Evaluation of dyes for white blood cell staining for in-vitro diagnostics

Abstract

​​The white blood cells are critical for the immune response of the body and the defence against infections. Measurements of the number of white blood cells in the blood is essential when diagnosing for example immunodeficiencies and determining the type of infection. Two types of measurements are frequently used, total white blood cell count and white blood cell differential. Both types are dependent on high-quality visualization of the morphology of the cells in order to be accurate. In order to fully visualize white blood cells, cell staining is necessary.

This study serves to assess different stains and their ability to visualize white blood cells in hemolyzed blood. The evaluation is done by microscopy on stained hemolyzed blood in WBC cuvettes from HemoCue. Further, image analysis is done on captured images of the stained blood samples. Using these images the stains are evaluated regarding light absorbance.

Methylene blue as a staining agent for white blood cells, as well as the combination of methylene blue and cresyl violet, performed well in microscopy evaluation and in the absorbance measurements. The fluorescent stain, acridine orange, showed promising results when evaluated with microscopy. Further testing is required to evaluate the dyes and especially their ability to be used for white blood cell differentiation.

Popular Abstract (Swedish)

Infärgning av vita blodkroppar för att möjliggöra blodanalys

Kvantifiering av vita blodkroppar kan vara en snabb och enkel lösning på att diagnostisera olika sjukdomstillstånd. Genom att färga in de vita blodkropparna i ett blodprov kan man lättare analysera dem och då få kunskap om hur de ser ut och kunna räkna dem. Men vilken färg är faktiskt bäst för att färga in vita blodkroppar och vad finns det för problem kopplat till infärgning och kvantifiering av vita blodkroppar?

Vita blodkroppar är immunförsvarets soldater för att attackera ovälkomna gäster såsom virus och bakterier. Av cellerna i blodet utgörs 94\% av röda blodkroppar vilket betyder att de vita blodkropparna är betydligt färre i antal. Det finns huvudsakligen fem olika vita blodkroppar vilka är monocyter, lymfocyter, basofiler, eosinofiler och neutrofiler. De vita blodkropparna är specialiserade och ansvarar för att ta hand om olika patogener som kommer in i kroppen. När man ska avgöra om en sjukdom är orsakad av ett virus eller en bakterie eller diagnostisera andra typer av sjukdomstillstånd så kan man använda sig av blodanalys. Två vanliga analyser är att räkna totala antalet vita blodkroppar eller att beräkna den procentuella förekomsten av varje typ av vita blodkroppar.

För att kunna räkna antalet vita blodkroppar och den procentuella förekomsten av de olika typerna så är det smart att hemolysera blodet först. Detta gör att de röda blodkropparnas cellmembran förstörs och de kommer inte längre att vara synliga i mikroskop. De vita blodkropparna som är kvar i provet ska med fördel färgas in för att man lättare ska kunna se dem vid undersökning av blodprovet. Detta projekt har gått ut på att utvärdera olika typer av färger, både konventionella färger och fluorescerande, som används för infärgning av celler. Evalueringen av färgerna har främst gjorts i små plastbehållare som kallas för kyvetter. Utvärderingen av de olika färgerna har gjorts med mikroskopi och bildtagning av de mest lovande proverna. Bilderna har sedan analyserats utifrån infärgning av cellerna i bilderna med hjälp av absorbansberäkningar. De mest framstående resultaten kom från metylenblått och kombinationen mellan metylenblått och cresyl violett. Infärgning med acridine orange gav också lovande resultat.

Infärgning av vita blodkroppar för att möjliggöra kvantifiering kan anses som ett ganska komplext problem. Egenskaper hos blod som dess röda färg från hemoglobin och anpassning mellan kemikalier och färg är bara några av sakerna som kan vara kluriga att få att funka i ett system för beräkning av vita blodkroppar. Att anpassa kemikalierna bättre till färgerna och att göra tester av olika typer av blod är fortsatt arbete som detta projekt kan utvecklas vidare med.

Infärgning av vita blodkroppar för att möjliggöra kvantifiering kan anses som ett ganska komplext problem. Svårigheter under projektets gång har varit den röda färgen som blodet har naturligt från hemoglobin samt att anpassa kemikalier och färg till att fungera tillsammans. Att förbättra kompatibiliteten och göra tester av blod med olika hemoglobin-värden är exempel på vidare arbete med projektet.

• author: Nilsson, Anna and Nyberg, Filip
• supervisor: Maria Antfolk
• organization: Department of Biomedical Engineering
• alternative title: Utvärdering av färger för infärgning av vita blodkroppar för in-vitro diagnostik
• course: BMEM01 20241
• year: 2024
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• language: English
• additional info: 2024-13
• id: 9162872
• date added to LUP: 2024-06-18 15:19:21
• date last changed: 2024-06-18 15:19:21