Сравнительное исследование процессов тестирования на проточном цитометре AQUIOS CL и системе FC500/TQ-Prep от Лондонского центра медицинских наук

Профиль лаборатории

  • Лаборатория проточной цитометрии в Лондонском центре медицинских наук (London Health Sciences Centre, LHSC), Лондон, Онтарио, Канада;
  • Работает с понедельника по пятницу с 8:00 до 17:00, в выходные и праздничные дни осуществляет обслуживание по вызову;
  • Штат сотрудников включает 5 медицинских лаборантов, технического и медицинского заведующих и 2 аспиранта;
  • Выполняет 6 000 тестов в год.

Лаборатория проточной цитометрии при Больнице Виктории относится к научно-образовательному учреждению высокоспециализированной медицинской помощи — Лондонскому центру медицинских наук. Она обслуживает более 1 000 000 жителей Лондона и всего Юго-Западного Онтарио.

Лаборатория ежегодно выполняет более 6 000 клинических тестов методом проточной цитометрии в дополнение к многочисленным научно-исследовательским проектам. Помимо технического и медицинского заведующих, в ее штат входят пять дипломированных медицинских лаборантов на полной ставке. В лаборатории также работают два аспиранта, занятые в прикладных исследованиях и разработках.

Обзор стандартного процесса тестирования на проточном цитометре

Для многих стандартных цитометрических систем, таких как проточный цитометр FC500 со станцией TQ-Prep компании Beckman Coulter, необходима ручная или полуавтоматическая подготовка проб, а также выполнение вручную ряда действий, в том числе создание рабочих списков, просмотр результатов и создание таблиц с числовыми данными. Такой рабочий процесс может требовать много времени, труда и участия более опытных операторов.

Процесс тестирования методом проточной цитометрии, применяемый в Лондонском центре медицинских наук, представлен на Рис. 1.

Рисунок 1. Процесс тестирования методом проточной цитометрии в Лондонском центре медицинских наук
 

Обзор процесса тестирования на проточном цитометре AQUIOS CL

AQUIOS CL — полностью автоматизированная система проточной цитометрии, которая самостоятельно осуществляет все этапы, предшествующие получению результата теста. Процесс тестирования на проточном цитометре AQUIOS CL представлен на Рис. 2.

Рисунок 2. Процесс тестирования на проточном цитометре AQUIOS CL

Протокол сравнения

Цель данного исследования — оценить конструкцию проточного цитометра AQUIOS CL и процесс тестирования, осуществляемый с его помощью, путем прямого сравнения с проточным цитометром FC500 и станцией пробоподготовки TQ-Prep компании Beckman Coulter. В ходе сравнения оценивали следующие параметры рабочего процесса:

  • Общее время, затраченное с момента включения до отключения устройства — время от включения устройства (устройств) и до выключения устройства (устройств), когда вся работа устройств и программного обеспечения завершена.
  • Время с момента включения устройства до получения первого результата — для системы AQUIOS CL и альтернативной системы — время с момента включения системы до появления на экране устройства результата первого анализа этой же пробы для серии из 10, 25 или 50 проб.
  • Длительность цикла обработки — для альтернативной системы — время с момента подготовки первой пробы до получения результатов анализа серии из 10, 25 или 50 проб, о чем свидетельствует появление результата анализа последней пробы на экране устройства. Для системы AQUIOS CL — время с момента установки первой кассеты в автозагрузчик до появления на экране устройства результата выполненного анализа последней пробы для серии из 10, 25 или 50 проб. При расчете производится деление общего времени на количество проб. Это время не включает в себя контроль качества.
  • Количество этапов анализа — количество инструкций или действий, необходимых для выполнения задачи. Сюда входят все этапы получения результата анализа.

    Чтобы избежать индивидуальной интерпретации понятия «этап», в протоколе используется значение этапа, которое соответствует определению производителя в применимом руководстве пользователя системы. Например, если в руководстве пользователя системы указано, что следует «отмерить пипеткой 100 мкл крови», это и есть один этап. Подэтапы, такие как «ввести кончик пипетки в пипетку, нажать на поршень на пипетке, ввести пипетку в образец крови», не считаются этапами, если производитель не определяет их как таковые.

    Следует отметить, что этапы процесса для проточного цитометра AQUIOS CL и альтернативной системы не идентичны. Поэтому «этапы» категоризируют по функции, даже если конкретный этап не одинаков для всех систем.

    Также необходимо добавить, что для проточного цитометра AQUIOS CL этапы тестов Tetra-1 и Tetra-2+ идентичны.

  • Время ручного труда оператора — время, которое требуется пользователю, чтобы физически выполнить этапы, перечисленные в процедуре анализа.

Примечание: Параметры рабочего процесса, которые измеряли в настоящем исследовании на конкретном примере, не влияют на безопасность или эффективность.

Контроли

Чтобы стандартизировать исследование, использовали следующие меры контроля:

  • На обеих системах анализировали одни и те же пробы.
  • На обеих системах использовали четырехцветные панели для фенотипирования лимфоцитов: CYTO STAT tetraCHROME CD45-FITC/CD4-RD1/CD8-ECD/CD3-PC5 для проточного цитометра FC500 и AQUIOS Tetra-1 для проточного цитометра AQUIOS CL.
  • Для каждой из исследуемых серий проб в проточном цитометре FC500 использовали контрольные клетки IMMUNO-TROL и IMMUNO-TROL Low , а в проточном цитометре AQUIOS CL — AQUIOS IMMUNO TROL и AQUIOS IMMUNO-TROL Low (Beckman Coulter).
  • Анализ на проточном цитометре AQUIOS CL и системе FC500/TQ Prep проводился в соответствии с руководством пользователя каждой из систем.
  • Во всех случаях вместе с проточным цитометром AQUIOS CL использовали автозагрузчик.
  • Во всех случаях каждый из этапов на обеих системах выполнял один и тот же оператор. Оператору было запрещено одновременно выполнять несколько задач на двух системах.
  • Запросы на проведение контрольных тестов создавались перед началом исследования после изучения руководства пользователя системы.

Сравнение системы FC500/TQ-Prep с проточным цитометром AQUIOS CL

Общее время, затраченное с момента включения до отключения устройства

Этот анализ включал в себя сценарии с 10, 25 и 50 пробами. Цитометр AQUIOS CL, выполняющий анализ с использованием реагентов AQUIOS Tetra-1 и автозагрузчика, сравнивали непосредственно с системами FC500 и TQ-Prep, работающими с панелями CYTO-STAT tetraCHROME CD45-FITC/CD4-RD1/CD8-ECD/CD3-PC5. Обратите внимание, что в сценарии с 50 пробами требовалось загружать 3 партии для системы FC500/TQ‑Prep. Результаты измерения общего времени представлены в Таблице 1.

Таблица 1 Время ручного труда/автоматической работы и общее затраченное время

Примечание: Время указано в формате ч:мм:сс. Например, 1:01:01 означает один час, одну минуту и одну секунду.

Результаты определения общего времени в графической форме представлены на Рис 3. Обратите внимание, что общее время ручного труда (синяя часть столбца) вместе с общим временем автоматической работы (серая часть столбца) составляют общее затраченное время.

Рисунок 3. Время ручного труда/автоматической работы и общее затраченное время. Число, указанное после наименования цитометра, — количество проанализированных проб.

В сценарии с 10 пробами проточный цитометр AQUIOS CL работал в 2,4 раза быстрее, чем система FC500 и TQ-Prep; в сценарии с 25 пробами - в 2,1 раза быстрее; в сценарии с 50 пробами - в 1,9 раза быстрее.

Из расчета анализа 50 проб за рабочий день в течение 1 года проточный цитометр AQUIOS CL ежегодно экономит сотни часов ценного времени работы лаборатории. Высокая производительность проточного цитометра AQUIOS CL позволяет выполнять больше тестов при меньших временных затратах, в частности, AQUIOS CL может выполнять тот же объем работы менее чем за половину того времени, которое необходимо при использовании стандартной системs проточной цитометрии FC500/TQ-Prep.

Время, затрачиваемое на ручные этапы

На Рис. 3 общее время ручного труда показано синим цветом, а общее время автоматической работы — серым.

Во всех сценариях исследования проточного цитометра AQUIOS CL требовалось значительно меньше времени для ручных манипуляций, чем в случае системы FC500/TQ-Prep. Это можно объяснить наличием встроенных функций пробоподготовки в проточном цитометре AQUIOS CL. Комплексный подход, реализованный в проточном цитометре AQUIOS CL, помогает сэкономить время и повысить эффективность рабочего процесса.

Количество этапов анализа 

Этот тест включал в себя сценарии с 10, 25 и 50 пробами. AQUIOS CL, выполняющий анализ с использованием реагентов AQUIOS Tetra-1 и автозагрузчика, сравнивали с системей FC500/TQ-Prep, работающей с панелью CYTO-STAT tetraCHROME CD45-FITC/CD4-RD1/CD8-ECD/CD3-PC5. Результаты представлены в Таблице 2. Чтобы определить количество этапов для каждой из категорий, исследователь использовал руководство пользователя системы.

Примечание: LHSC рассчитывал количество этапов путем умножения на число образцов. В Таблице 2 показано количество этапов для каждого образца.

Таблица 2 Количество этапов анализа

Из-за отличий в этапах, связанных с пробоподготовкой, контролем качества и прогоном проб, было отмечено четко выраженное различие общего количества этапов между двумя системами. Независимо от количества проб в каждом анализе, система AQUIOS CL неизменно демонстрировала значительно меньшее количество этапов, чем система FC500/TQ-Prep.

Кроме того, количество этапов оставалось постоянным для всех сценариев анализа образцов благодаря полностью автоматизированной конструкции проточного цитометра AQUIOS CL. Уменьшение количества этапов при использовании проточного цитометра AQUIOS CL, по-видимому, коррелирует с уменьшением времени ручного труда, о котором говорилось в предыдущем разделе.

Длительность цикла обработки

Этот анализ включал в себя сценарии с 10, 25 и 50 пробами. AQUIOS CL, выполняющий анализ с использованием реагентов AQUIOS Tetra-1 и автозагрузчика, сравнивали непосредственно с системами FC500 и TQ-Prep, работающими с панелями CYTO-STAT tetraCHROME CD3/CD8/CD45/CD4. Оценивали три параметра: время с момента включения устройства до получения первого результата, длительность цикла обработки и общее затраченное время. Результаты оценки представлены в Таблице 3.

Таблица 3 Результаты измерения длительности цикла обработки

На Рис. 4 представлено время с момента включения устройства до получения первого результата для проточного цитомтера AQUIOS CL и системы FC500/TQ-Prep. В этом случае временной промежуток начинается с момента включения системы и завершается в момент отображения результата анализа первого образца на экране рабочей станции. Цитометр AQUIOS CL выдавал первый результат приблизительно в 3 раза быстрее, чем  система FC500/TQ-Prep, во всех трех сценариях обработки проб.

Рисунок 4. Время с момента включения устройства до получения первого результата

На Рис. 5 представлена длительность цикла обработки для проточного цитометра AQUIOS CL и системы FC500/TQ-Prep. В этом случае временной промежуток начинался с этапа подготовки первой пробы (система FC500/TQ-Prep) или установки первой кассеты в систему (система AQUIOS CL) и завершался отображением результата последнего анализа на экране рабочей станции.

Цитометр AQUIOS CL демонстрировал меньшую длительность цикла обработки во всех трех сценариях . В сценарии с 10 пробами длительность цикла обработки в системе AQUIOS CL была в 1,9 раза меньше, чем в системе FC500/TQ-Prep. В сценариях с 25 и 50 пробами этот показатель для AQUIOS CL был соответственно в 1,7 и 1,2 раза меньше, чем для системы FC500/TQ-Prep.

Рисунок 5. Длительность цикла обработки

На Рис. 6 представлены общее затраченное время, длительность цикла обработки и время до получения первого результата при использовании систем AQUIOS CL и FC500/TQ-Prep. В настоящем исследовании во всех трех случаях, включая общее затраченное время, длительность цикла обработки и время до получения первого результата с момента включения системы, проточный цитометр AQUIOS CL неизменно выдавал результаты быстрее.

Рисунок 6. Общее затраченное время, длительность цикла обработки и время до получения первого результата

Выводы

Результаты настоящего исследования указывают на то, что проточный цитометр AQUIOS CL обладает более высокой эффективностью, чем стандартная система проточной цитометрии. Он сокращает время до получения первого результата с момента включения, уменьшает длительность цикла обработки и общее затраченное время, по сравнению с системой сравнения, а также состоит из меньшего общего количества этапов и требует меньшего времени ручного труда при обработке 10, 25 и 50 проб в указанных анализах.

В отношении настоящего исследования необходимо отметить два важных фактора. Во-первых, экономия времени, наблюдавшаяся в настоящем исследовании, представляет собой заниженную оценку. Принципиальное преимущество системы AQUIOS CL заключается в отсутствии необходимости формировать серии — параметр, который не измеряли в анализе.

Рабочие процессы, которым следует большинствой современных лабораторий, оснащенных оборудованием для проточной цитометрии, в том числе системой FC500/TQ Prep, предполагают ожидание поступления критического количества проб в лабораторию перед началом пробоподготовки (формирование серии). Однако пользователь системы AQUIOS CL может начать анализ, как только будет получена первая проба. Это позволяет улучшить результаты рабочего процесса и достичь большей экономии времени по сравнению с той, что была продемонстрирована в рамках исследования.

Кроме того, лаборатория может загрузить новые пробы в любое время в ходе работы проточного цитометра AQUIOS CL. Учитывая особенности рабочего процесса, при использовании стандартных проточных цитометров пробы должны храниться до следующего утра, если они были получены после установленного времени перед закрытием лаборатории.

Второй фактор, который следует отметить, — при использовании большинства стандартных проточных цитометров оператор должен находиться вблизи устройства, чтобы следить за ходом процесса. Если между этапами проходит не очень много времени, например, 5 или 10 минут, пользователь обычно не отходит от устройства для выполнения других задач, а остается вблизи него и следит за сбором данных в режиме реального времени. Время, которое затрачивает пользователь на мониторинг сбора данных, в настоящем исследовании не учитывалось.

Принцип Load & Go системы AQUIOS CL в действительности предполагает более существенную экономию времени и более эффективную работу, чем было отмечено в настоящем исследовании, поскольку пользователь может выполнить больше задач за меньшее время.

AQUIOS CL — лазерное устройство класса I.

Полезные ссылки

Хотите задать вопрос специалисту? Заполните форму ниже.

Innovation In CD4 Testing

UNAIDS 90-90-90 Initiative

HIV Advanced Disease Management ​

More than a third of people starting ART have advanced HIV disease, and an increasing number of patients develop an advanced HIV after disengaging from care.
HIV Diagnosis Becomes up to Four Times Faster Thanks to This Invention

HIV Diagnosis Becomes up to Four Times Faster Thanks to This Invention

HIV/AIDS Africa’s most vulnerable can benefit from simple test which monitors disease progression, enabling the comprehensive treatment programs.
The AQUIOS  CL flow cytometer has been accepted by the WHO Prequalification of In Vitro Diagnostics Program

AQUIOS CL Flow Cytometer Accepted by WHO Prequalification of In Vitro Diagnostics Programme

The AQUIOS CL flow cytometer has been accepted by the World Health Organization (WHO) Prequalification of In Vitro Diagnostics Program.
London Health Sciences Centre (LHSC) Workflow Comparison Study With The AQUIOS CL Flow Cytometer

Case Study: London Health Sciences Centre (LHSC)

AQUIOS CL provides faster times to first result, faster turnaround times and faster total elapsed times, with fewer total steps and less hands-on time.