流式细胞术的原理与应用

1、一 二 构造及工作原理三 FCM的数据分析 FCM的应用 实例一 简 介 流式细胞仪(Flow Cytometer):是集激光技术、电子物理技术、光电测量技术、计算机技术、细胞荧光化学技术以及单克隆抗体技术为一体的高科技细胞分析仪。 流式细胞术(Flow Cytometry，FCM):利用流式细胞仪对处于快速直线流动状态中的细胞或亚细胞结构进行多参数、快速的定量分析和分选的技术。流式细胞仪的特点单个细胞或微粒分析同时多参数分析速度快：10000个细胞(微粒)/秒统计学意义：提供细胞群体的均值和分布情况分选感兴趣的细胞或微粒举例：细胞周期分布检测流路 (液流系统）流动室 鞘液SHEATH 样本流

2、SAMPLE 单细胞悬液5*1051*106个/ml光路（光学系统）光源滤片电路（检测系统）光电倍增管PMT放大电路HV及GAIN 增益A/D转换统计 （分析系统） 计算机二 构造及工作原理 流动室是仪器核心部件，被测样品在此与激光相交。流动室由石英玻璃钢制成，并在石英玻璃中央开一个孔径为430m180m的长方形孔，供细胞单个流过，检测区在该孔的中心，这种流动室的光学特性良好，流速较慢，因而细胞受照时间长，可收集的细胞信号光通量大，配上广角收集透镜，可获得很高的检测灵敏度和测量精度。液流系统流动室Injector TipFluorescencesignalsFocused laserbeamS

3、heath fluid液流系统 激光光源：目前台式机FCM，大多采用氩离子气体激光器。激光(laser)是种相干光源，它能提供单波长、高强度及稳定性高的光照，是细胞微弱荧光快速分析的理想光源。由于细胞快速流动，每个细胞经过光照区的时间仅为1s左右，每个细胞所携带荧光物质被激发出的荧光信号强弱，与被照射的时间和激发光的强度有关，因此细胞需要足够的光照强度。 光学系统信 号散射光信号 FS 细胞大小 SS 细胞颗粒性荧光信号 FL1 FITC FL2 PE FL3 ECD FL4 PC5光学系统散射光信号 细胞大小及颗粒性FSSS光学系统光路 （滤片特性）光学系统流式细胞仪光路图Air-coole

4、d Argon Ion LaserBeam Shaping LensesHigh SensitivityQuartz Flow CellForward ScatterDetectorSide ScatterDetector525BP FL1 (FITC)575BP FL2 (PE)620BP FL3 (ECD)675BP FL4 (PC5)488DL488BK550DL600DL645DL光学系统电路 电压调节光电倍增管电压 volts增益 Gain信号放大方式检测系统电信号输入到放大器放大，放大器分两类：线性放大和对数放大。细胞DNA含量、RNA含量等的测量一般选用线性放大测量。 在细胞膜表

5、面抗原等的检测时，细胞膜表面抗原的分布有时要相差几十倍，甚至几万倍，通常使用对数放大器。 检测系统常用荧光染料介绍FITC： 绿色 525nmPE： 橙黄色 575nmECD： 橙红色 610nmPECY5： 深红色 675nmPerCP： 深红色 675nmPECY7： 深红色 755nm7AAD： 深红色 675nmPI(碘化丙啶）： 橙红色 620nm488nm波长的氩离子激光激发光路补偿FITC/PE/ECD/PC5三 FCM的数据分析 单参数一维直方图 纵坐标表示细胞数，横坐标表示相对荧光信号或散色光信号值，单位是道数。2. 双参数二维点图显示来自同一细胞的两个参数与细胞数量间的关系

6、。横、纵坐标分别表示两个参数的相对含量。通过分别计算两坐标所表示参数的阳性率来得到实验结果。3. 等高线图 4. 密度图白血病免疫分型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1 流式细胞术的临床应用四 FCM的应用细胞大小细胞的颗粒度细胞表面分子：CD 系列细胞浆内分子：胞内细胞因子细胞核内分子：P53细胞功能检测：细胞周期、凋亡2 流式细胞术的科研应用 荧光信号的定量可以用 平均荧光强度（mean值），荧光信号面积（Area，A）来表示。1） 蛋白表达的检测2）DNA AnalysisPIEthidium

7、 BromideAcridine OrangeDAPI (UV excitable)Hoechst 33342 (viable, UV excitable)不能主动进入细胞，需要固定打孔488nm激发为脂溶性，主动进入细胞UV激发常用的DNA 染料0 200 400 600 8001000G0G1sG2MDNA AnalysisCount2N4NG2MG0G1s0 200 400 600 8001000PI Fluorescence2N4NDNA Analysis3） Apoptosis 检测A） DNA片断化检测细胞凋亡时主要的生化特征是其染色质发生浓缩, 染色质DNA在核小体单位之间的连接

8、处断裂, 形成50300kbp长的DNA大片段, 或180200bp整数倍的寡核苷酸片段 B） Caspase-3活性的检测 Caspase家族在介导细胞凋亡的过程中起着非常重要的作用，其中caspase-3为关键的执行分子，它在凋亡信号传导的许多途径中发挥功能。 C） Annexin V Assay磷脂酰丝氨酸（Phosphatidylserine, PS）正常位于细胞膜的内侧，但在细胞凋亡的早期，PS可从细胞膜的内侧翻转到细胞膜的表面，暴露在细胞外环境中 , Annexin-V是一种分子量为3536KD的Ca2+依赖性磷脂结合蛋白，能与PS高亲和力特异性结合 Annexin V Assay能够区分死亡与凋亡D） TUNEL 细胞凋亡中, 染色体DNA双链断裂或单链断裂而产生大量的粘性3-OH末端，可在脱氧核糖核苷酸末端转移酶（TdT）的作用下，将脱氧核糖核苷酸和荧光素、过氧化物酶、碱性磷酸酶或生物素形成的衍生物标记到DNA的3-末端，从而可进行凋亡细胞的检测，这类方法称为脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法（term