联川引入BD流式细胞仪,单细胞服务升级加码!| 流式专题
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1.标准型配置可选多达4根空气制冷的固态激光器,最多可同时检测9色荧光参数
2.高速的检测速度:100,000细胞/秒
3.高速的分选速度:70,000细胞/秒
4.石英杯流动池和荧光检测物镜光胶耦合,采用八角形和三角形荧光信号接受系统,最大程度的增大荧光灵敏度
5.强大的仪器性能追踪软件(CS&T)能定期追踪仪器性能变化,并自动调整与之关联的实验条件,确保实验条件的准确性
6.强大的FACSDiva流式软件,具备矩阵补偿、自动补偿和脱机补偿等不同的调节方式,确保样本条件设定的便捷和准确
7.BD专利的Accudrop技术和微球配套使用,自动设定液流的断点延迟,避免人为误差,节省大量的调节时间
8.SweetSpot技术能自动检测液流断点和堵塞监控,保持分选过程液流的稳定性,实现真正的无人操作
9.多种分选收集装置可供选择:15mL、5mL、微量管等收集支架,可选配孔板收集装置
10.可选配气溶胶控制系统
11.可选配分选温控装置
在免疫疾病、血液疾病、肿瘤、干细胞,以及不同发育阶段胚胎等方向的研究,往往需要对细胞的类型和数量加以分析和分离,这就需要获取细胞膜表面抗原、受体类型、胞内蛋白等信息。流式细胞分选仪配合针对不同目标特异性的抗体可以实现对这些细胞的分析和分离。流式细胞技术是细胞表型分析的最准确和最经典的方法。
细胞周期与细胞增值与生命科学有着密切的关系,比如肿瘤的发生、增殖和转移,胚胎的发育,组织的再生,以及衰老等,无不与细胞周期密切相关。流式细胞仪一直以来就是细胞周期研究的最有效的工具之一,流式细胞仪对DNA、RNA含量及细胞周期的分析具有独特的优势:1)测定细胞内DNA变异系数小,一般为1 %~2 %;2)可正确分辨二倍体、四倍体、近二倍体及非整倍体,准确进行细胞周期分析;3)分析数据多,统计结论可靠;4)分析结果直接以图形形式显示,形象直观。
细胞凋亡与信号转导是生命科学和医学领域研究非常广泛的方向之一,通过特异性抗体对凋亡分子与各信号转导通路中的蛋白分子进行标记,通过流式分析可发现新的凋亡相关分子和新的信号通路分子,对各种免疫机制的发现有着重大的意义。
细胞功能研究广泛涉及到免疫学、药理学、细胞学、病理学、组织胚胎学、蛋白质组学,病毒学等领域,如活化、细胞因子、磷酸化蛋白、膜电位、钙流及PH值等检测。流式细胞分选仪依靠其多参数高速分选功能,可以通过细胞的不同大小,形状,不同表面标记和细胞不同状态下的某种特性分析和高速分选出相应的把细胞和分子。
用可以结合细胞表面或胞内特异性抗原的单克隆抗体处理待分析的材料后,再利用免疫荧光的方法和流式细胞技术相结合,即可辨认和区分出带有特异性抗原的细胞。为检测某些膜上或胞内含特异性抗原的细胞提供了一种简捷途径,如培养的细胞群体,在不同的生长阶段细胞表面会有不同的表面抗原,要鉴别某一生长期的细胞就可以应用这种方法。
干细胞研究是近年来最热门的研究方向之一,但对它的种类、分布以及功能还不是很明确。通过流式细胞仪鉴定不同种类的干细胞,发现新的干细胞并分离培养,研究不同干细胞在不同分化和发育阶段的功能,是近来研究干细胞最为有效的方法。在医学上通过分离相应的干细胞进行干细胞治疗也是相当有价值的研究方向。流式细胞分选仪的无菌分选功能为后续的细胞的培养和细胞治疗提供了有效的手段。
细胞的相互作用,如Dendritic Cell - T Cell等是免疫和细胞生物学近年来非常受关注的研究领域。通过不同细胞表面的特异性标记,在流式细胞仪上的分析可以发现多种疾病的发生和发展过程中不同细胞之间的相互作用机理。
流式细胞仪独特的多参数分析功能,可以检测不同药物对所研究的细胞群的作用,做到对药物效果的评价,对开发各种药物是一种非常有效的研究工具。
如GFP/RFP/CFP/YFP等荧光蛋白检测,以及FRET蛋白间相互作用的研究。荧光蛋白转染是日常研究中最为常用的研究手段之一,通过561nm,488nm的激光可以有效的激发荧光蛋白分子,鉴定转染效果以及追踪转染的细胞,分选出感兴趣的细胞群。
通过流式细胞仪分选出感兴趣的肿瘤细胞,可以对肿瘤细胞进行分子生物学,免疫学和细胞生物学方面的后续研究,包括:DNA含量,P53/Bcl-2,nm23, CD44亚型,肿瘤多药耐药(MDR), ER(雌激素受体),Cyclin(细胞周期蛋白)检测等等。
染色体核型分析及分选在遗传病研究,以及基因文库的建立等方面起了重要作用。某些物种的染色体根据其AT和GC含量的不同可以进行区分并分选出来,通过Hochest/色霉素A3染色,激光器激发核酸燃料对染色体进行分析并分离。
稀有的细胞群的分离纯化一直是传统研究手段无法解决的问题,现在可以通过流式细胞分选仪轻松的分选出感兴趣的稀有细胞群,在体外对这些细胞进行培养。比如SP细胞,流式细胞分选仪的375nm的激光器可以有效的激发Hoechst33342等核酸燃料,用以分离SP细胞。
流式细胞仪的ACDU多孔板单克隆定位分选功能可以做到在细胞培养板的指定位置分选出1到数十万个细胞,使得传统繁琐的单克隆筛选变得异常简单和有效。
高速流式细胞分选仪独特的成分分选功能,可以根据科研人员自行设定的不同比例分选出研究的一群细胞,可发现这些细胞在不同比例存在条件下的功能差异,细胞调控以及相互作用。
通过流式细胞仪研究病原微生物的治病机理,治病分子以及感染过程中的免疫应答。
血液学研究领域会涉及到免疫功能相关的许多Marker的改变、细胞活化、信号转导、细胞内功能分子的改变、细胞间相互作用等。所涉及到的分子和检测物如网络般盘根错节,这就要求必须要进行多参数的分析才能较全面深入地探索其内在的规律和发现新的现象。流式细胞分选仪的多参数高速分选功能可以同时分析尽可能多的标记物,为找到不同Marker之间的关系和之间的机理提供了有效的方法,正因为如此配制多色荧光参数检测的流式细胞分选仪成为血液学分研究工作者的最有效的工具。
流式细胞分选仪可以用于如:1)藻类、叶绿素(自发荧光检测),反应细胞的活形状态;2)DNA染色与膜的选择性渗透性检测( PI+EB),反应细胞膜完整性和细胞生存能力;3)膜脂活性检测(FDA探针),反应生物细胞的代谢活性;4)膜电位检测,反应细胞繁殖生长的状态;5)DNA含量测定,界定种群细胞细胞周期分配、生物的分裂率等。
单细胞/细胞核悬液制备过程中不可避免会涉及到死细胞、细胞碎片、背景污染等情况,给后续分析引入“低质量”、“无用”的测序数据信息,妨碍“细胞/细胞核”高质量数据挖掘工作。流式细胞术可以解决这一难题,将细胞/细胞核悬液通过流式细胞分选仪,设置好参数进行分析和筛选目标区域,背景更干净,后续得到单细胞测序数据更准确。去除细胞碎片:在流式细胞仪上获取数据时,建立一个前向散射(FSC) vs 侧向散射(SSC)点图,并通过调节各个光电倍增管装置以确定所有要分析的细胞群都在点图的可视范围内。在必要时,需要通过设置和调节FSC阈值,将大部分的细胞碎片、气泡和激光噪声的干扰(全都属于FSC-low的区域)排除在分析区域之外。接下来,在FSC vs SSC点图中圈出感兴趣的细胞群的周围区域(R1),这个区域可以被称为(R1-FSC vs SSC)。
(裂解后的人全血FSC vs SSC的典型设置)
去除死细胞:通过Propidium Iodide(PI)或7-AAD 等检测细胞活率的标志物染细胞,以区分活细胞与死细胞。首先建立FSC vs(细胞活性染色)点图,然后将(Region 1-FSC vs SSC)设置在这个点图上。之后,圈出活细胞群区域,称为(Region 2-Viable)。随着单细胞测序拓展到各个研究领域,研究的深度也逐渐加码。最开始的单细胞图谱研究慢慢冷下来了,研究人员开始锚定特定细胞类群,着重探究特定细胞类群的功能与疾病、预后的关系。单细胞研究由“大图谱”往“小图谱”的趋势走,只针对某类细胞做单细胞研究,分析讨论深度相比“大图谱”也有明显提升。Zhang L, et al.(2020)对18例结直肠癌患者肿瘤、癌旁、血液样本,通过流式细胞仪分选免疫细胞(CD45+)和非免疫细胞(CD45-)进行单细胞测序,得到疾病模型下的细胞特征,并探究了anti-CSF1R抑制剂和anti-CD40激动剂治疗的作用机制。
Zhang L, et al.(2020)
Guerrero-Juarez CF, et al.(2019)对小鼠背部皮肤伤口中的细胞进行单细胞测序,对其中的成纤维细胞进行分群,发现其中一群表达造血的marker。对损伤不同时期的皮肤通过FACS分选进行单细胞测序和生物学实验验证,证实了表达血细胞marker的成纤维细胞在损伤不同时期一直存在,揭示了其在损伤修复中的重要功能。Guerrero-Juarez CF, et al.(2019)
Kalucka J, et al.(2020)通过MACS和FACS分选了小鼠11个组织的内皮细胞,收集得到超过32000个单细胞转录组数据集,鉴定出78个内皮细胞亚群,揭示了不同组织中内皮细胞的相似性和异质性。Kalucka J, et al.(2020)
单细胞测序后期验证涉及到FISH,IHC,bulk RNA-seq/smart-seq,流式细胞分选,体外功能验证(细胞共培养、细胞分化),以及谱系示踪等,这其中流式细胞分选技术至关重要。流式细胞术实现了对细胞组分的分类,标记基因的表达检测,以及细胞功能的分析,与单细胞测序数据分析挖掘的信息相互印证,串联证据,多维度探索和解释生物学问题。Zhang F, et al.(2019)收集了RA(类风湿性关节炎)和OA(骨关节炎)患者的滑膜组织样本,对组成细胞进行质谱流式,普通流式,scRNA-seq和bulk RNA-seq研究。通过在单细胞层面对跨数据模态进行整合,精确定义了特定细胞亚群在RA和慢性炎症中的作用。
Zhang F, et al.(2019)
Skelly DA, et al.(2018)对小鼠心脏进行单细胞测序,鉴定出了小鼠心壁细胞、成纤维细胞和施旺细胞,以及对应的marker基因。后期验证中利用marker基因Cspg4和Pgdfrb构建了荧光报告基因小鼠,流式细胞仪分选出了对应的细胞类型,与单细胞测序分析结果相互印证。Skelly DA, et al.(2018)
参考文献
Zhang L, et al. Single-Cell Analyses Inform Mechanisms of Myeloid-Targeted Therapies in Colon Cancer. Cell. 2020 Apr 16;181(2):442-459.e29.
Guerrero-Juarez CF, et al. Single-cell analysis reveals fibroblast heterogeneity and myeloid-derived adipocyte progenitors in murine skin wounds. Nat Commun. 2019 Feb 8;10(1):650.
Kalucka J, et al. Single-Cell Transcriptome Atlas of Murine Endothelial Cells. Cell. 2020 Feb 20;180(4):764-779.e20.
Zhang F, et al. Defining inflammatory cell states in rheumatoid arthritis joint synovial tissues by integrating single-cell transcriptomics and mass cytometry. Nat Immunol. 2019 Jul;20(7):928-942.
Skelly DA, et al. Single-Cell Transcriptional Profiling Reveals Cellular Diversity and Intercommunication in the Mouse Heart. Cell Rep. 2018 Jan 16;22(3):600-610.
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