流式细胞仪原理及应用-课件.ppt
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- 关 键 词:
- 细胞 原理 应用 课件
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1、致:致:流式细胞术概述流式细胞术概述BD BiosciencesImmune Function流式细胞术的基本概念流式细胞术的基本概念=流式细胞术(流式细胞术(Flow Flow CytometryCytometry,简称简称FCMFCM)是一种可以快速、是一种可以快速、准确、客观,并且能够同时检测快速直线准确、客观,并且能够同时检测快速直线流动状态流动状态中的中的单单个个微粒(通常是细胞)的多项特性,并加以定量的技术,微粒(通常是细胞)的多项特性,并加以定量的技术,同时可以对特定群体加以分选同时可以对特定群体加以分选=研究对象为生物颗粒,如各种细胞、微生物及人工合成微研究对象为生物颗粒,如各
2、种细胞、微生物及人工合成微球等球等=研究的微粒特性包括多种物理及生物学特征,并加以定量研究的微粒特性包括多种物理及生物学特征,并加以定量2BD BiosciencesImmune Function流式细胞仪的检测范围流式细胞仪的检测范围 细胞结构细胞结构 细胞大小细胞大小 细胞颗粒度细胞颗粒度 细胞表面积细胞表面积 核浆比例核浆比例 DNADNA含量与细胞周期含量与细胞周期 RNARNA含量含量 蛋白质含量蛋白质含量 细胞功能细胞功能 细胞表面细胞表面/胞浆胞浆/核的特异性抗原核的特异性抗原 细胞活性细胞活性 细胞内细胞内/外的细胞因子外的细胞因子 激素结合位点、细胞受体激素结合位点、细胞受体
3、 蛋白磷酸化蛋白磷酸化 pHpH值值 钙离子浓度钙离子浓度 细胞膜电位、线粒体膜电位细胞膜电位、线粒体膜电位 3流式细胞仪的原理流式细胞仪的原理BD BiosciencesImmune Function5BD BiosciencesImmune Function液流系统:鞘液包绕着单行排列的细胞依次高速通过流动池,液流系统:鞘液包绕着单行排列的细胞依次高速通过流动池,而激光聚焦于流动池中心的样本流上,随后经检测的样本和而激光聚焦于流动池中心的样本流上,随后经检测的样本和鞘液流向废液桶。鞘液流向废液桶。6BD BiosciencesImmune Function光学系统:经荧光染色的细胞在激光的
4、照射下产生散射光学系统:经荧光染色的细胞在激光的照射下产生散射光和荧光信号,同时被前向光电二极管和一组光电倍增光和荧光信号,同时被前向光电二极管和一组光电倍增管(管(PMT)接收,荧光信号经一系列双色性反射镜和带)接收,荧光信号经一系列双色性反射镜和带通或长通滤光片的分离,形成多个不同波长的荧光信号通或长通滤光片的分离,形成多个不同波长的荧光信号7BD BiosciencesImmune Function电子系统:荧光信号和散射光信号经二极管和电子系统:荧光信号和散射光信号经二极管和PMT接收后接收后可转换为电信号,再通过模可转换为电信号,再通过模/数转换器转换为可被计算机识数转换器转换为可被
5、计算机识别的数字信号,以图形的形式呈现给操作者别的数字信号,以图形的形式呈现给操作者8BD BiosciencesImmune Function散射光信号散射光信号FALS SensorLaser9BD BiosciencesImmune Function散射光信号散射光信号Right Angle Light Right Angle Light Detector Detector Cell Complexity Cell ComplexitySSCSSCForward Light Forward Light Detector Detector Cell Surface Area Cell Su
6、rface Area FSCFSCIncident Incident Light Light SourceSource=前向角散射光(前向角散射光(FSC,Forward ScatterFSC,Forward Scatter)细胞相对大小及其表面积细胞相对大小及其表面积 =侧向角散射光(侧向角散射光(SSC,Side ScatterSSC,Side Scatter)细胞颗粒度及细胞内细胞器的相对复杂性细胞颗粒度及细胞内细胞器的相对复杂性10BD BiosciencesImmune Function外周全血细胞散射光双参数点图外周全血细胞散射光双参数点图(红细胞溶解后)(红细胞溶解后)Granu
7、locytesMonocytesLymphocytes11BD BiosciencesImmune Function流式细胞仪的检测信号流式细胞仪的检测信号荧光信号荧光信号 使用荧光标记的单克隆抗体染色,做多色分析使用荧光标记的单克隆抗体染色,做多色分析 荧光信号的强弱,反映了细胞抗原的表达含量荧光信号的强弱,反映了细胞抗原的表达含量12BD BiosciencesImmune Function荧光信号荧光信号双色直接染色双色直接染色13BD BiosciencesImmune Function数据存储数据存储 FCS 2.0格式格式 常以列表模式(常以列表模式(LIST MODE):将每个细
8、胞的每个检测参:将每个细胞的每个检测参量依次排列顺序存储量依次排列顺序存储FSC SSC FL1 FL2Event 13060638840Event 210016024585Event 3300650160720FITC/PE双染样本双染样本14BD BiosciencesImmune Function15BD BiosciencesImmune Function数据显示数据显示 直方图(直方图(Histogram)二维点图(二维点图(Dot Plot)等高线图(等高线图(Contour Plot)密度图(密度图(Density)三维图(三维图(3D Plot)等)等16BD Bioscien
9、cesImmune Function单参数直方图分析单参数直方图分析17BD BiosciencesImmune Function数据分析数据分析=直方图分析直方图分析18BD BiosciencesImmune Function多参数散点图分析多参数散点图分析19BD BiosciencesImmune Function数据分析数据分析=等高图和密度图分析等高图和密度图分析20BD BiosciencesImmune Function数据分析数据分析=三维图分析三维图分析21BD BiosciencesImmune Function22流式细胞仪的应用流式细胞仪的应用BD Bioscienc
10、esImmune Function流式细胞仪的临床应用流式细胞仪的临床应用=HIVHIV免疫分型,免疫分型,CD4CD4绝对计数绝对计数=淋巴细胞亚群分析淋巴细胞亚群分析=白血病和淋巴瘤的免疫分型白血病和淋巴瘤的免疫分型=肿瘤的细胞周期和倍体分析肿瘤的细胞周期和倍体分析=网织红细胞计数网织红细胞计数=细胞移植的免疫状态监测细胞移植的免疫状态监测=干细胞计数干细胞计数=阵发性血红蛋白尿阵发性血红蛋白尿=HLA-B27HLA-B27检查检查=血小板功能及相关疾病血小板功能及相关疾病24BD BiosciencesImmune Function流式细胞仪的科研应用流式细胞仪的科研应用=免疫功能研究免
11、疫功能研究=血小板分析(心脑血管疾病)血小板分析(心脑血管疾病)=细胞周期和倍体分析细胞周期和倍体分析=细胞凋亡细胞凋亡=干细胞研究干细胞研究=树突细胞研究树突细胞研究=肿瘤相关基因表达的研究肿瘤相关基因表达的研究=抗肿瘤药物作用机制以及多药耐药性的研究抗肿瘤药物作用机制以及多药耐药性的研究=放疗放疗/化疗疗效的研究化疗疗效的研究25BD BiosciencesImmune Function淋巴细胞亚群分析淋巴细胞亚群分析 使用经荧光素标记的特异单克隆抗体,进行多色使用经荧光素标记的特异单克隆抗体,进行多色染色,同时分析淋巴细胞膜上多种白细胞分化抗染色,同时分析淋巴细胞膜上多种白细胞分化抗原(
12、原(CDCD分子)的表达,可以将淋巴细胞亚群区分分子)的表达,可以将淋巴细胞亚群区分开,进行定性分析开,进行定性分析 各淋巴细胞亚群的百分含量各淋巴细胞亚群的百分含量 淋巴细胞亚群的绝对计数,进行定量分析淋巴细胞亚群的绝对计数,进行定量分析26BD BiosciencesImmune Function淋巴细胞亚群分析淋巴细胞亚群分析 根据功能,淋巴细胞主要分为根据功能,淋巴细胞主要分为B B淋巴细胞(淋巴细胞(CD19+CD19+),),与体液免疫有关与体液免疫有关T T淋巴细胞(淋巴细胞(CD3+CD3+),),与细胞免疫有关与细胞免疫有关 总总T T和总和总B B可以用来判断某些免疫缺陷和
13、自身免疫性疾病可以用来判断某些免疫缺陷和自身免疫性疾病 NKNK细胞(细胞(CD3-CD16+56+CD3-CD16+56+),),行使免疫监控功能,行使免疫监控功能,能能够介导对某些肿瘤细胞和病毒感染细胞的细胞毒性作够介导对某些肿瘤细胞和病毒感染细胞的细胞毒性作用。用。27BD BiosciencesImmune Function淋巴细胞亚群分析淋巴细胞亚群分析根据根据CD4CD4、CD8CD8表达,表达,T T淋巴细胞又分为淋巴细胞又分为T T辅助辅助/诱导细胞(诱导细胞(CD3+CD4+CD3+CD4+)T T抑制抑制/细胞毒性细胞(细胞毒性细胞(CD3+CD8+CD3+CD8+)ThT
14、h/Ts /Ts 评价那些自身免疫失调、被怀疑是免疫失调评价那些自身免疫失调、被怀疑是免疫失调或已知患有免疫缺陷的病人的免疫状态或已知患有免疫缺陷的病人的免疫状态28BD BiosciencesImmune Function诊断原发性免疫缺陷病(如先天性无诊断原发性免疫缺陷病(如先天性无 r 球蛋白血症)或继发球蛋白血症)或继发性免疫缺陷病(如性免疫缺陷病(如AIDS)造血干细胞移植后免疫重建(造血干细胞移植后免疫重建(6个月个月NK;9个月个月T、B)ThTh/Ts/Ts:机体免疫功能亢进机体免疫功能亢进:自身免疫性疾病,如:自身免疫性疾病,如SLESLE、类风、类风湿性关节炎等(治疗有效恢
15、复正常)湿性关节炎等(治疗有效恢复正常)ThTh/Ts/Ts:机体免疫功能低下机体免疫功能低下:AIDSAIDS、病毒感染、慢性活动性、病毒感染、慢性活动性肝炎和活动性肝硬化、再障、结核、肿瘤等肝炎和活动性肝硬化、再障、结核、肿瘤等 移植后动态免疫监测:移植后动态免疫监测:急排临床症状出现前急排临床症状出现前1-51-5天,活化天,活化T T和和ThTh/Ts/Ts持续持续,1.21.2预示急排;预示急排;ThTh/Ts/Ts持续持续 表明可能感染,比值表明可能感染,比值1.081.08,可能性大,可能性大,0.20.2应停用免疫抑应停用免疫抑制剂;制剂;实体肿瘤疗效和病人免疫状态观察实体肿瘤
16、疗效和病人免疫状态观察治疗前常伴治疗前常伴T T 、ThTh/Ts/Ts,放,放/化疗有效可恢复;化疗有效可恢复;淋巴细胞免疫表型正常或治疗后能恢复正常者预后常较好;淋巴细胞免疫表型正常或治疗后能恢复正常者预后常较好;探索疾病发病机理、进程和预后(炎症、肿瘤)探索疾病发病机理、进程和预后(炎症、肿瘤)临床意义临床意义判断病人的机体免疫状态判断病人的机体免疫状态29BD BiosciencesImmune Function常见疾病的常见疾病的T 淋巴细胞的变化淋巴细胞的变化:CD4+CD8+CD4+/CD8+类风湿性关类风湿性关节炎节炎 (活动期)(活动期)系统性红斑狼疮系统性红斑狼疮 -或或
17、(活动期)(活动期)多发性硬化症多发性硬化症 重症肌无力重症肌无力 膜型肾小球肾炎膜型肾小球肾炎 胰岛素依赖性糖尿病胰岛素依赖性糖尿病 乙型肝炎乙型肝炎 自身溶血性贫血自身溶血性贫血 上呼吸道感染上呼吸道感染 30BD BiosciencesImmune Function常见疾病的常见疾病的T 淋巴细胞的变化淋巴细胞的变化 CD3+CD4+CD8+CD4+/CD8+肿瘤肿瘤 再障及粒细胞减少症再障及粒细胞减少症 巨细胞病毒感染巨细胞病毒感染 血小板减少血小板减少 活动性特应性皮炎活动性特应性皮炎 过敏性皮炎过敏性皮炎 31BD BiosciencesImmune Function淋巴细胞亚群双
18、色分析淋巴细胞亚群双色分析12%76%49%26%11%32BD BiosciencesImmune FunctionAIDS 病人病人T亚群分析亚群分析27-51%15-44%50-84%33BD BiosciencesImmune Function先天性无先天性无 r 球蛋白血症球蛋白血症5-18%34BD BiosciencesImmune Function乳腺癌患者乳腺癌患者T淋巴细胞亚群变化淋巴细胞亚群变化35BD BiosciencesImmune FunctionTriTEST/MultiTestTriTEST/MultiTest与与T T淋巴细胞绝对计数淋巴细胞绝对计数 使用三
19、色试剂或四色免洗试剂使用三色试剂或四色免洗试剂 样本使用样本使用EDTAEDTA抗凝全血,用血量抗凝全血,用血量5050uLuL 免洗操作,减少细胞丢失免洗操作,减少细胞丢失 绝对计数绝对计数TruCOUNTTruCOUNT管预先加有已知数量微球,在流式细管预先加有已知数量微球,在流式细胞仪上直接得到胞仪上直接得到T T淋巴细胞亚群的绝对含量,提高工作效淋巴细胞亚群的绝对含量,提高工作效率和计数的精确度率和计数的精确度单平台计数单平台计数 报告报告T T淋巴细胞及淋巴细胞及THTH、TSTS百分含量、绝对含量和百分含量、绝对含量和H/SH/S比值比值36BD BiosciencesImmune
20、 FunctionTriTESTTriTEST CD4/CD8/CD3 CD4/CD8/CD3分析分析与与T T淋巴细胞绝对计数淋巴细胞绝对计数h%T LymphCD3+Abs Cnth CD3+CD4+%T LymphCD3+CD4+Abs Cnth CD3+CD8+%T LymphCD3+CD8+Abs Cnth T H/S Ratio37BD BiosciencesImmune FunctionMultiTEST CD3/CD8/CD45/CD4MultiTEST CD3/CD15+56/CD45/CD1938淋巴细胞淋巴细胞活化功能研究活化功能研究BD BiosciencesImmun
21、e FunctionT淋巴细胞活化淋巴细胞活化 细胞数目增殖细胞数目增殖 细胞表面表达细胞表面表达活化标记活化标记 分泌细胞因子分泌细胞因子40BD BiosciencesImmune FunctionCFSE示踪原理 羟基荧光素二醋酸盐琥珀酰亚胺脂(CFSE)是一种可穿透细胞膜的荧光染料,CFSE进入细胞后可以不可逆地与细胞内的氨基结合偶联到细胞蛋白质上。当细胞分裂时,CFsE标记荧光可平均分配至两个子代细胞中,因此其荧光强度是亲代细胞的一半。这样,在一个增殖的细胞群中,各连续代细胞的荧光强度呈对递减,利用流式细胞仪在488nm激发光和荧光检测通道可对其进行分析。体内、体外实验均可以应用41
22、BD BiosciencesImmune FunctionDilution of CFSE with cell divisionLyons and Parish,1994JIM,171;131Divisions:3 2 1 0CFSEFL-1(Log)Divisions:3 2 1 042BD BiosciencesImmune Function葡萄球菌肠毒素刺激牛时间变化示意图,43BD BiosciencesImmune FunctionT淋巴细胞活化淋巴细胞活化 细胞数目增殖细胞数目增殖 细胞表面表达细胞表面表达活化标记活化标记 分泌细胞因子分泌细胞因子44BD BiosciencesI
23、mmune FunctionT细胞激活抗原表达的动力学曲线细胞激活抗原表达的动力学曲线45FastImmune Assay System快速全面检测淋巴细胞功能快速全面检测淋巴细胞功能 BD BiosciencesImmune FunctionBD FastImmune Activation System快速免疫活化检测系统快速免疫活化检测系统lymphocyte Activation 4hStain15minLyse/Fix15minAcqusitionerythrocytestimulus47BD BiosciencesImmune Function优点优点快速快速全程全程单核细胞单核细胞
24、成熟粒细胞成熟粒细胞原幼细胞,在红细胞中不原幼细胞,在红细胞中不表达;表达;SSC是侧向角参数,反应细胞的颗粒度(成熟粒细胞是侧向角参数,反应细胞的颗粒度(成熟粒细胞单核细胞单核细胞原幼细胞原幼细胞淋巴细胞)淋巴细胞)。目前,国际上采用CD45SSC设门(设门(Gating),可非常轻松地将白血病细胞与正常细胞分开,增加白血病免疫分型的准确性86BD BiosciencesImmune FunctionCD45的临床应用的临床应用 用用CD45-SSC设门寻找异常细胞,将细胞分为设门寻找异常细胞,将细胞分为5个群个群体体,当幼稚细胞达70-80%时,即可大致估计AL的类型。骨髓成分复杂,各种大
25、小和分化程度的细胞均有,若不用CD45-SSC设门,我们检测到的阳性细胞的百分率是以总细胞为分母来计算,当时以阳性细胞大于20%为界线,现在以CD45-SSC设门,排除了正常细胞的干扰,阳性细胞的百分率是以幼稚细胞为分母,因此再以阳性细胞20%作界线则不太合适了,所以,用CD45-SSC设门寻找异常细胞时,以定性比定量更重要。87BD BiosciencesImmune Function正常人血液白细胞免疫表型散点图正常人血液白细胞免疫表型散点图88BD BiosciencesImmune Function正常人血液细胞免疫表型正常人血液细胞免疫表型 T淋巴细胞:淋巴细胞:CD45+、CD3+
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