流式细胞仪(Flow Cytometer)是一种通过对流动的细胞进行激光照射和荧光信号检测,分析细胞的特性(如大小、形态、表面标志物等)的仪器。其核心原理涉及将细胞以单个流动的状态引入流动通道,激光照射下散射光和荧光信号用于对细胞进行多参数分析。以下是流式细胞仪的工作原理的详细步骤:
1. 细胞准备和流动状态
样品制备:首先,细胞悬液需要制备成单细胞状态,这样可以避免细胞群体之间的干扰。
流动通道:细胞悬液被导入流式细胞仪的流动通道,通常通道非常窄,以确保细胞单个通过。流动通道内通常会使用液流推动细胞,以保持它们的单列状态,确保每个细胞能够逐一通过激光光束。
2. 激光照射与散射光
激光激发:当细胞流动通过激光束时,激光光会与细胞发生相互作用,细胞会散射光并发出荧光(如果有标记染料)。流式细胞仪通常使用多个激光(如488nm、633nm等),以便激发不同的荧光染料。
前向散射光(FSC):细胞的体积(大小)会影响激光的前向散射光(FSC)。FSC的强度通常与细胞的大小成正比。
侧向散射光(SSC):细胞的内含物(如颗粒、细胞核)会影响激光的侧向散射光(SSC)。SSC信号通常与细胞的复杂性(内在颗粒数量或核形态)成正比。
3. 荧光标记物的使用
荧光染料标记:流式细胞术使用特定的荧光标记物(如FITC、PE、APC等)与细胞表面的抗原或细胞内成分结合。这些荧光标记物在激光照射下会发出特定波长的光,提供关于细胞表面或内含物的详细信息。
多重标记:通过使用不同的荧光染料标记不同的分子,可以实现多重分析。例如,使用不同颜色的荧光标记CD4和CD8等免疫标志物,从而对免疫细胞亚群进行分类。
4. 信号检测
光电倍增管(PMT):流式细胞仪中的多个光电倍增管(PMT)用于接收来自细胞的散射光和荧光信号。这些信号会被转换成电信号,并通过计算机进行数据处理。
多个通道检测:现代流式细胞仪通常配有多个荧光检测通道,能够同时检测多个荧光标记物,并提供高维度的数据分析。
5. 数据分析
数据处理:每个细胞的散射光、荧光信号等数据会被记录并转换为数字信息。计算机通过专用的软件进行分析,通常包括散点图、直方图等图形展示。
分析结果:分析结果可以揭示细胞的免疫表型、大小、形态、分布等特征,帮助研究人员进行细胞群体分析、亚群分选等。
流式细胞仪产品推荐
流式细胞仪的市场上有多种品牌和型号,适用于不同的研究需求。以下是一些知名的流式细胞仪品牌和推荐产品:
1. **BD Biosciences
BD Biosciences 是流式细胞仪领域的领导者之一,提供高性能的流式细胞仪和相关试剂。
BD FACSCanto™ II:适用于多参数分析,支持最大8个荧光标记。具有高分辨率和灵活性,广泛应用于细胞免疫学、癌症研究等领域。
BD FACSAria™ III:这是一款高性能的流式细胞分选仪,支持高通量细胞分选,适用于需要单细胞分选的研究,如干细胞分选、肿瘤免疫研究等。
2. Beckman Coulter
Beckman Coulter 是另一大流式细胞仪供应商,提供适合临床和研究用途的流式细胞仪。
CytoFLEX:具备灵活的配置选项和优异的多参数分析能力,适合各种研究领域,如免疫学、细胞生物学等。它的独特设计使其适用于高通量实验。
MoFlo Astrios EQ:这款仪器专为需要多参数分析的细胞分选设计,支持流式细胞分析和细胞分选的精确结合。
3. Thermo Fisher Scientific
Thermo Fisher 提供多种流式细胞仪,适用于基础研究、临床应用等领域。
Attune™ NxT Flow Cytometer:这款仪器拥有较高的灵敏度和通过高通量分析多达14种参数的能力。它具有优异的性能,适合复杂的细胞分析需求。
FACSVerse™ Flow Cytometer:适合中到高通量的分析,支持快速、准确的细胞分析,广泛用于免疫学、细胞功能研究等领域。
4. Miltenyi Biotec
Miltenyi Biotec 提供一系列流式细胞仪,尤其注重细胞分选。
MACSQuant® Tyto™:是一款紧凑型、便捷的流式细胞仪,提供高质量的细胞分析和分选,适用于小型实验室或需要高度自动化的应用。
5. Sony Biotechnology
Sony Biotechnology 提供创新型流式细胞仪,主要面向细胞分析和分选。
SH800™ Cell Sorter:具有高精度和高通量分选功能,支持多达6个荧光标记,适合流式细胞分选和细胞亚群分析。
选择流式细胞仪时的考虑因素:
1. 分析参数:根据需要分析的细胞特征和参数选择适当的仪器。例如,某些仪器支持多达10个以上的荧光标记,而另一些可能只有几个通道。
2. 分辨率:选择具有较高分辨率的设备,以便获得精确的细胞分析。
3. 通量和速度:高通量分析和快速分析对某些实验至关重要。
4. 分选能力:如果需要进行细胞分选,需要确保仪器具有高效、准确的分选功能。
5. 操作便捷性:易于操作的设备和友好的用户界面可以提高实验效率。
6. 预算:流式细胞仪的价格差异较大,选择适合自己实验需求和预算的设备至关重要。
根据研究的具体要求(如细胞分析的复杂性、需要的荧光标记数量等),选择合适的流式细胞仪可以大大提升实验效率和数据准确性。