流式细胞术的原理和临床一1
流式细胞术——原理,操作及应用(一)
流式细胞术——原理,操作及应用(一)流式细胞术——原理,操作及应用1. 原理•流式细胞术（Flow Cytometry）是一种用于分析和计数悬浮在溶液中的个体细胞的技术。
•通过利用激光器激发细胞或微粒上荧光探针或吸光染料产生的荧光信号或散射光信号进行检测和分析。
2. 操作步骤样本制备•通过细胞培养、组织消化等方法获得需要检测的细胞样品。
•样本可能需要进行染色或标记以便于特定细胞或分子的检测。
流式细胞仪设置•调整激光器和探测器以适应所用标记物的激发和发射波长。
•设置仪器参数，如流速、放大倍数等。
数据采集和分析•将样本注入流式细胞仪，使其以单个细胞的方式流过激光束。
•通过荧光或散射光信号来检测和记录每个细胞的特征。
•利用专业软件对采集到的数据进行分析和解读。
3. 应用免疫表型分析•流式细胞术可以用于检测和分析细胞表面标记物的表达情况。
•可以用于分离和鉴定各种免疫细胞亚群，如T细胞、B细胞和NK 细胞等。
细胞周期分析•通过染色剂标记DNA，流式细胞术可以区分细胞的不同周期阶段。
•可以用于评估细胞增殖能力和细胞周期的营养、药物等因素影响。
细胞凋亡检测•利用荧光探针标记凋亡标记物，流式细胞术可以检测和计数凋亡细胞比例。
•可以用于评估药物对细胞凋亡的影响以及疾病状态的分析。
粒子分析•可以用于分析和鉴定不同大小、不同形状的微粒，如细胞、细胞器、胞外囊泡等。
•可以用于研究细胞的分泌和吞噬过程等。
其他应用•流式细胞术还可用于检测和分析细胞内钙离子浓度、细胞内蛋白、RNA和DNA含量等。
•可以应用于疾病诊断、药物筛选、生命科学研究等领域。
以上是流式细胞术的原理、操作步骤及一些常见应用的介绍。
流式细胞术的广泛应用使其成为现代生命科学研究和临床实践中必不可少的技术之一。
流式细胞术及其应用(1)
血小板检测指标：
质膜糖蛋白：CD41/CD61（gpⅡb/Ⅲa）、
CD42b(GPⅠb/Ⅸ/Ⅴ)
颗粒膜糖蛋白：CD62P、CD63、TSP。
活化：gpⅡb/Ⅲa复合物—活化早期标志物
CD62P—活化后期的表面标志
血小ห้องสมุดไป่ตู้抗体（PAIgG）。
网织血小板计数：常用染料为TO。
应用 血小板无力症诊断：
而现代流式细胞术，更是由于结合 了单克隆抗体技术、定量细胞化学和定 量荧光细胞化学的应用，使其在生物学、 临床医学、药物学等众多研究领域的应 用将会越来越广泛。
五、流式样品的制备中应注意的几个问题
㈠荧光素和抗体的选择
⒈荧光素的选择：现在国内引进的大多数流式 细胞仪只装有一个激光光源，即488nm光源，所以 我们在选择荧光素时要选择能被488nm激光激发的 荧光素，常用的荧光素有：
选择纯度高的抗体、用同型对照抗 体或双标记排除非特异荧光
在细胞生长状态良好时测试、避 免反复吹打
彻底消化、在用酒精固定细胞时 加入终浓度为1.5-3％的小牛血清
一、 流式细胞术的概念
流式细胞术（FCM）就是对在高速 流动的鞘液包括下的细胞、粒子进行分 析和分选的技术，这种细胞或粒子是经 过特异荧光标记的。其特点是测量速度 快，每秒钟能测数千个乃至上万个细胞， 且可进行多参数测量，另一特点是在分 析的同时可把具有指定特征的细胞分离 出来，这就是分选技术。
FCM(Flow Cytomytry 流式细胞术)
流式样品制备过程中常见的问题及解决对策
常见问题
原因
解决对策
细胞密度低 制备过程中细胞损失 增加离心时间、吸弃上清
非特异荧光强 碎片多
细胞聚集
荧光弱
简述流式细胞术的原理与应用
简述流式细胞术的原理与应用一、流式细胞术的原理介绍流式细胞术（Flow cytometry）是一种利用流式细胞术仪（Flow cytometer）对单个活细胞进行多参数分析的技术。
它基于细胞的光学性质和生物化学特性，通过探针标记、荧光染料和细胞表面抗原的相互作用，对细胞进行高速连续检测和分离。
流式细胞术的原理如下：1.细胞悬浮和样本处理：将细胞样品作为悬浮液，通过离心等方法将细胞分散在液体中，去除细胞的团块和碎片，保证单个细胞的流式检测。
2.细胞标记：采用流式细胞术特定的探针和染料对细胞进行标记，以便后续检测和分析。
常用的标记方法包括荧光染料标记、抗体标记和细胞分子探针标记。
3.细胞分离和传送：将标记的细胞悬浮液通过流式细胞术仪，以流速每秒数千个细胞的速度单个分子传送到探测点。
4.光散射与荧光探测：细胞经过流式细胞术仪后，以激光束照射细胞，通过散射光和荧光信号的检测，对细胞进行空间分布和化学信息的获得。
5.数据采集与分析：通过计算机系统采集和记录细胞经过流式细胞术仪后所产生的光散射和荧光信号，在分析软件中对数据进行处理和解读，获得有关细胞的信息。
二、流式细胞术的应用流式细胞术是一种广泛应用于生物医学研究和临床诊断的技术，它在细胞学、免疫学、血液学、肿瘤学等领域有着重要的应用价值。
下面列举几个流式细胞术的应用示例：1.血液学研究：流式细胞术结合细胞表面标记和荧光染料标记，可以对血液中的不同细胞类型进行快速的鉴定和数量分析。
例如，通过流式细胞术可对血液中的淋巴细胞、单核细胞和粒细胞等进行分类和计数，从而判断患者的免疫状态和疾病进展。
2.癌症诊断与治疗：流式细胞术对肿瘤细胞的检测和分析有着重要的作用。
通过流式细胞术，可以检测和定量肿瘤细胞的表面抗原和细胞内信号分子，进一步了解肿瘤细胞的类型、分化程度和增殖状态，为癌症的诊断和治疗提供指导。
3.免疫学研究：流式细胞术能够对免疫系统中的各种细胞类型进行鉴定、计数和功能分析。
FCM(流式细胞术检测)原理及临床应用
流式细胞术(flow cytometry FCM)是利用流式细 胞仪对单个生物颗粒(红细胞、白细胞、各类组织细 胞、血小板、微生物等)以及人工合成微球的物理和 生物学特性进行多参数定量分析，并能对特定细胞 群体加以分选的分析技术。
FCM的工作原理
流式细胞仪组成：
1.液流系统 2.光学系统 3.数据处理系统
双标记或多标记分析：目前使用的流式细胞仪 能用一个激光束激发检测三色甚至四色荧光信 号。检测时需注意荧光补偿。
常用免疫荧光染料组合
荧光染料 FITC+PE
激发波长 （nm）
488
发射波长（nm） 525、575
颜色 绿色、橙色
FITC+PeCy5
488
525、675
绿色、红色
FITC+ECD
488
实体瘤以多倍体居多；
G0 期：DNA 合成静止期 G1 期：DNA 合成前期 S 期： DNA 合成期 G2 期：DNA 合成后期 M 期： 细胞分裂期
DNA 倍体 2N 2N
2N-4N 4N 4N
DNA非2倍体出现是鉴别良性与恶性肿瘤的特异性指 标:
良性肿瘤和正常组织良性增生不出现DNA非2倍体细 胞而恶性肿瘤常可出现异倍体细胞；
过去认为 FCM测定残存白血病细胞不可靠， 因为现用的 McAb不能鉴别正常血细胞与白血 病细胞。虽然至今尚未发现白血病细胞特异抗 原，但近来有人提出根据白血病细胞的以下特 征， FCM检测的敏感度可明显提高
白血病细胞的某些抗原表达量明显高于相应 的正常血细胞
如小儿ALL，其CDl0+细胞的荧光强度可 高达3-4个对数值，而其 CD45则为弱阳性或 阴性。
525、625
流式细胞术的原理和应用
流式细胞术的原理和应用流式细胞术（Flow cytometry）是一种广泛应用于生物医学研究和临床诊断的生物技术，它通过将单个细胞悬浮在溶液中，利用激光器照射并检测细胞表面或内部的荧光标记物，实现对细胞的定量和质量分析。
流式细胞术具有高通量、高准确性和高灵敏度的特点，被广泛应用于细胞表型分析、细胞分选、DNA含量测定、蛋白质定量、染色体分析、细胞凋亡测定等领域。
本文将对流式细胞术的原理和应用进行详细介绍。
一、流式细胞术的原理1. 细胞悬浮流式细胞术的第一步是将待检测的细胞悬浮在生理盐水或缓冲液中，以确保细胞处在单个状态，方便后续的激光检测。
2. 细胞标记细胞通常会被标记上与特定蛋白或分子结合的荧光标记物，通过特异性和高亲和力结合到细胞表面或内部的特定结构上。
这些标记物可以是荧光染料、荧光免疫球蛋白（Fluorescent-labeled antibodies）等。
3. 激光照射悬浮细胞通过流式细胞仪中的微流道单个流经，在通过激光照射后，激光与标记物产生光散射或荧光发射。
4. 光散射和荧光检测流式细胞仪通过多个检测器检测光散射和荧光发射强度，这些数据被传输到计算机中进行分析和图形呈现。
5. 数据分析通过计算机软件对检测到的数据进行图形处理和数据分析，包括各种细胞表型的区分、细胞计数、蛋白质表达水平、细胞周期分析等。
二、流式细胞术的应用1. 细胞表型分析流式细胞术可以用来分析细胞的表面标记物和内部标记物，比如CD标记、HLA标记、细胞凋亡标记等，帮助研究者深入了解细胞的功能和特性。
2. 细胞分选基于细胞表面标记物的差异，流式细胞术结合细胞分选仪可以实现对不同亚群细胞的快速纯化和分离，广泛应用于免疫学、干细胞研究等领域。
3. DNA含量测定通过DNA特异性荧光染料，流式细胞术可以对细胞的DNA含量进行测定，帮助研究细胞周期的变化、细胞增殖速率的测定等。
4. 蛋白质定量利用荧光标记的免疫球蛋白，流式细胞术可以对细胞中蛋白质的表达水平进行定量分析，比如研究细胞信号通路的活性等。
流式细胞术原理
流式细胞术原理流式细胞术原理概述：1.什么是流式细胞术：流式细胞术是将多种特定条件下的离体细胞（即细胞不在原生质上）置入一个流式细胞仪，并利用各种仪器和仪器注入液体，通过细胞之间物质交换，使其在有限时间内受到良好的刺激、富集和选择，从而在定量和质量上均匀地输出体外驯化后的细胞。
2.流式细胞术应用：（1）表型分析：基因表达分析、蛋白质表型分析、抗原检测以及多种分子诊断测试；（2）免疫学应用：免疫细胞排序（FACS）、免疫细胞鉴定、免疫细胞功能分析；（3）其他研究：血液细胞分离以及人类疾病细胞的示蹤。
3.Flow Cytometry的原理：首先，将活细胞置于流式细胞术仪中，然后，在仪器里运动，在仪器里的运动速度是一个恒定的流动；接着，激光会从另一边投射进去，在有特定滤波器的情况下，激光射线就会倒射，与细胞中存在的染料结合，以此来分析表达位点上的基因和蛋白的表达情况，并且在此过程中会记录下所有的数据；最后，细胞会流经检测仪的椭圆形游标，当单束仪检测到某个细胞时，就会发出一个电信号，这样就可以将其标记出来，最后可以将所有细胞记录下来，便于分析表达位点或者染料反应情况，从而分析细胞的类型及其分布情况。
4.Flow Cytometry技术优势：（1）快速：流式细胞术可以在几秒钟内完成大量细胞的分析；（2）灵敏：细胞可以通过可调的激光强度以及多样的滤波器在流式细胞术下被准确检测；（3）准确：使用低酵母可以对细胞表面抗原以及内在细胞特性有更加准确的测定；（4）方便：整个实验过程只需要较少的样本量即可完成，且可以重复性进行，从而可以进行大量的分析和比较。
综上所述，流式细胞术是目前用于研究表型分析、免疫细胞排序以及细胞表面抗原及细胞内特性检测等多个研究领域，功能强大，分析快速准确，整个实验过程便捷、经济等特点，极大地拓展了体外实验、单细胞研究和诊断测试领域，成为细胞及分子生物学研究的有力工具。
流式细胞术的原理和应用
流式细胞术的原理和应用流式细胞术是一种广泛应用于生物医学领域的先进技术，它通过对细胞的特定特征进行高效、快速的检测和分析，为科学研究和临床诊断提供了强大的工具。
流式细胞术的原理和应用涉及到许多方面，包括仪器原理、标记技术、数据分析等，下面将对这些内容进行详细阐述。
一、流式细胞术的原理流式细胞术的原理基于细胞在流动液体中依次通过激光束后的单个检测区域，通过检测细胞在不同参数下的散射或荧光信号来获取关于细胞数量、大小、形态、表面标记物等信息。
流式细胞术通常包括以下步骤：1. 样本制备：将样本中的细胞进行适当的处理，如酶消化、离心、过滤等，以获得单细胞悬浮液。
2. 细胞标记：利用标记物（如荧光染料、抗体等）对待测细胞进行特异性标记，以便在流式细胞仪中对其进行检测和分析。
3. 流式细胞仪检测：将标记后的细胞悬浮液通过流式细胞仪，激光束依次照射每个细胞，并通过检测散射光和荧光信号来获得相关信息。
4. 数据分析：通过专门的流式细胞数据分析软件对获得的数据进行处理和分析，获取细胞的数量、特征等信息。
二、流式细胞术的应用1. 免疫学研究：在免疫学领域，流式细胞术可用于分析免疫细胞的类型、数量和功能，如淋巴细胞亚群的鉴定、T细胞的活化状态等，为免疫学研究提供了重要的数据支持。
2. 癌症诊断和治疗：流式细胞术可用于检测肿瘤细胞的类型和数量，分析肿瘤细胞的表面标记物，评估肿瘤的侵袭性和预后，指导临床治疗方案的选择和疗效监测。
3. 干细胞研究：流式细胞术可用于干细胞的鉴定和分离，分析干细胞的表面标记物和多能性，为干细胞研究和应用提供重要的技术支持。
4. 病原微生物检测：流式细胞术可用于检测微生物感染，分析微生物的数量、类型和毒力，评估感染的严重程度和治疗效果。
5. 血液分析：流式细胞术可用于分析血液中各类细胞的数量和功能，如白细胞亚群的鉴定、血小板的活化状态等，为临床诊断和治疗提供重要信息。
流式细胞术作为一种高效、敏感的细胞分析技术，在生物医学领域有着广泛的应用前景。
流式细胞术实验报告
一、实验目的本实验旨在通过流式细胞术技术，对细胞群体进行快速、精确的分析和定量测定，研究细胞的物理与化学性质，并对细胞进行分类和分选。
通过本次实验，掌握流式细胞仪的工作原理，了解其在细胞生物学研究中的应用。
二、实验原理流式细胞术（Flow Cytometry，FCM）是一种对液流中排成单列的细胞或其它生物微粒逐个进行快速定量分析和分选的技术。
其基本原理是将经过荧光标记的细胞或微粒，在流动系统中以高速通过，同时利用激光束照射细胞，通过光散射和荧光信号来获取细胞的大小、形态、表面标记物等信息。
最后，通过数据分析和可视化展示，对细胞进行计数、分类和分析。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 细胞样本：小鼠脾细胞、Jurkat细胞- 荧光标记抗体：CD45-FITC、CD3-PE、CD4-APC- 溶液：磷酸盐缓冲盐溶液（PBS）、荧光染料（如PI）2. 实验仪器：- 流式细胞仪（如BD FACS Calibur）- 离心机- 恒温培养箱- 移液器四、实验步骤1. 细胞制备：- 收集小鼠脾细胞或Jurkat细胞，用PBS洗涤后，调整细胞浓度为1×10^6个/mL。
- 加入荧光标记抗体，室温下孵育30分钟。
- 用PBS洗涤细胞两次，去除未结合的抗体。
2. 流式细胞术分析：- 将处理好的细胞加入流式细胞仪，设置合适的参数进行检测。
- 收集数据，进行细胞分类和分析。
3. 数据分析：- 利用流式细胞术分析软件（如CellQuest、FlowJo）对数据进行分析，包括细胞计数、分类、DNA含量分析等。
五、实验结果与分析1. 细胞分类：- 通过流式细胞术，成功将小鼠脾细胞和Jurkat细胞分为不同的亚群，如T细胞、B细胞等。
2. DNA含量分析：- 通过PI染色，检测细胞的DNA含量，发现小鼠脾细胞和Jurkat细胞均处于G0/G1期。
3. 表面标记物分析：- 通过CD45-FITC、CD3-PE、CD4-APC抗体检测，发现Jurkat细胞为T细胞，小鼠脾细胞中含有B细胞和T细胞。
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计算机
信号变成数据文件存储、分析。
流式细胞仪的工作原理
待测细胞被制备成单个细胞的悬液，经 特异性荧光染料染色后放入样品管中， 在气体的压力下进入流动室。流动室内 充满鞘液，在鞘液的约束下，细胞排成 单列由流动室的喷嘴喷出，成为细胞液 柱。液柱与入射的激光束垂直相交，相 交点称为测量区。
流式细胞仪的工作原理
散射光与细胞参量间的关系与散射角、 照射光束的形状、收集散射光立体角的 大小等都有关。在流式细胞术中常被利 用的有前向角散射（FSC）和侧向散射 （SSC），前者亦称0°散射，后者亦称 90°散射。
荧光测量
荧光信号是由对细胞进行染色的特异性 荧光染料受激后发射的。荧光波长与激 发光波长不同且强度较弱，为此就要使 用滤片以滤除非荧光信号并使用灵敏的 探测器。下面我们将分别进行讨论。
荧光测量
流式细胞术中使用的多为氩离子激光器， 亦有用氪离子激光器或染料激光器以获 得不同的谱线者。氩离子激光器是一种 气体激光器，其频率稳定性高、相干性 好、寿命长。
荧光测量
氩离子激光器是通过气体放电使氩离子 电离并激发，实现粒子数反转而产生激 光，谱线共十余条，其中绿光514nm和 蓝光488nm两条谱线最强，几乎占总输 出功率的80%。由于这种激光在气体放 电过程中要使氩离子一次电离必须供给 相当大的能量，所以要求有几百伏和每 平方毫米几个安培的稳定电源。
细胞流动室
细胞流动室是FCM的心脏，它是根据流 体力学中的层流鞘液原理设计而成，其 结构包括石英小室形成的鞘液腔及插入 其中的样品管。细胞呈单个排列通过流 动室。
光源
常用激光器： 氢离子激光器 488nm兰色激光 氩离子激光器 氪离子激光器
聚光系统和检测系统
透镜、小孔、多种滤片 检测器、放大器将光信号变成电脉 冲信号
荧光测量
激光与普通光线不同；激光是受激辐射， 普通光线是自发辐射。激光基本是沿着 直线传播，发散角很小，通常在 10 -6 球 面度量级的立体角内，必要时很容易聚 焦到与细胞同一数量级。激光的亮度高， 即在单位面积、单位立体角内输出功率 特别大。激光还具有良好的单色性，这 些特点都是贡灯所不具备的。
上述特性可以是细胞的大小、活性，核 酸的数量、酶、抗原等等。仪器还可以 根据所规定的参量把指定的细胞亚群从 整个细胞群体中分选出来。 流式细胞术在当前的细胞生物学、免疫 学、肿瘤学、血液学、遗传学、病理学、 临床检验学等各领域有着十分广泛的用 途。
流式细胞术是对悬液中的细胞或细胞器进行快速 可达每秒钟数千个乃至上万个细胞。这样，它就 可与显微镜相互补充。显微镜术可以研究组织的 结构、细胞定位和荧光在细胞中的分布；而多数 流式细胞术是一种零分辨率的仪器，它只能测量 一个细胞的总核酸，总蛋白等而不能测量细胞中 某一特定部位的核酸或蛋白，这是它的不足之处。
细胞分选（cell sorting）的工作原理
如果其特性与被选定要进行分选的细胞 特性相符，则仪器在这个被选定的细胞 刚形成液滴时给整个液柱充以指定的电 荷。这样，当被选定的细胞形成液滴时 就带有特定的电荷，未被选定的细胞形 成的细胞液滴及不包含细胞的空白液滴 不被充电，也不带电荷。带有电荷的液 滴向下落入指定的收集器内，从而完成 了细胞分类收集的目的。
检测器——光电倍增管和硅光电二极管
对从紫外到可见光的探测，有二类光电 器件可供选择：一类是真空光电器件； 另一类是半导体器件。后者在某些方面 有一定优点，如在强光照射时过载特性 较好，但在某些方面则明显地不及真空 光电器件。下面对光电倍增管和硅光电 二极管作一简单的比较。
在200—900nm谱区光电倍增管有很好 的响应，量子效率高，而硅光电管则相 当差。光电倍增的时间响应比半导体器 件快得多，特殊的光电倍增管上升时间 可仅为ns数量级，而硅光电管在考虑到 分布电容和负载时，实际上升时间可能 达数10US。
通过测量区的细胞被激发产生荧光。在 与入射光束和液柱垂直的方向放置光学 系统（透镜、光阑、滤片和检测器等） 用以收集荧光信号。图中的阻断滤片用 于阻挡激发光，二色性反射镜用于选择 被测荧光波长，荧光检测器是光电倍增 管（PMT），散射光检测器是光电二极 管，用来收集前向角散射光（FSC）。
细胞分选（cell sorting）的工作原理
由于现代荧光技术和多参数相关测量技 术的发展，流式细胞术在细胞群体或组 成群体的亚群进行定量分析时，又具有 其他手段无法比拟的优越性。 用飞点扫描技术或缝隙扫描技术得到了 细胞形态学方面低分辨率的信息，从而 改变了流式细胞仪零分辨率的传统观点。
流式细胞仪的结构
FCM是由细胞流动室、光源、聚光 装置、信号检测器、电子计算机及 高级别仪器具有的细胞分选装置构 成。
流式细胞仪的 分选原理
流式细胞仪原理示意图
散射光的测量
在流式细胞术中，从光的散射信号可 以得到非常有价值的信息。因为细胞 对光的散射是细胞在未遭受任何破坏 情况下固有的特性，所以可以用散射 光的信号对未染色的活细胞进行分析 和分选。
细胞在液流中通过测量区时，经激光照 射，细胞向空间360°立体角的所有方 向散射光线，散射的信号与细胞的大小、 形状，质膜和细胞内部的折射率有关。 经过固定和染色的细胞，因折射率有了 变化，故其散射状况与未固定或未染色 的不同。