在现代生命科学研究中,科学家们常常需要同时分析成千上万个细胞的多种特性,如大小、内部结构和特定蛋白的表达水平。细胞流式检测(FlowCytometry)技术应运而生,它如同一台高速“细胞扫描仪”,让研究者能够精确、高通量地解析复杂的细胞群体。
🔬工作原理
流式细胞仪的工作流程可概括为“排队、照射、计数”:
单细胞悬液制备:通过酶消化、过滤等方法获得单细胞悬液,并去除细胞团块和杂质。
荧光标记:使用荧光染料或特异性抗体标记细胞。例如,用DAPI标记细胞核,用荧光抗体标记特定蛋白。
鞘流聚焦:细胞悬液在鞘液的包裹下,以单列形式通过检测区,确保逐个通过激光束。
信号采集:当细胞通过激光束时,会产生散射光(前向散射光FSC反映细胞大小,侧向散射光SSC反映细胞内部复杂度)和荧光信号。探测器将这些光信号转换为电信号。
数据分析:计算机软件根据信号的强度和分布,生成散点图和直方图,从而对细胞进行分群和定量分析。
🎯主要应用场景
免疫学研究:分析外周血、淋巴组织中各类免疫细胞(T细胞、B细胞、NK细胞等)的比例和功能状态。
肿瘤学:检测肿瘤细胞表面标志物,用于肿瘤分型、微小残留病(MRD)监测和免疫治疗疗效评估。
干细胞与发育生物学:鉴定和分选不同发育阶段的干细胞和祖细胞。
细胞周期与凋亡分析:通过特定染料评估细胞周期进程和细胞凋亡情况。
功能与药物筛选:研究药物对细胞增殖、凋亡、信号通路等的影响。
💡技术特点与发展
流式细胞术具有高通量、多参数、高速度和高精度的特点。近年来,随着技术的发展,流式细胞仪的性能不断提升:
多色分析:可同时检测十几种甚至几十种荧光信号,极大丰富了信息维度。
高参数流式:通过增加检测参数,更精细地解析细胞亚群。
质谱流式(CyTOF):用金属同位素代替荧光染料,突破了荧光光谱重叠的限制,可实现上百个参数的检测。
成像流式:在获取散射光和荧光信号的同时,提供细胞图像,兼顾形态与功能信息。
