流式细胞术分析技术及应用
1953,Parker 和Horst 描述一种全血细胞计 数器装置,成为流式细胞仪的雏形
10-20 color cytometer
流式细胞仪(Flow Cytometer):是集光电子物理,光电测 量,计算机,细胞荧光化学,单克隆抗体技术为一体 的高科技细胞分析仪。
流式细胞术(Flow Cytometry):利用流式细胞仪对处于快 速流动的单个细胞/生物颗粒进行多参数、快速(每秒 可达1000-10000个)的定量分析和分选(纯度可达 99%以上)的技术。
感染性疾病
CD64检测
移植免疫 肿瘤 细胞因子检测
免疫状态监测
淋巴细胞亚群 活化的T淋巴细胞 抗原特异性免疫细胞 调控性T细胞 树突状细胞 先天免疫细胞
淋巴细胞亚群分析
根据功能,淋巴细胞主要分为 B淋巴细胞(CD19+),与体液免疫有关 T淋巴细胞(CD3+),与细胞免疫有关 总T和总B可以用来判断某些免疫缺陷和自身免疫性疾病 NK细胞(CD3-CD16+56+),行使免疫监控功能, 能够介 导对某些肿瘤细胞和病毒感染细胞的细胞毒性作用。
104
103
R7
CD4 PE
102
101
100
100
101ห้องสมุดไป่ตู้
102
103
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C D 3 F IT C
流式细胞仪的临床应用
免疫状态监测
淋巴细胞亚群/树突状细胞及其他免疫细胞检测
血液病
白血病及淋巴瘤免疫分型及微小残留(MRD)检测 血小板检测及网织红细胞和网织血小板计数/PNH检测
自身免疫病
HLA-B27检测
流式细胞仪的工作原理
液流系统 流动室 液流驱动系统
光学系统 激光光源 光收集系统
电子系统 光电转换 数据处理系统
细胞分选系统
液流系统:流动室、液流驱动系统
进样孔
荧光信号
鞘液
激光束
流动室由样品管、鞘液管和喷嘴等组成,常用光学玻璃、石英等 透明、稳定的材料制作,是液流系统的心脏。
样品管贮放样品,单个细胞悬液在液流压力作用下从样品管射出;
PosPitoisviteiv e CeClel ll
AbsoAblus otleute CoCuonutnt BeBaedadss
NegNaetigvaetiv e CeClelll
CD4C DPXEPE
Absolute Counts -- Cells per mL
Absolute Counts — Cells per µL
1930年,Caspersson 和Thorell开始致力于细胞的计数
1969 , Van Dilla Fulwyler 发明第一台荧光检测细胞计
1975 , Kohler 和Milstein 提出单克隆抗体技术
sorter – high-end res
2-4 color cytometer
1967,发展了一种液流束、照明光轴、检 测系统三者垂直的流式细胞仪
645DL
600DL 550DL
488BK 488DL
High Sensitivity Quartz Flow Cell
Forward Scatter Detector
氩离子激光器的发射光谱中,绿光514nm和蓝光 488nm的谱线最强,约占总光强的80%;氪离子激光 器光谱多集中在可见光部分,以633nm较强。
数据分析
Positive cPeo lslitiv e
C ell
Negative CN eeglaltive
C ell
CD4 CPDEX PE
Traditional Analysis — Percent Positives
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CD4 PE
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C D 3 F IT C
散射光信号
前向散射光信号 细胞大小
侧向散射光信号 细胞内颗粒
外周全血细胞散射光双参数点图
荧光信号
用荧光标记抗体
抗体特异性地结合细 胞上对应的抗原
FL1 – FITC FL2 – PE FL3 - PC7
表达该抗原的细胞被 标记上荧光;
抗原表达多的细胞荧 光强度强
阳性细胞百分 比或浓度
靶蛋白浓度
流式细胞术分析技术及应用
流式细胞术:Flow cytometry
流式细胞的发展史
1953年,Croslannd-Taylor 应用 分层鞘流原理,成功的设计红细 胞光学自动计数器 1949 年 Wallace Coulter 提出在悬液中 计数粒子的方法的专利 1934年,Moldaven 试图用光电仪 记录流过一根毛细管的细胞
FL1, FL2, FL3, FL4(荧光)
流式细胞仪光路图
Air-cooled Argon Ion Laser Beam Shaping Lenses
620BP FL3 (ECD) 575BP FL2 (PE) 525BP FL1 (FITC)
675BP FL4 (PC5)
Side Scatter Detector
荧光的产生
荧光素种类
FITC(异硫氰酸荧光素):绿色 530nm GFP (绿色荧光蛋白) :绿色 PE(藻红蛋白):橙黄色 575nm PerCP(多甲藻黄素叶绿素蛋白):深红色 PI(碘化丙啶):橙红色 620nm APC(别藻兰蛋白):红色 660nm
675nm
荧光产生过程
滤光片:Optical Filters
长通
460 500 540
短通
460 500 540
带通
460 500 540
LP 500
SP 500
BP500/50
光收集系统:光电倍增管(PMT)
荧光染色的细胞受合适的光激发后所产生的荧光一般 由光电倍增管(PMT)检测。
细胞分选系统
激发光
- 电极板
单细胞收集管
数据显示 荧光检测器
+
流式细胞仪的细胞分选器通过喷嘴射出的液柱被分 割成一连串的小水滴,然后由充电电路对选定细胞液 滴充电,带电液滴携带细胞通过静电场而发生偏转, 落入收集器中。
鞘液由鞘液管从四周流向喷孔,包围在样品外周后从喷嘴射出。
FCM的液流系统(如 何形成单个细胞流)
样本管
鞘液管
液流中心由单列匀速运动颗粒组成的液柱
为了保证液流是稳液,一般限制液流速度υ<10m/s。由 于鞘液的作用,被检测细胞被限制在液流的轴线上。
光学系统
激光光源:气冷式氩离子激光器 分色反光镜:反射长/短波长,通过短/长波长 光束成形器:两十字交叉放置的透镜 透镜组:形成平行光,除去室内光 滤片:长通、短通、带通 光电倍增管:FS, SS(散射光),