流式細胞術(shù)
一、概述
一種在液流系統(tǒng)中,快速測定單個細胞或細胞器的生物學(xué)性質(zhì),并把特定的細胞或細胞器從群體中加以分類收集的技術(shù)。
1、特點
是通過快速測定庫爾特電阻、熒光、光散射和光吸收來定量測定細胞DNA含量、細胞體積、蛋白質(zhì)含量、酶活性、細胞膜受體和表面抗原等許多重要參數(shù)。
根據(jù)這些參數(shù)將不同性質(zhì)的細胞分開,以獲得供生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究用的純細胞群體。目前最高分選速度已達到每秒鐘3萬個細胞。
現(xiàn)代流式細胞術(shù)綜合了流體力學(xué)技術(shù)、激光技術(shù)、電子物理技術(shù)、光電測量技術(shù)、計算機技術(shù)、熒光化學(xué)技術(shù)及單克隆抗體技術(shù),是多學(xué)科多領(lǐng)域技術(shù)進步的結(jié)晶。
隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展,為了滿足生命科學(xué)對細胞分析更高層次的要求,流式細胞技術(shù)仍然在快速發(fā)展,并已經(jīng)在檢測技術(shù)、分選技術(shù)及高通量分析等方面取得了許多突破。
二、發(fā)展歷史????
1934年,A.莫爾達萬首次報道了使懸浮的紅細胞通過放置在顯微鏡載物臺上的玻璃毛細管的細胞自動計數(shù)方法。
1956年,W.H.庫爾特介紹一種利用細胞在導(dǎo)電溶液中,通過兩個小室間小孔(75~100微米)時的電阻變化(稱為庫爾特電阻)進行細胞計數(shù)和測定細胞體積的裝置。
1965年,L.A.卡門茨基制成了多參數(shù)流式細胞計,可測定細胞大小和核酸含量。同年,M.J.富爾懷勒又制成細胞分選器。
1969年,范迪拉等應(yīng)用氬離子激光器和分層殼流技術(shù),建立了一臺液流、照明光軸和檢測器軸互相正交的流式細胞計。之后,經(jīng)H.R.休利特等改進了的細胞分選計,能使流動液體內(nèi)的細胞噴射到空氣中進行測量。
但上述各系統(tǒng)中,所使用的激光光束以及設(shè)在收集熒光的檢測方向上的限制光欄都比液流中的細胞大,因而不能提供關(guān)于細胞形態(tài)學(xué)方面的信息,故稱為零分辨率系統(tǒng)。
隨后,L.L.惠利斯和S.F.帕滕發(fā)展了一種低分辨率的狹縫掃描技術(shù),可以測定細胞核熒光、細胞和細胞核的大小。
1969年,W.格德和W.迪特里希描述了使用汞燈做光源的流式細胞光度計,在落射光照明下,可激發(fā)在流動室中與光軸平行流動的細胞。
三、原理????
待測樣品(如細胞、染色體、精子或細菌等)經(jīng)熒光染料染色后制成樣品懸液,在一定壓力下通過殼液包圍的進樣管而進入流動室,排成單列的細胞,由流動室的噴嘴噴出而成為細胞液流,并與入射激光束相交。
細胞被激發(fā)而產(chǎn)生熒光,由放在與入射的激光束和細胞液流成90°處的光學(xué)系統(tǒng)收集之。光學(xué)系統(tǒng)中的阻斷濾片用于阻擋激發(fā)光;
二色分光鏡及另一些阻斷濾片則用于選擇熒光波長。熒光檢測器為光電倍增管,散射光檢測器是光電二極管,用以收集前向散射光,小角度前向散射與細胞大小有關(guān)。
整個儀器用多道脈沖高度分析器處理熒光脈沖信號和光散射信號。測定的結(jié)果用單參數(shù)直方圖、雙參數(shù)散點圖、三維立體圖和輪廓(等高)圖來表示。對細胞進行分選的原理是:

由超聲振蕩器產(chǎn)生高頻振蕩,使得流動室發(fā)生振動,把噴嘴噴出的細胞液流斷裂成一連串均勻小液滴,有的液滴含有細胞。這些細胞在形成液滴前,光學(xué)系統(tǒng)已測定了它們的信號(代表細胞的性質(zhì)),如果測得信號與所選定的要進行分選的細胞性質(zhì)符合,或者說,如果發(fā)現(xiàn)了要進行分選的細胞時則在這個選定細胞剛形成液滴時,儀器給整個液流充以短暫的正或負電荷。當該液滴離開液流后,其中被選定細胞的液滴就帶有電荷,而不被選定的細胞液滴則不帶電。帶有正電或負電的液滴通過高壓偏轉(zhuǎn)板時發(fā)生向陰極或向陽極的偏轉(zhuǎn),從而達到了分類收集細胞的目的。