技術(shù)文章
TECHNICAL ARTICLES流式細(xì)胞技術(shù)(flow cytometry,F(xiàn)CM)是利用流式細(xì)胞儀進(jìn)行的一種單細(xì)胞定量分析和分選技術(shù)。流式細(xì)胞術(shù)是單克隆抗體及免疫細(xì)胞化學(xué)技術(shù)、激光和電子計(jì)算機(jī)科學(xué)等高度發(fā)展及綜合利用的高技術(shù)產(chǎn)物。
一、基本結(jié)構(gòu)
流式細(xì)胞儀由三部分構(gòu)成
1.液流系統(tǒng),包括流動(dòng)室和液流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);
2.光學(xué)系統(tǒng),包括激發(fā)光源和光束收集系統(tǒng);
3.電子系統(tǒng),包括光電轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。流式細(xì)胞儀的I作原理是使懸浮在液體中分散的經(jīng)熒光標(biāo)記的細(xì)胞或微粒逐個(gè)通過(guò)樣品
池,同時(shí)由熒光探測(cè)器捕獲熒光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成分別代表前向散射角、側(cè)向散射角和不同熒光強(qiáng)度的電脈沖信號(hào),經(jīng)計(jì)算機(jī)處理形成相應(yīng)的點(diǎn)
圖,直方圖和加三維結(jié)構(gòu)圖像進(jìn)行分析。
用于FCM的樣本是單細(xì)胞懸液,可以是血液、懸浮細(xì)胞培養(yǎng)液、各種體液、新鮮實(shí)體瘤的單細(xì)胞懸液以及石蠟包埋組織的單細(xì)胞懸液等。
二、流式細(xì)胞術(shù)的基本操作與技巧
1)細(xì)胞的制備、培養(yǎng)
2)封閉
3)熒光素偶聯(lián)抗體標(biāo)記
4)光電倍增管電壓的設(shè)定
5)對(duì)照的設(shè)置
6)補(bǔ)償調(diào)節(jié)
以體外培養(yǎng)的PBMC細(xì)胞為例:
1、細(xì)胞培養(yǎng)在96孔板中,直接收集細(xì)胞于1.5ml的EP管中,350g,4°C離心5min,棄上清;
2、然后用1ml FACS buffer重懸沉淀,350g,4°C離心5min,棄上清;
3、封閉:標(biāo)記樣品細(xì)胞的熒光素偶聯(lián)抗體多為單克隆抗體,少數(shù)也可能是多克隆抗體,其基本結(jié)構(gòu)都由兩部分組成,即包含有特異性結(jié)合抗原位點(diǎn)的Fab段和相對(duì)保守的Fc段,抗體的特異性表現(xiàn)在Fab段,標(biāo)記時(shí)利用Fab段的抗原結(jié)合位點(diǎn)與細(xì)胞上抗原分子特異性結(jié)合,從而標(biāo)記并且相對(duì)量化細(xì)胞表達(dá)該抗原分子的情況。但是,有些細(xì)胞表面表達(dá)FcR(Fc receptor, Fc受體),如巨噬細(xì)胞、DC、B淋巴細(xì)胞等, FcR可以與熒光素偶聯(lián)抗體的Fc段進(jìn)行非特異性的結(jié)合,對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。
封閉方法1: 取適量的血清全I(xiàn)gG抗體與樣品細(xì)胞充分混勻,4'C靜置 15min。研究人的細(xì)胞時(shí),若熒光素偶聯(lián)抗體來(lái)源于小鼠,封閉采用小鼠血清全I(xiàn)gG抗體。原則是,如果流式抗體可能與樣品細(xì)胞的FcR發(fā)生非特異性結(jié)合,那么在標(biāo)記熒光素偶聯(lián)抗體之前先用流式抗體同源的全I(xiàn)gG抗體進(jìn)行封閉,使樣品細(xì)胞表面的FcR飽和。
封閉方法2: 適量的抗CD16和抗CD32單克隆抗體與樣品細(xì)胞充分混勻,4'C靜置 15min。CD16是一種FcR, 能夠與IgG的Fc段結(jié)合,親和力較強(qiáng);CD32也是一種 FcR, 能夠與IgG的Fc段結(jié)合,親和力中等。而熒光素偶聯(lián)抗體基本上是IgG抗體,所以在標(biāo)記熒光素偶聯(lián)抗體前可以用抗CD16和抗CD32單克隆抗體封閉樣品細(xì)胞,使樣品細(xì)胞表面的FcR都被抗CD16 或抗CD32單克隆抗體結(jié)合,從而阻止后續(xù)熒光素偶聯(lián)抗體與FcR的非特異性結(jié)合。
4、標(biāo)記相應(yīng)的熒光素偶聯(lián)抗體,這里以CD3-APC-Cy7、CD4-FITC為例,一般染色體系推薦100μl,CD3、CD4表達(dá)量相對(duì)較高,1μl足夠了,假如有9個(gè)樣本,分別取10μlCD3-APC-cy7、CD4-FITC加到含有990μl的1.5ml的EP管中,混勻后,分別取100μl加到9個(gè)樣品孔中,混勻,室溫、避光染色20min;
5、加1ml FACS buffer洗去未結(jié)合的抗體,350g,4°C離心5min,棄上清,用200μl FACS buffer或2%的多聚甲醛重懸沉淀,盡快上機(jī)分析。
6、電壓的設(shè)定:上機(jī)分析時(shí),確認(rèn)機(jī)器沒(méi)有問(wèn)題后,首先就是調(diào)節(jié)每個(gè)通道的光電倍增管的電壓,目的是為了區(qū)分細(xì)胞群,假如我們想研究人的淋巴細(xì)胞群,我們都知道人的PBMC含有淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞還有中性粒細(xì)胞等,那我們?cè)趺窗阉鼈兎珠_呢?這時(shí)候就要用到我們前面提過(guò)的FSC和SSC,通過(guò)調(diào)節(jié)FSC和SSC的電壓,區(qū)分淋巴細(xì)胞亞群,原則就是使樣品細(xì)胞或者目標(biāo)細(xì)胞位于流式圖的中央或者靠近中央的位置。FSC和SSC的電壓確定之后就開始調(diào)節(jié)APC-cy7、FITC的電壓(我們可以在鋪細(xì)胞的時(shí)候多鋪一個(gè)孔,染色時(shí)將CD3-APC-cy7、CD4-FITC均染上,用于FSC、SSC、APC-cy7、FITC電壓的調(diào)節(jié)),原則就是使陽(yáng)性細(xì)胞群和陰性細(xì)胞群盡可能的分離。
三、注意事項(xiàng)
(1)在細(xì)胞制備、培養(yǎng)階段,如果該培養(yǎng)細(xì)胞是貼壁細(xì)胞,需用先用胰酶消化細(xì)胞,然后收集待測(cè)樣品細(xì)胞,離心、洗滌、封閉后標(biāo)記熒光素偶聯(lián)抗體即可。
(2)如果是胸腺、脾臟和淋巴結(jié)等外周免疫器官,主要由免疫細(xì)胞組成,制成單細(xì)胞懸液,只需直接將臟器經(jīng)鋼網(wǎng)研磨即可。
(3)如果是實(shí)體臟器肺臟、肝臟和腫瘤組織內(nèi)含有較多的結(jié)締組織,實(shí)體臟器細(xì)胞之間一般結(jié)合緊密,所以直接研磨臟器法無(wú)法得到理想的單細(xì)胞懸液。因此,研磨前需將臟器剪碎后加入IV型膠原酶和DNA核酸內(nèi)切酶消化,消化后的組織再用研磨棒直接研磨。實(shí)體臟器研磨后的單細(xì)胞懸液以實(shí)體細(xì)胞為主,如果研究目標(biāo)不是實(shí)體細(xì)胞,而是臟器內(nèi)浸潤(rùn)的免疫細(xì)胞,可以用Percoll密度梯度離心法富集免疫細(xì)胞,然后再進(jìn)行流式分析。
(4)調(diào)節(jié)電壓時(shí),如果檢測(cè)的目標(biāo)細(xì)胞體積較小,可以適當(dāng)提高電壓值,使目標(biāo)細(xì)胞與細(xì)胞碎片在流式圖中能夠*分離;如果檢測(cè)的目標(biāo)細(xì)胞體積較大,可以適當(dāng)降低電壓值,使所有的目標(biāo)細(xì)胞群完整顯示于流式圖中,防止細(xì)胞群接近于流式圖的邊界而變形扭曲或者*處于邊界外。
(5)關(guān)于樣本的封閉,并不是標(biāo)記熒光素偶聯(lián)抗體之前必須封閉樣品,一般樣品細(xì)胞與流式抗體的種屬來(lái)源是不同的,如標(biāo)記人的細(xì)胞的熒光素偶聯(lián)抗體一般來(lái)源于小鼠,人細(xì)胞的FcR也不一定能夠與小鼠來(lái)源的熒光素偶聯(lián)抗體的Fc段結(jié)合,但是,也有可能因?yàn)榉N屬關(guān)系較近,或者在一定環(huán)境條件下這種不同種屬間的Fc段和FcR也能結(jié)合,實(shí)驗(yàn)者很難判斷實(shí)驗(yàn)過(guò)程中這種結(jié)合是否會(huì)發(fā)生,但是在標(biāo)記熒光素偶聯(lián)抗體前封閉樣品卻可以保證這種非特異性結(jié)合一定不會(huì)發(fā)生。所以,條件允許的話,實(shí)驗(yàn)者最好養(yǎng)成封閉樣品的習(xí)慣。
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