Калькулятор клеточной биологии
Профессиональные инструменты для работы с клеточными культурами. Подсчёт клеток, время удвоения, жизнеспособность, трансфекция, клеточный цикл и апоптоз — всё в одном месте.
Основы культивирования клеток
Клеточная биология in vitro — фундаментальный метод биомедицинских исследований. Культивирование клеток позволяет изучать клеточные процессы в контролируемых условиях, тестировать лекарственные препараты, создавать модели заболеваний и производить биологические продукты.
Для воспроизводимых результатов необходимо строго контролировать плотность клеток, жизнеспособность, фазу роста и историю пассирования. Данный калькулятор автоматизирует наиболее часто используемые расчёты клеточного биолога.
⏱️Время удвоения и кинетика роста
Время удвоения (Td) — время, за которое популяция клеток удваивается. Выводится из уравнения экспоненциального роста N(t) = N₀ × e^(μt), где μ — удельная скорость роста.
Td = t × ln(2) / ln(Nf/Ni)μ = ln(Nf/Ni) / tТипичные значения: HeLa ~24 ч, CHO ~12–14 ч, первичные фибробласты ~36–48 ч.
🔬Гемоцитометрия и подсчёт
Камера Горяева (гемоцитометр) — стандартный инструмент для ручного подсчёта клеток. Объём одного большого квадрата (1 × 1 мм) составляет 0,1 мкл при высоте камеры 0,1 мм.
C = (N / n) × D × 10⁴N — клеток, n — квадратов, D — разведениеАвтоматические анализаторы (Countess, Vi-CELL) основаны на том же принципе плюс анализ изображений.
🔄Клеточный цикл
Клеточный цикл состоит из фаз G1 (пресинтетическая), S (синтез ДНК), G2 (постсинтетическая), M (митоз) и G0 (покой). Проточная цитометрия с ДНК-красителями (PI, DAPI) позволяет определить долю клеток в каждой фазе.
PI = (S + G2/M) / (G1 + S + G2/M) × 100%PI — пролиферативный индексИнгибиторы: тимидин (G1/S), нокодазол (G2/M), CDK4/6 ингибиторы (G1).
💠Апоптоз и Annexin V / PI
Апоптоз — программируемая гибель клеток. При активации каспаз фосфатидилсерин (PS) переносится с внутреннего на внешний листок мембраны, что выявляется Annexin V. PI проникает только через повреждённую мембрану.
Апоптоз = AnnV⁺PI⁻ + AnnV⁺PI⁺Q3 — ранний, Q2 — поздний апоптозКомплементарные методы: кaspase-3/7, TUNEL, митохондриальный потенциал (JC-1).
Что умеет калькулятор
Время удвоения и скорость роста
Рассчитывайте Td, количество удвоений и скорость роста μ по начальному и конечному числу клеток.
Жизнеспособность (трипановый синий)
Быстрый расчёт % живых клеток с интерпретацией по стандартам (отлично/хорошо/низко).
Подсчёт в гемоцитометре
Автоматический пересчёт числа клеток из камеры Горяева в концентрацию с учётом разведения.
Кумулятивные удвоения (CPD)
Отслеживайте историю пассажей: CPD за каждый пассаж и суммарные удвоения популяции.
Трансфекция
Эффективность трансфекции, GFP+ клетки и оценка цитотоксичности в одном экране.
Клеточный цикл и апоптоз
Распределение G1/S/G2M из ПЦ и квадрантный анализ Annexin V / PI для оценки апоптоза.
Углублённый разбор методов
Кумулятивные удвоения популяции (CPD) и лимит Хейфлика
Концепция CPD (Cumulative Population Doublings) была введена Леонардом Хейфликом в 1961 году при наблюдении за нормальными клетками человека. Диплоидные клетки человека, как правило, проходят 40–60 удвоений до наступления репликативной сенесценции — необратимой остановки клеточного цикла.
Для каждого пассажа CPD рассчитывается как log₂(Nf/Ni), где Nf — количество снятых клеток, Ni — количество засеянных. Суммарный CPD служит маркером «молодости» культуры. Превышение 50 CPD для нормальных фибробластов приводит к кризису. Для опухолевых клеточных линий (HeLa, A549 и т.д.) лимит Хейфлика не применим — они иммортализованы.
Методы трансфекции: выбор в зависимости от типа клеток
Выбор метода трансфекции зависит от типа клеток, типа нуклеиновой кислоты (ДНК, мРНК, siRNA), требуемой эффективности и допустимой цитотоксичности. Липосомальные реагенты (Lipofectamine 2000/3000, TransIT) эффективны для делящихся клеток. Электропорация (Nucleofector, Bio-Rad Gene Pulser) позволяет трансфицировать труднодоступные клетки — T-лимфоциты, нейроны, стволовые клетки.
Эффективность трансфекции рассчитывается по репортёрным системам: GFP (флуоресцентная микроскопия или ПЦ), люцифераза (люминесцентный ридер), β-галактозидаза (X-gal окраска). При использовании siRNA для нокдауна эффективность трансфекции ~70% не означает 70% нокдаун — нужно учитывать силенсинговую эффективность самой молекулы.
Среда и условия культивирования
Базовые среды различаются по составу питательных веществ: DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium) с высоким содержанием глюкозы (4,5 г/л) используется для большинства клеточных линий; RPMI-1640 — для лимфоцитов и гематологических линий; MEM (Minimum Essential Medium) — для первичных клеток. DMEM/F-12 — смесь 1:1, применяемая для стволовых клеток.
FBS (фетальная телячья сыворотка) содержит факторы роста, гормоны и транспортные белки. Стандартная концентрация — 10%, для некоторых клеток (нейроны, первичные эпителиоциты) используют бессывороточные среды с добавлением B27, N2, EGF, bFGF. Глутамин нестабилен — рекомендуется использовать GlutaMAX (дипептид L-аланил-L-глутамин) с более длительным сроком хранения.
Практические советы
🧫 Работа с гемоцитометром
- →Оптимальная плотность: 20–50 клеток на квадрат
- →Подсчитывайте клетки в 4 угловых квадрата для усреднения
- →Перед подсчётом дайте клеткам осесть 1–2 мин
- →Считайте клетки, касающиеся верхней и левой линии
💉 Определение жизнеспособности
- →Трипановый синий: работайте быстро — краситель токсичен
- →Ratio краситель:суспензия = 1:1 (50 мкл + 50 мкл)
- →Жизнеспособность <80% — пересмотрите протокол
- →При длительном хранении на льду клетки могут окрашиваться
🔄 Проточная цитометрия (клеточный цикл)
- →PI несовместим с живыми клетками — только фиксированные
- →Фиксация: 70% этанол, -20°C, не менее 1 ч
- →Обработка РНКазой A перед PI обязательна
- →Для живых клеток используйте DAPI или Vybrant DyeCycle
🧬 Трансфекция
- →Оптимизируйте соотношение ДНК:реагент для каждой линии
- →Клетки должны быть 70–80% конфлюэнтны при трансфекции
- →Для siRNA используйте 25–50 нМ, не выше
- →Проверяйте эффективность через 24–72 ч после трансфекции
Как использовать калькулятор
Выберите нужный инструмент
Перейдите на соответствующую вкладку: Время удвоения, Жизнеспособность, Гемоцитометр, Пассаж, Трансфекция, Клеточный цикл, Апоптоз или Среда.
Введите экспериментальные данные
Заполните поля числами из вашего протокола. Поля с единицами измерения подсказывают нужный формат ввода.
Получите результат мгновенно
Калькулятор обновляет результаты в реальном времени — по мере ввода. Для пассажей можно добавлять любое количество строк.
Интерпретируйте результаты
Цветовые подсказки и текстовые интерпретации помогут понять, соответствуют ли показатели норме или требуют внимания.
Часто задаваемые вопросы
Лиана Арифметова
Миссия: Демократизировать сложные расчеты. Превратить страх перед числами в ясность и контроль. Девиз: «Любая повторяющаяся задача заслуживает своего калькулятора».
Отказ от ответственности
Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые данным инструментом, носят исключительно ознакомительный и справочный характер. Они не являются профессиональной консультацией — медицинской, юридической, финансовой, инженерной или иной.
Точность результатов. Калькулятор основан на общепринятых формулах и методиках, однако фактические результаты могут отличаться в зависимости от индивидуальных условий, исходных данных и применяемых стандартов. Мы не гарантируем полноту, точность или актуальность приведённых расчётов.
Медицинские, финансовые и профессиональные решения должны приниматься исключительно на основании консультации с квалифицированными специалистами — врачом, финансовым советником, инженером или другим профессионалом в соответствующей области. Не используйте результаты данного инструмента как единственное основание для принятия важных решений.
Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут никакой ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший в результате использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию и применение полученных результатов.
Похожие инструменты
Калькулятор литья под давлением
Расчёты литья пластмасс: усилие смыкания, впрыск, цикл, охлаждение, пресс-форма, себестоимость
Калькулятор молочного производства
Расчёт нормализации молока по правилу Пирсона, выход молочных продуктов (масло, сыр, творог), себестоимость производства по нормам ТР ТС 033/2013.
Калькулятор MELD (MELD-Na)
Оценка тяжести заболеваний печени по шкале MELD и MELD-Na. Прогноз смертности и приоритет трансплантации.
Калькулятор бетона (объём и состав)
Объём бетона для фундамента, стяжки. Цемент, песок, щебень. Пропорции для марок М100-М400.
Калькулятор HVAC (кондиционирование)
BTU сплит-системы и секции радиаторов по площади и теплопотерям. Физика теплопередачи.
Калькулятор выборки и репрезентативности
Расчёт размера выборки по формуле Кокрана, погрешность выборки, генератор случайных чисел и сравнение методов выборки (случайная, стратифицированная).
Калькулятор загрузки строительного лифта / подъемника
Расчет допустимой нагрузки на строительный лифт или подъемник. Учет веса рабочих, материалов и коэффициента запаса.
Калькулятор краудфандинговой кампании
Количество бэкеров, чистая прибыль, комиссии Planeta.ru и Boomstarter, налог УСН 6%.
Калькулятор орбитальной механики: V1, V2, Delta-v
Расчет первой и второй космической скоростей, периода орбиты и маневров (Delta-v) для Земли и других небесных тел.
Калькулятор микологии
Скорость роста колоний грибов, подсчёт спор, МИК антимикотиков, микотоксины, биоэффективность грибоводства, определитель грибов.
Калькулятор теплообмена: теплопроводность, конвекция, излучение
Расчет теплового потока через теплопроводность, конвекцию и излучение. Законы Фурье, Ньютона-Рихмана и Стефана-Больцмана.
Калькулятор шкалы Бишопа
Оценка зрелости шейки матки по шкале Бишопа. 5 параметров, расчёт баллов 0–13, прогноз успешности индукции родов.
Шкала комы Глазго — калькулятор (GCS)
Оцените уровень сознания: открывание глаз, речевая и двигательная реакции. Баллы от 3 до 15. Для врачей скорой помощи.
Калькулятор критериев Рэнсона (панкреатит)
Оценка тяжести острого панкреатита по критериям Рэнсона. При поступлении и через 48 часов. Прогноз летальности.
Калькулятор электрика и электроники
Онлайн калькулятор для расчетов закона Ома, цветовой маркировки резисторов, делителя напряжения, тока светодиода и соединения резисторов.