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流式細(xì)胞儀應(yīng)用及原理
流式細(xì)胞儀主要有兩個(gè)基本的用途:*是可以定量分析鑒定活細(xì)胞表面表達(dá)的特異分子,第二是進(jìn)行特定的活細(xì)胞群的分離和純化。
1. 免疫細(xì)胞群的分類靜止淋巴細(xì)胞之間從其外觀形態(tài)難以區(qū)分,都是以致密的核及少量細(xì)胞質(zhì)組成的小而圓的細(xì)胞為特征。然而,這些細(xì)胞確是由功能各異的不同細(xì)胞亞群所組成,各種細(xì)胞群表達(dá)各自特殊的表面分子。例如,B淋巴細(xì)胞上表達(dá)有特異的膜表面免疫球蛋白(mIg),而成熟的T淋巴細(xì)胞表面表達(dá)特異的CD3分子。T淋巴細(xì)胞又可進(jìn)一步按其表達(dá)的不同表面標(biāo)志細(xì)分成不同的亞群,如CD4+CD8-和CD4-CD8+亞群。因此,可由這些特征性的表面標(biāo)志,將細(xì)胞分為不同的群或亞群。
2. 免疫細(xì)胞的分化發(fā)育免疫細(xì)胞分化發(fā)育的不同階段,其表面標(biāo)志也在不斷地發(fā)生著變化。如胸腺細(xì)胞(發(fā)育過程中的T淋巴細(xì)胞),在發(fā)育的不同階段從不成熟到成熟,其表面標(biāo)志經(jīng)歷了從雙陰性(CD4-CD8-)到雙陽性(CD4-CD8-),直到單陽性(CD4+CD8-或CD4-CD8+)的過程。正常生理狀態(tài)下,發(fā)育不同階段的胸腺細(xì)胞以一定的比例存在于胸腺中。通過檢測(cè)這些標(biāo)志,即可判定某些因素(基因突變等)對(duì)胸腺細(xì)胞發(fā)育的影響。
3. 免疫細(xì)胞的分子表達(dá)免疫細(xì)胞的不同因素的影響下,其表達(dá)的分子也會(huì)發(fā)生變化。通過檢測(cè)這些分子的變化,可分析細(xì)胞功能以及細(xì)胞分化狀態(tài)等。例如,靜止的T淋巴細(xì)胞不表達(dá)或低水平表達(dá)CD69分子;而一經(jīng)活化,其表達(dá)CD69分子數(shù)量明顯增加。因此,可通過檢測(cè)這些活化標(biāo)志的變化來判定細(xì)胞狀態(tài)以及研究影響細(xì)胞活化狀態(tài)的因素。
BD C6流式細(xì)胞儀
4. 免疫細(xì)胞的分離如前所述,免疫細(xì)胞是一組極不均一的群體。所以在研究免疫細(xì)胞功能時(shí),常常需要把某些特異的細(xì)胞分離和純化。雖然免疫細(xì)胞分離的方法很多,但用FACS來純化特定的細(xì)胞群是目前為有效和方便的手段。例如,近頗受關(guān)注的CD4+CD25+T淋巴細(xì)胞是一群具有免疫調(diào)節(jié)(免疫抑制)功能的細(xì)胞群。在對(duì)其特點(diǎn)及功能進(jìn)行研究時(shí),首要的問題是分離該細(xì)胞群。用相應(yīng)的單克隆抗體與其結(jié)合,再用FACS進(jìn)行分離,就能得到純度很高CD4+CD25+T淋巴細(xì)胞細(xì)胞群。而其他分離方法不僅分離過程煩瑣,也很難控制無菌條件及保證細(xì)胞純度。
BD C6流式細(xì)胞儀(flowcytometer)是一種能夠探測(cè)和計(jì)數(shù)以單細(xì)胞液體流形式穿過激光束的細(xì)胞檢測(cè)裝置,由于在檢測(cè)中使用的細(xì)胞標(biāo)志示蹤物質(zhì)為熒光標(biāo)記物,因此,用來分離、鑒定細(xì)胞的流式細(xì)胞儀有被稱為熒光激活細(xì)胞分類儀(fluorescenceactivatedcellsorter,F(xiàn)ACS),是分離和鑒定細(xì)胞群及亞群的一種強(qiáng)而有力的應(yīng)用工具。
其原理是在一組混合的細(xì)胞群中,加入特異的針對(duì)特定靶細(xì)胞表面分子的熒光標(biāo)記單克隆抗體,這種特異單克隆抗體與其對(duì)應(yīng)的抗原靶分子結(jié)合,結(jié)合后的熒光標(biāo)記抗體停留在特定細(xì)胞的表面,稱為熒光抗體標(biāo)記的靶細(xì)胞;將含有被標(biāo)記細(xì)胞的混合細(xì)胞群混懸在一定容積的上樣緩沖液中,再通過FACS的進(jìn)樣吸管孔,儀器就會(huì)將細(xì)胞懸液制成以單細(xì)胞排列的微細(xì)流束。
當(dāng)每一個(gè)細(xì)胞通過儀器的激光束照射時(shí),帶在細(xì)胞上的熒光就會(huì)被相應(yīng)的激光束激活并發(fā)出對(duì)應(yīng)的熒光,通過敏感的光電倍增管即可檢測(cè)到從細(xì)胞表面發(fā)出的熒光。根據(jù)測(cè)得的散射光(scatteredlight)可得到細(xì)胞大小及顆粒狀態(tài)的信息;而從熒光的發(fā)射強(qiáng)度(fluorescenceemissions)則提供了結(jié)合在細(xì)胞上的抗體信息,進(jìn)而也被反映了該細(xì)胞表面相應(yīng)分子的表達(dá)情況。
在流式細(xì)胞儀分離裝置中,返回到計(jì)算機(jī)的信號(hào),可用來產(chǎn)生一種電荷,這種電荷以特定準(zhǔn)確的時(shí)間通過FACS的吸管孔,在與吸管孔的液體流相相遇時(shí),可將液體流打碎成只含一個(gè)細(xì)胞的微滴。含有電荷的微滴就會(huì)從主液體流中偏移,穿過一雙極板。帶正電荷的微滴被吸引至陰極,而帶負(fù)電荷的被吸引至陽極。以這種方式,特定的細(xì)胞亞群由于標(biāo)記著不同的熒光抗體而帶有不同的電荷,從而將目的細(xì)胞從混合的細(xì)胞群中分揀出來。