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干货合集!流式细胞术(收藏版)

 小波H 2023-09-03 发布于云南

流式细胞术(FCM)是一种对处在快速流动中的细胞或其它生物微粒逐个进行多参数的快速定量分析和分选的技术。它集计算机技术、激光技术、流体力学、荧光标记技术、单克隆抗体技术、细胞免疫学于一体,按照细胞或生物颗粒的物理或化学性质,同时具有分析和分选细胞或生物颗粒的功能。

目前已广泛应用于临床、科研和生物产业,那么接下来就让我们从基础知识开始,对流式细胞术进行一个全面了解~

流式细胞术应用全面盘点

流式细胞术应用主要分为科研应用、临床应用和生物产业应用三大块。

1.

流式细胞术科研应用:

(1)细胞凋亡检测

在正常细胞中,细胞膜上的磷脂酰丝氨酸(PS)位于胞浆侧。细胞凋亡中期,PS 外翻。Annexin V 是一种 Ca2+ 依赖的对 PS 具有高度亲和力的磷脂结合蛋白,因此可以用荧光标记的 Annexin V 检测 PS 的外翻。凋亡末期,细胞膜结构受损,原本不透膜的核酸染料(如 PI、7-AAD 等)也能进入细胞,从而产生信号。分别检测 Annexin V 和不透膜核酸染料的信号,可对凋亡中期和末期细胞的比例进行定量。

(2)细胞周期检测

细胞核 DNA 含量随着细胞增殖周期时相的不同而发生变化,用 DNA 染料进行染色,DNA 含量多,荧光信号强,DNA 含量少,荧光强度低。通过对细胞瞬间的快速测定,判断细胞所处的细胞周期时相,并分析群体细胞中处于不同周期时相的细胞比例,以研究细胞的周期,DNA 复制和染色体倍性等。在肿瘤学研究中尤其常用,可以此来判断药物对肿瘤细胞影响、肿瘤的生长速度与患者预后等。

(3)Th/Treg检测

通过刺激阻断剂对 T 细胞进行处理,通过检测表面或胞内标志物进行分型检测。

(4)免疫分型检测

利用细胞表面或细胞内特异性抗体分子,分别选用不同标记的流式抗体对细胞进行分型和分析。

利用抗原/抗体反应原理,采用不同的流式抗体对样本进行检测可达到对不同细胞进行分型检测的目的。

(5)细胞因子检测

采用 CBA 或液相芯片的方法将捕获抗体和微球/液相芯片结合,检测抗体和 SA-PE 结合通过抗原抗体特异性反应达到多种细胞因子检测的目的。

(6)细胞分选

细胞分选利用流式细胞分选仪来分离纯化细胞或颗粒以供进一步分析。

(7)其他

其他还包括死/活细胞检测、线粒体检测、外泌体检测

2.

流式细胞术临床应用:

(1)淋巴细胞亚群分析

淋巴细胞亚群分析可以了解机体在不同条件下的免疫功能状态,主要包括细胞免疫功能和体液免疫功能。在临床上,主要用于对免疫系统造成明显干扰的相关疾病的辅助诊断,分析疾病的发病机理,监控疾病的病程进展,观测疗效及监测预后等等。

主要检测项目:淋巴细胞亚群(TBNK)、T 淋巴细胞分型、调节性 T 细胞(Treg)检测等。

(2)HLA-B27 检测

强直性脊椎炎患者其 HLA-B27 抗原表达为阳性,为强制性脊柱炎的重要标志物,因此 HLA-B27 的检测在疾病的诊断中有着重要意义。

(3)白血病免疫分型

白血病的免疫分型已成为诊断血液恶性肿瘤不可缺少的重要标准之一。国际上公认的通用的方法是流式细胞术(FCM)。FCM 分析白血病免疫表型具有快速、特异、准确,重复性好,能区分细胞起源、划分其分化发育阶段等,对白血病的诊断与分型、治疗方案选择与预后判断、发病机理研究等有重要价值。

主要检测项目:急性白血病、慢性淋巴增生性疾病(CLD)/淋巴瘤等检测

(4)造血干细胞分析

造血干细胞移植已被广泛用于治疗各种恶性血液疾病、遗传性疾病、实体肿瘤、重症联合免疫缺陷病等。移植后造血功能的重建主要取决于输入造血干细胞的数量和质量。临床上快速而准确地检测移植物中造血干细胞水平,能够确保移植成功,在造血干细胞移植中有重要意义。CD34 分子为造血干细胞的表面特异性标志物,可用于造血干细胞计数。

(5)细胞因子检测

细胞因子是由免疫细胞(由单核、巨噬细胞、T 细胞、B 细胞、NK 细胞等)和某些非免疫细胞(内皮细胞、表皮细胞、纤维母细胞等)经刺激而合成、分泌的一类具有广泛生物学活性的小分子蛋白。通过对多个细胞因子的相关性分析,可达到对机体免疫状态进行整体评估,进而更好地为医师提供有价值的辅助诊断信息,为患肿瘤、免疫性疾病以及感染性疾病的患者制定更加有效的治疗方案。

(6)其他

其他还包括:阵发性睡眠性血红蛋白尿症(PNH)诊断 (CD55/CD59 检测)、血小板相关分析(血小板计数、血小板免疫表型分析)、感染性疾病诊断(CD64 检测)、程序性死亡受体-1(PD-1/CD279)检测等。

3.

流式细胞术生物产业应用

流式细胞术生物产业应用主要为生物医药和医疗器械公司医药和医疗器械研发使用。

流式细胞术的心脏——流式细胞仪

流式细胞检测离不开流式细胞仪、流式抗体和检测样本 3 部分,而其中流式细胞仪则是最重要的,它是一种集激光技术、电子物理技术、光电测量技术、计算机技术以及细胞荧光化学技术、单克隆抗体技术为一体的高科技仪器。主要由液流系统、光学系统、电子系统、数据分析系统等组成。

自 1973 年世界第一台商用流式细胞仪问世以来,经过近 50 年的发展流式细胞仪在结构上发生了一系列的演变:由简单到复杂、由单激光到多激光、由单色到多色、由分析到分选、从传统流式到质谱流式 & 光谱流式等。

根据新思界产业研究中心发布的《2022 年全球及中国流式细胞仪产业深度研究报告》根据医招采数据显示,2021 年我国流式细胞仪采购数量达到 1,025 台/套,成交金额 16 亿元人民币。流式细胞仪是为数不多的在科研和临床检验均具有广泛的市场,市场规模为一半一半的市场份额,预计我国 2021 年流式细胞仪市场规模为 30 亿元人民币。

流式细胞仪主要包括以下分类:

1. 分析型流式细胞仪

用于快速分析检测细胞组分及颗粒悬液,通过同时检测分析液流中细胞上多种信号,对细胞加以细致的区分鉴别,目前临床检验和科学研究主要使用此类流式细胞仪。

2. 分选型流式细胞仪

用于快速分离获取目的细胞,在分析检测基础上,通过分选模块对细胞加以分离。电荷式分选是目前主流的分选方式,具有分选效率、纯度高,不易污染等特点。

3. 图像型流式细胞仪

将流式多色检测技术和荧光显微镜图像显示技术相结合的一种流式细胞仪,通过荧光信号的强度以及荧光图像对细胞亚群进行定性和定量分析。

4. 光谱型流式细胞仪

光谱流式是从另一条路解决荧光补偿问题,即光谱解析。不同荧光素都有其独特的光谱特征,通过事先学习荧光素的光谱特征,就智能消除传统流式的荧光渗漏影响,最多一次可检测 60 多种标记。

5. 纳米型流式细胞仪

纳米流式覆盖了传统流式细胞仪 200 nm 以下粒径检测的盲区,囊括了纳米颗粒以及亚细胞结构,细菌,病毒,细胞外囊泡(外泌体)等的天然生物纳米颗粒的表征,为流式检测技术打开了通往纳米世界的窗口。

6. 质谱型流式细胞仪

区别于大部分流式用荧光标记抗体然后光学法检测,质谱流式用金属标签标记抗体,然后把检测颗粒经过 ICP 离子化,形成的离子云被送入飞行时间质谱(TOF),检测出每个细胞上各种金属标签的精确含量。最后通过专业的数据分析软件进行处理分析,最终达到对细胞表型进行精细观测的目的。因此最多一次可检测一百多种标记。

为您定制专属流式细胞术整体解决方案

流式细胞术整体解决方案应包括流式细胞仪、检测试剂盒和技术服务 3 部分。目前普通 2 激光和 3 激光流式细胞仪依然为科研和工业主要机型,杭州联科生物技术股份有限公司(简称「联科生物」)为迈瑞医疗流式细胞仪科研和工业客户独家代理商。联科生物为国产品牌,专业从事 ELISA 试剂盒和流式抗体研发、生产和销售的国家高新技术企业,具有 20 年流式抗体销售和技术服务经验,具有专业化技术服务团队可为客户提供专业的技术服务。依托联科生物 ELISA 产品开发技术平台和流式抗体标记技术平台可为客户提供 CDMO 服务。

内容策划:邹礼平
内容审核:邱天天

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