流式细胞术原理 及应用简介 流式细胞术发展史 1930年Caspersson和Thorell开始致力于细 胞计数的研究 1934年Moldaven最早设想细胞检测自动化 ，用光电仪记录流过一根毛细管的细胞 1940年Coons提出结合荧光素的抗体去标记 细胞内的特定蛋白 1949年Wallace Coulter申请了在悬液中计 数粒子的方法的专利 1950年Caspersson用显微UV-VIS检测细胞 流式细胞术发展史 1953年Croslannd-Taylor应用分层鞘流原理 ，成功设计红细胞光学自动计数器 1969年Van Dilla及其同事在Los Alamos, NM发明第一台荧光检测细胞计 1972年Herzenberg研制出细胞分选器 1975年Kohler等提出单克隆抗体技术，为 细胞研究提供大量的特异免疫试剂 大量厂家不断生产流式细胞仪 流式细胞术发展史 目前国内主要流式细胞仪厂家： Beckton Dickinson(BD)公司 BACKMAN COULTER公司 流式细胞仪构造 流式细胞仪(Flow Cytometer，FCM)的结构 分五部分： 流动室及液流驱动系统 激光光源及光束成形系统 光学系统 信号检测与存贮、显示、分析系统 细胞分选及浓缩系统 流式细胞术(Flow Cytometry，FCM) 图示如下页： 流式细胞仪构造模式图 流式细胞仪构造示意图 流动室与液流驱动系统 流动室是仪器核心部件，被测样品在此与激光相 交。 流动室由石英玻璃制成，中央有一长方形小孔， 供单个细胞通过。 流动室内充满了鞘液，其作用是将样品环形包绕 。 鞘液流速稳定，样品流在鞘流的环包下形成流体 动力学聚焦，从而得到准确的细胞荧光信息。 流动室上装有压电晶体，受到振荡信号可发生振 动。 流动室与液流驱动系统 激光光源及光束成形系统 目前台式机FCM，大多采用氩离子气体激 光器。 激光光束在到达流动室前，先经过透镜聚 焦，形成约2266m的光斑，这样这样 激光能 量较较强，以激发荧发荧 光染料。 台式机的整个光路是封闭闭的，在安装时时由 工程师调试师调试 完毕毕后，无需用户户作任何调节调节 ，使用十分方便。 激光光源及光束成形系统 光学系统 FCM的光学系统统由若干组组透镜镜、滤滤光片和 小孔组组成，它们们将不同波长长的荧荧光信号分 别别送入到不同的电电子测测控器。 主要光学原件：滤滤光片(Filter) 长长通滤滤片 Long Pass Filter, LP 短通滤滤片 Short Pass Filter, SP 带带通滤滤片 Band Pass Filter, BP 长通滤片 短通滤片 带通滤片 信号检测与分析 当细胞携带荧光素标记物，通过激光照射 时，产生代表细胞内不同物质、不同波长 的荧光信号，这些信号以细胞为中心，向 空间360度立体角发射，产生散射光和荧光 信号。 以激发光光源波长488nm为例示意图： 荧光信号示意图 散射光信号 散射光信号不依赖任何样品的制备技术（ 如染色），因此称为细胞的物理参数。 前向散射角(Forward Scatter，FSC)：与细胞 的大小有关，在FCM应用中，常取FSC作阈值 ，来排除样品中的各种碎片。 侧向散射角(Side Scatter，SSC)：与激光束正 交90度的散射光信号，与细胞粒度及复杂程度 正相关。 散射光信号波长与激光相同。 散射光信号示意图 Right Angle Light Detector a Cell Complexity Forward Light Detector a Cell Surface Area Incident Light Source 荧光信号 一种是细胞自身在激光照射下发出微弱的 荧光信号，称自发荧光。 一种是经过特异荧光素标记后，受激发光 照射得到的荧光信号，通过对这类荧光信 号的检测和定量就能了解所研究细胞参数 的存在与定量。 常用荧光染料 目前台式机FCM配置 488nm激光管常用染料有 PI (Propidium Iodide) PE (Phycorey- thrin) FITC (Fluorescein Isothiocyanate) PerCP (Peridinin Chlorophyll Protein) PE-CY5等 633nm激光管常用染料有 APC APC-Cy FCM测量数据的存贮、显示和分析 目前FCM所采用的都是多参数指标，荧光 参数标记物最多可达4个，数据的存贮采用 列表排队方式，可节省存贮空间。 数据文件为二进制文件，缺乏直观性，数 据的显示常用以下几种方式： 直方图 散点图 等高线图 密度图 三维图 直方图 直方图(Distribution Histogram) 横坐标代表荧光信号或散射光信号相对强度， 单位是道数，可以是线性或对数坐标。 纵坐标一般是细胞数。 散点图 散点图(Dot Plot) X坐标为该细胞一参数相对含量，Y坐标为该细 胞另一参数的含量，可以将细胞亚群分开。 等高线图和密度图 三维图 设门分析 可以通过设“门” (Gate)，分析、分 选感兴趣的细胞。 FCM的分辨率 分辨率是衡量FCM测量精度的指标，通常 用变异系数CV表示。 一般要求CV670nm FL4：653-667nm 技术参数 分析速度10000个/秒，分选速度700个/秒。 常用荧光染料光谱学特征 细胞周期分析PI单染 细胞周期分析PI单染 细胞周期分析ModiFit 分析 细胞周期分析ModiFit 分析 大鼠生精细胞分析PI单染 细胞凋亡PI加Annexin V双染 FITC-Annexin V PI 淋巴细胞亚群分析 CY5.5-CD3 FITC-CD4 PE-CD8 培养细胞表面粘附分子表达 培养细胞表面粘附分子表达 FCM样品来源 需要制备细胞悬液 血液、体液等液体样品 培养的细胞 活体组织样品 冰冻组织 固定的组织样品 直接应用 分离后使用 样