إلا إذا كانت قريبة جدًا من مقاومة السائل.
• الاستجابة الكهربائية الخطية تقريبًا مع حجم الجسيمات يصل إلى حوالي 80 ٪ من قطر الفتحة ، على الأقل لجسيمات الاختبار الكروية المستخدمة في الدراسة التي أجراها .
• الحد الأدنى لحجم الكشف عن الجسيمات هو حوالي 1.5-2.0 ٪ من قطر الفتحة. وبالتالي ، يمكن استخدام فتحة 70 ميكرومتر مع بعض تصميمات الأدوات لحساب حجم الجسيمات في نطاق حجم يبلغ قطرها الكروي المكافئ حوالي 2 ميكرومتر.

ويتطلب إجراء قياسات توزيع حجم الجسيمات على نطاق واسع جدًا من حجم المواد الجسيمية استخدام فتحتين (أو أكثر) ، مع مزج النتائج من كل منها معًا.

معايير الأدوات المناسبة لكولتر

فيما يتعلق بمعايرة هذه الأدوات ، من المهم ملاحظة أنه بالنسبة لأي قياسات توزيع حجم الجسيمات هناك متغيران محتملان: المتغير الأول كمية الجسيمات والمتغير الثاني حجم الجسيمات.

عادة ، يمكن التحقق من أنظمة القياس والعد الحجمي لأدوات منطقة الاستشعار الكهربائية بشكل منفصل، لذلك لا يتطلب قياس عد الجسيمات المعايرة. ومع ذلك ، على الرغم من أن قياس حجم الجسيمات هو نظريًا مطلقًا، فإنه عمليًا يتم معايرته دائمًا.

هناك طريقتان مفضلتان ؛ والأكثر شيوعًا هو استخدام جزيئات مثل كرات اللاتكس (التي هي نفسها ، أو يمكن أن تكون مرتبطة غالبًا بالمواد المرجعية المعتمدة)، والآخر هو السماح للجهاز بالمعايرة الذاتية باستخدام جزء حجم مادة العينة قيد الاختبار ثم ربط النتائج بالبيانات التي تم الحصول عليها عن طريق التوازن التحليلي والماصات الحجمية.

تم وصف كلتا الطريقتين ، على سبيل المثال ، المعيار البريطاني BS 3406، أصبحت طريقة منطقة الاستشعار الكهربائية طريقة مرجعية لتحليل توزيع حجم الجسيمات ولحساب وتحجيم خلايا الدم، يستخدم على نطاق واسع في المجالات الصناعية والبيولوجية والطبية.

كيف يعمل جهاز الكولتر

عداد كولتر هو أداة يمكنها حساب وحجم الخلايا في المنحل بالكهرباء لتوفير معلومات قيمة للباحثين، على سبيل المثال يمكن أن يوفر عدد الخلايا من نوع معين في عينة الدم أدلة على نوع المرض الذي يعاني منه المريض.

ارتفاع أو انخفاض عدد خلايا الدم مهمة في تحديد الأمراض، عداد كولتر قادر على حساب كريات الدم الحمراء (خلايا الدم الحمراء) ، الكريات البيض (خلايا الدم البيضاء) والصفائح الدموية.

توجد تلك الأدوات بشكل شائع في المستشفيات لمساعدة الطاقم الطبي على تحديد تعداد خلايا دم المريض – “تعداد الدم الكامل”، كما أنها مفيدة لحساب أنواع أخرى من الخلايا مثل البكتيريا والدهون والعضلات وأنواع أخرى من الخلايا.

باستخدام عداد كولتر ، ينتقل إلكتروليت يحتوي على الخلايا من خلال فتحة صغيرة متصلة بتيار كهربائي. يتم تحقيق العدل من خلال مراقبة التغيرات في الجهد المكتشف إما خلية أو إلكتروليت يسافر عبر الفتحة، على سبيل المثال ، قد يكون هناك انخفاض في التيار أثناء مرور الجزيء عبر الفتحة لأن الجزيء أقل توصيلًا من المحلول الكهربائي، توفر نبضات الجهد نظرة ثاقبة لحجم الخلايا التي تمر في التعليق.