流式细胞仪临床应用手册
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流式细胞术及其临床应用ABSTRACTKey words: Flowcytometry; Immunophenotyping; Leukemia; Activated platelets; Tumor; Apoptosis.流式细胞术(flowcytometry FCM)是对单个细胞或其他生物微粒进行快速定量分析和分选的一门技术。
在分析或分选过程中,包绕在流动液体中处理过的单个细胞或微粒通过聚焦的光源,产生电信号,这些信号代表光散射、荧光等参数,以此测定出细胞或微粒的物理和化学性质,并可根据这些性质分选出高纯度的细胞亚群,以对其进一步的培养或分析。
包绕细胞的液流称为鞘液。
所用仪器称为流式细胞仪(flowcytometer FCM)。
流式细胞术综合了光学、电子学、流体力学、细胞化学、免疫学、激光技术和计算机科学等多门学科和技术,具有检测速度快、精确、测量指标多、采集数据量大、分析全面、方法灵活等特点。
一、流式细胞仪(flowcytometer FCM)1.流式细胞仪的基本结构流式细胞仪的结构一般可分四部分,见图1。
(1)流动系统流动系统是流式细胞仪的心脏,因为细胞悬液在被检测之前必须首先形成一个很细的稳流,细胞在其内部排成单列通过测量区。
细胞悬液和鞘液分别(是分别还是同时)进入流动室,鞘液的作用是使样品悬液中的粒子组成单一纵列方式通过测量区,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。
(2)激光系统多采用氩离子激光器。
使发射光在可见光谱范围内488nm激发。
目前市场上大多数荧光色素适用于此波长。
激光的单色性好,功率高,稳定。
(3)光学和电子系统激光束射至经流体力学聚焦的个别细胞和粒子后,光散射在各个方向(360?)发射。
有两个光散射参数需收集,前向角散射(FSC)主要用于检测细胞体积的大小。
另一为侧向散射(SSC)用于检测细胞膜,胞质,核膜等细胞内部结构及胞质内颗粒。
荧光信号是由对细胞进行染色的特异性荧光染料受到激光激发后发射的。
流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)检测血小板功能及其临床应用血小板功能的检测包括测定血小板粘附、聚集和活化的能力。
然而,在血小板相关疾病的诊断中,检测血小板功能的方法常常是有争议的。
这通常是由于方法本身的原因造成的[1],譬如,静脉阻滞、抗凝剂选择、离心,甚至标本处理不当等因素,都可导致医源性血小板激活,影响临床诊断的价值。
这就要求建立一种灵敏、精确、快速、简便,最好可用于临床常规检测血小板功能测定方法。
关键词:血小板临床应用流式细胞术血小板功能的检测包括测定血小板粘附、聚集和活化的能力。
然而,在血小板相关疾病的诊断中,检测血小板功能的方法常常是有争议的。
这通常是由于方法本身的原因造成的[1],譬如,静脉阻滞、抗凝剂选择、离心,甚至标本处理不当等因素,都可导致医源性血小板激活,影响临床诊断的价值。
这就要求建立一种灵敏、精确、快速、简便,最好可用于临床常规检测血小板功能测定方法。
由于血小板的活化程度可由血小板膜糖蛋白表达水平的高低来判断,近年来,文献报道利用流式细胞术,特别是全血法流式细胞术,检测血小板膜糖蛋白的表达[2]。
该技术能灵敏、特异地检测血液中活化血小板,并评价其功能。
现就全血法流式细胞术检测血小板功能的方法及临床应用现状和潜力进行综述。
一、全血法流式细胞术1.方法学:流式细胞仪能快速测定大量个体细胞的特性。
样品中欲分析的细胞预先进行荧光标记,然后由压缩氮经硅管送达标本室,再以5 000~10 000个细胞/秒的速率逐个射入光敏感区。
在适当波长的激发光作用下,被特殊染色的细胞发射出一定量的荧光脉冲讯号。
探测器收集每个细胞的荧光讯号和光散射,然后传入计算机进行分析。
传统的流式细胞术检测血小板膜糖蛋白的表达,常用的样本是经洗涤的血小板或富含血小板的血浆。
由于血小板极易活化激惹,样本经离心、洗涤等步骤,容易人为地导致体外血小板激活,影响临床诊断价值。
为此,Shatti等[2]引入了全血法流式细胞术。
流式细胞术的临床应用闫 虹(天津市人民医院检验学部,天津300121) 流式细胞术(flow cytometry,FC M)是20世纪70年代发展起来的对单细胞定量分析的一种新技术。
它借鉴了荧光标记技术、激光技术、单抗技术和计算机技术,具有极高的检测速度与统计精确性,而且从单一细胞可以测得多个参数,为生物医学与临床检验提供了全新视角和强有力手段。
目前,随着单克隆抗体技术的发展,流式细胞仪检测技术已经广泛使用在基础研究和临床实践的各个方面,在肿瘤学、血液学,免疫学、微生物学、细胞生物学-遗传学及临床检验学等诸多领域内发挥着重要作用[1]。
本文就其在临床上的应用综述如下。
1 流式细胞仪的工作原理 流式细胞仪主要由细胞流动室、激光聚焦区、检测系统、数据处理系统等4部分组成,其工作原理是将待测标本制成单细胞悬液,经染色后进入流动室,流动室充满流动的鞘液,鞘液压力与样品压力是不同的,当两者的压力差异达到一定程度时,鞘液裹挟着的样品流中细胞排成单列逐个经过激光聚焦区。
若将细胞中感兴趣的部分特异性地标上荧光染料,那么这些染料将在细胞通过激光检测区时受激光产生特定波长的荧光,通过一系列信号转换、放大、数字化处理,就可以在计算机上直观地统计染上各种荧光染料的细胞各自的百分率。
选择不同的单克隆抗体及荧光染料,可以利用流式细胞仪同时测定一个细胞上的多个不同的特征,如果对具有某种特征的细胞有兴趣,还可以利用流式的分选功能将其分选出来,以便进一步培养、研究。
2 流式细胞术在临床上的应用2.1 流式细胞术在免疫学中的应用 FC M与单克隆抗体结合,对细胞表面和细跑内抗原、癌基因蛋白及膜内受体的定量检测取得很大进展,并广泛应用于临床医学,克服了普通免疫学方法难以准确定量的不足。
在临床医学研究中,应用最为广泛的是流式细胞免疫表型分析,F M可以进行淋巴细胞亚群分析,可同时检测出一种或几种淋巴细胞表面亚群分析,将不同的淋巴细胞亚群区分开来,并计算出它们相互间的比例。
流式细胞仪的原理及其临床应用流式细胞技术(FCM)是70 年代发展起来得一种快速对单细胞定量分析的新技术, 它借簦了荧光显微镜技术, 同时利用与荧光染料, 激光技术, 单抗技术以及计算机技术的发展, 将荧光显微镜的激发光源改为激光, 使之具有更好的单色性与激发效率, 因而大大提高了检测灵敏度, 同时将固定的标本台改为流动的单细胞悬液, 用计算机进行数据处理, 因而大大提高了检测速度与统计精确性, 而且从同一个细胞中可以同时测得多种参数, 为生物医学与临床检验学发展提供了一个全新的视角和强有力的手段. 目前, 该技术已经广泛用于基础研究与临床应用, 在免疫学, 遗传学, 血液学, 肿瘤学等领域内发挥前重要的作用. 本文着重介绍流式细胞仪基本原理及其在临床上的应用.一. 基本原理流式细胞仪的主要结构可以大致分为这样几个组成部分: 激光系统, 流式系统, 信号处理及放大, 计算机系统. 图一, 图二概括了流式细胞仪的基本原理, 当待测标本被制务成单细胞悬液, 经染色后进入流动室, 流动室内充满流动的鞘液, 鞘液压力与样品流压力是不同的, 当二者的压力差异达到一定程度时, 鞘液裹挟着的样品流中细胞排成单列逐个经过激光聚焦区. 如果我们将细胞中感兴趣的部分特异性地标上荧光染料, 那么这些染料将在细胞通过激光检测区时受激发出特定波长的荧光, 通过一些波长选择通逶性的滤色片, 我们可以将不同波长的散射光, 荧光信号区分开来, 并送到不同的光电配增管中, 经过一系列信号转换, 放大, 数字化处理, 我们就可以在计算机上直观地统计染上各种荧光染料的细胞各自的百分率. 选择不同的单克隆抗体及荧光染料, 我们可以利用流式细胞仪同时测定一个细胞上的多个不同的特征, 如果对具有某种特征的细胞有兴趣, 我们还可以利用流式的分选功能将其分选出来, 以便于进一步培养, 研究二. 流式细胞仪在免疫学中的应用1. 淋巴细胞亚群分析淋巴细胞是正常机体免疫系统功能最重要的一大细胞群, 在免疫应答过程中, 未梢血淋巴细胞发育成为功能不同的亚群. 各亚群的数量和功能了生异常时, 就能导致机体免疫紊乱并产生病理变化.FCM可以同时检测一种或几种淋巴细胞细胞表面抗原, 将不同的淋巴细胞亚群数量的测定来监控病人的免疫状态, 指导治疗.2. 感染及其治疗效果观察由于T 淋巴细胞在人体免疫系统中承担着重要的功能, 因此, 当感染发生时,T 淋巴细胞各亚群的变化往往能很敏感地反映感染的状态与程度. 例如, 细胞膜外CD4分子有HIV 识别部位, 因此CD4细胞是HIV 病毒受体,AIDS 病人CD4+T细胞明显减少, 该指标是诊断AIDS的重要标志. 当病毒感染发生时( 如乙型肝炎,EB 病毒和巨细胞包涵体病毒),CD8+T 细胞增多, 对CD8细胞的测定有助于对感染的诊断, 治疗效果的动态观察.利用流式细胞仪可对器官或骨髓移植后病人进行监控. 当病人CD3+,CD25持+续增加提示已经开始发生排异,CD4/CD8持续下降表明有感染发生, 当其比值小于0.2 时必须停用免疫抑制剂.由于流式细胞仪将静态的, 显微镜下肉眼观察改为动态的, 计算机信号处理, 因此, 在流式细胞仪上T 细胞亚群统计方式已从传统的荧光显微镜下计数200个细胞成为几秒钟内计数上万个, 因此结果更真实, 更具有统计意义.3. 其他免疫功能性疾病分析流式细胞仪便捷, 准确的特点可以用来对自身免疫性疾病进行检测与疗效观察. SLE病人的淋巴细胞变化可以反映该病的活动情况和器官侵犯程度. 活动或非活动性SLE伴有多系统疾病但无肾脏损害的病人可出现CD4/CD8比值升高, 伴有严重肾脏损害的SLE病人可出现低CD4+,高CD8+的现象.有证据表明外周血HLAB27的表达及其表达程度与强直性脊髓炎的发生有很大程度的相关性, 利用流式细胞仪可以进行HLA-B27./HLA-B7 双标记来检测HLA-B27 阳性细胞, 同时排除交叉反应. 另外,CD23 表达的增加与变态反应性疾病, 自身免疫性疾病, 肾病综合症有关, 而且阳性率与病情严重程度呈正相关, 治疗有效后CD23+细胞减少.利用流式细胞仪检测PNH血细胞的细胞膜所缺乏的糖化肌醇磷脂(GPI) 锚连接的蛋白如DAF(CD55.)与MIRI(CD59..) 来确诊阵发性睡眠性血红蛋白尿传统的血清溶血试验具有更高的特异性与灵敏度.一. 流式细胞仪在血小板功能评价方面的应用血小板膜糖蛋白(GP)是参与止血, 血栓形成的重要分子基础, 这些膜糖蛋白是一类重要得黏附分子. 用搞GP.. 的单克隆抗体对血小板进行免疫荧光标记, 用FCM 分析单个血小板或血小板亚群GP是血小板膜糖蛋白检测分析方法的重大发展,方法简便, 快速, 标本用量少, 灵敏度高, 结果准确.与血小板有关的抗原的临床意义有:1. 诊断遗传性血小板功能缺陷疾病巨血小板综合症(BSS)患者血小板CD42 A\CD42B复合物先天缺陷,FCM中表现CD42A与CD42B不仅严重缺乏, 而且其平均荧光强度显著低于阴性对照,CD61代偿性增加.血小板无力症(GT) 患者FCM表现血小板GPIIB,IIIA(CD41,CD61) 明显缺乏,CD42A 和CD42B基本正常或稍高, 并可出现异常血小板亚群.3. 血栓性疾病和血栓前状态由于活化血小板是血栓的主要成分之一, 也是引起血栓形成的主要原因, 所以血小板活化程度增高与疾病发生发展有关.CD62P.. 和CD63是活化血小板最特异和灵敏的分子标志物, 正常人血小板只有低水平活化, 外周血CD62P只有3-5%.有文献报导糖尿病伴有微血管病变, 冠心病, 高血压病. 高血脂病, 脑血栓形成, 脑动脉硬化患者活化血小板百分率和绝对数显著高于正常人, 而糖尿病无微血管病变, 周围血管病以及深静脉血栓形成患者活化血小板水平与正常人无显著差异.PTCA后24 小时发展成急性血管闭塞或高度再狭窄的患者CD62P..和CD63增多,FCM可用于测PTCA后急性缺血再发作的危险性.四, 流式细胞仪在白血病中的应用血液病多种为肿瘤性免疫性和遗传性疾病, 但恶性血液病约占一半以上.FCM在血液病的发病机制, 诊断, 分类, 治疗和预后判断方面都有广阔的应用前景.1. 白血病的分类研究2. 微小残病变检出(MRD)M R D是白血病复发的主要根源,..FCM 其高特异性与敏感性可以在患者缓解期检避免复发.测是否有残存病变细胞, 早期探测MRD以,五FCM在肿瘤学上的应用1. DNA含量测定及细胞周期分析FMC在肿瘤学上的应用主要是利用DNA含量测定进行包括癌前病变及早期癌变的检出, 化疗指导以及预后评估等工作.大量工作表明, 癌前病变的癌变率与病变的增生程度一致, 而增生程度与DNA含量的异常改变又呈平行关系.FCM通过精确定量DNA含量, 能对癌前病变的性质和了展趋势作出判断, 有助于癌变的早期诊断.DNA非整倍体的出现可能是恶变细胞的重要标志, 目前病理学尚无法从癌前病变中发现癌变和即将癌变的细胞, 而FCM检测中DNA非整倍体细胞的出现可作为一个有价值的参数.DNA倍体分析有助于临界性肿瘤的诊断, 如卵巢的交界性肿瘤, 异倍体的出现与病变的恶性发展有关.细胞异常增殖和分化障碍是肿瘤细胞的特性,DNA含量不仅能非常敏感地反映细胞代谢的异常, 而且能通过DNA倍体分析, 细胞周期各时相的细胞比例分析并结合细胞抗原的表达多参数分析, 全面了解细胞的生物学行为, 从而帮助肿瘤的诊断, 选择治疗方案和预后判断.DNA异倍体, 高S_PHASE细胞比值和高增殖细胞核抗原(PCNA)表达与细胞增殖能力, 恶性程度和不良预后呈正相关.2. 为治疗方案和药理学研究提供依据不同类型的肿瘤对化疗药物的敏感程度是不同的. 可以利用FCM进行细胞期分析, 适当选用周期特异性药物或非周期特异性药物.MDR是由多药耐药基因编的P糖蛋白(PGP)是亲脂化合物, 包括多种抗癌药物和荧光染料的跨膜性排出泵. 从人淋巴细胞排出荧光染料与细胞内P-GP的含量直接相关. 当淋巴细胞出现M D R阳性细胞时, 病人对化疗药物开始出现耐药性, 需要考虑其他治疗方式.六, 活细胞内活性酶的检测法( 如FLUOROMETR及ICCOLORIMDTRIC_ASSAY都S是), 测定总体细胞的总酶活性而非测定单一细胞的酶活性. 若要测定单一细胞的酶活性, 通常都是涉及固定后的死细胞. 近来COULTE公R司推出最新的技术及试剂CELLPROBE_REAGE由N于T,每一个特定的酶都有其专一的受质, 而受质本身是由特别的化学品与荧光染料FLOURENSCE或IN RHODAMINEN共O价结合的, 能迅速进入活细胞, 当其遇到特异性酶时, 会被酶破坏其共价结构而释放其荧光染料, 从而能够被FCM检测到, 因此, 活细胞酶探针能够用来测量单一活体细胞内酶的活性.七. 凋亡细胞检测凋亡最初是作为形态学概念被提出来的. 细胞有两种不同的死亡方式. 即坏死(MECROSIS和) 凋亡(APOPTOISI). 凋亡典型的形态特征是核染色质固缩并分离, 细胞质浓缩, 细胞膜和核膜皱曲, 核断裂形成片断, 最后形成数量不等的凋亡小体. 利用FCM可以进行DNA断裂点标记检测.DNA片断可以从细胞内漏出, 导致DNA含量减少, 利用F C M进行DNA含量分析, 通过二倍体细胞G0/G1期峰前的亚二倍体峰来确定.在凋亡早期, 一些与膜通透性改变及凋亡有关的蛋白在细胞膜表面有特定表达, 例如FAS基因蛋白(CD95), 线粒体膜蛋白(AP027), 磷脂酰丝氨酸(ANNEXIN_V),FCM结合单克隆抗体可以检测表达这些蛋白的细胞, 从而确定细胞的凋亡情况.自70 年代流式细胞仪成型以来, 历经20 多年的发展, 流式细胞仪应用意义越来越得以体现, 尤其是1982 年以后, 随着白细胞分化抗原意义的确认以及单克隆抗体技术的发展, 给流式细胞仪的应用发展提供了强大的推动力. 在我国, 不仅许多科研单位早在80 年代已经开始使用流式细胞仪作为其科研工具, 进入90 年代后, 以库尔特原理及其相关血细胞分析产品闻名的美国库尔特公司以其在流式领域研究, 应用近二十年的积累, 在其五代流式细胞仪的基础上推出了以单激光同时激发四色荧光的新一代临床型流式细胞仪, 并为其配套了临床标本制备仪, 使临床标本制备标准化, 简单化, 开创了流式应用的新领域. 从而, 不少大中型医院也逐步引进流式细胞仪作为临床诊断的辅助工具, 随着单抗技术, 计算机技术及其它相关技术的不断发展, 流式细胞仪将会在应用领域得到不断的开拓, 成为科研与临床不可或缺的重要手段.。
流式细胞仪在临床检验中的应用流式细胞仪是一种先进的生物医学仪器,能够对细胞进行高速、高分辨率的检测和分析。
它可以用于各种临床检验,有助于提高疾病的诊断和治疗的准确性和效果。
本文将探讨流式细胞仪在临床检验中的应用。
首先,流式细胞仪可以用于白血细胞计数和分类。
传统的白细胞计数方法需要进行显微镜检查,耗时且不准确。
而流式细胞仪通过分析细胞的体积和形状特征,可以快速、准确地计算出不同类型的白血细胞数量,并能够进一步对白细胞进行分类,如淋巴细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞等。
这些信息对于炎症、感染和肿瘤等疾病的诊断和治疗非常重要。
其次,流式细胞仪还可以用于免疫细胞表型分析。
免疫细胞表型分析是研究细胞表面分子的一种方法,可以确定细胞的类型和功能。
流式细胞仪通过与特定的抗体结合,可以测量不同细胞表面的抗原表达水平,从而确定细胞的免疫表型。
这对于免疫系统相关疾病的诊断和治疗具有重要意义,如白血病、自身免疫疾病等。
此外,流式细胞仪还可以用于检测细胞内的信号分子和功能,可以评估细胞的活力和功能状态。
流式细胞仪在肿瘤学研究中也有广泛的应用。
它可以检测和分离肿瘤细胞,通过测量肿瘤细胞的大小、形状和表面标记物的表达水平,可以评估肿瘤的类型、分级和预后。
此外,流式细胞仪还可以用于检测循环肿瘤细胞(CTC)和肿瘤间质细胞(TIC),这些细胞在肿瘤的转移和预后中起到重要的作用。
除了疾病诊断和治疗外,流式细胞仪还可以应用于药物研发和治疗监测。
通过对细胞的特征和功能进行分析,可以评估药物对细胞的影响和效果,从而指导药物的选择和使用。
此外,流式细胞仪还可以通过检测细胞的凋亡、增殖和细胞周期等指标,评估治疗的疗效和耐药性。
在临床检验中,流式细胞仪的应用广泛且日益重要。
它具有高通量、高分辨率和多参数分析的优势,可以提供丰富的静态和动态细胞信息,有助于提高疾病的早期诊断和治疗效果评估的准确性和效率。
随着流式细胞仪技术的不断发展和优化,相信它将在临床检验中发挥越来越大的作用,为人类健康事业作出更大的贡献。
一、诊断性指标如图1所示,图(左)白血病细胞成为一个单一的群体,很难区分原始或病态的白血病细胞和成熟的细胞。
但是通过CD45和(SSC)设门法之后(图右),看到图(左)无法区分细胞被分成了五群。
在这五群中,成熟细胞CD45表达的荧光比较强。
A门里是淋巴细胞,B门里是单核细胞,C门里就是粒细胞群,D门里是原始细胞,一般CD45表达较弱。
一些细胞碎片、红细胞和转移来的瘤细胞,由于不表达CD45,可能位于D门、D门偏下或者E门的位置。
CD45结合侧向散射光之后能把白血病细胞找出来,减少了其它细胞的干扰。
对D门里的白血病细胞做进一步的分型,就能准确看到白血病细胞群免疫分型的表达情况。
图13.白血病的特异性标志免疫表型分析主要是根据细胞的特异表面标志,把白细胞分成T细胞、B细胞和原始细胞。
T淋巴细胞白血病一般表达的分化抗原有胞浆内的cCD3、抗TCRαβ、抗TCRγδ、CD2、CD5、CD8、CD10和CD7;B淋巴细胞白血病一般表达的分化抗原有胞浆内的cCD79a、CD22、CD19 、CD10和CD20;髓系白血病一般表达的分化抗原有胞浆内的cMPO、CD117、CD13、CD33、CD14、CD15和CD64;NK淋巴细胞白血病一般表达的分化抗原有CD16、CD56和CD57;红白血病一般表达的分化抗原有GlyA和CD36;巨核细胞白血病一般表达的分化抗原有CD41、CD42和CD61;一系列非特异标志在不同的白血病中可能都有表达,尤其是表达在早期的造血干组细胞上,一般表达的分化抗原有CD34和HLA-DR。
其中,对T淋巴细胞白血病来讲比较特异的是胞浆内的CD3,当胞浆内CD3出现阳性的时候,高度怀疑是T淋巴细胞白血病。
对于B淋巴细胞白血病来讲,胞浆内的CD79a和CD19是比较特异的,cCD79a最具特异性。
cCD3和cCD79a分别表达于早期T细胞和B细胞。
cMPO是髓系特异标志。
如图2所示为B-ALL的表达图。
仪器操作手册本手册根据标准配置的CyFlow® Space编写而成,具体内容根据实际配置可能有所偏差,手册内容应以实际配置为准。
CyFlow Space 仪器操作手册内容CyFlow Space介绍 (4)典型分析步骤 (5)基本操作 (6)启动CyFlow Space (6)多激光测量 (7)开始检测 (8)关闭CyFlow (9)液量绝对计数(定量)----概述 (10)如何执行液量绝对计数 (12)光路几何示意图 (13)光路图标准设置----参数 (14)仪器设置 (15)参数设置对话框:脉冲信号高度、面积和宽度 (16)触发 (17)光电倍增管(PMT)电压,增益和对数放大 (18)样本进样速度 (19)阈值:L-L(低值)和U-L(高值) (20)附录 (21)安装要求 (21)仪器安装--概要 (22)仪器安装--顺序 (23)流动室精细校准 (24)流动室 (25)维护和服务 (26)运输和储存 (26)污染物处理 (26)安全使用激光器的说明 (27)CyFlow Space技术规格表 (28)Partec推荐使用体外诊断试剂IVDPartec CyFlow Space型流式细胞仪符合欧洲98/97/EC标准,已经取得欧洲CE认证。
○C2007 Partec GmbHOtto-Hahn-Str.32D-48161GermanyCyFlow® Space介绍Partec CyFlow® Space是什么?CyFlow®Space有哪些用途?本手册涉及内容?其他要用到的说明书?操作CyFlow®Space前应该具备哪些知识?Partec CyFlow®Space是一台配臵全面的桌面式/便携式流式细胞仪(FCM)。
它的特色即设计理念是可以配备3个激光光源,和1至9个光学通道(参数),通过简单地更换光学滤片或镜片可以满足任何实验的需求。
流式细胞仪使用方法说明书1. 概述流式细胞仪是一种用于细胞分析和排序的先进仪器。
本方法说明书旨在向用户介绍如何正确操作流式细胞仪以及最佳的使用方法。
请用户在使用前仔细阅读本说明书并遵循相关的安全操作规程。
2. 仪器组成流式细胞仪主要由以下几个组成部分构成:- 流体传送系统:用于将样本引入仪器并排除废弃物。
- 激光系统:产生激光束以激发样本中的荧光染料。
- 光学系统:收集样本产生的荧光信号并进行检测。
- 数据分析系统:用于解析和分析收集到的数据。
3. 使用准备在进行流式细胞仪实验之前,请确保以下几个步骤已经完成:- 仪器校准:根据仪器的使用手册进行仪器校准,确保仪器工作在最佳状态。
- 样本准备:按照实验需求,对待测样本进行合适的处理,例如细胞培养、染色等。
- 试剂准备:准备好所需的荧光染料、缓冲液等试剂。
4. 仪器操作以下是流式细胞仪的一般操作步骤:- 打开仪器电源,并等待仪器启动完成。
- 将样本装入合适的样本管,并在样本管中加入适量的荧光染料或其他试剂。
- 将样本管放入仪器中的样本槽,并调整流速和其他参数。
- 启动激光系统,并调整激光强度和波长以适应实验需求。
- 开始数据采集,根据仪器界面指示收集所需数据。
- 数据分析:根据实验需要,使用相应的数据分析软件对采集到的数据进行解析和处理。
5. 安全注意事项在使用流式细胞仪时,务必注意以下安全事项:- 佩戴个人防护装备,包括实验手套和护目镜。
- 遵循实验室的生物安全规程,确保样本处理符合相关的安全要求。
- 避免直接暴露于激光束下,以免损伤眼睛和皮肤。
- 在清洁仪器时使用合适的溶剂,并按照仪器清洁的标准程序进行操作。
6. 故障排除在实际操作中,有时可能会遇到仪器故障或其他问题。
以下是一些常见问题及其排除方法:- 仪器无法启动: 检查电源连接是否正常,重启仪器。
- 数据质量差: 检查样本制备和染色的质量,调整参数和仪器校准。
- 清洗困难: 检查是否有阻塞,按照清洁程序进行清洗。
流式细胞术的工作原理及其临床应用一、本文概述流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)是一种在液流中快速检测和分析单个细胞的技术,广泛应用于生物学、医学和生物技术等众多领域。
本文将对流式细胞术的工作原理进行详细介绍,并探讨其在临床诊断和治疗中的广泛应用。
我们将概述流式细胞术的基本原理和技术特点,包括细胞染色、荧光信号检测和数据分析等方面。
然后,我们将深入探讨流式细胞术在免疫学、血液学、肿瘤学等领域中的临床应用,以及其在疾病诊断、预后评估、疗效监测等方面的重要作用。
我们将对流式细胞术的未来发展趋势进行展望,以期为读者提供全面而深入的了解。
二、流式细胞术的工作原理流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)是一种在液流中快速定量分析和分选细胞的技术。
其工作原理主要基于流式细胞仪的精确设计和操作。
待检测的细胞经过预处理,如荧光标记、固定和破膜等,使其带有可检测的荧光染料或抗体。
这些细胞随后被导入到流式细胞仪中,通过喷嘴形成单细胞悬液,并以一定的流速通过检测区域。
在检测区域,细胞经过激光束的照射,激发出荧光信号。
这些信号被光电倍增管等光电转换器接收,并转化为电信号。
电信号经过放大、数字化处理后,由计算机系统进行记录和分析。
流式细胞仪可以同时检测多个参数,如细胞大小、内部结构、DNA 含量、蛋白质表达等。
这些参数的分析主要基于荧光信号的强度和波长,以及细胞的电学特性,如电阻抗。
流式细胞术还可以结合分选技术,将特定类型的细胞从混合细胞群体中分离出来。
这主要通过在流式细胞仪的出口处设置电磁场或静电场,对带有特定荧光信号的细胞进行偏转,从而实现细胞的分选。
流式细胞术的工作原理是将单个细胞在液流中快速通过激光束,通过检测和分析荧光信号,实现细胞的定量和定性分析,以及细胞的分选。
这种技术具有高灵敏度、高分辨率和高通量的特点,广泛应用于生物医学研究的各个领域。
三、流式细胞术的临床应用流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)作为一种高度灵敏且多功能的细胞分析技术,在临床医学领域的应用日益广泛。
现代医学仪器与应用2008年第20卷第1期M o dei ca l Eq ui pm ent a nd A pp l i ca t i on F e b.2008.V ol20.N o.1流式细胞仪的原理和临床应用沈二霞流式细胞术(f l ow cyt om e t r y,FC M)是利用流式细胞仪对细胞等生物粒子的理、化及生物特性进行分析的方法。
它是上个世纪70年代初发展起来的一项高新技术。
80年代初研制出了性能稳定良好的流式细胞仪,并开始被应用到临床医学研究及疾病的诊断和监测。
流式细胞仪具有检测速度快、测量指标多、采集数据量大、分析全面、方法灵活等特点。
近年来,随着流式细胞仪性能的不断改进和测定方法与技术的快速发展,流式细胞术成为常规实验诊断的重要手段,一些检验项目已成为临床疾病诊断、治疗方案选择、预后判断等不可或缺的内容…。
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人流动室。
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90o方向的光电倍增管(PM T)接收。
散射光分为前向角散射(for w ard sc at t er,FSC)和侧向角散射(si desc at t e r,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f l,21。
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。
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。
目录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(flowcytometry,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。
4流式细胞仪检测信号 散射光信号:FSSS荧光信号:FL1FL2FL3FL4… 5流式结果数据分析6流式细胞仪检测样品可用于流式细胞仪检测的样本种类多样,包括各种细胞(如外周血、骨髓、细针穿刺、灌洗液、实体组织、悬浮或贴壁培养的细胞),微生物,人工合成微球等;血清、血浆、培养上清、细胞裂解液等。
如果检测样本为实体组织时,我们可以用物理化学(天然,机械研磨/消化)等方法将其制备成单细胞悬液5×105-1×107cells/ml ,并在上机前用300目筛网过滤。
7流式细胞仪检测范围细胞结构细胞功能单参数直方图分析 双参数点图分析 双参数点图分析 双参数等高图分析双参数密度图分析三维图分析细胞大小细胞表面/胞浆/核的特异性抗原细胞颗粒度细胞活性细胞表面面积细胞内/外细胞因子核浆比例酶活性DNA含量和细胞周期激素结合位点RNA含量、蛋白质含量细胞受体……蛋白磷酸化钙离子浓度……第二部分流式项目检测列表序号项目名称项目内容参考值标本要求1淋巴细胞亚群T 细胞亚群EDTA 或肝素抗凝全血~1mlT 淋巴细胞CD3+ 72±7% 辅助/诱导性T 细胞(Th ,Ti )CD3+CD4+ 43±9% 抑制/杀伤性T 细胞(Ts ,Tc ) CD3+CD8+ 30±9% Th/Ts CD4/CD8 ± B 淋巴细胞 CD3-CD19+±% NK 细胞CD3-CD(16+56)+ ±% 2细胞免疫表型 CD45RA/CD45ROEDTA 或肝素抗凝全血~1ml幼稚/静止T 细胞 CD45RA+CD45RO- 记忆性T 细胞 CD45RA-CD45RO+ 活化T 细胞CD45RA+CD45RO+ CD3/CD4/CD29辅助性T 细胞(Th )CD3+CD4+CD29+ ±% 诱导性T 细胞(Ti) CD3+CD4+CD29- CD3/CD8/CD28抑制性T 细胞(Ts ) CD3+CD8+CD28- ±% 杀伤性T 细胞(Tc )CD3+CD8+CD28+±%调节性T细胞CD4+CD25+FOXP3+3 淋巴细胞亚群活化程度分析HLA-DR总活化T淋巴细胞静止T淋巴细胞活化B淋巴细胞CD3+HLA-DR+CD3+HLA-DR-CD3-HLA-DR+±%±%±% EDTA或肝素抗凝全血~1ml活化的辅助性/诱导性T细胞CD4+HLA-DR+活化的抑制性/杀伤性T细胞CD8+HLA-DR+4 细胞因子检测Th1/Th2Th1:IFN-γ±% EDTA或肝素抗凝全血~1mlTh2:IL-4±%5 HLA-B27检测HLA-B27/HLA-B7 HLA-B27+/HLA-B7-阳性标准:HLA-B27+/HLA-B7-百分比>80%,同时平均荧光强度>EDTA或肝素抗凝全血~1ml6 造血干细胞造血干细胞相对计数造血干细胞绝对计数CD45/CD34CD45/CD34,绝对计数微球±% EDTA或肝素抗凝全血~1ml7 白血病/淋巴瘤免疫分型急性白血病1)初治AL分型粗分首选基本抗体:CD45、CD10、CD19、CD34、CD13、CD33、CD7、CD117、HLADR、MPO、cCD3、CD79a2)AL细分推荐选择抗体:EDTA或肝素抗凝骨髓或外周血AML:CD15、CD11b、CD64、CD4、CD16、CD41、CD61、CD71、GPA、CD56T-ALL:CD4、CD8、CD3、CD5、CD2、CD1a、CD16、CD56、TdT、αβTCR、γδTCRB-ALL:CD20、CD22、CD38、κ/λ、μ慢性淋巴增生性疾病(CLD)/淋巴瘤First:CD5,CD19,kappa,lamdaCD3,CD20,CD23,CD10,CD45B-cell:CD22,FMC7,CD11c,CD103,CD38,CD25,CD79b,heavychain,(约12-15Ab)T-cell:CD4,CD7,CD8,CD2,CD56,CD16,TCRα/β,TCRγ/δ,(16个Ab)特殊用途:CD30,bcl-2,TdT,CD1a,CD34,CD71EDTA或肝素抗凝骨髓或外周血淋巴瘤组织8 T细胞受体TCR系列检测TCRVβ1-249 多药耐药基因检测P糖蛋白检测CD24310 PNH诊断CD55/CD59 红细胞CD55/CD59粒细胞CD55/CD59CD55+>95%,CD59+>90%CD55+>95%,CD59+>90%EDTA或肝素抗凝全血~1ml11 网织红细胞/网织血小板网织红细胞网织血小板TO网织红:~% EDTA或肝素抗凝全血~1ml12 血小板相关检测血小板相关抗体IgA,IgG,IgM枸橼酸钠抗凝全血~1ml 血小板膜表面糖蛋白CD41/CD42a/CD61血小板活化功能CD61/CD62p/CD6313 细胞周期DNA周期和倍体分析DNA分析诊断肿瘤EDTA或肝素)第三部分流式细胞术在各类疾病中的应用第一章感染性疾病自有人类以来,就有感染性疾病。
感染性疾病又称“传染病”,严重时甚至可以改变了人类的历史文明。
如十四世纪蒙古帝国的兴起,骁勇善战的骑兵把鼠疫传播至欧洲,造成欧洲中世纪的黑死病,流行四五百年之久,许多城市因鼠疫流行而荒芜甚至消失。
感染性疾病的治疗就是一场病原体与机体免疫系统的战争,当感染发生时,免疫系统的变化往往能很敏感地反映感染的状态与程度。
因此,对机体免疫系统的检测有助于对感染的诊断、治疗效果的动态观察,监测药物疗效,判断疾病的预后。
检测项目及临床意义1淋巴细胞亚群感染科FCM指标(外周血)CD3+ CD3+CD4 CD3+CD8+ CD19+ CD3-CD16+56+ CD4+/CD8+肝炎↓↓↓↑↓↑慢性丙肝↓↓↓↓↑病毒性中型肝炎↓↓↑↑↓肝硬化↓↓↑↓细胞病毒感染↓↓↓流行性出血热↓↓↑↑↓↓成人麻疹↓↓↓↓儿童麻疹↓↑↓传单↑↓↑↓↓↓登革热↓↓↓乙脑↓↓↑↑HIV感染↓↓↑↓术后CMV感染↓↑↓2细胞免疫表型、淋巴细胞活化程度分析CD45RO+CD45RA+的活化细胞增高;术后感染的评价:术后感染CD3↓、CD4↓、CD8↑、NK↑、HLA-DR↑;鉴别急性/慢性病毒感染,判定抗病毒药物治疗效果:急性感染性疾病及病毒感染进展期,CD45RO记忆性T细胞增高;慢性感染性疾病或接受抗病毒治疗后,记忆性T细胞降低。
3细胞因子检测移植术后监测:急排Th1↑;细胞外感染:Th2↑;细胞内感染:Th1↑;作为过敏性哮喘、过敏性皮炎治疗的评价指标:Th2↑;恶性肿瘤:Th2↑;自身免疫病:Th1↑;耐受:Th2↑;4中性粒细胞CD64抗原检测正常:中性粒细胞CD64指数(中性粒细胞CD64平均荧光强度/淋巴细胞CD64平均荧光强度)≤1;感染或组织损伤:中性粒细胞CD64指数>1。
第二章肿瘤、细胞治疗应用肿瘤中的应用免疫系统能够通过免疫机制对肿瘤进行特异性应答和非特异性应答,该过程涉及多种免疫细胞及其分泌的产物,它们相互影响,相互调节,相辅相成,共同完成免疫监视功能。
虽然机体有免疫监视机制,但肿瘤仍发生并持续发展,原因是肿瘤细胞存在多种免疫逃逸机制。
众多临床实验和研究表明,宿主对机体内发生的肿瘤免疫逃逸,表现为特异性的细胞免疫、体液免疫及非特异性免疫低下。
众所周知,机体的细胞免疫由T淋巴细胞介导,体液免疫由B细胞(CD3-CD19+)介导,非特异性免疫以NK细胞(CD3-/CD56+16+)。
T淋巴细胞进一步分为辅助性T淋巴细胞(Th,CD3/CD4)和细胞毒性/抑制性T淋巴细胞(Tc/Ts,CD3/CD8),Th和Tc对于抗原刺激的应答,辅助性T淋巴细胞分泌细胞因子抑制肿瘤细胞,Ts则抑制机体免疫功能。
所以肿瘤患者的免疫力低下表现为CD3+,CD3+CD4+,CD3-CD56+CD16+,CD19+含量明显低于正常人,而且CD4/CD8比例倒置。
所以了解评估肿瘤患者的免疫状态有重要的临床意义。
检测项目及临床意义1在肿瘤进展和预后中的意义国内外研究表明肿瘤的进展和预后取决于肿瘤细胞的侵润性与机体免疫功能的变化。
所以连续监测肿瘤患者的免疫状态是肿瘤患者病程监控和预后的重要指标。
已有众多报道乳腺癌、结肠直肠癌、胃癌、肺癌、食管癌等肿瘤,当病程进展、转移或者复发时机体的T细胞、B细胞、NK细胞整体减低。
特别是抑制性免疫细胞比例增加是肿瘤预后的非常重要的指标。
GilbertoFilaci报道在结肠癌、胃癌、肺癌、胰腺癌、肾癌、卵巢癌、乳腺癌、头颈癌等患者中,从T1-T4分级CD8+CD28-Ts细胞明显增高(P<),而且CD8+CD28-增高程度与患者的生存期明显相关(P<),说明CD28分子具有重要的临床意义。
同时SasadaT,IchiharaF,CurielTJ等在胃癌、食管癌、卵巢癌等报道,同样有抑制作用的CD4+CD25+(Treg细胞)增高预示着肿瘤没有得到控制,患者生存期缩短。