流式細胞儀(Flow ,FCM)是一種集激光技術、電子物理技術、光電測量技術、電子計算機以及細胞熒光化學技術、單克隆抗體技術為一體的新型高科技儀器。概括來說,流式細胞術就是對于處在快速直線流動狀態中的細胞或生物顆粒進行多參數、快速的定量分析和分選的技術。從開始設想到第一臺儀器問世,科技工作者們進行了不懈的努力,隨著各項相關技術的迅速發展,FCM技術已經成為日益完善的細胞分析和分選的重要工具。很多沒有用過流式細胞儀的朋友都不太清楚如何看流式細胞圖,下面為大家整理了一下關于流式細胞儀圖怎么看的資料,希望能幫到大家!
1、數據采集及顯示
光信號轉換成電壓脈沖后,再通過模數轉換器轉換成為計算機能夠儲存處理的數字信號。 流式細胞儀的數據以FSC標準格式存儲,該標準由“分析細胞學協會”制定。
根據FSC標準,數據存儲格式應包括三個文件:樣本獲取文件流式細胞儀分析軟件,數據設置文件和數據分析結果。4參數(FSC,SSC,FITC和PE)的單細胞分析會生成8位數據。當單個樣品累計收集到10000個細胞時,FCS數據文件為80kB。
數據采集存儲完畢后,細胞亞群可以幾種不同格式顯示。單參數如FSC或FITC(FL1)可使用直方圖,橫軸表示熒光通道。縱軸表示在該通道內收集到的細胞數量(如圖1)。處在同一通道的每一細胞均符合該通道的信號值,而且具有相同的信號密度。通道右側信號的熒光強度明顯高于左側,越靠右側熒光亮度越強。
雙參數可在二維散點圖中同時顯示,X軸顯示通道1(FL1),Y軸顯示通道2(FL2)。3維圖通過X,Y,Z三個軸分別顯示每個通道的細胞量(如圖1)。
圖1 流式數據分析圖
2、設門
通過設門的方法可以定義細胞亞群的區域。如:血樣本是混合細胞群,如果想單獨分析淋巴球細胞,可根據FSC或細胞大小,在FSC,SSC的散點圖中設門,其數據結果只反映淋巴細胞亞群的熒光特性。
圖2 全血樣本中淋巴細胞亞群的數據分析圖
3、細胞亞群的數據分析
數據分析包括從點圖中的list-mode文件中顯示數據,然后統計點圖中的細胞分布情況。如前所述,分別有幾種形式的點圖用于顯示數據,而且可通過設門的方法區分指定的細胞亞群。如圖3 所示,在淋巴細胞亞群周圍設門,以單獨分析或分選該亞群細胞。
圖3 選定淋巴細胞亞群設門
門內細胞的數據結果可在隨后的圖中顯示。在下面的實例中,我們將詳盡闡述細胞亞群百分含量的不同分析方法。我們可以通過單參數直方圖,二維點圖和三維圖來分析結果。單參數直方圖可定位邊界,二維點圖可設置象限標志。如果需要,還可以建立數據統計表以輸出結果。 直方圖可直觀單個參數的細胞數量。陰性對照用于決定直方圖中單參數的左右邊界(見圖4)。左圖中M1為陰性對照峰。右圖中M2為CD3 FITC陽性峰。
圖4 陰性對照峰M1()和CD3 FITC陽性峰M2()
圖5 的統計結果表明,整個事件共記錄了6000個細胞,門內淋巴細胞2891個。其中M1(陰性)細胞619個,M2(CD3陽性)細胞2272個細胞。淋巴細胞亞群CD3陽性百分含量的統計結果為:M2:2272/2891=78.59%。
圖5 直方圖統計結果
二維點圖以雙參數顯示結果,每個點表示一個或多個細胞。圖6 為陰性對照圖,用于設定陰性對照邊界,全圖劃分為四個象限,以區分陰性細胞、單陽性細胞以及雙陽性細胞。左下象限(LL)為雙陰性細胞,左上象限(UL)為Y軸陽性細胞(CD19 PE),右下象限(LR)為X軸陽性細胞(CD3 FITC),右上象限(UR)為雙陽性細胞(CD19+/CD3+)。
圖6 陰性對照組()和CD3 FITC/CD19 PE雙染樣本()
如圖7 所示,淋巴細胞亞群雙陽性細胞(CD19+/CD3+)的百分含量為:296/2839=10.43%。
圖7 散點圖統計結果
另一個分析方法是劃定區域,也就是設門。我們可以用不同形狀的繪圖工具定義所選區域(如圖8所示);然后統計該區域內指定細胞亞群的百分含量。在圖9中,R4門內為CD4陽性,CD3陰性的淋巴細胞亞群,其結果為:40/2866=1.40%。
圖8 CD3 FITC/CD4 PE 雙染樣本分析圖;圖9 CD3 FITC/CD4 PE 雙染樣本數據統計結果
這種方法在分析不同的供體細胞時存在一個缺陷,因為如果事先定義好細胞亞群的區域或邊界,在隨后的文件中,下一個樣本的細胞亞群位置會發生變化,這就需要操作者重新調整區域或邊界位置。為避免這種情況的發生,我們采用一種稱為集群分析( )的新方法。BD公司的 和軟件就屬于集群分析軟件。該軟件的特點是會隨著整個細胞亞群的移動而移動,自動變換區域或邊界到相應的細胞亞群位置(見圖10)。
圖10 使用分析軟件時二維點圖的前后變化對比
4、流式細胞儀的其它應用以及數據分析
這些分析方法通常適用于計算離散細胞群的百分含量,對于分析單克隆細胞株分子是否呈陽性并不適用。因為單克隆細胞株是單個細胞群,在大多數情況下,既不是100%陰性流式細胞儀分析軟件,也不是100%陽性,所以我們通過幾何均值法和中位法統計細胞熒光密度和陽性率。如果樣本的統計結果遠遠大于陰性對照組,那么我們認為其結果是陽性的,兩者間的差異越大,說明細胞的表達越高,陽性率越高。如圖11所示,左圖為單細胞群的散射光信號,右圖為陰性對照組和兩種不同抗體染色樣本的峰疊加圖。每個峰的幾何均值分別為2,5和20(從左至右)。
圖11 單細胞株分析圖 除檢測陽性率,幾何均值法和中位法還用于分子(接合子)定量分析。
軟件就是使用中值法計算每個細胞的抗體結合位點數。如圖12所示,Y軸上的圓圈代表從標準曲線獲取的信息,用于計算每個細胞的接合點位數。
圖13 使用軟件計算每個細胞的抗體結合位點數,我們使用 LTTM軟件進行DNA定量分析。因為DNA峰(G0/G1期,S期和G2M期)不是離散的,所以我們對曲線以下的面積進行積分,以得到每個細胞亞群的百分含量結果。
圖13 細胞周期的DNA直方圖
附:流式細胞儀廠家
BD和是流式細胞儀領域的老牌廠家,長久以來,國內就這兩家儀器可選。然而,最近幾年,流式細胞儀市場開始烽煙四起。國外有 的 NxT,有Sony利用自家藍光技術研發的流式細胞儀,老牌生物公司Bio-Rad也厚積薄發,與 Lab合作,基于Yeti和不斷收集到的用戶體驗反饋,推出了ZE5流式細胞儀,至于其它小公司更是層出不窮。回到國內,也是風起云涌,艾森、博奧、賽景等紛紛獨立研發并推出流式細胞儀(賽景后來被收購),還有數家小公司在默默地仿制。