자동 세포 계수기(Cell Counter)

Cell Counting & Viability

자동 세포 계수기(Cell Counter) 적격성평가
품질 보증 및 기술 가이드라인

세포 치료제 공정의 출발점: ISO 20391 기반 계수 정확도와 생존율 검증 전략

1. 자동 세포 계수기(Cell Counter) 원리

바이오 공정에서 Cell Counter는 세포의 농도(Concentration)와 생존율(Viability)을 측정하는 필수 장비입니다. 주로 이미지 분석 방식(Image Cytometry)과 전기 저항 방식(Coulter Counter)으로 나뉩니다.

최근 GMP 현장에서는 Trypan Blue 또는 형광 염색(AO/PI)을 이용한 이미지 분석 방식이 주류를 이루며, 렌즈의 초점 정밀도와 알고리즘의 세포 식별 능력이 장비 적격성평가의 핵심 지표가 됩니다.

2. 글로벌 규제 가이드라인 원문

Cell Counter 검증은 최근 제정된 ISO 20391과 USP의 분석 기기 지침을 따릅니다.

ISO 20391-2:2019 Cell counting — Part 2: Experimental design and statistical analysis

Section 5.1 (General Principle): "The quality of a cell counting method is evaluated through its sensitivity, linearity, and precision. Validation should include the use of reference materials or a dilution series to evaluate the proportionality of the count."

섹션 5.1 (일반 원칙): "세포 계수법의 품질은 감도, 선형성 및 정밀도를 통해 평가됩니다. 밸리데이션에는 계수의 비례성을 평가하기 위해 표준 물질이나 연속 희석 시료의 사용이 포함되어야 합니다."

USP <1058> Group B/C Qualification

Qualification Requirement: "Automated cell counters are classified as Group B or C instruments depending on their complexity. They require formal qualification including IQ, OQ, and ongoing performance checks."

적격성평가 요구사항: "자동 세포 계수기는 복잡성에 따라 그룹 B 또는 C 장비로 분류됩니다. 이는 IQ, OQ 및 지속적인 성능 점검을 포함하는 공식적인 적격성평가를 필요로 합니다."

3. IQ / OQ 적격성평가 핵심 항목

이미지 기반 Cell Counter의 특성을 고려한 하드웨어 및 소프트웨어 검증 항목입니다.

구분	테스트 항목	목적 및 수락 기준
IQ	카메라 및 광학부 정렬	이미지 왜곡 유무 확인 및 렌즈 오염/스크래치 점검
OQ	계수 반복성 (Repeatability)	동일 시료 10회 반복 측정 시 CV(변동계수) 5% 이내
OQ	생존율 정확도 (Viability)	생존율 표준 비드(예: 0%, 50%, 100%) 측정 시 오차 ±5% 이내
OQ	슬라이드 이송 정밀도	멀티 슬라이드 사용 시 각 Chamber 이동 및 초점 재현성 확인

4. 계수 정확도 및 농도 선형성 테스트

저농도부터 고농도까지 장비가 세포 수를 정확하게 비례적으로 읽어내는지 검증합니다.

• 테스트 방법: 공인된 Reference Bead(예: 1.0 x 10^6 beads/mL)를 단계별 희석하여 측정합니다.
• 판정 기준: 농도와 RLU(또는 Count) 간의 결정계수 R² > 0.99를 만족해야 합니다.

$$Count_{Recovered} = \frac{Measured\,Value}{Theoretical\,Value} \times 100 (\%)$$ 회수율(Recovery Rate)은 통상 90% ~ 110% 범위를 합격 기준으로 설정합니다.

5. 생존율(Viability) 검증 전략

살아있는 세포와 죽은 세포를 구분하는 알고리즘의 무결성을 입증합니다.

핵심 체크포인트: Trypan Blue 방식의 경우, 사멸 세포의 투과 정도를 결정하는 'Gray Scale Threshold' 설정이 적절한지 표준 비드 또는 열처리 사멸 세포를 통해 검증해야 합니다.

• Positive Control: 활발히 대사 중인 배양 세포 (95% 이상 생존)
• Negative Control: 열처리(70℃) 또는 고정액 처리된 사멸 세포 (5% 이하 생존)

6. 크기 게이팅(Size Gating) 및 클러스터 분석

세포 조각(Debris)을 제외하고 응집된 세포(Clumps)를 개별 세포로 인식하는 능력을 평가합니다.

테스트 목적: 특정 크기 범위(예: 5μm ~ 60μm) 내의 객체만 계수되는지 확인하여 결과의 선택성(Selectivity)을 확보합니다. 뭉쳐 있는 세포를 분리해서 세는 'De-clustering' 알고리즘 성능 확인이 포함됩니다.

7. 시료 이월(Carryover) 및 세척 검증

유체 회로를 사용하는 장비(예: Flow-based Counter)의 경우 앞 시료가 뒤 시료에 미치는 영향을 확인합니다.

절차	방법	수락 기준
고농도 측정	최대 측정 농도 시료 측정 (C_high)	-
세척 후 측정	Blank(배양액) 측정 (C_blank)	C_high의 1.0% 미만

8. 데이터 무결성 및 소프트웨어 적격성

세포 계수 데이터는 수율 계산의 근거가 되므로 21 CFR Part 11 준수가 필수적입니다.

• 전자 서명: 결과 승인 및 검토 과정이 디지털화되어 있는가?
• 감사 추적(Audit Trail): 원본 이미지의 수정, 게이팅 변경 이력이 기록되는가?
• 백업 전략: 대용량 이미지 데이터의 안정적인 보관 및 복구 대책이 있는가?

9. 성능 적격성평가(PQ) 및 사용자 교육

실제 사용하는 세포주(Cell Line)를 활용하여 현장 적합성을 최종 확인합니다.

PQ 전략: 숙련도가 다른 3명의 시험자가 동일 시료를 측정하여 시험자 간 오차(Intermediate Precision)를 평가합니다. 이 과정에서 시험자 간 CV 10% 이내를 목표로 하며, 표준 작업 지침서(SOP)의 유효성을 검증합니다.

10. 유지보수 및 일상 QC

• Daily: 배경 이미지 청소(Background Calibration) 및 공시험 측정.
• Monthly: 검증된 표준 비드를 이용한 계수 정확도 모니터링.
• Annual: 제조사 정기 PM 및 광학계 캘리브레이션.

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본 포스트는 교육용 가이드라인이며, 구체적인 기준은 각 사의 품질 전략에 따라 조정될 수 있습니다.
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