流式细胞仪分析技术及应用讲义演示文稿

流式细胞仪分析技术及应用讲义演示文稿本文档共75页；当前第1页；编辑于星期二\16点52分流式细胞仪分析技术及应用讲义本文档共75页；当前第2页；编辑于星期二\16点52分第一节概述一、工作原理二、散射光的测定三、荧光测量四、细胞分选原理第二节数据的显示与分析一、参数二、数据显示方式三、设门分析技术第三节流式细胞仪免疫分析的技术要求一、免疫检测样品制备二、免疫分析中常用的荧光染料与标记染色三、免疫胶乳颗粒的应用四、流式细胞免疫学技术的质量控制本文档共75页；当前第3页；编辑于星期二\16点52分第四节流式细胞术在免疫学检查中的应用一、淋巴细胞及其亚群的分析二、淋巴细胞功能分析三、淋巴造血系统分化抗原及白血病免疫分型四、肿瘤耐药相关蛋白分析五、AIDS病检测中的应用六、自身免疫性疾病相关HLA抗原分析七、移植免疫中的应用思考题小结本文档共75页；当前第4页；编辑于星期二\16点52分流式细胞术(flowcytometry,FCM)是以流式细胞仪为检测手段的一项能快速、精确的对单个细胞理化特性进行多参数定量分析和分选的新技术。本文档共75页；当前第5页；编辑于星期二\16点52分流式细胞术最大的特点是能在保持细胞及细胞器或微粒的结构及功能不被破坏的状态下，通过荧光探针的协助，从分子水平上获取多种信号对细胞进行定量分析或纯化分选。细胞不被破坏，测量快速、大量、准确、灵敏、定量流式细胞术的特点本文档共75页；当前第6页；编辑于星期二\16点52分

流式细胞仪是测量染色细胞标记物荧光强度的细胞分析仪，是在单个细胞分析和分选基础上发展起来的对细胞的物理或化学性质（如大小、内部结构、DNA、RNA、蛋白质、抗原等）进行快速测量并可分类收集的高技术。第一节概述本文档共75页；当前第7页；编辑于星期二\16点52分本文档共75页；当前第8页；编辑于星期二\16点52分细胞组成细胞功能大小细胞表面/胞浆/核--特异性抗原粒度细胞活性DNA,RNA含量胞内细胞因子蛋白质含量激素结合位点钙离子,PH值,膜电位酶活性流式细胞仪常检测的细胞特性本文档共75页；当前第9页；编辑于星期二\16点52分采用激光作为激发光源，保证其具有更好的单色性与激发效率；利用荧光染料与单克隆抗体技术结合的标记技术，保证检测的灵敏度和特异性；用计算机系统对流动的单细胞悬液中单个细胞的多个参数信号进行数据处理分析，保证了检测速度与统计分析精确性。一、工作原理本文档共75页；当前第10页；编辑于星期二\16点52分（1）液流系统（2）光学系统（3）数据处理系统1.流式细胞仪的基本结构：本文档共75页；当前第11页；编辑于星期二\16点52分由样本和鞘液组成待测细胞 单个细胞的悬液 荧光染料标记的单抗对其染色受清洁气体压力 从样品管进入流动室形成样本流鞘液：辅助样本流被正常检测的基质液。主要作用是包裹样本流的周围，保持样本流中细胞处于喷嘴中心位置，防止其靠近孔壁而阻塞喷孔。

（1）液流系统本文档共75页；当前第12页；编辑于星期二\16点52分喷嘴FluorescencesignalsFocusedlaserbeam鞘液液流系统示意图本文档共75页；当前第13页；编辑于星期二\16点52分FCM的液流系统（如何形成单个细胞流）样本管鞘液管本文档共75页；当前第14页；编辑于星期二\16点52分激光光源：气冷式氩离子激光器分色反光镜：反射长/短波长，通过短/长波长光束成形器：两十字交叉放置的透镜透镜组：形成平行光，除去室内光滤片：长通、短通、带通光电倍增管：FS,SS（散射光），FL1,FL2,FL3,FL4（荧光）（2）光学系统本文档共75页；当前第15页；编辑于星期二\16点52分FlowTipLaserSSandFLDetectorFSDetector光学系统示意图本文档共75页；当前第16页；编辑于星期二\16点52分主要由计算机及其软件组成（3）数据处理系统本文档共75页；当前第17页；编辑于星期二\16点52分基本工作原理本文档共75页；当前第18页；编辑于星期二\16点52分单细胞液柱已标记的单细胞悬液和鞘液硅化管流动室喷嘴荧光检测系统和散射光感受系统收集光信号荧光染料被激发发光光电倍增管脉冲信号计算机系统分析结果放大垂直相交形成稳态水平激光与之基本过程本文档共75页；当前第19页；编辑于星期二\16点52分区别流式细胞仪显微镜光源激光自然光、灯光对象细胞、生物粒子细胞、组织等承载工具鞘液及流动室载玻片检测信号光学信号形态及染色放大方式PMT、放大电路目镜×物镜、光学放大统计计算机，>5000人工，200结果多参数，综合分析简单，单参数流式细胞仪与显微镜的区别本文档共75页；当前第20页；编辑于星期二\16点52分细胞在液柱中与激光束相交时向周围360°立体角方向散射的光线信号，它的强弱与细胞的大小、形状、胞内颗粒折射等有关，主要分为前向散射光和侧向散射光。二、散射光的测定本文档共75页；当前第21页；编辑于星期二\16点52分本文档共75页；当前第22页；编辑于星期二\16点52分

前向散射光（forwardscatter,FS）：激光束照射细胞时，光以相对轴较小角度(0.5°～10°)向前方散射的讯号用于检测细胞等粒子的表面属性，信号强弱与细胞体积大小成正比。本文档共75页；当前第23页；编辑于星期二\16点52分FALSSensorLaser前向散射光示意图本文档共75页；当前第24页；编辑于星期二\16点52分

侧向散射光（sidescatter,SS）：激光束照射细胞时，光以90°角散射的讯号，用于检测细胞内部结构属性。本文档共75页；当前第25页；编辑于星期二\16点52分FALSSensor90LSSensorLaser侧向散射光示意图本文档共75页；当前第26页；编辑于星期二\16点52分 测得的FS与SS信号通过计算机处理，可得到FS-SS图，由此可仅用散射光信号对未染色的活细胞进行分析或分选。此为血细胞分类的基本原理，但不能分析表面分子。淋巴细胞单核细胞中性粒细胞光散射测量最有效用途：从非均一群体中鉴别出某些亚群

本文档共75页；当前第27页；编辑于星期二\16点52分荧光信号由被检细胞上标记的特异性荧光染料受激发后产生，发射的荧光波长与激发光波长不同。每种荧光染料会产生特定波长的荧光和颜色，通过波长选择通透性滤片，可将不同波长的散射光和荧光信号区分开，送入不同的光电倍增管。选择不同的单抗及染料就可同时测定一个细胞上的多个不同特征。线性放大器和对数放大器三、荧光测量本文档共75页；当前第28页；编辑于星期二\16点52分荧光染料的特性激发波长(EXCITING)发射波长(EMISSION)本文档共75页；当前第29页；编辑于星期二\16点52分本文档共75页；当前第30页；编辑于星期二\16点52分荧光补偿本文档共75页；当前第31页；编辑于星期二\16点52分通过流式细胞仪进行细胞分选主要是在对具有某种特征的细胞需进一步培养和研究时进行的。四、细胞分选原理本文档共75页；当前第32页；编辑于星期二\16点52分细胞悬液形成液流柱流动室振动液流断裂成液滴空白液滴含细胞的液滴弃去偏转落入收集器压电晶体产生机械振动不充电充电（一）分选基本原理本文档共75页；当前第33页；编辑于星期二\16点52分分选速度：单位时间内分选的细胞数量。与悬液中细胞的含量成正比。分选纯度：分选出的目的细胞占所有收获细胞的百分率。分选收获率：实际收获的分选细胞与设定通过测量点的分选细胞之间的比率。与纯度成反比。分选得率：从一群体细胞悬液中分辨出目的细胞的总量，再经分选后得到目的细胞的实际得率。与分选速度成反比。（二）分选的技术要求本文档共75页；当前第34页；编辑于星期二\16点52分参数：FS,SS,FL数据显示方式（单参数直方图、双参数散点图、二维等高图、假三维等高图、三参数散点图）设门分析技术第二节数据的显示与分析本文档共75页；当前第35页；编辑于星期二\16点52分FS：反映颗粒的大小SS：反映颗粒的内部结构复杂程度FL：反映颗粒被染上的荧光数量多少一、参数本文档共75页；当前第36页；编辑于星期二\16点52分单参数直方图双参数直方图:点图 二维等高图 假三维等高图三参数直方图多参数分析直分析方图设门分析:REGION和GATE设置二、数据显示方式本文档共75页；当前第37页；编辑于星期二\16点52分由一维参数(散射光或荧光)与颗粒计数(COUNT)构成，反映同样散射光或荧光强度的颗粒数量的多少。（一）单参数直方图本文档共75页；当前第38页；编辑于星期二\16点52分单参数直方图细胞相对数量信道(channel)本文档共75页；当前第39页；编辑于星期二\16点52分双参数直方图：纵轴和横轴分别代表被测量细胞的两个测量参数，根据这两个参数就可以确定细胞在图上的表达位置。双参数信号通常采用对数信号，最常用的是点密图，在图中，每个点代表一个细胞，点图利用颗粒密度反映同样散射光或荧光强度的颗粒数量的多少。（二）双参数直方图本文档共75页；当前第40页；编辑于星期二\16点52分1.双参数直方图点图绿色荧光强度红色荧光强度本文档共75页；当前第41页；编辑于星期二\16点52分双参数直方图点图本文档共75页；当前第42页；编辑于星期二\16点52分2.二维等高图由类似地图上的等高线组成，其本质也是双参数直方图。等高图上每一条连续曲线上具有相同的细胞相对或绝对数，即“等高”。曲线层次越高(越里面的线)所代表的细胞数愈多。等高线越密集则表示细胞数变化率越大。本文档共75页；当前第43页；编辑于星期二\16点52分二维等高图本文档共75页；当前第44页；编辑于星期二\16点52分3.假三维等高图本文档共75页；当前第45页；编辑于星期二\16点52分（三）三参数直方图本文档共75页；当前第46页；编辑于星期二\16点52分多参数分析：当细胞标记了多色荧光，被激发光激发后，得到的荧光信号和散射光信号可根据需要进行组合分析。（四）流式细胞仪的多参数分析本文档共75页；当前第47页；编辑于星期二\16点52分Gate设置：指在某一张选定参数的直方图上，根据该图的细胞群分布选定其中想要分析的特定细胞群，并要求该样本所有其他参数组合的直方图只体现这群细胞的分布情况。根据门的形状又分为了线性门、矩形门、圆形门、多边形门、任意形状门和十字门。三、设门分析技术本文档共75页；当前第48页；编辑于星期二\16点52分A淋巴细胞B单核细胞C中性粒细胞A、B、C均为任意门本文档共75页；当前第49页；编辑于星期二\16点52分线性门本文档共75页；当前第50页；编辑于星期二\16点52分Region设置:

区阈（region,R）与门(gate,G)是两个相关的概念，区阈可与门对应，但是也可以包含于门。本文档共75页；当前第51页；编辑于星期二\16点52分D1

CD4+/CD3-D2

CD4+/CD3+D3

CD4-/CD3-D4

CD4-/CD3+如十字门分析时，起就可以由四个区域构成，即G=D1+D2+D3+D4。

本文档共75页；当前第52页；编辑于星期二\16点52分样本制备标记染色液相芯片技术质量控制第四节流式细胞仪免疫分析的技术要求

本文档共75页；当前第53页；编辑于星期二\16点52分外周血淋巴细胞样品的制备 分离单个核细胞培养细胞的样品制备蛋白酶消化机械吹打使贴壁细胞脱落 洗涤尼龙网过滤单细胞悬液一、免疫检测样品制备本文档共75页；当前第54页；编辑于星期二\16点52分新鲜实体组织单细胞悬液的制备机械法酶处理法化学试剂处理法表面活性剂处理法单细胞悬液的保存深低温保存法（一年）乙醇或甲醇保存法（2周）甲醛或多聚甲醛保存法（2月）本文档共75页；当前第55页；编辑于星期二\16点52分适用条件:有较高的量子产额和消光系数对488nm的激发光波长有较强的吸收发射光波长与激发光波长间有较大的波长差易与标记单抗结合而不影响抗体的特异性二、常用的荧光染料与标记染色本文档共75页；当前第56页；编辑于星期二\16点52分FITCTexasredPE.PC.APCPEcy5FL1FL2FL3FL4激光细胞悬液异硫氰酸荧光素得州红能量传递复合染料藻胆蛋白类（一）几种常见的荧光染料本文档共75页；当前第57页；编辑于星期二\16点52分名称染料激发波长荧光颜色溶解性对PH敏感性特点异硫氰酸荧光素FITC488绿525易敏感易溶于水，与抗体结合不影响特异性得州红Texasred568红615不易不敏感稳定，偶联后量子产额低藻红蛋白PE488橙575易不敏感具较多发光基团，消光系数和量子产额高藻青蛋白PC488别藻青蛋白APC633红670能量传递复合染料PEcy5488红670易不敏感减少交叉，成本高常用的几类荧光染料本文档共75页；当前第58页；编辑于星期二\16点52分 用化学法将两种不同激发波长的染料结合在一起，在488nm激发光照射下，通过一个荧光染料被激发后产生的发射波长再激发另一荧光染料产生荧光信号，从而检测到该特定荧光信号。能量传递复合染料本文档共75页；当前第59页；编辑于星期二\16点52分PECY5CY5CY5488nm575nm670nm红色荧光花青苷5藻红蛋白能量传递复合染料机制本文档共75页；当前第60页；编辑于星期二\16点52分荧光染料与细胞成分的四种结合方式

结构亲和式 嵌入结合 共价键结合 荧光标记抗体特异性结合免疫荧光标记方法

直标:干扰少,但需购买多种单抗 间标:步骤多,干扰多,不需标记多种抗体 组合标记（二）免疫荧光标记本文档共75页；当前第61页；编辑于星期二\16点52分免疫胶乳颗粒的应用即液相芯片技术是把微小的乳胶微球分别染成上百种不同的荧光色，把针对不同检测物的乳胶微球混合后再加入待标本，在悬液中与微粒进行特异性地结合，经激光照射后不同待测特产生不同颜色，并可进行定量分析。因检测速度极快，所以又有“液相芯片”之称。三、免疫胶乳颗粒技术的应用本文档共75页；当前第62页；编辑于星期二\16点52分微小的乳胶微球分别染成上百种不同的荧光色（固相芯片是用探针在芯片上的坐标位置给基因的特异性编码；而液相芯片则是用颜色来编码）本文档共75页；当前第63页；编辑于星期二\16点52分本文档共75页；当前第64页；编辑于星期二\16点52分通过对标记不同荧光素分子的检测，实现FCM对可溶性物质的定量分析本文档共75页；当前第65页；编辑于星期二\16点52分适当的制备方式处理红细胞实体组织来源标本用机械法温度25~37℃，pH7.0~7.2四、流式细胞免疫学技术的质量控制（一）单细胞悬液制备的质控本文档共75页；当前第66页；编辑于星期二\16点52分温度pH染料浓度固定剂（二）免疫荧光染色的质控本文档共75页；当前第67页；编辑于星期二\16点52分光路与流路校正:确保激光光路与样品流处于正交状态，减少变异（CV）。PMT（光电倍增管）校准:保证样品检测时仪器处于最佳灵敏度工作状态。绝对计数校准:保证计数的准确性。Flow-checkFlow-setFlow-count（三）仪器操作的质控本文档共75页；当前第68页；编辑于星期二\16点52分同型对照：即免疫荧光标记中的阴性对照，选用相同源性的未标记单抗作为对照调整和设置电压，以保证特异性。全程质量控制：与待测标本一起标记和检测，结果达靶值，提示本次实验结果可靠。（四）免疫检测的质控本文档共75页；当前第69页；编辑于星期二\16点52分流式细胞术目前已广泛地被应用于免疫学基础研究和逐步进入临床应用各方面，用流式细胞仪对细胞表面的抗原成分进行标记分析，可区别多种细胞的