在現代生命科學研究中,科學家們常常需要同時分析成千上萬個細胞的多種特性,如大小、內部結構和特定蛋白的表達水平。細胞流式檢測(FlowCytometry)技術應運而生,它如同一臺高速“細胞掃描儀”,讓研究者能夠精確、高通量地解析復雜的細胞群體。
??工作原理
流式細胞儀的工作流程可概括為“排隊、照射、計數”:
單細胞懸液制備:通過酶消化、過濾等方法獲得單細胞懸液,并去除細胞團塊和雜質。
熒光標記:使用熒光染料或特異性抗體標記細胞。例如,用DAPI標記細胞核,用熒光抗體標記特定蛋白。
鞘流聚焦:細胞懸液在鞘液的包裹下,以單列形式通過檢測區,確保逐個通過激光束。
信號采集:當細胞通過激光束時,會產生散射光(前向散射光FSC反映細胞大小,側向散射光SSC反映細胞內部復雜度)和熒光信號。探測器將這些光信號轉換為電信號。
數據分析:計算機軟件根據信號的強度和分布,生成散點圖和直方圖,從而對細胞進行分群和定量分析。
??主要應用場景
免疫學研究:分析外周血、淋巴組織中各類免疫細胞(T細胞、B細胞、NK細胞等)的比例和功能狀態。
腫瘤學:檢測腫瘤細胞表面標志物,用于腫瘤分型、微小殘留病(MRD)監測和免疫治療療效評估。
干細胞與發育生物學:鑒定和分選不同發育階段的干細胞和祖細胞。
細胞周期與凋亡分析:通過特定染料評估細胞周期進程和細胞凋亡情況。
功能與藥物篩選:研究藥物對細胞增殖、凋亡、信號通路等的影響。
??技術特點與發展
流式細胞術具有高通量、多參數、高速度和高精度的特點。近年來,隨著技術的發展,流式細胞儀的性能不斷提升:
多色分析:可同時檢測十幾種甚至幾十種熒光信號,極大豐富了信息維度。
高參數流式:通過增加檢測參數,更精細地解析細胞亞群。
質譜流式(CyTOF):用金屬同位素代替熒光染料,突破了熒光光譜重疊的限制,可實現上百個參數的檢測。
成像流式:在獲取散射光和熒光信號的同時,提供細胞圖像,兼顧形態與功能信息。
