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探秘流式细胞术检测的原理
流式细胞术
流式细胞术(FlowCytometry,FCM)属于一种生物技术。该技术能够使研究人员对单个细胞进行快速且多参数的定量分析以及分
选。它以高速、高灵敏度以及能够同时评估多个细胞特征的优势而著称,为生物学、医学以及临床研究提供了强有力的工具。
一、流式细胞术原理
1.荧光标记技术
流式细胞术的关键在于运用荧光探针对细胞进行标记,借助检测荧光信号来获取细胞的生物学信息。荧光素分子在吸收激光能量后,会
发射出特定波长的荧光,这些荧光信号会被检测器捕获并转化为电信号。
荧光素的种类有:有机小分子、荧光蛋白、复合染料、大分子染料以及量子点等。
标记的方法分为:直接标记和间接标记。直接标记是荧光素直接与细胞成分相结合;间接标记则是通过抗体与细胞表面抗原相结合,
抗体上偶联的荧光素发出信号。
2.流式细胞仪工作流程
细胞悬液被鞘液包裹着,使得单细胞依次经过激光束照射的区域。细胞在激光照射下产生的散射光和荧光信号会被检测器所捕获,
并且转换为电信号,最后由计算机分析系统进行处理。
散射光信号方面:前向角散射光(FSC)与细胞的大小有关联,侧向角散射光(SSC)和细胞内部结构的复杂程度相关。
荧光信号:与细胞表面或内部的荧光标记物的结合程度相关。
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二、流式细胞仪结构
1.液流系统
液流系统承担着将细胞样本输送至激光照射区域的任务,并形成稳定的单细胞流。
鞘液流:从鞘液桶流出,经由喷嘴形成稳定的鞘流,将细胞样本包裹起来。
样品流:细胞悬液在鞘流的中心流动,确保细胞能够单列通过激光束。
2.光学系统
光学系统由激光光源、透镜、滤光片等组件构成,负责激发荧光并收集信号。
激光光源:常用氩离子气体激光器,发射特定固定波长的激光。
透镜和滤光片:透镜用于聚焦激光束,滤光片则有选择性地允许特定波长的光通过,从而分离不同波长的荧光信号。
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3.信号检测与存储、显示、分析系统
这个系统负责把光学系统收集到的光信号转变为电信号,并进行处理和分析。
光电倍增管(PMT):将光信号转化为电信号。
补偿电路:对不同荧光染料之间的信号重叠进行校正。
数据分析:借助软件对电信号进行处理,以图谱的形式呈现细胞的各种参数。
4.细胞分选系统(仅分选型流式细胞仪具备)
分选系统能够根据预设的参数将特定的细胞从群体中分离出来。
高速振荡器:在喷嘴处产生高频振荡,使细胞液流断裂成一个个独立的液滴。
偏转板:施加高电压,让带电的液滴发生偏转,落入不同的收集管中。
流式细胞术借助荧光标记以及激光检测,能够对细胞展开快速且多参数的分析与分选,是现代生物学研究的关键工具。流式细胞仪
的结构设计精巧,有力地确保了实验的准确性与高效性,让科研人员得以深入探寻细胞的奥秘。
三、流式细胞术应用
1.免疫表型分析:凭借分析细胞表面的特定标记,实现对免疫细胞的分类与鉴定。
2.细胞周期分析:通过检测DNA含量的变化情况,剖析细胞所处的周期阶段。
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3.细胞凋亡检测:对细胞死亡过程中的特征性变化进行检测。
4.细胞内蛋白质表达:分析细胞内特定蛋白质的表达水平以及分布状况。
5.细胞因子分析:检测细胞分泌的特定细胞因子。
6.癌症研究:在肿瘤细