全面盘点！流式细胞术常用5种应用领域

莺歌燕舞

流式细胞术的核心特点是快速、高通量、精确地同时检测多个细胞或颗粒的参数，并能根据预设的参数值分选特定的细胞或颗粒亚群到指定容器。其检测和分选速度可达每秒数万次，远高于传统设备，确保了可靠的统计量分布而非单一均值，有助于发现细胞亚群。流式细胞术采用稳定的流速控制技术，保证了精准的定量检测，尤其在单细胞水平，其高通量、精确和互不干扰的多参数分析能力为深入探索细胞异质性和参数间关联提供了重要基础，因而在科学研究和医学诊断中广受应用，下面介绍流式抗体应用的领域。



流式细胞术原理

1. 免疫表型分析
流式细胞仪在免疫表型分析中广泛应用，能同时分析免疫细胞群体的多个参数。通过荧光染料偶联抗体，标记细胞表面抗原如CD标记（如CD3、CD4、CD8）、细胞功能标记（如CD69、CD25）、记忆标记（如CD45RO）、组织归巢标记和趋化因子受体标记，以及细胞内标志物如FoxP3和细胞因子（如IFN-γ、TNF-α、IL-2）。现代流式仪器能进行多达28种颜色的实验，尽管通常使用12-15种颜色，这些技术支持精确的细胞亚群分析和免疫功能研究，对于理解免疫系统功能和疾病机制具有关键意义。
2. DNA检测
DNA检测是流式细胞学早期成功应用之一，特别是在揭示细胞周期与癌症发生关系的关键研究中。正常细胞的DNA含量随着细胞周期不同而变化，G1期为二倍体基因组DNA，S期介于二倍体至四倍体之间，而G2和M期则为四倍体。癌细胞常表现出异常的DNA含量，如超过正常倍数的G1期和G2/M期DNA，以及非整倍体DNA。流式细胞学结合高度精确的DNA荧光染料（如PI）能够准确测量这些变化，因此在细胞生物学、癌症研究、药物开发和临床检测中得到广泛应用。这些技术提供了深入理解细胞异常及其相关疾病机制的重要工具。



细胞周期图谱

3. 抗原特异性反应
抗原特异性反应的测量可以通过刺激细胞使用特定抗原，然后利用MHC（主要组织相容性复合体）多聚体来检测细胞因子的产生、增殖、激活、记忆或抗原识别。MHC多聚体通常由MHC单体（MHC-I或MHC-II）组成，它们经常被生物素化，并与荧光链霉亲和素骨架结合成四聚体、五聚体或十聚体的组合。这些MHC多聚体“装载”了特定的抗原，然后用于结合与该抗原相应的T细胞，以测量对特定抗原的反应水平。这种技术通常在疫苗研究中得到应用。
4. 细胞凋亡检测
细胞凋亡或程序性细胞死亡是免疫学和其他研究领域中经常检查的一种现象。它用于通过去除细胞而不触发炎症反应（坏死）来维持免疫系统的稳态。它是免疫反应后克隆扩增的 T 细胞、自我靶向 T 细胞、自身反应性 B 细胞和免 疫系统中的多个其他细胞的死亡机制。流式细胞术是检测细胞凋亡的关键工具，通过多种方法定量测量与凋亡相关的事件。例如，Annexin V染色用于检测磷脂酰丝氨酸的外露，结合活力染料（如PI）以确认细胞膜表面结合。TUNEL技术则标记DNA断裂末端，使用荧光标记dUTP或BrdU进行检测。此外，通过测量caspase 3的活性形式来评估其在细胞凋亡信号通路中的角色，使用荧光抗体进行胞内染色。线粒体凋亡的检测方法包括测量线粒体膜电位变化，如使用JC-1染料。这些技术的综合应用有助于深入理解和量化细胞凋亡过程中的多个关键步骤。



细胞凋亡检测结果

5. 细胞分选
细胞分选在微生物学中的应用正在逐步发展，尤其是在快速检测和分选悬浮液中单个细菌细胞方面，其原理包括样品准备、流体动力学控制、激光激发光学检测、信号数据分析以及选择性细胞分选。相比传统琼脂铺板方法，其速度明显优势显著。然而，细菌细胞的小体积使得与培养基中的细胞碎片或背景颗粒区分开来具有挑战性。此外，由于缺乏针对特定细菌菌株的抗体，细胞分选在微生物学中的广泛应用受到限制。过去流式细胞仪的硬件功能也是限制因素，但随着现代仪器的发展，如具备多激光器和检测器的仪器（例如赛默飞世尔的Bigfoot光谱细胞分选仪、BD FACSAria III、索尼MA900和贝克曼库尔特的MoFlo Astrios EQ），这些限制正在逐步克服。另外，对于一些致病性细菌，需要在BSL2以上的实验条件下进行操作，现代流式细胞仪逐渐配备了相应的安全措施，如BSL 2级别的操作罩，以确保安全和合规性。



细胞分选流程

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