流式細胞儀分析技術及應用

FCM是以流式細胞儀為檢測手段的一項能快速、精確的對單個細胞理化特性進行多參數定量分析和分選的新技術。什么是流式細胞術(FCM)？特點:

單細胞的流動的活細胞的定量的多參數的高統計學精度的分選細胞第一節流式細胞儀的分析及分選原理第二節數據的顯示與分析第三節流式細胞儀分析的技術要求第四節流式細胞術在免疫學檢查中應用

一工作原理：

FCM是一種在計算機技術支持下的高度自動化的細胞顯微熒光脈沖分光光度儀。第一節流式細胞儀的分析及分選原理

1、液流系統樣品流和鞘流2、光學系統激光、透鏡組、光電倍增管等。3、數據處理系統(一）基本組成構InjectorTip熒光信號激光束Sheathfluid樣品流和鞘流1、液流系統PMTPMTPMTPMTDichroicFiltersBandpassFiltersLaser1234Flowcell

激光、透鏡組、光電倍增等。2、光學系統

（二）基本工作原理單細胞流：流動室單細胞照明：激光488nmlaser488nmlaser單細胞檢測：信號處理（一）前向散射光(fowordscatter)：FSC

信號的強弱與細胞的大小相關（二）側向散射光（sidescatter)：SSC

信號的強弱與細胞內的顆粒多少相關二散射光的測定FALSSensorLaserForwardAngleLightScatter細胞對光的散色現象與細胞樣品制備無關.90DegreeLightScatterFALSSensor90LSSensorLaser細胞對光的散色現象與細胞樣品制備無關.前向散色光FSC側向散色光SSC

利用前向角和測向角散射光可以把外周血白細胞分成三群，淋巴細胞、單核細胞和粒細胞。散射光的測定

熒光檢測器檢測特定熒光的特定發射波長（一）光信號測量

線性放大器對數放大器三熒光測量EthidiumPEcis-ParinaricacidTexasRedPE-TRConj.PIFITC600nm300nm500nm700nm400nm457350514610632488CommonLaserLinesDNAExcitationEmisson300nm400nm500nm600nm700nm（二）熒光補償

利用電子技術或計算機軟件等方法將串入相鄰熒光通道的信號加以扣除的技術稱“熒光補償”（一）分選的基本原理488nmlaser+-ChargedPlatesSinglecellssortedintotesttubesFALSSensorFluorescencedetector四細胞分選原理陽性選擇MACS-MagneticCellSorting磁珠分離陰性選擇1、分選速度：幾千個細胞/秒2、分選純度:99.5%左右3、分選收獲率:90-95%4、分選得率（二）分選的技術要求

分選純度是指分離后的樣品中該亞群細胞所占的百分比。分選收獲率

是指分離后所得的細胞亞群數占原細胞樣品中該亞群細胞數的百分比。第二節數據的顯示和分析

一、參數前向散射光FS:

反映顆粒的大小側向散射光SS:

細胞內部結構復雜程度熒光FL:

細胞被染上熒光部分數量的多少二、數據的顯示方式（一）單參數直方圖（二）雙參數顯示（三）三參數顯示

以分布直方圖(distributionhistogram)來顯示，橫軸為該參數測量強度相對值，單位是道數。強度分布可以是線性的，也可以是對數的。縱軸一般是細胞數或細胞出現的頻數。(一)單參數直方圖的顯示Single-ParameterHistogramDisplaysX軸表示綠熒光信號(CD3)強弱,Y軸則反應細胞的數量.(二)雙參數數據的顯示Two-ParameterDataDisplays

細胞雙參數測定不僅能提供二個參數各自與細胞數量的關系，更重要的是獲得了這二個參數之間的相關關系，其中包含了更多的生物學信息。雙參數數據顯示最常用的是二維的散點圖(DotPlot)。在二維圖上，橫軸代表第一個測量參數，縱軸代表第二個測量參數。

縱軸與橫軸分別代表被測細胞的兩個測量參數,在圖中每一個點代表一個細胞1、點圖用等高線來表示細胞數，在一條等高線上細胞數相同，不同的等高線上細胞數不同。2、二維等高圖

縱軸與橫軸分別代表被測細胞的兩個測量參數,Z軸為細胞數。3、假三維等高圖

三維坐標勻為參數（散射光或熒光）而非細胞數。(三)三參數直方圖

一般利用所得參數的兩兩組合并利用設門（Gate)技術，來分析參數之間的相互關系。（四）流式細胞儀的多參數分析1、Region設置2、設置Gate

樣品制備：單細胞懸液特定熒光染料的選擇：光譜重疊陰性對照的設置:檢測標本的重復性質量控制第三節流式細胞儀免疫分析的技術要求

細胞碎片細胞團塊離心漂洗固定劑一、免疫檢測樣品制備

淋巴細胞分離液分離外周血中單個核細胞。Ficoll,40kd，高密度，低滲透壓，無毒性。（比重為1.0177±0.001的分層液).（一）外周血淋巴細胞樣品的制備

利用紅細胞裂解液去除紅細胞后，得到外周血中所有白細胞的流式細胞分析的二維散色光點圖

單層培養細胞加蛋白酶消化后吸管吹打的方法使細胞從培養皿上消化下來，然后離心漂洗。懸浮培養細胞，可不用酶消化，直接吹打制備成單細胞懸液。（二)培養細胞的樣品制備

機械法：剪碎法、網搓法、研磨法。

酶處理法：胃蛋白酶、胰蛋白酶、膠原酶等。

化學試劑處理法：EDTA、EGTA等。表面活性劑處理法：Triton-100、皂素等。(三)新鮮實體組織單細胞懸液的制備

機械法往往常成嚴重的細胞損傷，而結果卻是較低的細胞產量。如用低速離心去碎片，用尼龍網過濾團塊等，也可利用電子學技術處理的方法排除團塊和碎片的干擾。

酶學法、化學法對實體組織的分散效果較理想，但會造成所測化學成份的不良影響。FCM所測細胞是單個分散狀態；對細胞團塊，細胞碎片盡可能少；細胞的活性不受損害，以保證下一步的熒光染色處理不受影響。

防止細胞自溶，保持細胞膜原有的特性保存的方法：1、深低溫保存法：深低溫冰箱，保存一年。2、乙醇與甲醇保存法：70%冷乙醇、75%的甲醇。3、甲醛或多聚甲醛固定法：細胞不具有生物活性，但細胞表面熒光染色分析不受影響。(四）單細胞懸液的保存

染料的選擇和標記染色保證了熒光信號的產生（一）免疫熒光標記最常用的熒光染料熒光染料激發波長（nm)發射波長（nm)顏色FITC488525深藍色PE(RDI)488575橙色ECD488620橙紅色PeCy-5488670紅色PeCy-7488755深紅色PI488620橙紅色APC633670紅色FITC488525深藍色PE(RDI)488575橙色ECD488620橙紅色PeCy-5488670紅色PeCy-7488755深紅色PI488620橙紅色APC633670紅色二、免疫分析中常用的熒光染料與標記染色

用化學法將兩種不同激發波長的染料結合在一起，在488nm波長激發光激發后產生的發射波長激發另一熒光染料產生的熒光信號。LaserCY5PECY5CY5488nm能量傳遞染料：熒光染料與細胞成分的結合方式：結構親和方式嵌入結合方式共價結合方式熒光抗體特異性結合方式1、直接免疫熒光染色2、間接免疫熒光染色（二）免疫熒光標記3、雙或多參數熒光抗體的組合標記FITC+PE488525、575綠色、橙色FITC+Tred488525綠色568615紅色FITC+PeCy5488525、675綠色、紅色FITC+ECD488525、625綠色、橙紅色F+P+PeCy5488525、575、675綠、橙、紅色F+ECD+PeCy5488525、575、675綠、橙紅色、紅色F+P+APC488525、575綠色、橙色633670紅色熒光染料激發波長（nm)發射波長（nm)顏色

FITC的激發波長處于自發熒光的光譜區內，因此FITC熒光易受自發熒光的干擾。(三)細胞的自發熒光（一）單細胞懸液制備的質量控制（二）細胞懸液免疫熒光染色的質量控制

1、溫度對熒光染色的影響2、pH對熒光發射強度的影響3、熒光染料濃度的控制4、固定劑對熒光染色的影響（三）儀器操作技術的質量控制三、流式細胞免疫學技術的質量控制

1、同型對照：選用相同源性的未標記單抗作為同型對照（陰性對照）2、全程質控：在流式檢測中，樣品標記、溶血、洗滌、儀器質量控制和上機檢測的過程都會直接影響檢測結果。采用標準質控樣品來進行全程質控，使得同類實驗室建立質控比對，數據可以互用。（四）免疫檢測的質量控制一、淋巴細胞及其亞群的分析淋巴細胞是機體免疫系統中的一群重要細胞群，是參與免疫調節和執行細胞免疫功能的免疫活性細胞，T細胞、B細胞和NK細胞，各自發揮不同的作用。第四節流式細胞在免疫學檢查中的應用三色標記淋巴細胞T、B、

NK1、Th細胞：CD3+CD4+CD8-T細胞，能輔助B細胞分化成熟生成抗體產生細胞（槳細胞），參與促進細胞介導的免疫應答。（一）淋巴細胞及其亞群分析2、Tc細胞：

CD3+CD4-CD8+T細胞，能特異性直接殺傷靶細胞，所有表達MHCI類分子的靶細胞。抗腫瘤免疫，抗病毒感染，移植排斥反應和自身免疫疾病中均起了重要作用。B細胞約為5%-10%，標志為BCR，膜表面免疫球蛋白（Smlg）。表達CD19、CD20、CD21、CD22分子。B細胞也是免疫系統重要的免疫細胞，主要功能是介導體液免疫。抗原遞呈細胞，能攝取、加工和遞呈抗，同時還能分泌細胞因子調節免疫應答。(二）B淋巴細胞及其亞群

自然殺傷細胞（Naturalkillercell,NK細胞）為一組大顆粒的淋巴細胞，5%-10%左右，標志CD16、CD56、CD2、CD11a/CD18。用三色熒光標記將CD3-CD16+CD56+淋巴細胞定為NK細胞。主要功能是參