第一章流式细胞仪简介
1．1 流式细胞术发展史
纵观历史，几乎没有哪一门科学技术象流式细胞术这样凝结了众多不同学术背景、不同科研领域的科学家的心血。从流式细胞术的发明、改进，流式细胞仪的研制、革新，到今天的众多应用领域的拓展，每一步都是诸如生物学、生物技术、计算机科学、电子工程学、流体力学、激光技术、高等数学、临床医学、分子生物学、有机化学和物理学等学科知识综合运用的结晶。而现代流式细胞术，更是由于结合了单克隆抗体技术、定量细胞化学和定量荧光细胞化学的应用，使其在生物学、临床医学、药物学等等众多研究领域的应用有了更加突飞猛进的发展。而这一切，就要求我们的流式细胞仪使用者和科研人员一定要不断地有意识地学习上述各门学科的知识，只有这样，才能更好地将流式细胞仪应用到我们的临床和科研中去。
流式细胞术发展史
1930年，Caspersson 和Thorell开始致力于细胞的计数。
1934年，Moldaven 是世界上最早设想使细胞检测自动化的人，他试图用光电仪记录流过一根毛细管的细胞。
1936年，Caspersson 等引入显微光度术。
1940年，Coons 提出用结合了荧光素的抗体去标记细胞内的特定蛋白。
1947年，Guclcer 运用层流和湍流原理研制烟雾微粒计数器。
1949年，Wallace Coulter 提出在悬液中计数粒子的方法的专利。
1950年，Caspersson 用显微分光光度计的方法在UV和可见光光谱区检测细胞。
1953年，Croslannd-Taylor 应用分层鞘流原理，成功的设计红细胞光学自动数器。
同年，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。
1954年，Beirne 和Hutcheon 发明光电粒子计数器
1959年，B型Coulter计数器
1965年，Kamemtsky等提出两个设想，一是用分光光度计定量细胞成分；二是结合测量值对细胞分类。
1967年，Kamentsky 和Melamed 在Moldaven的方法的基础上提出细胞分选的方法。
1969年，Van Dilla，Fulwyler及其同事们在Los Alamos，NM（即现在的National Flow Cytometry Resource Labs）发明第一台荧光检测细胞计。
1972年，Herzenberg 研制出一个细胞分选器的改进型，能够检测出经过荧光标记抗体染色的细胞的较弱的荧光信号。
1975年，Kohler 和Milstein 提出了单克隆抗体技术，为细胞研究中大量的特异的免疫试剂的应用奠定了基础。
1973年，BD公司与美国斯坦福大学合作，研制开发并生产了世界第一台商用流式细胞仪FACS I。
从此，大量的厂家不断研制生产出自己的流式细胞仪，流式细胞术进入了一个空前飞速发展的时代。科学家们、仪器制造商们又纷纷将研究焦点转向荧光染料的开发、细胞的制备方法和提高电子信号的处理能力上来。进入九十年代，流式细胞术作为一门生物检测技术已经日臻完善，而随之而来的就是应用领域的日趋广泛。而今，流式细胞仪已经深入到生物学、医学、药物学等的各个分支领域，并将在未来为我们的科学研究发挥更大的作用。
1．2 流式细胞仪构造和工作原理
1．2．1 概述
流式细胞仪（Flow Cytometer 简称FCM）是一项集激光技术、电子物理技术、光电测量技术、计算机技术以及细胞荧光化学技术、单克隆抗体技术为一体的新型高科技仪器。概括来说，流式细胞术就是对于处在快速直线流动状态中的细胞或生物颗粒进行多参数的、快速的定量分析和分选的技术。从开始设想到第一台仪器的问世,科技工作者进行了不懈的努力。随着各相关技术的迅速发展，FCM技术已经成为日益完善的细胞分析和分选的工具。
FCM仪器分为二大类：一类为台式机，其特点为：仪器的光路调节系统固定，自动化程度高，操作简便，易学易掌握。B-D公司的临床型FCM FACScan也是最早获得美国FDA批准可用于临床诊断的仪器。另一类为大型机，其特点为可快速将所感兴趣的细胞分选出来，并且可将单个或指定个数的细胞分选到特定的培养孔或板上，同时可选配多种波长和类型的激光器，适用于更广泛更灵活的科学研究应用。
1．2．2 流式细胞仪构造
图一
FCM的结构一般可分为五部分：(1)流动室及液流驱动系统; (2)激光光源及光束成形系统; (3)光学系统; (4)信号检测与存贮、显示、分析系统，(5)细胞分选系统。见图一
(一)、流动室与液流驱动系统
流动室(Flow Chamber或Flow Cell)是仪器核心部件，被测样品在此与激光相交。流动室
由石英玻璃制成，并在石英玻璃中央开一个孔径为430×180um的长方形孔，供细胞单个流过，检测区在该孔的中心，这种流动室的光学特性良好，流速较慢,因而细胞受照时间长，可收集的细胞信号光通量大，配上广角收集透镜，可获得很高的检测灵敏度和测量精度。
流动室内充满了鞘液,鞘液的作用是将样品流环包。鞘液流是一种稳定流动，操作人员无法随意改变其流动的速度,样品流在鞘流的环包下形成流体动力学聚焦，使样品流不会脱离液流的轴线方向，并且保证每个细胞通过激光照射区的时间相等，从而得到准确的细胞荧光信息。
图二
细胞流和鞘液流的驱动一般采用加正压的方法，流速与压力的关系服从Bernoulli方程，即P = (?) pv2 (忽略高度的变化)，可见只要压力恒定，就可得到恒定的鞘液流流速, 从而可确保每个细胞流经激光照射区的速度不变。
低速(Low) 高速(Hi)
图三
从图二可以知道,真空泵产生压缩空气,通过鞘流压力调节器加在鞘液上一恒定的压力(压力的大小由工厂设定),这样鞘液以匀速运动流过流动室,在整个系统运行中流速是不变的。而改变样本的进样速率开关,可提高采样分析的速度,但是,这并不是提高样本流的速度,而是改变了细胞间的距离,从图三可以看出,样本流变宽,细胞间距离缩短,这样单位时间内流经激光照射区的细胞数就增加。这种情况应在具体实验中引起注意,由于激光焦点处能量分布为正态分布(见图四),中心处能量最高,因此当样本速率选择高速(Hi)时,处在样本流不同位置的细胞或颗粒,受激光光照射的能量不一样,从而被激发出的荧光强度也不相同，这
就会造成测量误差,当在检测分辨率要求高的实验时(如DNA analysis)应选用低速(Low)。
图四
（二）、激光光源与光束成形系统
目前台式机FCM，大多采用氩离子气体激光器，B－D公司的FACSCallibur 可增配小功率半导体激光器（波长635nm)从而拓宽了其染料的应用范围。
激光(Laser, light amplification by stimulated emission of radiation)是一种相干光源，它能提供单波长、高强度及稳定性高的光照，是细胞微弱荧光快速分析的理想光源，这是因为由于细胞的快速流动，每个细胞经过光照区的时间仅为１微秒左右，每个细胞所携带荧光物质被激发出的荧光信号强弱，与被照射的时间和激发光的强度有关，因此细胞必须达到足够的光照强度。
激光光束在到达流动室前，先经过透镜，将其聚焦，形成几何尺寸约为22 ×66 um即短轴稍大于细胞的直径的光斑(见图四)。这种椭园形光斑激光能量分布属正态分布;为保证样品中细胞是一个一个分别受到光照并且受照强度十分一致,须将样本流与激光束正交且相交于激光能量分布峰值处,台式机FCM的光路调节对用户是封闭的，即安装时由工程师调试完毕后, 无需用户作任何调节, 所以用户操作十分方便。
（三）、光学系统
FCM的光学系统是由若干组透镜、滤光片、小孔组成，它们分别将不同波长的荧光信号送入到不同的电子探测器。
在FCM的光学系统中主要光学原件是滤光片( Filter )，主要分为三类：长通滤片（Long--Pass Filter，LP )、短通滤片( Short--Pass Filter,SP) 及带通滤片( Band--Pass Filter, BP )。
(1)长通滤片：长通滤片使特定波长以上的光通过，特定波长以下的不通过。如LP500滤片，将允许500 nm以上的光通过，而500 nm以下的光吸收或返回。
图五
(2)短通滤片：与长通滤片相反，特定波长以下的光通过，特定波长以上的光吸收或返回。
图六
(3)带通滤片：带通滤片可允许相当窄的一波长范围内光通过，一般滤片上有两个数，一个为允许通过波长的中心值，另一为允许通过光波段的范围。如BP 500 / 50表示其允许通过波长
范围为475nm~525nm。
图七
（四）、信号检测与分析
当细胞携带荧光素标记物，通过激光照射区时，受激光激发，产生代表细胞内不同物质、不同波长的荧光信号，这些信号以细胞为中心，向空间360度立体角发射，产生散射光和荧光信号, 图八是以激发光光源波长488nm为例的示意图：
图八
1.散射光信号：散射光分为前向角散射( FSC ，Forward Scatter ) 和侧
向角散射(SSC，Side Scatter)，散射光不依赖任何细胞样品的制备技术
(如染色)，因此被称为细胞的物理参数（或称固有参数）。
(1)前向角散射：前向角散射与被测细胞的大小有关，确切说与细胞直径的
平方密切相关，通常在FCM应用中，选取FSC作阈值，来排除样品中的
各种碎片及鞘液中的小颗粒，以避免对被测细胞的干扰。
(2)侧向角散射：侧向角散射是指与激光束正交900方向的散射光信号，侧向散射光对细胞膜、胞质、核膜的折射率更为敏感，可提供有关细胞内精细结构和
颗粒性质的信息。
上述两种信号都是来自于激光原光束，其波长与激光相同，目前采用这两个参数组合，可区分裂解红细胞处理后外周血白细胞中淋巴细胞、单核细胞和粒细胞三个细胞群体，或在未进行裂解红细胞处理的全血样品中找出血小板和红细胞等细胞群体。
2.荧光信号：当激光光束与细胞正交时，一般会产生两种荧光信号。一种
是细胞自身在激光照射下发出微弱的荧光信号，称为细胞自发荧光；另
一种是经过特异荧光素标记细胞后，受激发照射得到的荧光信号，通过
对这类荧光信号的检测和定量分析就能了解所研究细胞参数的存在与定
量。
荧光染料可选用的荧光素有多种多样，由于它们分子结构不同，其荧光激发谱与发射谱也各异。选择染料或单抗所标记的荧光素必须考虑仪器所配置光源的波长，目前台式机FCM常配置的激光器为488nm通常可用染料有PI(propidium iodide)、PE(phycoreythrin)、FITC(fluorescein isothiocyanate)、PerCP(peridinin chlorophyll protein)、CY5等。
另外，B-D公司推出的FACSCalibur还可配置半导体激光器（波长为635nm），可激发APC、To-Pro3等染料，更拓宽了流式细胞仪的应用范围。
（1）. 荧光信号线性测量和对数测量：
荧光信号的线性测量与对数测量主要由电子线路完成。从图一可知，当携带荧光素的细胞与激光正交时，受激发出荧光，经过滤光片分离不同波长的光信号分别到达不同的光电倍增管(PMT)，PMT将光信号转换成电信号。有些厂家不采用光电倍增管(PMT)，而采用线性放大光电转换器，其优点是降低成本提高线性度，但其最大缺点是响应速度慢，造成仪器分析细胞速度降低，最高不可能超过3300个/秒，如果样本流速超过此速度会导致数据损失，因此高档机器不采用此种方法。电信号输入到放大器放大，放大器分两类：线性放大和对数放大。线性放大器，即放大器的输出与输入是线性关系，细胞DNA含量、RNA含量、总蛋白质含量等的测量一般选用线性放大测量。但在细胞膜表面抗原等的荧光检测时通常使用对数放大器，如果原来输出是1，当输入增大到原来十倍时，输出为2；当输入增大到原来一百倍时输出为3等。在免疫学样品中，细胞膜表面抗原的分布有时要相差几十倍甚至几万倍。如用线性放大器，将无法在一张图上清晰地将细胞阳性群、阴性群同时显示出来。
（2）. 荧光信号的面积和宽度
所谓荧光信号的面积是采用对荧光光通量进行积分测量，一般对DNA倍体测量时采用面积（如FL2-A），这是因为荧光脉冲的面积比荧光脉冲的高度更能准确反映DNA的含量，当形状差异较大，而DNA含量相等的二个细胞，得到的荧光脉冲高度是不等的，经过对荧光信号积分后，所得到的信号值就相等。
宽度（如FL2-W）常用来区分双联体细胞(B-D公司的专利技术)，由于DNA 样本极容易聚集，当两个G1期细胞粘连在一起时，其测量到的DNA荧光信号（FL2-A）与G2期细胞相等，这样得到的测量数据G2期细胞比例会增高，影响测量准确性，图九是用小牛胸腺细胞测量得到的DNA分布曲线，图九－b中G2形成了小峰，其中，有一部分是因为G1期细胞粘连在一起，形成假G2期细胞，而图九－a是通过设“门”（gate），将双联体细胞排除，其原理是双联体细胞所得到的荧光宽度信号（FL2-W）要比单个G2期细胞大，因此设“门”后才能得到真正的
DNA含量分布曲线和细胞周期（图九—c）。
图九 a b c
（3）.光谱重叠的校正
当细胞携带两种荧光素如（PE和FITC）受激光激发而发射出两种不同波长的荧光时，理论上，可选择滤片使每种荧光仅被相应的检测器检测到，而不会检测到另一种荧光。但由于目前所使用的各种荧染料都是宽发射谱性质，虽然它们之间各自发射峰值各不相同，但发射谱范围有一定的重叠，从图十中可以看出，阴影为探测器检测光谱的范围，FITC探测器会探测到少量的PE光谱，而PE探测器则检测到较多的FITC光谱。克服这种误差的最有效方法是使用荧光补偿电路，利用标准已知样品或荧光小珠，可合理设置荧光信号的补偿值。图十一给出补偿前后模型图。
图十
图十一
B-D公司生产的FACSCalibur 四色FCM系统, 采用双激光立体光路技术, 就
是为了减少各荧光间相互补偿, 其原理通过图十二可以知道: 点A通过透镜f 成像在A’处, 而点B通过透镜f成像在B’处. 在光电倍增管前放上一小孔, 作为空间滤波器, 排除其它杂散光信号, 从而确保了A点光源进不了B’点处, B点光源也进不了A’点处, 因此就可避免有第一激光(488nm)激发出的FL1, FL2, FL3 和第二激光(635nm) 激发出的FL4间的补偿。当然FL1, FL2,和FL3是来自于同一点光源, 它们之间的补偿是不可避免的。
图十二
（五）、 FCM测量数据的存贮、显示与分析
目前FCM数据的存贮的方式均采用列表排队(List Mode)方式。因为目前FCM所采用的都是多参数指标，荧光参数标记物已可多达4个，采用List Mode 方式可大量地节约内存和磁盘
容量。当一个细胞被检测4个测量参数，那么获取一万个细胞，所占容量为
4×10000个(字或双字)。同时当只检测细胞一个参数时（如DNA)，可灵活的关闭其他三个参数，节省四分之三的空间。数据文件虽然有易于加工处理分析的优点，但缺乏直观性，数据的显示通常有一维直方
图、二维点图、等高线图、密度图等几种。
1、单参数直方图：
细胞每一个单参数的测量数据可整理成统计分布，以直方图(distribution histogram)来显示。在图中，横坐标表示荧光信号或散射光信号相对强度的值，其单位是道数，横坐标可以是线性的，也可以是对数的，纵坐标一般是细胞数。
aaaaabbbbBBBBBaaabbb ssss
图十三
左上图较低道数处为G1期细胞，道数为G1期细胞两倍得是G2+M期细胞，二者之间是Ｓ期细胞。右上图100 ~ 101为阴性细胞，而101以上为阳性细胞。
2、双参数数据的显示
双参数数据的显示是用于表达来自同一细胞两个参数与细胞数量间的关系, 常用的表示方法有二维点图(Dot Plot), 等高线图(Contour Plot), 二维密度图(Density Plot)。在二维图中, X坐标为该细胞一参数的相对含量, 而Y坐标为该细胞另一参数的含量, 从双参数图形中可以将各细胞亚群区分开, 同时可获得细胞相关的重要信息, 左下图为FSC和SSC组成的点图, 从图中可以很容易把全血样本中淋巴细胞, 单核细胞及粒细胞区分开,从而可以分别分析各细胞亚群的统计数据, 右下图是通过设“门”分析(Gating analysis)得到的FL1和 FL2点图,设“门”可以是单参数设“门”,也可以是双参数设“门”,通过设“门”可调出其他参数的相关信息,被调出的信息同样也可以是单参数和双参数。图十四就是通过细胞的前向和侧向散射光双参数点图,设“门”圈出标本中的淋巴细胞群体,再调出免疫荧光的点图。
图十四
等高线图密度图
图十五
1．3 流式细胞仪的主要技术指标
1. 荧光测量灵敏度
灵敏度的高低是衡量仪器检测微弱荧光信号的重要指标，一般以能检测到单个微球上最少标有FITC或PE荧光分子数目来表示,一般现在FCM均可达到<600个荧光分子。
2. 仪器的分辨率
分辨率是衡量仪器测量精度的指标，通常用变异系数CV (Coefficient of Variation)值来表示：
ＣＶ＝δ/μ×100% (δ是分布的标准误差，μ是分布的平均值) 如果一群含量完全相等样本，用FCM来测量，理想的情况下，CV=0，用FCM测量曲线表示为图－十六－a，但是在整个系统检测中，会带入许多误差，其中样本含量本身的误差，样本在流进照射光的微量变化，再加上仪器本身的误差等，实际得到的曲线为图－十六－b。
a b
图十六
CV值越小则曲线分布越窄越集中，测量误差就越小，一般的FCM在最佳状态时CV值均<2%。
CV值的计算除了采用以上的计算公式外,还可以用半高峰宽来计算，半高峰宽指在峰高一半的地方量得的峰宽，它与CV值有以下的关系：
CV=半高峰宽/μ×0.4236×100%
上述公式是建立在正态分布的条件下，而实际情况所得测量数据分布常常是非对称图形，故采用半高峰宽所计算得到的CV值要明显小于前统计公式得到的CV，在实际情况中应引起注意。
3. 前向角散射光检测灵敏度
前向角散射光检测灵敏度是指能够检测到的最小颗粒大小，一般目前商品化的FCM可以测量到0.2-0.5um左右。
4. FCM分析速度
分析速度以每秒可分析的细胞数来表示，当细胞流过光束的速度超过FCM 仪器响应速度时，细胞产生的荧光信号就会被丢失，这段时间称为仪器的死时间（Dead time）。死时间越短，我们就说这台仪器处理数据越快，一般可达到3000个/ 秒~6000个/ 秒左右,FACSCalibur的分析速度为10000个/ 秒，大型机已达到每秒几万个细胞。
5. FCM分选指标
分选指标主要包括：分选速度、分选纯度及分选收获率。
分选速度指每秒可提取所要细胞的个数，目前台式带分选的仪器只有B－D 公司生产的FACSCalibur产品，它的分选速度为300个/ 秒，BD大型机的流式细胞仪最高分选速度可达每秒上万个细胞。
分选纯度指被分选出细胞所占的百分比，一般台式机和大型机的分选纯度均可达到99%左右。
分选收获率指被分出细胞与原来溶液中该细胞的百分比。通常情况下，分选纯度和收获率是互相矛盾的，纯度提高，收获率降低，反之亦然。这是由于样品在液流中并不是等距离一个接着一个有序地排着队，而是随机的，因此，一旦两个不同细胞挨得很近时，在强调纯度和收获率不同条件下，仪器会作出取或舍的决定，因此，选择不同模式要视具体实验要求而定。
流式细胞术的临床应用 一、在肿瘤学中的应用 这是FCM在临床医学中应用最早的一个领域。首先需要把实体瘤组织解聚、分散制备成单细胞悬液，用荧光染料(碘化吡啶PI)染色后对细胞的DNA含量进行分析，PI可以与细胞内DNA和RNA结合，采用RNA抑制剂将RNA消化后，通过流式细胞术检测到的与DNA结合的PI的荧光强度直接反映了细胞内DNA含量的多少。由于细胞周期各时相的DNA含量不同，通常正常细胞的G1 / GO期具有二倍体细胞的DNA含量((2 N)，而G2/ M期具有四倍体细胞的DNA含量((4 N)，而S期的DNA含量介于二倍体和四倍体之间。因此，通过流式细胞术PI 染色法对细胞内DNA含量进行检测时，可以将细胞周期各时相区分为G1 / GO 期，S期和G2/ M期，并可通过特殊软件计算各时相的百分率，DNA含量直接代表细胞的倍体状态，非倍体细胞与肿瘤恶性程度有关。 1、发现癌前病变，协助肿瘤早期诊断 人体正常组织发生癌变要经过一个由量变到质变的漫长过程，而癌前细胞即处于量变过程中向癌细胞转化阶段。人体正常的体细胞均具有比较稳定的DNA二倍体含量。当人体发生癌变或具有恶性潜能的癌前病变时，在其发生、发展过程中可伴随细胞DNA含量的异常改变，FCM可精确定量DNA含量的改变，作为诊断癌前病变发展至癌变中的一个有价值的标志，能对癌前病变的性质及发展趋势作出估价，有助于癌变的早期诊断。有资料证实，癌前病变的癌变发生率与细胞不典型增生程度有密切关系，增生程度越重，癌变发生率越高。随着细胞不典型增生程度的加重，DNA非整倍体出现率增高，这是癌变的一个重要标志。 2、在肿瘤的诊断、预后判断和治疗中的作用 FCM在肿瘤诊断中的重要作用已经被认可，DNA非整倍体细胞峰的存在可为肿瘤诊断提供有力的依据，FCM分析病理细胞具有速度快、信息量大，敏感度高等优点，已被用在常规工作中。肿瘤细胞DNA倍体分析对病人预后的判断有重要作用，异倍体肿瘤恶性病变的复发率高、转移率高、死亡率也高，而二倍体及近二倍体肿瘤的预后则较好。FCM不仅可对恶性肿瘤DNA含量进行分析，还可根据化疗过程中肿瘤DNA分布直方图的变化去评估疗效，了解细胞动力学变化，对肿瘤化疗具有重要的意义。临床医师可以根据细胞周期各时相的分布情况，依据化疗药物对细胞动力学的干扰理论，设计最佳的治疗方案，从DNA直方图直接地看到瘤细胞的杀伤变化，及时选用有效的药物，对瘤细胞达到最大的杀伤效果。 3、FCM在细胞凋亡和多药耐药基因的研究中的作用 研究如何用药物诱导癌细胞死亡。通过对细胞体积、光散射、DNA含量及特异性抗原基因(如bcl-2, Fas等)测定分析出细胞凋亡情况。如可用Annexin V结合PI或7- AAD双染色法进行细胞凋亡分析。在凋亡的早期阶段，胞浆膜磷脂的不对称性丧失，导致膜内侧磷脂酞丝氨酸(PS)从细胞膜内层暴露于外层，从而可被PS特异的Annexin- V探针所标记。PS转移到细胞膜外不是细胞凋亡特有的，也可发生在细胞坏死中。但在凋亡的早期细胞膜是完整的，而细胞坏死时细胞膜的完整性被破坏。由于碘化丙锭(PI)或7-AAD对细胞膜完整的活细胞和早期凋亡细胞是拒染的，而对膜完整性被破坏的晚期凋亡细胞或坏死细胞可以染色。因此，Annexin- V结合PI或7-AAD进行双染色可以用于检测活细胞、凋亡细胞和坏死细胞。正常活细胞不会被染色，凋亡细胞可被标记上Annexin-V，坏死和凋亡晚
流式细胞仪论文：流式细胞仪的使用与维护摘要：介绍了流式细胞仪的结构、工作原理及软件的主要功能，在仪器的维护保养方面进行了详细地叙述。结合笔者工作实际，介绍了用流式细胞仪对鸡外周血淋巴细胞亚群分析结果。 关键词：流式细胞仪；流动室；细胞分选系统；淋巴细胞 use and maintenance of flow cytometry wang shujing, hao jianmin, bi jianjie, chang zhongle, cui yanshun shandong agricultural university, tai'an, 271018, china abstract: this article describes the structure of flow cytometry, how it works and the main functionality of the software, in the area of maintenance of the instrument are described in detail. in conjunction with our own actual work, the author analyzed the results by flow cytometric peripheral blood lymphocyte subsets in chicken. key words: flow cytometry; mobile office; cell sorting system; lymphocyte
easycyte mini guava流式细胞仪,适用于各种流式细胞学检测分析,如动物、昆虫、酵母、原代培养、转化细胞、悬浮和贴壁细胞以及荧光微球等。采用固态蓝色或绿色激光,四色、三色或两色荧光检测,前向散射检测,可选配侧向散射；有自冲洗系统,保证流动通路畅通。easycyte mini guava 流式细胞仪采用微毛细管流动技术,无需鞘液,特别适合于 传染性危险生物样品的分析,山东农业大学动物疫病防治重点实验室主要用于细胞绝对计数,cd4/cd8细胞计数,免疫细胞分析,细胞标记蛋白表达检测如gfp等。结合笔者多年使用该仪器的工作经验,对流式细胞仪的工作原理、使用与维护介绍如下： 1流式细胞仪的主要构造和工作原理 流式细胞术(flow cytometry,fcm)是20世纪70年代发展起来的高科技,它集计算机技术、激光技术、流体力学、细胞化学、细胞免疫学于一体,同时具有分析和分选细胞的功能。它不仅可测量细胞大小、内部颗粒的性状,还可检测细胞表面和细胞浆抗原、细胞内dna和rna含量等,可对群体细胞在单细胞水平上进行分析,在短时间内检测分析大量细胞,并收集、储存和处理数据,进行多参数定量分析；能够分类收集(分选)某一亚群细胞,在血液学、免疫学、肿瘤学、药物学、分子生物学等学科广泛应用。
流式细胞仪的应用
流式细胞仪的应用 姓名：学号：2002015002 单位：研究生二队专业：病理学与病理生理学对于一个毕业以后就从来没有进过实验室使用过各种尖端仪器的研究生来说，仪器分析这个课程对我来说显而易见是重要而又陌 生的，就像一个小孩到了游乐园一样，每一种仪器都很吸引我，好奇 心也驱使我特别想尽快操作一下这些仪器，唯一的遗憾是本课程课时 太少，不能把中心实验室的所有仪器都了解一遍。12月4号学习了 流式细胞仪的原理与基本应用方法，虽然没有操作过，但是我想对我 在本次课上的所学的内容做一下总结并谈谈对流式细胞仪的粗浅认 识，由于没有实际基础，不对的地方请老师多多谅解并纠正。 流式细胞仪（Flow cytometry）是对细胞进行分选和快速测的仪器。它可以将分散在液体中的各个细胞的物理性质，生物化 学特征等参数进行快速测量并根据所得参数范围对目的细胞进行分 选并存贮。这些参数可以包括每一个细胞的体积、细胞凋亡及所包含 的可标记的蛋白质或者核酸的快速定量等。与传统的细胞测量方法 （免疫荧光和免疫印迹）相比，其优缺点可总结如下表： 流式细胞仪免疫荧光免疫印迹 优点1、明确阳性细胞比 例 2、同时检测多种蛋 白表达 3、蛋白定量容易 4、速度快，灵敏度 高 5、阳性细胞的 相对数量 6、明确组织和细 胞内定为 1、检测整体 表达情况 2、蛋白定量 较容易 缺点不能在组织和细胞 内定位1、蛋白定量困难 2、仅检测局部表 达情况 1、不能组织或细 胞内定位 2、不能确定阳性 细胞比例
由上表可以看出，与传统的细胞检测方法相比，流式细胞仪具有无可比拟的技术优势和应用前景，甚至可以说流失细胞术完全能够推动医学科研的发展，是一个伟大的发明。 流式细胞仪的原理：将待测的细胞样品制作成单个细胞的混悬液，根据实验目的对需要检测和分选的细胞进行特异性荧光染色并放入样品管，在清洁气体的压力下进入流动室。流动室内含有鞘液，鞘液可以约束样品使之处在喷嘴中心以提高测量精度，并防止样品靠近喷孔壁以导致堵塞。在这种作用下细胞排成单列一个一个地在鞘液包裹下被喷嘴喷出形成液体流柱。流柱流经高度聚焦的激光束时被特异染色的细胞被激发而产生特异性荧光，荧光被检测系统检测并转变成电信号进入计算机分析系统而得到细胞的物理、生物特性。流式细胞仪的分选功能是由细胞分选器来完成的：由喷嘴射出的液柱被分割成一连串的小水滴，根据选定的某个参数由逻辑电路判明是否将被分选，而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；其它液体被当作废液抽吸掉。 通过原理我们也可以很容易的得到流式细胞仪的基本结构和功能： 1、液流系统。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。设计和制作均很精细，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；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。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。流动室上装有压电晶体，受到振荡信号可发生振动。 2、激光系统。经特异荧光染色的细胞需要合适的光源照射激发才能发出荧光供收集检测。激光器又以氩离子激光器为普遍。光源的选择主要根据被激发物质的激发光谱而定。
细胞分选的简要操作步骤 一、上样前的准备 FACSCalibu可以分选细胞进行培养或功能性研究，而这些研究需要清洁环境以保持分选后细胞不受污染继续培养，因此在样本制备，上机检测分选等过程中需严格按无菌技术操作。 1、应用无菌技术制备下列无菌工作液。 3L 70%乙醇（用无菌蒸馏水配制） 5L无菌蒸馏水 5L无菌PBS 2、在干净的鞘液筒中加入3L 70%乙醇。盖紧盖子，振摇鞘液筒，确保桶内壁被乙醇充分洗 涤。安好鞘液筒。 3、将过滤器短接，否则乙醇将破坏滤膜。。 4、用70%乙醇冲洗收集管接口处，并喷洒进样口处的空气。 5、在收集管接口处安装2支BD 50ml收集管（若不使用浓缩器）。 6、放上一支装有70 %乙醇的进样管。 7、设分选门（画一个空门使机器进行分选操作）。 9、从Acquire menu选择SortSetup。在Sort Gate菜单中选择步骤7设定的分选门。按液流控制 键RUN。 10、在Setup 方框中打叉，点击Acquisition Control 菜单中Acquire。。 11、跑乙醇直至2支收集管注满（每管注满需要9min ），点击Pause, Abort。 12、再重复上述步骤2次，共需要1h。 13、断开鞘液筒，在鞘液筒中加入500mL无菌蒸馏水，振摇鞘液筒，倒掉液体，反复操作直 至洗净桶内壁残余乙醇。 14、在鞘液筒中加入3L无菌蒸馏水，盖紧盖子。安好鞘液筒。 15、在收集管接口处安装2支新的收集管。 16、放上一支装有无菌蒸馏水的进样管。 17、点击Acquisition Control 菜单中Acquire。 18、跑无菌蒸馏水直至2支收集管注满（每管注满需要9min），点击Pause Abort。 19、再重复上述步骤2次，共需要1h。 20、断开鞘液筒，在鞘液筒中加入3L无菌PBS盖紧盖子。安好鞘液筒。 21、在收集管接口处安装2支新的收集管。 22、放上一支装有无菌PBS的进样管。 23、点击Acquisition Control 菜单中Acquire。 24、第一支收集管（最左）中收集15 mL PBS后取下，使PBS由左至右流入下一收集管。重复 操作至2个管都收集了15 mL PBS为止。点击Pause, Abort。 25、在收集管接口处安装2支新的收集管。若要分选动物细胞，则应用无菌技术，用无菌 PBS4 % BSA缓冲液过夜包被50mL锥型管，将包被好的锥型管安置于收集接口。 26、按下述分选步骤分选样本 二、分选细胞
流式细胞术详解 一. 流式细胞术概述 流式细胞术(Flow Cytometry, FCM)是七十年代发展起来的高科学技术 ,它集计算机技术、激光技术、流体力学、细胞化学、细胞免疫学于一体, 同时具有分析和分选细胞功能。它不仅可测量细胞大小、内部颗粒的性状,还可检测细胞表面和细胞浆抗原、细胞内DNA、RNA含量等,可对群体细胞在单细胞水平上进行分析, 在短时间内检测分析大量细胞,并收集、储存和处理数据,进行多参数定量分析; 能够分类收集(分选)某一亚群细胞,分选纯度＞95%。在血液学、免疫学、肿瘤学、药物学、分子生物学等学科广泛应用。 国内使用的流式细胞仪主要由美国的两个厂家生产:BECKMAN- COULTER公司和Becton-Dickinson公司(简称B-D公司)。流式细胞仪主要有两型:临床型（又称小型机、台式机）和综合型（又称大型机、分析型）。BECKMAN-COULTER公司最新产品为EPICS ALTRA和EPICS XL/XL-MCL, B- D公司最新产品为FACS Vantage和FACS Calibur。EPICS XL/XL-MCL和FACS Calibur是临床型;EPICS ALTRA和 FACS Vantage是综合型，除具备检测分析功能外,还具有细胞分选功能 ,多用于科学研究。 二.流式细胞仪主要技术指标 1．流式细胞仪的分析速度： 一般流式细胞仪每秒检测1000～ 5000个细胞,大型机可达每秒上万个细胞。 2．流式细胞仪的荧光检测灵敏度：一般能测出单个细胞上<600个荧光分子,两个细胞间的荧光差＞5%即可区分。 3．前向角散射（FSC）光检测灵敏度：前向角散射（FSC）反映被测细胞的大小,一般流式细胞仪能够测量到0.2μm～０.5μm。 4．流式细胞仪的分辨率：通常用变异系数CV值来表示，,一般流式细胞仪能够达到<2.0%,这也是测量标本前用荧光微球调整仪器时要求必须达到的。 5．流式细胞仪的分选速度：一般流式细胞仪分选速度＞1000个/秒，分选细胞纯度可达99%以上。 三.流式细胞仪主要构造和工作原理 流动室及液流驱动系统 流式细胞仪主要由以下五部分构成:①流动室及液流驱动系统②激光光源及光束形成系统③光学系统④信 号检测与存储、显示、分析系统⑤细胞分选系统。 流动室（Flow Cell或Flow Chamber）是流式细胞仪的核心部件，流动室由石英玻璃制成，单细胞悬液在细胞流动室里被鞘流液包绕通过流动室内的一定孔径的孔,检测区在该孔的中心，细胞在此与激光垂直相交，在鞘流液约束下细胞成单行排列依次通过激光检测区。流动室里的鞘液流是一种稳定流动，控制鞘液流的装置是在流体力学理论的指导下由一系列压力系统、压力感受器组成，只要调整好鞘液压力和标本管压力, 鞘液流包绕样品流并使样品流保持在液流的轴线方向，能够保证每个细胞通过激光照射区的时间相等，从而使激光激发的荧光信息准确无误。见图12.1流动室示意图。流动室孔径有60μm、100μm、150μm 、250μm等多种，供研究者选择。小型仪器一般固定装置了一定孔径的流动室。 图12.1流动室示意图(采自Coulter Training Guide) 四. 流式细胞仪主要构造和工作原理 激光光源及光束形成系统
流式细胞仪实验方法 一、实验准备 1．标本制备： 2．最小化非特异性结合： 二、凋亡 1．凋亡的检测方法：网站和其它 2．PI染色法 3．Annexin V 法 4．TUNNEL法 三、细胞因子 1．激活的细胞因子 2．CBA 四、血小板 1．活化 2．活化检测 3．网织血小板 五、红细胞 1．网织红细胞 2．PNH 3．胎儿红细胞 六、肿瘤学 1．DNA 细胞周期 2．蛋白 3．多药耐药 4．微小残留白血病
第一部分标本处理 一、流式细胞术常规检测时的样品制备 (一)直接免疫荧光标记法 取一定量细胞(约1X106细胞／ml)，在每一管中分别加入50μl的HAB，并充分混匀，于室温中静置1分钟以上(),再直接加入连接有荧光素的抗体进行免疫标记反应(如做双标或多标染色，可把几种标记有不同荧光素的抗体同时加入)，。孵育20-60分钟后，用PBS(pH7．2—7．4)洗1-2次，加入缓冲液重悬，上机检测。本方法操作简便，结果准确，易于分析，适用于同一细胞群多参数同时测定。虽然直标抗体试剂成本较高，但减少了间接标记法中较强的非特异荧光的干扰，因此更适用于临床标本的检测。 (二)间接免疫荧光标记法 取一定量的细胞悬液(约1X106细胞／ml)，先加入特异的第一抗体，待反应完全后洗去未结合抗体，再加入荧光标记的第二抗体，生成抗原—抗体—抗抗体复合物，以FCM检测其上标记的荧光素被激发后发出的荧光。本方法费用较低，二抗应用广泛，多用于科研标本的检测。但由于二抗一般为多克隆抗体，特异性较差，非特异性荧光背景较强，易影响实验结果。所以标本制备时应加入阴性或阳性对照。另外，由于间标法步骤较多，增加了细胞的丢失，不适用测定细胞数较少的标本。 二、最小化非特异性结合的方法 1．荧光标记的抗体的浓度应该合适，如果浓度过高，背景会因为非特异性的相互作用的增加而增加。 2．在使用第一抗体之前，将样品与过量的蛋白一起培育，如小牛血清蛋白（BSA），脱脂干奶酪，或来自于同一寄主的正常血清来作为标记的第二抗体。这个步骤通过阻断第一抗体和细胞表面或胞内结构的非特异性的交互作用来降低背景。 3．在使用第一抗体之后，将样品与5%至10%的来自于同一寄主的正常血清和作为标记的第二抗体一起培育。这个步骤会减少不必要的第二抗体与第一抗体、细胞表面或胞内结构之间的交互作用。 通过用来自于同样的样品的血清稀释标记过的抗体可以略过此步骤。此步骤适用于很多方面，但有时候它也会导致已标记的第二抗体和正常血清中的免疫球蛋白的免疫复合体的形成。这种复合体会优先与一些细胞结构进行结合，或者它们最终会导致期望得到的抗体活性的丢失。 4．使用F(ab’)2片段会使背景决定于第一或第二抗体与FC受体的全分子结合。大多数的第二抗体的F(ab’)2片段容易利用。而第一抗体的F(ab’)2片段一般是不能利用或很难制作。因此，在NaN3存在的条件下，将新鲜组织或
流式细胞仪的应用 姓名：学号：2002015002 单位：研究生二队专业：病理学与病理生理学对于一个毕业以后就从来没有进过实验室使用过各种尖端仪器 的研究生来说，仪器分析这个课程对我来说显而易见是重要而又陌 生的，就像一个小孩到了游乐园一样，每一种仪器都很吸引我，好 奇心也驱使我特别想尽快操作一下这些仪器，唯一的遗憾是本课程 课时太少，不能把中心实验室的所有仪器都了解一遍。12月4号学 习了流式细胞仪的原理与基本应用方法，虽然没有操作过，但是我 想对我在本次课上的所学的内容做一下总结并谈谈对流式细胞仪的 粗浅认识，由于没有实际基础，不对的地方请老师多多谅解并纠正。 流式细胞仪（Flow cytometry）是对细胞进行分选和快速测的仪器。它可以将分散在液体中的各个细胞的物理性质，生物化学特征等参 数进行快速测量并根据所得参数范围对目的细胞进行分选并存贮。 这些参数可以包括每一个细胞的体积、细胞凋亡及所包含的可标记 的蛋白质或者核酸的快速定量等。与传统的细胞测量方法（免疫荧 光和免疫印迹）相比，其优缺点可总结如下表：
由上表可以看出，与传统的细胞检测方法相比，流式细胞仪具 有无可比拟的技术优势和应用前景，甚至可以说流失细胞术完全能 够推动医学科研的发展，是一个伟大的发明。 流式细胞仪的原理：将待测的细胞样品制作成单个细胞的混悬液，根据实验目的对需要检测和分选的细胞进行特异性荧光染色并 放入样品管，在清洁气体的压力下进入流动室。流动室内含有鞘液，鞘液可以约束样品使之处在喷嘴中心以提高测量精度，并防止样品 靠近喷孔壁以导致堵塞。在这种作用下细胞排成单列一个一个地在 鞘液包裹下被喷嘴喷出形成液体流柱。流柱流经高度聚焦的激光束 时被特异染色的细胞被激发而产生特异性荧光，荧光被检测系统检 测并转变成电信号进入计算机分析系统而得到细胞的物理、生物特性。流式细胞仪的分选功能是由细胞分选器来完成的：由喷嘴射出 的液柱被分割成一连串的小水滴，根据选定的某个参数由逻辑电路 判明是否将被分选，而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；其它液体被当 作废液抽吸掉。 通过原理我们也可以很容易的得到流式细胞仪的基本结构和功能： 1、液流系统。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。设计和制作均很精细，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；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。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。流动室上装 有压电晶体，受到振荡信号可发生振动。
一、开机程序： 1.检查鞘液桶和废液桶。确认鞘液充满状态（鞘液为鞘液桶体积的3/4位 置，可以连续工作3个小时左右）、盖紧黑盖、管道畅通、废液桶有足 够空间容纳本批标本排弃的废液。如果要添加鞘液，要先释放鞘液桶中 气压。 2.依次打开流式细胞仪FACSCalibur稳压器、主机开关、电脑开关，打印 机。 3.气压阀置于加压位置，待流式细胞仪处于STANDBY状态，做Prime，以 排除管路中气泡。 二、运行FACSComp软件、检查仪器状况 1.制备三色标准微球样本。一般情况向1ml鞘液（或过滤PBS）中加入 1滴质控小微球，也可以根据实际情况调节浓度。 2.机器预热5 min，打开FACSComp软件，选择保持路径。选择所需校 正内容，如果使用的微球是新一批产品要输入微球的批号。 3.在软件界面左侧Assay Selection选项中选择质控类型，即实验过 程中是否需要清洗样品。 4.上样品，微球溶液上样之前要充分混匀。功能键设置在“RUN”。 5.仪器自动检查，并做电压、补偿等设置。 6.FACSComp软件运行完毕，显示结果通过测试。 7.做Set up。 8.打印校正结果，退出FACSComp程序。 备注：在质控过程中，如果提示收集细胞速度慢可以提高细胞收集速度，但是在调节灵敏度（Sens）时，一定要用“Low”的状态上样，保证仪器灵敏度的准确。在使用仪器过程中要养成好的习惯，在上样品过程中，仪器保持在“Low”“Standby”状态。 三、样品分析软件：CellQuest Pro 软件，选择“联机”。 1.
（2）对实验样本进行命名； （3）对实验通道进行预设（FSC,SSC,FL1-FL4）。 备注：如果界面被关闭，重新调出步骤： 2.调出质控模板。 3.画图 选择画图工具（一般选择散点图），Inspect 界面会自动弹出，对几个常用选项进行设定：将散点图选中（用鼠标点击散点图边框才能够 选中图形），将 更改横纵坐 备注：第一个散点图横坐标为FSC，纵坐标为SSC 。 （1一般获取10000个细胞。 （2 （ 3）将所有补偿调为0 （4）将非 52 （5）FSC和SSC （6 4.上阴性对照 将阴性对照管混匀，上机，功能键设置在“RUN”,散点图出现细胞信 号，第一个图：让细胞信号出现在自己看上去舒服的区域；其他三个 散点图，要将细胞信号调整到阴性区域，即左下角区域。通过移动通
流式细胞仪的简要介绍与注意事项(流式细胞仪,注意事项) 2014-07-07 00:26:14来源：https://www.doczj.com/doc/c618386196.html,评论：0我要评论 [流式细胞仪的简要介绍与注意事项(流式细胞仪,注意事项)] 一、流式细胞仪的检测范围1．流式细胞仪可以检测细胞结构，包括：细胞大小、细胞粒度、细胞表面面积、核浆比例、DNA含量与细胞周期、R NA 含量、蛋白质含量。2．流式细胞仪可以检测细胞功能，包括：细胞表面/ 胞浆/ 核的特异性抗原、细胞活性、细胞内细胞因子、酶活性、激素结合位点和细胞受体。[关键词:流式细胞仪注意事项]… ??一、流式细胞仪的检测范围 1．流式细胞仪可以检测细胞结构，包括：细胞大小、细胞粒度、细胞表面面积、核浆比例、DNA含量与细胞周期、R NA 含量、蛋白质含量。 2．流式细胞仪可以检测细胞功能，包括：细胞表面/ 胞浆/ 核的特异性抗原、细胞活性、细胞内细胞因子、酶活性、激素结合位点和细胞受体。 二、流式细胞仪的临床应用 1．流式细胞术在肿瘤学中的应用：流式细胞术可以检测肿瘤细胞增殖周期、检测肿瘤细胞表面标记、癌基因表达产物、进行多药耐药性分析、检测凋亡； 2．流式细胞术在血液学中的应用：检测白血病和淋巴瘤细胞、活化血小板、造血干细胞（CD34+）计数、白血病与淋巴瘤的免疫分型、网织红细胞计数、细胞移植的交叉配型和免疫状态监测； 3．流式细胞术在免疫学中的应用：可以进行淋巴细胞及其亚群分析、淋巴细胞免疫分型、检测细胞因子。 三、流式细胞仪的科研应用 主要有细胞动力学功能研究、环境微生物分析、流式细胞术与分子生物学研究。 四、流式细胞术常规检测时的样品制备 (一) 直接免疫荧光标记法 取一定量细胞（约1×106细胞/ml），直接加入连接有荧光素的抗体进行免疫标记反应（如做双标或多标染色，可把几种标记有不同荧光素的抗体同时加入），孵育20～60分钟后，用PBS（pH7.2 ～7.4）洗1～2次，加入缓冲液重悬，上机检测。本方法操作简便，结果准确，易于分析，适用于同一细胞群多参数同时测定。虽然直标抗体试剂成本较高，但减少了间接标记法中较强的非特异荧光的干扰，因此更适用于临床标本的检测。 (二) 间接免疫荧光标记法 取一定量的细胞悬液（约1X106细胞/ml），先加入特异的第一抗体，待反应完全后洗去未结合抗体，再加入荧光标记的第二抗体，生成抗原-抗体-抗抗体复合物，以FCM检测其上标记的荧光素被激发后发出的荧光。本方法费用较低，二抗应用广泛，多用于科研标本的检测。但由于二抗一般为多克隆抗体，特异性较差，非特异性荧光背景较强，易影响实验结果。所以标本制备时应加入阴性或阳性对照。另外，由于间标法步骤较多，增加了细胞的丢失，不适用测定细胞数较少的标本。 五、质量控制和注意事项 流式细胞仪并非是完全自动化的仪器，准确的实验结果还需要准确的人工技术配合，所以标本制备需要规范，仪器本身亦需要质量控制。
一、样品制备 1、取样（大约1×106 cells），离心弃上清，以PBS洗两遍，逐滴加入1ml 70%的冷乙醇固定细胞，﹣20℃冻存过夜。分析时，离心弃上清，以PBS洗两遍，加入100μl的Rnase（GenScript试剂A），37℃水浴30min，然后再加入400μl的PI染液（GenScript试剂B），在4℃避光条件下孵育30min后即可上FCM检测。每个样品至少获取2×104cells， 二、上流式测细胞 1.1、打开液流抽屉，确认气压阀处于减压状态；打开金属挡板；取出鞘液桶，倒掉废液，将鞘液桶加至2/3满（一般可用三蒸水，做分选必须用PBS或FACSFLow），拧紧鞘液桶盖，安上金属挡板，保证管路畅通无扭曲。检查废液桶，将废液桶的气路和液路的快速连接阀打开，倒掉废液（加鞘液一定要倒废液）向废液桶中倒入400ml浓度为10%的次氯酸钠溶液，合上压力阀。确实盖紧桶盖，检查所有管路是否妥善安置。 1.2、依此接通电源、打开稳压器电源（指示灯由bypass变Ac putput）、变压器电源，稳定5分钟。将FACSCalibur开关打开，此时仪器功能控制钮的显示应是STANDBY。如果需要打印，打开打印机电源。打开电脑（密码：BDIS），等待屏幕显示出标准的苹果标志（先开仪器，后开电脑主机）。 1.3、将压力阀置于加压位置，轻拍过滤器，使气泡位于滤器的上方，打开管路开关，将过滤器中的气泡排除，关闭管路开关。若滤器管路中有气泡，打开连接头，挤出鞘液，以排除气泡。关闭液流抽屉。执行仪器PRIME功能一次，以排除Flowcell中的气泡（反向压力使鞘液从进样针中流出）。结束后自动STANDBY，5分钟后即可进行试验。 2.1、从苹果画面中选取CELLQuest，最大化，选散点图标，打开，Plot type选择Acq-analysis，X参数和Y参数分别取FSC-H、SSC-H（选择散点图主要是确定所需细胞的细胞群）。选择单参数图标，打开，Plot type选择Acq-analysis，X参数选择FL2-H 1024(此属于荧光,根据荧光染料的波长范围选择不同的荧光,本实验使用PI作为荧光染料,故选择FL2-H)
山西大学研究生学位课程论文（2013 ---- 2014 学年第一学期） 学院（中心、所）：生物技术研究所 专业名称：微生物学 课程名称： 论文题目：流式细胞仪的原理及其应用 授课教师（职称）：崔晓东 研究生姓名：常姣 年级：研一 学号：201323001003 成绩： 评阅日期： 山西大学研究生学院 年月日
流式细胞仪的原理及其应用 姓名常姣专业微生物学 摘要本文简要论述了流式细胞仪( flowcyt ometry, FCM) 的工作原理, 并对其某些科学领域研究中的应用进行阐述, 包括在生物学、免疫学、临床学中的研究应用。 关键词 FMC；生物学；免疫学；临床学 流式细胞仪( fl o w c y to me tr y, F CM) 研制、发展、革新和应用领域的扩展，都是由生物学、生物技术、计算机科学、电子工程学、流体力学、激光技术、分子生物学、有机化学和物理学等多个学科综合发展和应用而实现的。近代流式细胞仪，由于单克隆抗体技术、定量细胞化学和定量荧光细胞化学的应用，使其在生物学、临床医学等众多研究领域的应用愈来愈广泛和重要，尤其在生物学中对细胞周期的动力学分析、细胞因子、细胞凋亡、信号传导、R N A / D N A 的分析、细胞表面受体及特异性抗原的分析等领域发挥着独特作用，具有操作简单、分析精确、重复性好、费用低廉、分析速度快等优点。 1流式细胞仪的构成及工作原理 流式细胞仪主要由液流系统、光学系统、电子系统、分析系统和细胞分选系统五个部分组成。将待测细胞制成单细胞悬液, 经荧光染料染色后加入样品管, 在一定气体压力下待测样品被压入流动室。待测细胞在鞘液的包裹下单行排列, 依次通过检测区, 被荧光染料染色的细胞受到强烈的激光照射后, 产生散射光和荧光信号。这两种信号同时被前向光电二极管和90°方向的光电倍增管(PMT) 接收。散射光分为前向角散射(forwardscatter, FSC) 和侧向角散射(sidescatter, SSC) 。前者主要反映被测细胞的大小, 后者主要反映被测细胞的胞质、胞膜、核膜的折射等, 以及细胞内颗粒的性状。光信号通过波长选择通透性滤片后, 经光电倍增管接收后转为电信号, 再经数/模转换器转换为可被计算机识别的数学信号, 以一维直方图或二维点阵图及数据表或三维图形显示出来[1,2]。 流式细胞仪还可以对分析中的目的细胞进行分选, 它是通过分离含有单细胞的液滴而实现的。流动室的喷嘴上安装有超高频的压电晶体, 可以产生高频振荡, 使液流断裂为均匀的液滴, 待测细胞就包含在液滴之中。将这些液滴充上正或负电荷, 当带电液滴通过电场, 便会在电场的作用下发生偏转, 然后落入相应的收集器中, 从而实现细胞分选[2]。 2流式细胞仪的应用 流式细胞术的应用，简单用一句话概括就是，凡能被荧光分子标记的细胞或微粒均能用流式细胞仪检测。其中细胞生物学领域是流式细胞术在基础研究中应用范围最广泛的领域，因为最初这个技术就是为此目的而设计的。 2.1流式细胞仪在生物学中的应用 流式细胞仪在生物学中的应用越来越广泛,如在细胞生物学、细胞遗传学、分子生物学、神经生物学、微生物学、分子免役学、植物学等等许多生物学基础学科的应用和在细胞凋亡、细胞周期调控、细胞因子及细胞分型等研究中的应用[3]。 2.1.1 对凋亡细胞的分析 细胞凋亡是生物体生长发育过程中出现的正常现象, 在生物体形态构成、正常细胞更替以及维持
—、样品制备 1、取样（大约lx cells）,离心弃上清，以PBS洗两遍，逐滴加入1 ml 70%的冷乙醇固定细胞，-20°C冻存过夜。分析时，离心弃上清，以PBS洗两遍，加入100|j 啲Rnase （GenScript试剂A）, 37°C水浴30min,然后再加入400』的PI染液（GenScript试剂B）,在4°C避光条件下孵ff30min后即可上FCM检测。每个样品至少获取2xl04cells, 二、上流式测细胞 1」、打开液流抽屉，确认气压阀处于减压状态；打开金属扌当板；取出鞘液桶，倒掉废液，将鞘液桶加至2/3满（一般可用三蒸水，做分选必须用PBS或FACSFLow）,拧紧鞘液桶盖，安上金属扌当板，保证管路畅通无扭曲。检查废液桶，将废液桶的气路和液路的快速连接阀打开，倒掉废液（加鞘液一定要倒废液）向废液桶中倒入400ml浓度为10%的次氯酸钠溶液，合上压力阀。确实盖紧桶盖, 检查所有管路是否妥善安責。 1.2、依此接通电源、打开稳压器电源（指示灯由bypass变Ac putput）、变压器电源，稳定5分钟。将FACSCalibur开关打开，此时仪器功能控制钮的显示应是STANDBYo如果需要打印，打开打印机电源。打开电脑（密码：BDIS）,等待屏幕显示出标准的苹果标志（先开仪器，后开电脑主机）。 1.3、将压力阀責于加压位置，轻拍过滤器，使气泡位于滤器的上方，打开管路开关，将过滤器中的气泡排除，关闭管路开关。若滤器管路中有气泡，打开连接头，挤出鞘液，以排除气泡。关闭液流抽屉。执行仪器PRIME功能一次，以排除Flowce呻的气泡（反向压力使鞘液从进样针中流岀）。结束后自动STANDBY, 5分钟后即可进行试验。 2.1、从苹果画面中选取CELLQuest,最大化，选散点图标，打开，Plot type选择Acq-analysis, X参数和丫参数分别取FSC-H、SSC-H （选择散点图主要是确定所需细胞的细胞群）。选择单参数图标，打开，Plot type选择Acq-onalysis, X 参数选择FL2-H 1024（此属于荧光,根据荧光染料的波长范围选择不同的荧光，本实验使用PI作为荧光染料，故选择FL2-H） Y Parameter Plot Source： |< Select File... X Parameter Mie：| Acquisition
流式细胞仪的使用方法及相关资料 仪器名称：流式细胞仪 生产厂家：美国贝克曼库尔特有限公司 使用方法： 一．开机程序 1．检查稳压器电源，打开电源，稳定5分钟。 2．打开储液箱，倒掉废液, 并在废液桶中加入400ml漂白水原液。打开压力阀，取出鞘液桶，将鞘液桶加至4/5满（一般可用三蒸水，做分选必须用PBS或FACSFlow），合上压力阀。确实盖紧桶盖，检查所有管路是否妥善安置。 3．将FACSCalibur开关打开，此时仪器功能控制钮的显示应是STANDBY，预热5－10分钟。排出过滤器内的气泡。 4．如果需要打印，打开打印机电源。 5．打开电脑,等待屏幕显示出标准的苹果标志。 6．执行仪器PRIME功能一次，以排除Flow cell中的气泡。 7．分析样品时，先用FACAFlow 或PBS进行HIGH RUN约2分钟。 做过分选后，每次开机后需冲洗管道：向分选装置上装上两个50ml离心管，不接通浓缩系统，摁下右下角白色按钮开始冲洗。待自动停止后接通浓缩装置，同上法冲洗一次。 二．预设获取模式文件(Acquisition Template Files) 1．从苹果标志中选择CELLQuest见一个新视窗，可利用此视窗编辑一个获取模式文件。 2．选取屏幕左列绘图工具中的Dot plot，绘出一个或多个Dot Plots（点图）。从Dot Plot对话框中选取Acquisition作为图形资料来源，并确定适当的x轴和y轴参数。 3．选取屏幕左列绘图工具中的Histogram，同上法可绘出Histogram（直方图）。4．将此视窗命名后储存于FACStation G3\BD Applications \CELLQuest Folder \EXP文件夹中，下次进行相同实验时可直接调用。 本计算机中已设定两个模式文件：ACQ和EXP，储存于FACStation G3\BD Applications \CELLQuest \EXP文件夹中，ACQ用于细胞DNA检测，EXP用于细胞表面标志分析。 三．用CELLQuest进行仪器的设定和调整 1．从苹果画面中选取CELLQuest，进入CELLQuest后在File指令栏中打开合适的获取模式文件。 2．从屏幕上方Acquire指令栏中，选取Connect to Cytometer（快捷键：＋B）进行电脑和仪器的连机。将出现的Acquisiton Control对话框移至合适位置。3．从Cytometer指令栏中，开启Detectors/Amps、Threshold、Compensation、Status 等四个对话框，并将它们移至屏幕右方，以便获取数据时随时调整获取条件。也可以用+1，2，3，4获得此四个对话框。 4．在Detectors/Amps对话框中，先为每个参数选择适当的倍增模式(amplifier mode)：线性模式Lin或对数模式Log。一般进行细胞表面抗原分析如分析外周
目录 第一部分流式细胞术简介 (1) 第二部分流式项目检测列表 (4) 第三部分流式细胞术在各类疾病中的应用 (7) 第一章感染性疾病 (7) 第二章肿瘤、细胞治疗应用 (9) 第三章血液系统疾病 (14) 第四章器官移植检测 (15) 第五章风湿免疫性疾病 (16) 第六章呼吸系统疾病 (18) 第七章消化系统疾病 (20) 第八章泌尿系统疾病 (21) 第九章心脑血管疾病 (22) 第十章妇产科及儿科相关疾病 (24) 第十一章内分泌患者免疫功能检测 (26) 第十二章皮肤科疾病 (27)
第一部分流式细胞术简介 1 流式细胞术定义 流式细胞仪是集激光技术、电子物理技术、光电测量技术、计算机技术以及细胞荧光化学技术、单克隆抗体技术为一体的新型高科技仪器，为生物医学与临床检验学发展提供了最强有力的工具。 流式细胞分析技术(flow cytometry，FCM)又称流式细胞术，是20世纪70 年代发展起来的一种快速、准确、客观的检测技术，它能够同时检测快速直线流动状态中的单个细胞或微球的多项物理及生物学特性--在极短的时间内高速分析上万个甚至是几十万个细胞，并能同时从一个细胞中测得多个参数，对其加以定性定量分析，还可以对特定群体加以分选。目前，流式细胞术已经广泛用于临床应用与基础研究，在免疫学、遗传学、血液学、肿瘤学、细胞生物学、细胞遗传学、生物化学等医学与生命科学所有领域内发挥着重要的作用。 2 流式细胞仪工作原理 制备成单细胞悬液的标本或单个微粒在上样前进行荧光染色。流式细胞仪检测到上样管后，产生一定的气体压力将待测样本压入流动池。同时鞘液（不含细胞或微粒的缓冲液）在仪器产生的高压作用下从鞘液管喷出，鞘液管入口方向与样本流形成一定的角度，形成一个圆形的鞘液流，包围着细胞或微粒高速流动，使待测细胞在鞘液的包裹下单行排列，逐个地通过流式细胞仪的激光聚焦区（流动池），从而被检测到，并发出散射光及荧光等多种光学信号。光学信号通过光电信号转换器及电子信号处理系统采集及分析后，最后以图形的形式将数据结果显示在电脑屏幕上。 3 流式细胞仪的主要结构 光学系统，液流系统，信号处理及放大系统，计算机系统。
一、样品制备 1、取样（大约1×106cells ），离心弃上清，以PBS洗两遍，逐滴加入1ml 70%的冷乙醇固定细胞，﹣20℃冻存过夜。分析时，离心弃上清，以PBS洗两遍，加入100μl 的Rnase（GenScript 试剂A），37℃水浴30min，然后再加入400μl 的PI染液（GenScript 试剂B），在4℃避光条件下孵育30min后即可上FCM检测。每个样品至少获取2×104cells ， 二、上流式测细胞 1.1、打开液流抽屉，确认气压阀处于减压状态；打开金属挡板；取出鞘液桶，倒掉废液，将鞘液桶加至2/3 满（一般可用三蒸水，做分选必须用PBS或FACSFLo）w，拧紧鞘液桶盖，安上金属挡板，保证管路畅通无扭曲。检查废液桶，将废液桶的气路和液路的快速连接阀打开，倒掉废液（加鞘液一定要倒废液）向废液桶中倒入400ml浓度为10%的次氯酸钠溶液，合上压力阀。确实盖紧桶盖，检查所有管路是否妥善安置。 1.2、依此接通电源、打开稳压器电源（指示灯由bypass变Ac putput ）、变压器电源，稳定5分钟。将FACSCalibur 开关打开，此时仪器功能控制钮的显示应是STANDB。Y如果需要打印，打开打印机电源。打开电脑（密码：BDIS），等待屏幕显示出标准的苹果标志（先开仪器，后开电脑主机）。 1.3、将压力阀置于加压位置，轻拍过滤器，使气泡位于滤器的上方，打开管路开关，将过滤器中的气泡排除，关闭管路开关。若滤器管路中有气泡，打开连接头，挤出鞘液，以排除气泡。关闭液流抽屉。执行仪器PRIME功能一次，以排除Flowcell 中的气泡（反向压力使鞘液从进样针中流出）。结束后自动STANDB，Y 5 分钟后即可进行试验。 2.1、从苹果画面中选取CELLQues，t 最大化，选散点图标，打开，Plot type 选择Acq-analysis ，X参数和Y参数分别取FSC-H、SSC-H （选择散点图主要是确定所需细胞的细胞群）。选择单参数图标，打开，Plot type 选择Acq-analysis ，X参数选择FL2-H 1024（此属于荧光,根据荧光染料的波长范围选择不同的荧光,本实 验使用PI作为荧光染料,故选择FL2-H）
流式细胞术及其应用教程 The course of flow cytometry and its application 课程简介 该课程包括理论和实习两部分，理论课程重点介绍与流式细胞术密切相关的基本原理、结构及其在临床和科研工作中的应用。内容包括流式细胞术的基本原理、流式细胞仪数据的采集和分析、血细胞分化发育过程、流式细胞术在免疫学、血液学、肿瘤学及科研工作中的应用。通过理论授课使研究生能够掌握上述领域的基本理论和最新研究进展，达到提高研究生流式细胞术应用水平、拓展研究生思路、开阔眼界，为培养复合型人才打下基础。实习内容包括标本制备、仪器的调节与质控、淋巴细胞亚群分析、HLA-B27检测、胞膜、内抗原检测、红细胞CD55、CD59检测、血小板膜糖蛋白分析、DNA倍体分析及细胞因子检测。通过实习使研究生进一步熟悉流式细胞仪的使用程序，操作规程，为今后的工作、学习提高帮助。 This course includes in lecture teaching and practice lesson. The lecture teaching will be focused on flow cytometric basic theory, structure, data collection and analysis, application in clinic and research. The practice lesson will be focused on sample preparation, instrument setting, analysis of lymphocytes, HLA-B27，extracellular antigen and intracellular antigen, analysis of CD55,CD59, DNA ploidy analysis and cytokine detection. 教学大纲 一、课程名称：流式细胞术及其应用教程 二、总学时数：38学时，2学分 理论课18学时 实验课20学时 三、授课对象： 博士生、硕士生，专业不限