1. 流式细胞仪原理:发射激光-激发细胞上荧光标记的光源-散射光信号-过滤片
特点:单细胞,特异,快速(一般每秒200~500个细胞/颗粒为宜,每份样品细胞采集时间为30~60秒,采集细胞/颗粒总数不低于5000个细胞/颗粒。)
光学滤片放在光电倍增管前面,只让合适波长的光进入相应的光电倍增管。滤片是特制的,只允许很窄波宽的光通过,相当于荧光素发射波的峰值。
只允许特定波宽的光通过的滤片叫带通滤片(band pass,BP)。比如,放在FITC检测器前面的滤片标记为530/30,即是515~545nm波长的光可以通过。
流式细胞仪还会用到其他两类滤片:短通滤片和长通滤片。短通滤片(short pass,SP)只允许短于或等于设定波长的光通过;长通滤片(long pass,LP)只允许长于或等于设定波长的光通过。
488nm激光可以激发多个荧光素,是最常用的激光。几种荧光素如果由同一波长的激光激发(以488nm激光举例),而发射波长的峰值又不是太靠近,这几种荧光素可以组合使用。符合这一标准的最常用的荧光素组合是异硫氰酸荧光素(FITC)和藻红蛋白(PE)。FITC和PE的吸收波峰在495nm左右,极易被488nm的激光激发(PE有两个吸收波峰,另一个是545nm),FITC 和PE的发射波峰分别是530nm和570nm,相距较远,可由不同的检测器检测
2.荧光染料的选择与常用的染色技术
Summary of fluorochromes selection
- Based on the kind of machine you have in hand, ie, the light source.
- Try to avoid the interference between fluorochromes. if you can't avoid it, set up the compensation.
由于FITC和PE发射波谱之间的重叠,部分FITC荧光会进入PE检测器,这部分信号叫溢出信号——从FITC检测器溢出到PE检测器。需要强调的是,不可能设计一种滤片只检测FITC光或PE光,只要有荧光染料的组合使用,就一定有荧光信号溢出。
选择试剂组合时尽可能降低荧光发射波长之间的重叠。如下图中间,同种PE不应该有CD检测强信号(假阳性),是因为重叠了AF488。
因此,FITC标记时,在530nm,带通滤片的检测器能检测FITC荧光;在575nm,带通滤片的PE检测器同样可以检测到部分FITC荧光。PE标记时,也是同样的情况。如何计算多少575nm的光来自于PE,多少来自于FITC?这一计算过程就叫“补偿”。根据标记燃料的数目可分为单色补偿、双色补偿和多色补偿。计算补偿需要借助单阳性对照。
3.结果分析与流式图
流式通道主要可以分为散射光通道和荧光通道。
散射光通道有两个,FSC通道和SSC通道。FSC前向角散射,代表细胞的大小。体积越大,其FSC值就越大。用以初步比较细胞的大小,从而进行分群和分类。SSC侧向角散射,代表细胞的颗粒度。细胞越不规则,细胞表面的突起越多,细胞内能够引起激光散射的细胞器或者颗粒性物质越多,其SSC值就越大。
荧光通道表示的不是细胞特有的物理特征,而是其化学特征。如需要检测样品中是否有细胞表达某一CD分子,则需要标记荧光素偶联的该CD分子的抗体,表达有该CD分子的细胞就会结合荧光素偶联抗体,其中的荧光素被相应的激光激发后产生荧光,该荧光信号通过光路系统被相应的荧光通道接收,就能得到该样品中是否有细胞表达该CD分子,以及有多少比例的细胞表达该CD分子等信息。荧光通道接收到的信号越强,表示细胞上结合的荧光素越多,细胞表面表达的CD分子就越多。总之,荧光通道值反映接收到的荧光信号的强弱,从而反映细胞上结合的荧光素的量,进一步反映细胞上表达该CD分子的量,最后间接反映细胞表达某CD分子这一化学特征。
图4是一个典型的双荧光参数点图,显示了三群细胞:绿色细胞群表示CD3+CD4+细胞,红色细胞群表示CD3+CD4-细胞,蓝色细胞群表示CD3-CD4-细胞。
- Based on the fluorescence intensity and antigen density you will detect. Match brightest fluorochromes with dimmest antigen.
- Avoid potential factors that may affect the experiment. Tandem dyes with degradation lead to false positive(降解脱偶联)and autofluorescence(细胞自发荧光).
4. 荧光素偶联抗体及其标记方法
荧光素偶联抗体多为单克隆抗体,少数也可能是多克隆抗体。但无论是单克隆抗体还是多克隆抗体,其基本结构都是由两部分组成,即包含有特异性结合抗原位点的Fab段和相对保守的Fc段。
应用荧光素偶联抗体标记样品细胞,目标是检测Fab段与抗原分子的特异性结合。Fc段与FcR的非特异性结合是混杂信号,会导致流式分析结果错误,所以需要消除这种非特异性结合的影响。消除的方法就是在用荧光素偶联抗体标记样品细胞前先“封闭”样品。考虑到目前常用的荧光素偶联抗体基本都是IgG抗体,所以可以用无关IgG抗体先与样品细胞孵育一段时间,使样品细胞上的所有FcR都与无关IgG抗体的Fc段非特异性结合,然后再标记荧光素偶联抗体,这时样品细胞上的FcR都已饱和,无法与荧光素偶联抗体的Fc段结合,从而“封闭”了与荧光素偶联抗体的非特异性结合,保证所有的结合都是抗原与荧光素偶联抗体的特异性结合。
附录
1. Autofluorescence 对Compensation 的影响:http://www.drmr.com/compensation/