流式细胞术 （FCM）
Flow Cytometry
什么是流式细胞仪
●流式细胞仪实物
BD-Calibur
BD FACSVantage
一、 概述
1. 发展历史 1934 Moldavan 1973 Steinkamp
2. 定义：对在高速流动的鞘液包括下对特异荧 光标记的细胞、粒子进行分析和分选的技术.
基本结构
流动室和液流系统； 激光源和光学系统； 光电管和检测系统； 计算机和分析系统。
三、 流式细胞仪可检测到的细胞参数 非荧光信号
颗粒度
细胞大小
= 前向角散射光（FSC）细胞相对大小及其表面积 = 侧向角散射光（SSC）细胞颗粒度及细胞内细胞器的
相对复杂性
血液涂片
外周全血细胞散射光双参数点图
凋亡过程中，细胞内核酸酶的释放，将DNA降 解，分解成小的片段，在标本制备中的固定处 理时，细胞膜的完整性被破坏，使细胞内降解 的DNA片段从细胞内流出，造成总体DNA含量 减少，成为亚2倍体。
二）肿瘤诊断与抗肿瘤药物研究
1. 肿瘤诊断
DNA异倍体的出现是癌变的一个重要标志 细胞的增殖能力的大小也可反映肿瘤的生物
流式细胞仪检测凋亡和细胞周期等 应用
DNA细胞周期分析
G2 M
G0
G1
细
s
胞 数
量
细胞周期
DNA分析
G0G1
s G2M
2N
200
400
4N DNA含量
600
800
1000
肿瘤组织中的各种DNA倍体
2倍体
异倍体
4倍体
含量与凋亡关系
DNA亚G1峰的检测：利用PI染色，检测具有 亚G1期DNA含量的细胞比例，代表凋亡细胞数。
二、流式细胞仪的工作原理和基本结构
待测细胞以单个细胞的悬液，经特 异性荧光染料染色，放入样品管， 吸入流动室。
流动室充满鞘液，作用：约束样品 在喷嘴中心，防止样品靠近喷孔 壁堵塞喷孔。细胞排成单列由喷 嘴中心喷出，形成细胞液柱。
液柱与激光束相交，细胞上的荧光染料被激发产生荧光。 荧光信号变成电信号输出到计算机，软件分析。
……
一） 细胞DNA含量检测
细胞固定后用PI （Propidium iodide碘化丙啶）， 染色，因为PI特异性结合于细胞DNA，荧光强度 与PI的结合量呈良好的线性关系，根据这个原理， 可测出细胞的DNA含量。用于细胞周期、细胞倍 体以及凋亡的检测。
单参数直方图
图中2N代表G0/G1期细胞，4N代表G2/M期细胞，两者中间代表 S期细胞。这是以2倍体和4倍体细胞为主的流式DNA图
3. 特点 测量速度快，每秒钟能测数千个乃至上万个 细胞 可进行多参数测量 在分析的同时可把具有指定特征的细胞分离 出来，即分选技术。
4. 应用范围
凡是能被荧光素标记的细胞或颗粒都可用流式细 胞仪检测。
前提这种荧光素能被流式细胞仪所配置的激光光 源激发
在生物检测技术中流式细胞仪是不可多得的一机 多用的仪器。
106 7 10.08 816 .8 6 468 .8 9 529 1 49.98 19.57 4.41 397 5 37.55 418 .8 0 9.87
图 Annexin V/PI双标记分析细胞凋亡和坏死
流式细胞仪数据分析
点图分析
流式细胞仪数据分析
直方图分析
图中100～101（M1）为阴性细胞，101以上的（M2）为阳性细胞
Annexin V Assay
R1
Fi le : 4
Acq ui si ti on Date: 0 6-Ma r-03
Quad UL UR LL LR
Eve nts % Ga te d X Mean Y Mean 254 2.40 37.47 461 .3 6
学特征 利用流式细胞仪进行细胞周期分析和DNA
倍性分析，辅助肿瘤诊断，包括监测癌前病 变、肿瘤的早期诊断和肿瘤细胞学诊断。
肿瘤组织中的各种DNA倍体
2倍体
异倍体
4倍体
2. 凋亡研究
在 G0/G1 峰 前 出 现 一 个亚二倍体峰，即凋 亡峰。
检测调亡，可进行抗 肿瘤药物研究和某些 因素对细胞的损伤机 理的研究。
量有关，在正态分布时一般用该值。 Geo Mean：几何平均荧光强度，在阳性细胞
为偏态分布时一般用该值。
散点图
密度图
二维等高图
直方图
图 报告中常见的几种流式细胞图
R1
Fi le : 4
Acq ui si ti on Date: 0 6-Ma r-03
Quad UL UR LL LR
Eve nts % Ga te d X Mean Y Mean 254 2.40 37.47 461 .3 6
荧光信号
荧光强度（FL）：细胞上的荧光染料被激光激发后发射出的 荧光，不同的荧光染料其发射波长不同。 有荧光标记的细胞与无荧光标记的区分开来（阴阳） 高FL细胞与低FL细胞区分开来（强弱）
一般的流式细胞仪只装有一个激光光源（488nm），可测出 三个FL，即FL1、FL2、FL3，大型的流式细胞仪装有两个 或三个激光光源（488nm、633nm和325nm），可测出6个 FL。
荧光信号与细胞特性
荧光染料被激发而发射的光信号。 定量染色
荧光信号大小 被标记组分含量的定量
多荧光标记胞内多种组分，实现多参数测量
光信号收集
光信号分离，导向 各探测通道接收并转化为电信号。
激光束
侧向散射 光，荧光
二色镜
1
2
3
细胞Βιβλιοθήκη 前向 散射 光收集透镜
带通滤波片 光电倍增管
三 数据处理及流式报告
光信号
FSC SSC FL1 FL2 FL3
对数 线性
电信号
线性 线性 对数
脉冲处理，模数转换 （面积，峰高，宽度）
记录数据，显示结果
流式报告的图一般分为四种，即散点图、直方
图、密度图和二维等高图等。最常用的为散点
图和直方图。
几个概念： %Gated：阳性细胞百分比。反映细胞群体中
阳性细胞的数量。 Mean：平均荧光强度，与被检测物质的表达
五、 流式细胞术的应用
细胞结构 细胞大小 细胞颗粒度 细胞表面积 核浆比例 DNA含量与细胞
周期 RNA含量 蛋白质含量
……
细胞功能
• 细胞表面/胞浆/核的特异性抗 原
• 细胞活性 • 细胞内/外的细胞因子 • 激素结合位点、细胞受体 • 蛋白磷酸化 • pH值 • 钙离子浓度 • 细胞膜电位、线粒体膜电位