第一章 FCM基礎(chǔ)知識(shí)
1、基本原理:
一定波長(zhǎng)的激光束直接照射到高壓驅(qū)動(dòng)的液流,產(chǎn)生的光信號(hào)被多個(gè)接收器接受,一個(gè)是機(jī)關(guān)束直線方向上接受的前向角散射光信號(hào)。其他是在激光束垂直方向上接受的光信號(hào),包括側(cè)向角散射光信號(hào)和熒光信號(hào),這些光信號(hào)被相應(yīng)的接受器接受后,根據(jù)接收信號(hào)的強(qiáng)弱就能反應(yīng)出細(xì)胞的物理和化學(xué)特征。
2、物理屬性:
前向散射光(forward scatter)
FSC信號(hào)的強(qiáng)弱與細(xì)胞的大小相關(guān)。
側(cè)向散射光(side scatter)
SSC信號(hào)的強(qiáng)弱與細(xì)胞內(nèi)的顆粒多少相關(guān)。
3、化學(xué)屬性:
1.熒光信號(hào)是人為通過(guò)不同手段將熒光物質(zhì)結(jié)合在細(xì)胞上,是人為屬性。
2.熒光信號(hào)由被檢細(xì)胞上標(biāo)記的特異性熒光染料受激發(fā)后產(chǎn)生,發(fā)射的熒光波長(zhǎng)與激發(fā)波長(zhǎng)不同;
3.每種熒光染料會(huì)產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的熒光和顏色,通過(guò)波長(zhǎng)選擇通透性濾片,可將不同波長(zhǎng)的散射光和熒光信號(hào)區(qū)分開(kāi),送到不同的光電倍增管。
4、免疫熒光染色
5、常見(jiàn)熒光素
根據(jù)激光及濾光片選取流式抗體染料
6、常見(jiàn)的熒光素染料組合
7、舉例:
8、雙或多參數(shù)熒光抗體的標(biāo)記組合
1)單染
2)雙或多染
9、流式主要實(shí)驗(yàn)對(duì)照及作用:
空白對(duì)照(未染色細(xì)胞):用以區(qū)分細(xì)胞的自發(fā)熒光和特異性熒光,避免假陽(yáng)性的結(jié)果。
同型對(duì)照:使用與實(shí)驗(yàn)抗體相同種屬來(lái)源、相同劑量及同種免疫球蛋白的相同亞型的抗體作為對(duì)照,用于消除抗體非特異性結(jié)合到細(xì)胞上而產(chǎn)生的背景熒光。
10、陰性/陽(yáng)性的區(qū)分?
對(duì)于流式樣本,由于細(xì)胞的自發(fā)熒光、熒光抗體會(huì)與待測(cè)標(biāo)本中的細(xì)胞發(fā)生少量非特異性結(jié)合,在流式細(xì)胞儀上可檢出一定的信號(hào),這部分信號(hào)稱為基礎(chǔ)熒光閾值。
在流式標(biāo)本檢測(cè)的過(guò)程中,通常通過(guò)調(diào)節(jié)電壓將陰性細(xì)胞的基礎(chǔ)熒光域值于95%或99%的置信區(qū)間內(nèi),作為陰性對(duì)照可信區(qū)間設(shè)定。大于陰性置信區(qū)間的熒光信號(hào)為特異性熒光信號(hào)。
注意:流式圖中的顏色為區(qū)分不同細(xì)胞群而人為設(shè)定,與熒光無(wú)關(guān)
1)紅色線:空白對(duì)照;
2)綠色線:陰性(同型)對(duì)照,(P2區(qū)域即為陰性區(qū)域)
3)藍(lán)色線為實(shí)驗(yàn)組。
第二章 FCM數(shù)據(jù)分析(總)
1、單參數(shù)直方圖
以分布直方圖來(lái)顯示,橫軸為該參數(shù)測(cè)量強(qiáng)度的相對(duì)值,單位是道數(shù),可以是線形或者對(duì)數(shù)??v軸一般是相對(duì)細(xì)胞/粒子數(shù)。
橫軸:參數(shù)測(cè)量強(qiáng)度的相對(duì)值;
縱軸:相對(duì)細(xì)胞(粒子)數(shù)
細(xì)胞DNA含量的檢測(cè)(細(xì)胞周期分析)
2、二維散點(diǎn)圖
能夠顯示兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)與細(xì)胞相對(duì)數(shù)之間的關(guān)系,橫、縱坐標(biāo)分別代表兩個(gè)獨(dú)立參數(shù),平面上每一個(gè)點(diǎn)表示具有相應(yīng)坐標(biāo)值的細(xì)胞。
3、二維等高線圖
用等高線來(lái)代表細(xì)胞數(shù),在一條等高線上的細(xì)胞數(shù)相同,不同的等高線細(xì)胞數(shù)不同。
4、假三維圖
縱軸與橫軸分別代表被測(cè)細(xì)胞的兩個(gè)測(cè)量參數(shù),Z軸為細(xì)胞數(shù)。
5、三維圖
任意選三個(gè)參數(shù)為X,Y,Z軸,構(gòu)成一個(gè)三維圖,每一群細(xì)胞根據(jù)各自參數(shù)處于一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的空間,三維圖對(duì)比較復(fù)制的亞群的顯示更為直觀明了。
6、設(shè)門
FCM數(shù)據(jù)分析的目的是通過(guò)與適當(dāng)?shù)年幮詫?duì)照進(jìn)行比較,來(lái)確定所分析樣本中表達(dá)標(biāo)記物的細(xì)胞百分率。完成這一過(guò)程的第一步就是需要確定我們所要研究的目的細(xì)胞群,其術(shù)語(yǔ)為設(shè)門。
設(shè)門是指在細(xì)胞分布圖中指定某一個(gè)范圍或某一細(xì)胞性狀的細(xì)胞群,并對(duì)其進(jìn)行單參數(shù)或多參數(shù)分析。
根據(jù)門的形狀分為:線性門、矩形門、圓形門、多邊形門、任意形狀門和十字門。
通過(guò)FSC/SSC散點(diǎn)圖,設(shè)門(gata)得到目標(biāo)細(xì)胞進(jìn)行分析。
舉例:比較A地和B地黃皮膚黑頭發(fā)的年輕男性的比例?
門(Gata)設(shè)置:指在某一張選定參數(shù)的直方圖上,根據(jù)該圖的細(xì)胞群分布選定其中想要分析的特定細(xì)胞群,并要求該樣本所有其他參數(shù)組合的直方圖只體現(xiàn)這群細(xì)胞的分布情況。
第三章 FCM數(shù)據(jù)分析之蛋白檢測(cè)
1、測(cè)腫瘤細(xì)胞表面PD-L1的表達(dá)水平,活細(xì)胞獲取
2、檢測(cè)腫瘤細(xì)胞表面PD-L1的表達(dá)水平
關(guān)于A/W/H的說(shuō)明:
1)信號(hào)檢測(cè)時(shí),每一個(gè)細(xì)胞通過(guò)激光,機(jī)器的探頭都會(huì)檢測(cè)到一個(gè)熒光信號(hào),在內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)電脈沖信號(hào)(波),這個(gè)信號(hào)機(jī)器記錄為一個(gè)峰值,每一個(gè)峰值都有三個(gè)參數(shù),高度(H),寬度(W)和曲線下面積(A),H 和W都是直接測(cè)出的,而A是根據(jù)機(jī)器的設(shè)置就算得出。
2)臨床和科研中使用A的時(shí)候比較多,特別在DNA倍體測(cè)定時(shí)一定要使用A,此外做熒光分辨率、熒光靈敏度等性能測(cè)試時(shí)也使用A。不過(guò)臨床應(yīng)用中的一些實(shí)驗(yàn)也顯示,使用H時(shí)具有更高的CV和分離度,對(duì)于弱熒光細(xì)胞的辨識(shí)是有優(yōu)勢(shì)的,因此選用H也是可以的。
看圖技巧:
1、先看橫、縱坐標(biāo),了解檢測(cè)目的;
2、看圖形分布,直方圖峰型越往右移,代表其熒光強(qiáng)度越強(qiáng);
3、M1的確定是根據(jù)陰性對(duì)照細(xì)胞的基礎(chǔ)熒光域值設(shè)定的,峰形右移,熒光信號(hào)大于基礎(chǔ)熒光域值(M1),表示陽(yáng)性(M2);
4、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí),檢測(cè)目的物一般用各Marker區(qū)內(nèi)的細(xì)胞所占百分比或者用平均熒光強(qiáng)度表示;
5、幾個(gè)直方圖的比較,關(guān)鍵看Mark(M1,M2)的位置以及細(xì)胞數(shù)。
比較不同細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)水平。
第四章 FCM數(shù)據(jù)分析之增殖、周期、凋亡檢測(cè)
1、細(xì)胞增殖檢測(cè)
CellTrace細(xì)胞增殖試劑盒含有細(xì)胞膜通透性非熒光酯,可通過(guò)擴(kuò)散透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞,并與胺基反應(yīng)形成熒光分子。這種無(wú)熒光的酯進(jìn)入細(xì)胞后,可被細(xì)胞內(nèi)酯酶轉(zhuǎn)化為熒光產(chǎn)物?;罨溺陙啺孵ヅc蛋白質(zhì)中的胺基基團(tuán)共價(jià)結(jié)合,使染料能夠長(zhǎng)時(shí)間保留在細(xì)胞中。
隨著分裂,熒光越弱
2、細(xì)胞周期檢測(cè)
處于不同細(xì)胞周期的細(xì)胞DNA含量不同,G0/G1期細(xì)胞含有二倍體量的DNA, G2/M期細(xì)胞含有四倍體量的DNA,而S期細(xì)胞的DNA含量處于二倍體和四倍體量之間。
DNA熒光染料能與DNA結(jié)合,DNA含量的多少與熒光染料的結(jié)合量成正比,熒光強(qiáng)度反應(yīng)了DNA吸收熒光分子的多少。通過(guò)流式檢測(cè)就能反應(yīng)細(xì)胞內(nèi)DNA的含量,區(qū)別細(xì)胞周期的G0/G1、 S期和, G2/M期細(xì)胞的比例。
3、細(xì)胞周期分析核酸染料
細(xì)胞膜非通透性染料:PI(碘化丙叮)、EB(溴化乙啶),不能進(jìn)入完整細(xì)胞膜,標(biāo)記時(shí)需要通過(guò)固定等方法增加細(xì)胞膜的通透性。
細(xì)胞膜通透性染料:Hoechst、DAPI等能染活細(xì)胞的DNA,但需紫外激光激發(fā)。
4、增殖及細(xì)胞周期
增殖相關(guān)Mark:Ki67,Brdu,MCM2,PCNA。
5、Annexin V/PI雙染法檢測(cè)細(xì)胞凋亡
正常細(xì)胞膜是不對(duì)稱的,胞漿面含有帶負(fù)電的磷脂(磷脂酰絲氨酸,PS)。早期凋亡時(shí),細(xì)胞表面不對(duì)稱性發(fā)生改變,PS外翻到胞外側(cè)。
Annexin V是一種鈣離子依賴的對(duì)PS有高度親和力的磷脂結(jié)合蛋白,可作為探針識(shí)別膜表面是否有PS,從而識(shí)別凋亡細(xì)胞。
PI常用于鑒別死細(xì)胞。凋亡細(xì)胞的細(xì)胞膜仍然是完整的,所以PI不能進(jìn)入早期凋亡細(xì)胞核內(nèi)。
Annexin V:識(shí)別凋亡細(xì)胞
PI:識(shí)別死細(xì)胞
6、Caspase-3法檢測(cè)細(xì)胞凋亡
7、PI法檢測(cè)細(xì)胞凋亡
凋亡的細(xì)胞由于DNA 裂解成許多小片段, 小分子量的 DNA 片段穿過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入乙醇溶液中造成流失,僅剩下大片段的 DNA,最終導(dǎo)致凋亡細(xì)胞內(nèi) DNA 含量減少。經(jīng) DNA 熒光染料碘化丙啶(PI)染色后熒光強(qiáng)度明顯減小,形成一個(gè) DNA 含量小于 2n(即 G1 期細(xì)胞) 的分布區(qū), 稱為亞“G1”峰。
第五章 FCM數(shù)據(jù)分析之外周血亞群
1、淋巴細(xì)胞分選
2、案例分析:總結(jié)
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