流式细胞仪术的原理、方法以及应用

--Flow Cytometry:Principles,Methodology,and Application

 

作者:    STEFANOS PAPANDREOU

出版:    Nova Biomedical

索书号:  Q-337/F644/2013/Y

藏书地点: 武汉大学图书馆藏

 

流式细胞术是一种生物学技术,用于对悬浮于流体中的微小颗粒进行计数和分选。它是一种在液流系统中,快速测定单个细胞或细胞器的生物学性质,并把特定的细胞或细胞器从群体中加以分类收集的技术。既是细胞分析技术,又是精确的分选技术。其特点是通过快速测定库尔特电阻、荧光、光散射和光吸收来定量测定细胞 DNA含量、细胞体积、蛋白质含量、酶活性、细胞膜受体和表面抗原等许多重要参数。根据这些参数将不同性质的细胞分开,以获得供生物学和医学研究用的纯细胞群体。

其主要的工作原理是,将待测细胞染色后制成单细胞悬液。用一定压力将待测样品压入流动室,不含细胞的磷酸缓冲液在高压下从鞘液管喷出,鞘液管入口方向与待测样品流成一定角度,这样,鞘液就能够包绕着样品高速流动,组成一个圆形的流束,待测细胞在鞘液的包被下单行排列,依次通过检测区域。流式细胞仪通常以激光作为发光源。经过聚焦整形后的光束,垂直照射在样品流上,被荧光染色的细胞在激光束的照射下,产生散射光和激发荧光。这两种信号同时被前向光电二极管和90°方向的光电倍增管接收。光散射信号在前向小角度进行检测,这种信号基本上反映了细胞体积的大小;荧光信号的接受方向与激光束垂直,经过一系列双色性反射镜和带通滤光片的分离,形成多个不同波长的荧光信号。这些荧光信号的强度代表了所测细胞膜表面抗原的强度或其核内物质的浓度,经光电倍增管接收后可转换为电信号,再通过模/数转换器,将连续的电信号转换为可被计算机识别的数字信号。计算机把所测量到的各种信号进行计算机处理,将分析结果显示在计算机屏幕上,也可以打印出来,还可以数据文件的形式存储在硬盘上以备日后的查询或进一步分析。

70年代以来,随着流式细胞技术水平的不断提高,其应用范围也日益广泛。流式细胞术已普遍应用于免疫学、血液学、肿瘤学、细胞生物学、细胞遗传学、生物化学等临床医学和基础医学研究领域。并且,随着对FCM研究的日益深入,其价值已经从科学研究走入了临床应用阶段,在我国临床医学领域里已有着广泛的应用。可用于白血病的分型、肿瘤细胞染色体的异倍性测定,以及免疫学研究,并已开始用于细菌鉴定,病毒感染细胞的识别和艾滋病感染者T4T8细胞的计数。通过FCM来发现癌前病变,协助肿瘤早期诊断,FCM不仅可对恶性肿瘤DNA含量进行分析,还可根据化疗过程中肿瘤DNA分布直方图的变化去评估疗效,了解细胞动力学变化,对肿瘤化疗具有重要的意义。临床医师可以根据细胞周期各时相的分布情况,依据化疗药物对细胞动力学的干扰理论,设计最佳的治疗方案,从DNA直方图直接地看到瘤细胞的杀伤变化,及时选用有效的药物,对瘤细胞达到最大的杀伤效果。此外FCM近几年还被应用于细胞凋亡和多药耐药基因的研究中[34]。医学工作者开始研究如何用药物诱导癌细胞死亡。通过对细胞体积、光散射、DNA含量及特异性抗原基因(bcl-2, Fas)测定分析出细胞凋亡情况。多药耐药是肿瘤病人化疗失败的主要原因,FCM对多药耐药基因(P170)和凋亡抑制基因及凋亡活化基因表达的测定,可为临床治疗效果分析提供有力依据。另外,FCM通过对外周血细胞或骨髓细胞表面抗原和DNA的检测分析,对各种血液病的诊断、预后判断和治疗起着举足轻重的作用。FCM通过对人白细胞抗原(HLA)配型的测定可以为异体干细胞移植病人选择出最合适的供体。

关于本书,作者对于流式细胞术做出了详尽的阐述,不仅为读者介绍了流式细胞术的科学原理,还为读者提供了如何操作这一技术的详尽方法,同时,还列举了此方法在一些重要科学研究中的实体应用。使读者对流式细胞术有了全面而科学的认知。除此之外,该书还具有下列鲜明的特点:

1.  该书逻辑清晰,安排合理,语言描述生动易懂,使读者摆脱了读科学文献时的枯燥感。

2.  书中大量引用了数据表格以及图例,向读者系统科学的展示了流式细胞术的相关信息的同时,还使得科学问题简单明了化,内容更加科学充实,引人入胜。

3.  书中每个章节结束的时候都列举出了相关的参考文献,为后续读者的进一步学习提供了宝贵的参考信息。

 

目录

第一章  在利用流式细胞术以及荧光显微镜以前,很少有技术能够检测清水中的浮游微生物

第二章  利用流式细胞术来对T细胞调控以及免疫抑制子细胞的表型及功能的分析

第三章  对稀有事件分析中的多色面板设计策略:树突细胞以及调控性T细胞

第四章  光散射流式细胞术:对个体颗粒的形态研究的优势

第五章  流式细胞术在环境科学中的应用:富有启发性的例子

索引

(  武汉大学生命科学学院研究生    洪强