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[转发]流式细胞仪[flow cytometry]及细胞凋亡检测技术

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郑振寰 发表于 2007-5-28 10:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
来源:中国科技大学生命科学实验中心

本文由生.物.秀根据“中国科技大学生命科学实验中心”的PPT课件整理,仅供大家学习参考。

流式细胞仪就是进行流式细胞分析的仪器,它集电子技术、计算机技术、激光技术、流体理论于一体,是一种非常先进的检测仪器。

流式细胞仪的特点

1.单个细胞分析
2.同时多参数分析
3.速度快:10000个细胞/秒
4.统计学意义:提供细胞群体的均值和分布情况
5.分选感兴趣的细胞

流式细胞仪的原理

-流式细胞术(Flow Cytometry, 简称FCM,又名FACS)是一种可以快速、准确、客观,并且同时检测单个微粒(通常是细胞)的多项特性的技术,同时可以对特定群体加以分选
-研究对象为生物颗粒,如各种细胞、染色体、微生物、及人工合成微球等
-研究的微粒特性包括多种物理及生物学特征,并加以定量

流式细胞仪仪器结构

-液流系统

-光学系统
激光光源
光收集系统

-电子系统
光电转换
数据处理系统



细胞被戴上特殊的标记。所用的标记细 胞的探针是能够同待分选细胞表面特征性 蛋白(抗原)结合的抗体,而这种抗体又能 够同某种荧光染料结合。被结合的细胞带上了荧光标记。当稀释的细胞进入超声波 振荡器时,极稀的细胞悬浮液形成很小的液滴,一个液滴中只含有一个细胞。液滴一旦形成并通过激光束时,激光束激发结合在细胞表面抗体分子。

荧光染料及其发射波长
FITC 525nm
PE 575nm
PI 630nm
自发荧光与特异荧光

抗体的选择
首选直接标记抗体
荧光分子 PE最强,适用于弱表达抗原
FITC最便宜,适用于强表达抗原
间接标记:一般不提倡用
实验对照的设计
空白对照:ALL
阴性对照:常用同型抗体对照
单色分析:设同型抗体对照
多色分析:同型对照,单阳性对照(用于仪器校正)
阳性对照:检测阴性时
实验标本的处理
单细胞悬液的制备:胰酶消化
抗体或标记分子的染色:抗原抗体反应
非特异结合的去除:洗涤和封闭
封闭:血清和同型抗体
流式细胞仪的样品要求
单细胞悬液
被检细胞或颗粒大小0.2-80um
样品中至少20000个细胞,浓度105-107个/毫升
流式细胞仪的光学系统
-激光 (Laser)是一种相干光源,它能提供单一波长、单一方向、同步的稳定光照
-激光波长: 台式机为固定波长488nm, 635nm ,大型机波长谱线宽包括 325, 457.9,488, 514.5,520.8,530.9,568.3, 633,647 nm and紫外光UV。
-光收集系统是由若干组透镜, 滤波片, 小孔组成,将产生的光信号引导至检测器





流式细胞仪的光学系统

流式细胞仪通常以激光作为发光源。经过聚焦整形后的光束,垂直照射在样品流上,被荧光染色的细胞在激光束的照射下,产生散射光和激发荧光。这两种信号同时被前向光电二极管和90°方向的光电倍增管接收。
光散射信号在前向小角度进行检测,这种信号基本上反映了细胞体积的大小;荧光信号的接受方向与激光束垂直,经过一系列双色性反射镜和带通滤光片的分离,形成多个不同波长的荧光信号。

1 流式细胞仪的散射光信号
FSC:表示细胞大小
SSC:表示细胞内颗粒的复杂程度

外周全血细胞散射光双参数点图(红细胞溶解后)

2,荧光信号
-荧光素吸收激光能量
-荧光素将吸收能量释放,转换为:
振动能和热能
释放较入射光波长更长的光量子
-荧光素与特异抗体结合
-荧光抗体与细胞抗原结合越多,产生的荧光信号越强


流式细胞仪的电子系统
进行信号检测和分析
-当细胞携带荧光素标记物, 通过激光照射区时, 受到激发, 产生不同波长的、代表细胞内不同物质的荧光信号
-荧光信号由光电接收器接收,转变为电信号,可分析电压脉冲的高度、面积和宽度
-电脉冲信号经A/D转换成数字信号
-数字信号传送到计算机,进行储存、 作图、 统计分析

细胞分选的原理
当含细胞的液滴逐个通过激光束时,受到两种检测器的检测:如果液滴中含有细胞就会激活干涉检测器(interference detector),只有带有荧光标记细胞的液滴才会激活荧光检测器(fluorescence detector)。当带有荧光标记的液滴通过激光束时,将两种检测器同时激活,引起液滴充电信号使鞘液带上负电荷。由于液滴带有负电荷,移动时就会向正极移动,进入到荧光标记细胞收集器中。

流式细胞仪分选系统


流式细胞仪的应用
流式细胞仪的科研应用
细胞表型分析
胞内细胞因子的检测
染色体分类研究
细胞周期和DNA倍体分析
流式标准小球定量
分选
细胞内钙离子测量

How to analyze soluble proteins in FCM?





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 楼主| 郑振寰 发表于 2007-5-28 10:07 | 显示全部楼层







流式细胞术的临床应用

白血病免疫分型
HLA-B27: 强直性脊柱炎
淋巴细胞亚群
造血干细胞计数:造血干细胞移植
网织红细胞
PNH诊断(CD55、CD59)
血小板活化试验

流式细胞仪的数据处理
数据处理
检测数据的显示视测量参数的不同由多种形式可供选择。单参数数据以直方图的形式表达,其X轴为测量强度,Y轴为细胞数目。对于双参数或多参数数据,既可以单独显示每个参数的直方图,也可以选择二维的三点图、等高线图、灰度图或三维立体视图。

流式细胞仪数据分析(1)
直方图分析

点图分析

流式细胞仪数据分析(3)
等高图和密度图分析

Gating


Compensation

compensation


A typical DNA Histogram of cell proliferation

细胞凋亡检测技术

1 几个概念

1 荧光信号的面积:对荧光光通量进行积分

2 DNA指数(DI):相对DNA含量

3异倍体:非二倍体,包括近二倍体,四倍体,多倍体,非整倍体

2 技术和方法
凋亡细胞的特点:
-在形态上,早期细胞核固缩,染色体边集在核膜内侧显新月体形、核碎裂;细胞浆和细胞器密度增高、细胞体积变小;细胞膜皱折卷曲,但早期细胞膜的完整性未受到破坏
-凋亡细胞的FSC降低,SSC增加。
-细胞坏死时,细胞肿胀,
-FSC增大,SSC也增大

Annexin V/PI双染
活细胞为(Annexin V-/PI-)
坏死细胞为(Annexin V+/PI+)
凋亡细胞(Annexin V+/PI-)

细胞周期
不能区分凋亡与死亡细胞 Sub-G0/G1 peaks --- PI staining

Annexin V Assay
建议用于悬浮细胞

Annexin V Assay
能够区分死亡与凋亡


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