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您現(xiàn)在的位置: 醫(yī)學(xué)全在線 > 理論教學(xué) > 基礎(chǔ)學(xué)科 > 免疫細(xì)胞與核酸分子雜交 > 正文:流式細(xì)胞術(shù)簡介
    

流式細(xì)胞術(shù)簡介-基本結(jié)構(gòu)和工作原理

列表模式其實(shí)只是多參數(shù)數(shù)據(jù)文件的一種計(jì)算機(jī)存貯方式,三個(gè)以上的參數(shù)數(shù)據(jù)顯示是用多個(gè)直方圖、二維圖和假三維圖來完成的。可用List Mode中的特殊技術(shù),開窗或用游標(biāo)調(diào)出相關(guān)部分再改變維數(shù)進(jìn)行顯示。例如,“一調(diào)二”就是在一維圖上調(diào)出二維圖來;“二調(diào)一”就是從二維圖中調(diào)出一維圖來。圖10-6給出了從二維圖等高圖中調(diào)出相應(yīng)窗口的直方圖的示意圖。

圖10-6 從二維圖設(shè)窗調(diào)出直方圖示意

  上面簡要地介紹了幾種數(shù)據(jù)顯示形式,在實(shí)際應(yīng)用中,可根據(jù)需要選擇匹配,以便了解和獲得盡可能多的有用信息。

  ②數(shù)據(jù)分析:數(shù)據(jù)分析的方法總的可分為參數(shù)方法和非參數(shù)方法兩大類。當(dāng)被檢測的生物學(xué)系統(tǒng)能夠用某種數(shù)學(xué)模型技術(shù)時(shí)則多使用參數(shù)方法。數(shù)學(xué)模型可以是一個(gè)方程或方程組,方程的參數(shù)產(chǎn)生所需要的信息來自所測的數(shù)據(jù)。例如在測定老鼠精子的DNA含量時(shí),可以獲取細(xì)胞頻數(shù)的尖銳波形分布。如果采用正態(tài)分布函數(shù)來描述這些數(shù)據(jù),則參數(shù)即為面積、平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。方程的數(shù)據(jù)擬合則通常使用最小二乘法。而非參數(shù)分析法對(duì)測量得到的分布形狀不需要做任何假設(shè),即采用無設(shè)定參數(shù)分析法。分析程序可以很簡單,只需要直觀觀測頻數(shù)分布;也可能很復(fù)雜,要對(duì)兩個(gè)或多個(gè)直方圖逐道地進(jìn)行比較。

  逐點(diǎn)描圖(或用手工,或用描圖儀、計(jì)算機(jī)系統(tǒng))是大家常用的數(shù)據(jù)分析的重要手段。我們?梢杂脕砹私鈹(shù)據(jù)的特性、尋找那些不曾預(yù)料的特異征兆、選擇統(tǒng)計(jì)分析的模型、顯示最終結(jié)果等。事實(shí)上,不經(jīng)過先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀觀察分析就決不應(yīng)該對(duì)這批數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值分析。從這一點(diǎn)來看,非參數(shù)分析是參數(shù)分析的基礎(chǔ)。

  逐道比較工作量較大,但用直觀法很容易發(fā)現(xiàn)明顯的差異,特別是對(duì)照組和測試組?紤]到FCM的可靠性,要注意到對(duì)每組測量,都要有對(duì)照組,對(duì)照組可以是空白對(duì)照組、陰性對(duì)照組、或零時(shí)刻對(duì)照組等,具體設(shè)置應(yīng)根據(jù)整體實(shí)驗(yàn)要求而定。對(duì)照組和測試組的逐道比較往往可以減少許多不必要的誤差和錯(cuò)誤解釋。順便指出,進(jìn)行比較時(shí)對(duì)曲線的總細(xì)胞數(shù)進(jìn)行歸一化處理,甚至對(duì)兩條曲線逐道相減而得到“差結(jié)果曲線”往往是適宜的。

  因?yàn)閿?shù)據(jù)分析往往和結(jié)果解釋關(guān)系十分密切,也就是說和生物學(xué)背景相關(guān),因此具體的分析法和原理將在后面結(jié)合實(shí)例再介紹。

  3.流式細(xì)胞計(jì)的技術(shù)參數(shù) 為了表征儀器性能,往往根據(jù)使用目的和要求而提出幾個(gè)技術(shù)參數(shù)或指標(biāo)來定量說明。對(duì)于流式細(xì)胞計(jì)常用的技術(shù)指標(biāo)有熒光分辨率、熒光靈敏度、適用樣品濃度、分選純度、可分析測量參數(shù)等。

 。1)熒光分辨率:強(qiáng)度一定的熒光在測量時(shí)是在一定道址上的一個(gè)正態(tài)分布的峰,熒光分辨率是指兩相鄰的峰可分辨的最小間隔。通常用變異系數(shù)(C.V值)來表示。C.V的定義式為:

  C.V=σ/μ

  式中,σ為標(biāo)準(zhǔn)偏差,μ是平均值。

  在實(shí)際應(yīng)用中,我們使用挖關(guān)系式σ=0.423FWHM;其中FWHM為峰在峰高一半處的峰寬值。目前儀器的熒光分辨率均優(yōu)于2.0%。

 。2)熒光靈敏度:反映儀器所能探測的最小熒光光強(qiáng)的大小。一般用熒光微球上所標(biāo)可測出的FITC(fluorescein isothiocyanate 異硫氰基熒光素)的最少分子數(shù)來表示。目前儀器均可達(dá)到1000左右。

 。3)分析速度/分選速度:儀器每秒種可分析/分選的數(shù)目。一般分析速度為5000~10000;分選速度掌握在1000以下。

  (4)樣品濃度:主要給出儀器工作時(shí)樣品濃度的適用范圍。一般在105~107細(xì)胞/ml的數(shù)量級(jí)。

  其它技術(shù)參數(shù)尚多,不再一一介紹。

  4.流式細(xì)胞計(jì)的調(diào)試和使用 古語說:“工欲善其事,必先利其器”。要想很好地應(yīng)用流式細(xì)胞分析和分選技術(shù),必需先對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)試,使其處于良好的工作狀態(tài),并能正確使用儀器。下面簡要介紹細(xì)胞計(jì)的調(diào)試項(xiàng)目及要點(diǎn)、使用的程序等等。

 。1)調(diào)試和校準(zhǔn):流式細(xì)胞計(jì)在使用前,甚至在使用過程中都要精心進(jìn)行調(diào)試,以保證工作的可靠性和最佳性。調(diào)試的項(xiàng)目主要是激光強(qiáng)度、液流速度和測量區(qū)的光路等。

  激光強(qiáng)度:除調(diào)整反射鏡的角度以調(diào)整到所需波長的激光出光外,還要結(jié)合顯示屏上的光譜曲線使激光的強(qiáng)度輸出為最大。

  液流速度:可通過操作臺(tái)數(shù)字顯示監(jiān)督,調(diào)節(jié) 氣體壓力大小以獲得穩(wěn)定的液流速度。

  測量區(qū)光路調(diào)節(jié) :這是調(diào)試工作的關(guān)鍵。需要保證在測量區(qū)的液流、激光束、90散射測量光電系統(tǒng)垂直正交,而且交點(diǎn)較小。一般可在用標(biāo)準(zhǔn)熒光微球等校準(zhǔn)中完成。

  流式細(xì)胞術(shù)中所測得的量是相對(duì)值,因此需要在使用前或使用中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)或標(biāo)定,這樣才能通過相對(duì)測量獲得絕對(duì)的意義。因而FCM中的校準(zhǔn)具有雙重功能:儀器的準(zhǔn)直調(diào)整和定量標(biāo)度。標(biāo)準(zhǔn)樣品應(yīng)該穩(wěn)定,有形成份形狀應(yīng)是大小比較一致球形,樣品分散性能良好,且經(jīng)濟(jì)、容易獲得。常用標(biāo)準(zhǔn)熒光微球作為非生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)樣品,雞血紅細(xì)胞做為生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)樣品。微球用樹脂材料制作,或標(biāo)有熒光素,或不標(biāo)記熒光素。Flow Cytometry Stands公司可提供熒光強(qiáng)度藥盒,在免疫實(shí)驗(yàn)中可用來作為定量熒光標(biāo)準(zhǔn)來測定每個(gè)細(xì)胞所標(biāo)記的抗原位點(diǎn)數(shù)目。所用的雞血紅細(xì)胞標(biāo)準(zhǔn)樣品制作過程昭下:取3.8%枸櫞酸或肝素抗凝的雞血(抗凝劑:雞血=1:4),經(jīng)PBS清洗3次,再用5~10ml的1.0%戊二醛與清洗后的雞紅細(xì)胞混合,室溫下振蕩醛化24h,最后經(jīng)PBS再清洗,貯4℃冰箱中備用。需要指出的是因?yàn)槲唇?jīng)熒光染色,所測光信號(hào)為雞血紅蛋白的自發(fā)熒光。

 。2)儀器的操作和使用:

 、俅蜷_電源,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱;

  ②打開氣體閾,調(diào)節(jié) 壓力,獲得適宜的液流速度;開啟光源冷卻系統(tǒng);

 、墼跇悠饭苤屑尤肴ルx子水,沖洗液流的噴嘴系統(tǒng);

 、芾眯(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品,調(diào)整儀器,使在激光功率、光電倍增管電壓、放大器電路增益調(diào)定的基礎(chǔ)上,0。和90。散射的熒光強(qiáng)度最強(qiáng),并要求變異系數(shù)為最。

 、葸x定流速、測量細(xì)胞數(shù)、測量參數(shù)等,在同樣的工作條件下測量樣品和對(duì)照樣品;同時(shí)選擇計(jì)算機(jī)屏上數(shù)據(jù)的顯示方式,從而能直觀掌握測量進(jìn)程;

 、迾悠窚y量完畢后,再用去離子水沖洗液流系統(tǒng);

 、咭?yàn)閷?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已存入計(jì)算機(jī)硬盤(有的機(jī)器還備有光盤系統(tǒng),存貯量更大),因此可關(guān)閉氣體、測量裝置,而單獨(dú)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理;

 、鄬⑺杞Y(jié)果打印出來。

  在操作和使用中一定要注意如下事項(xiàng): 

  1)光電倍增管要求穩(wěn)定的工作條件,暴露的較強(qiáng)的光線下以后,需要較長時(shí)間的“暗適應(yīng)”以消除或降低部分暗電流本底才能工作;另外還要注意磁屏蔽;

  2)光源不得在短時(shí)間內(nèi)(一般要1h左右)關(guān)上又打開;使用光源必須預(yù)熱并注意冷卻系統(tǒng)工作是否正常;

  3)液流系統(tǒng)必需隨時(shí)保持液流暢通,避免氣泡栓塞,所使用的鞘流液使用前要經(jīng)過過濾、消毒;

  4)注意根據(jù)測量對(duì)象的變換選用合適的濾片系統(tǒng)、放大器的類型等;

  5)特別強(qiáng)度每次測量都需要對(duì)照組。

  本節(jié) 著重介紹了流式細(xì)胞計(jì)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理、技術(shù)指標(biāo)及使用操作中的基本問題。由于實(shí)際使用的儀器廠家、型號(hào)差別很大,不能一一介紹,可參照儀器使用說明書使用。至于流式細(xì)胞術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程和免疫組織化學(xué)應(yīng)用中的一些具體技術(shù)途徑則在下節(jié) 詳細(xì)介紹。

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