流式細胞儀是一種常用的激光技術(shù),用于分析細胞或顆粒的特征(圖13)。該技術(shù)測量混合群體中與單個細胞結(jié)合的標記抗體發(fā)出的熒光。此外,不同細胞對光的散射也可用于確定它們的大小和特性。
通過流式細胞儀,可以分析細胞表面和細胞內(nèi)分子的表達,確定異質(zhì)細胞群中不同細胞類型的特征,評估分離亞群的純度,分析細胞大小和體積。它可同時對單個細胞進行多參數(shù)分析。
熒光激活細胞分揀(FACS)是流式細胞術(shù)的一種衍生技術(shù),它根據(jù)熒光標記將細胞群物理分離成亞群。
熒光激活細胞分揀(FACS)的核心優(yōu)勢在于其高精度和可操作性。通過特定熒光標記的抗體與目標細胞結(jié)合后,儀器中的激光束會激發(fā)熒光信號,系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的熒光閾值實時識別目標細胞,并借助微滴形成技術(shù)將細胞分選至不同收集管中。這一過程可在保持細胞活性的同時,實現(xiàn)每秒數(shù)萬個細胞的分選效率,特別適用于稀有細胞群的富集,例如造血干細胞或循環(huán)腫瘤細胞的分離。
在臨床應(yīng)用方面,F(xiàn)ACS技術(shù)已深度融入免疫監(jiān)測和疾病診斷領(lǐng)域。例如通過CD4+/CD8+T細胞比例分析評估艾滋病患者免疫狀態(tài),或利用腫瘤特異性表面標志物分選微量癌細胞用于個體化治療研究。最新研發(fā)的多激光陣列系統(tǒng)(如5激光18色配置)更突破了傳統(tǒng)熒光光譜重疊的限制,使研究人員能同步追蹤細胞表面30種以上生物標志物,為腫瘤微環(huán)境解析等復(fù)雜研究提供多維數(shù)據(jù)。
值得注意的是,近年出現(xiàn)的索引分選(Index Sorting)技術(shù)將FACS與單細胞測序相結(jié)合。該技術(shù)會在分選時記錄每個細胞的全部光學(xué)參數(shù),再通過微流控芯片實現(xiàn)單細胞捕獲,使得后續(xù)的基因組學(xué)分析能精確回溯至原始表型數(shù)據(jù)。這種跨組學(xué)整合方式正在推動精準醫(yī)學(xué)研究進入新維度,例如在CAR-T細胞療法開發(fā)中,可同時評估治療細胞的表型特征和轉(zhuǎn)錄組變化。
隨著光譜流式技術(shù)和質(zhì)譜流式(CyTOF)的發(fā)展,細胞分析正從二維熒光強度測量轉(zhuǎn)向多維度標記檢測。而人工智能算法的引入,更讓FACS系統(tǒng)具備了自動識別異常細胞亞群的能力,這些技術(shù)進步將持續(xù)拓展流式技術(shù)在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用邊界。
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