2024/9/18 14:39:00

流式细胞术的原理
流式细胞术(Flow Cytometry, FCM)是一种能够对悬浮于流体中的细胞或其他微小颗粒进行快速(上机后1-2min即可完成检测)、精确的多参数定量分析和分选的技术。流式细胞仪主要包括液流系统(由流动室和液流驱动系统组成)、光学系统(由激发光源、光束形成器和光信号收集通道组成)和电子系统(由光电转换器、前置放大器、模拟转换电路和数据处理系统组成),使用荧光标记的抗体来检测细胞表面或内部的特定抗原,并结合激光诱导的信号检测,通过将细胞悬液以单列形式通过激光束,细胞在激光照射下会产生散射光和荧光信号。这些信号被光电倍增管接收并转换为电信号,经过放大和数字化处理后,实现了对细胞复杂特性的全面评估。

 

流式细胞术的应用非常广泛,包括免疫学、血液学、肿瘤学、干细胞研究等领域。它能够实时捕捉细胞状态的动态变化,为细胞生物学的动态过程研究提供了可能,并且具有高通量、高灵敏度和高特异性的特点。

 

一、流式细胞术的简要分析步骤
样品制备:

首先将待测细胞制备成单细胞悬液,并通过荧光染色处理。

流式细胞计数中常用的荧光染料包括:

1.异硫氰酸荧光素(Fluorescein Isothiocyanate,FITC):这是一种广泛使用的绿色荧光染料,常用于标记细胞表面的特定抗原,常与抗人CD3、CD4、CD8等抗体结合,用于标记T细胞亚群。

2.藻红蛋白(Phycoerythrin,PE):PE是一种橙黄色荧光染料,具有较高的亮度,适用于标记低丰度抗原。

3.多甲藻叶绿素蛋白Cy5.5(Peridinin Chlorophyll Protein,PerCP-Cy5.5):是一种红色荧光染料,发出红色荧光,适用于与635nm激光器配合使用的流式细胞仪。

4.Alexa Fluor系列:这是一系列荧光染料,具有高光量子产率和良好的光稳定性,适用于多种流式细胞仪配置。

5.别藻蓝蛋白(Allophycocyanin,APC):APC发出远红荧光,常用于多色流式细胞术中,与其他荧光染料配合使用,以区分和分析多达六种或更多的细胞表面或内部标记物。

6.碘化丙啶(Propidium Iodide,PI):PI是一种核酸染料,常用于检测细胞凋亡和死细胞。

7.7-氨基放线菌素D(7-Aminoactinomycin D,7-AAD):7-AAD也是一种核酸染料,与PI类似,但其发射光谱较窄,对其他检测通道的干扰更小。

 

二、流式细胞仪检测:
1.液流聚焦:通过高压将样品和鞘液(特征:等渗;通常是PBS)混合,形成单个细胞在鞘液中单行排列的流束。

2.激光激发:使用激光作为光源垂直照射样品流,细胞在激光照射下会产生荧光和散射光。

3.信号检测:前向散射光(FSC)和侧向散射光(SSC)由光电二极管检测,而荧光信号则通过光电倍增管接收并分离成不同波长。

4.信号处理:检测到的电信号经过放大、滤波、数字化和计算机处理,转换为数字信号,通过设定合适的阈值和参数范围,对细胞群体进行分选、计数、比例计算等。

5.数据分析:利用专门的流式细胞数据分析软件对数据进行处理和分析,以得到细胞的数量、特征等多种参数。

 

三、注意事项:

1.在整个样品制备过程中,应尽量减少细胞死亡和碎片的产生,以保证流式细胞仪检测的准确性。

2.样品的处理和染色应在适宜的温度下进行,以保持细胞的完整性和荧光信号的稳定性。
 

四、流式细胞计数VS传统细胞计数的优势
1.速度快:流式细胞术能够高速分析上万个细胞,每秒钟可以处理数千甚至上万个细胞,而传统细胞培养的分析速度相对较慢。 

2.多参数分析:流式细胞术可以同时从单个细胞中测量多个参数,如细胞大小、颗粒性、表面抗原和细胞内分子等,而传统细胞培养通常只能提供有限的信息。 

3.高灵敏度和精度:流式细胞术能够检测低浓度的细胞标记物,具有更高的分辨率和精确度,这对于早期诊断和疾病监测尤为重要。 

4.自动化程度高:流式细胞术的自动化程度较高,减少了人为误差,提高了实验的重复性和准确性。 

5.无害性:在流式细胞术中,细胞可以在不受破坏的情况下进行分析和分选,这对于保持细胞的活性和功能至关重要。 

6.细胞分选能力:流式细胞术不仅可以分析细胞,还可以将具有特定特征的细胞分选出来,用于进一步的研究或应用。 
7.应用广泛:流式细胞术在免疫学、肿瘤学、血液学等多个领域都有广泛的应用,可以用于研究细胞的功能、药物筛选、疾病诊断和治疗监测等。

 

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