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【五分钟讲实验】流式细胞术Protocol:样本制备与表面染色关键步骤

发布时间:2026-06-25点击量:4
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流式细胞术可以在单细胞水平上分析细胞表型和群体比例,是免疫分型、细胞功能研究、肿瘤微环境分析和药效评价中常用的检测方法。


但流式实验能不能得到稳定结果,很多时候并不取决于“上机那一刻”,而取决于更前面的步骤样本是否新鲜、细胞是否分散、活率是否合格、红细胞是否处理干净、抗体染色是否充分、上机前是否再次过滤。


这篇文章主要整理流式细胞术中最基础、也最容易被忽略的一部分:样本制备与表面抗体染色。



一、实验前先确认3件事


流式实验开始前,建议先明确以下几点:

1. 不同样本的处理方式不同,常见样本包括:

· 悬浮细胞;

· 贴壁细胞;

· 外周血;

· 脾脏、淋巴结、骨髓;

· 肿瘤组织;

· 肺、肠道、肝脏等实体组织。


悬浮细胞处理相对简单;贴壁细胞需要考虑解离方式;组织样本则要重点控制消化时间、碎片和细胞活率。


2. 检测目标:

本文章主要围绕表面Marker检测,如果涉及胞内因子、核内转录因子或磷酸化蛋白,需要额外设计固定/破膜流程,不建议直接套用表面染色Protocol。


3. 上需要提前确认:

· 仪器通道是否支持所选荧光;

· 是否需要活死染;

· 是否需要Fc Block;

· 是否准备好补偿管;

· 样本量是否足够正式样本和对照管。



二、样本接收与保存


1. 新鲜组织样本

新鲜组织一般建议采样后尽量在1小时内进入处理流程;如果不能立即处理,应放入合适的预冷缓冲液中低温暂存,并记录放置时间。

不建议组织样本长时间室温放置,放置时间过久会增加细胞死亡、抗原变化和背景升高风险。


2. 血液样本需确认:

· 抗凝管类型;

· 采血时间;

· 是否凝血;

· 是否严重溶血;

· 样本编号和分组是否清楚。


明显凝血或严重溶血的样本,会影响后续细胞回收和结果判断,需要谨慎处理。


3. 培养细胞样本在处理前需确认:

· 细胞状态是否良好;

· 是否污染;

· 是否过度融合;

· 是否经过药物处理;

· 是否需要同时收集贴壁细胞和悬浮细胞。


对于凋亡、损伤或药物处理实验,培养上清中的悬浮细胞可能包含重要信息,不建议直接丢弃。



三、单细胞悬液制备


流式检测的基础是单细胞悬液,目标不是“细胞越碎越好”,而是尽量获得:分散均一、团块少、碎片少、活率可控的细胞悬液。


1. 悬浮细参考流程:

1. 收集细胞悬液;

2. 轻柔混匀;

3. 取样计数;

4. 300–500×g离心5 min;

5. 弃上清;

6. 用预冷染色缓冲液重悬;

7. 显微镜下观察团块和碎片。


对于脆弱细胞,可适当降低离心力,减少机械损伤。


2. 贴壁细胞参考流程:

1. 弃去培养基;

2. PBS轻洗;

3. 加入合适的消化液或无酶解离液;

4. 细胞脱落后及时终止;

5. 收集细胞悬液;

6. 轻柔吹打;

7. 离心洗涤;

8. 计数并检测活率。


如果检测表面Marker,不建议默认长时间强胰酶消化,部分表面抗原可能受消化影响,可根据目标Marker选择EDTA、无酶解离液或更温和的处理方式。


3. 组织样本通常需要机械剪碎和酶消化,可参流程:

1. 新鲜组织置于预冷缓冲液;

2. 去除明显坏死、脂肪或结缔组织;

3. 剪成约1 mm³小块;

4. 加入合适酶消化体系;

5. 37℃温和消化;

6. 中间轻柔吹打;

7. 终止消化;

8. 70 μm滤网过滤;

9. 按需红细胞裂解;

10. 洗涤、计数、检测活率。


组织样本不建议一次性强消化过久,消化不足会导致团块多、堵管风险高;消化过度会导致细胞死亡、抗原丢失和群体比例改变。



四、过滤、红细胞裂解与洗涤


1. 过滤

过滤可以减少团块,降低堵管风险,常用方式:

· 组织消化后初筛:70 μm滤网;

· 上机前终筛:40 μm滤网。


如果滤网堵塞,不建议用力挤压组织块通过滤网,应更换滤网或重新处理样本。


2. 红细胞裂解

血液、脾脏、肺、肝脏和肿瘤组织样本中,常见红细胞残留。

需要裂解时,应按裂解液说明书控制时间,人全血、小鼠脾脏、肿瘤组织中的红细胞量和细胞耐受性不同,裂解时间不能一刀切。


操作原则:

(1)加入裂解液;

(2)轻柔混匀;

(3)控制裂解时间;

(4)到时间后立即终止;

(5)离心洗涤;

(6)重新计数并观察细胞状态。


裂解过度会影响目标细胞活率,因此不要为了“颜色完全变清”而无限延长裂解时间。


3. 洗涤

常规洗涤可参考400–600×g离心5 min,如果细胞较脆弱,可适当降低离心条件;每次弃上清时注意不要吸走细胞沉淀。



五、细胞计数、浓度和活率


1. 染色前必须计数,需要记录:

· 总细胞数;

· 活细胞数;

· 活率;

· 细胞浓度;

· 是否有团块;

· 是否有大量碎片。


2. 推荐参考:

常规表面染色可按每管约1×10⁶ cells / 100 μL染色体系作为起始参考。

如果目标细胞稀有,可适当增加起始细胞数;如果样本珍贵,也可根据抗体说明书和仪器要求调整。


3. 不同实验的活率要求不同,一般建议:

· 常规表型分析:活率尽量≥80%;

· 多色Panel、稀有群体分析:尽量≥85%–90%;

· 活率明显偏低的样本,应在结果解释中标注。



六、活死染:减少死细胞背景


死细胞容易非特异吸附抗体,是流式背景高的重要来源。

建议使用活死染的情况包括:

· 组织消化样本;

· 肿瘤组织样本;

· 药物处理后细胞;

· 冻存复苏细胞;

· 活率不稳定样本;

· 多色流式实验。


操作要点:

1. 细胞洗涤后重悬;

2. 加入活死染工作液;

3. 按说明书避光孵育;

4. 洗涤去除多余染料;

5. 进入表面染色。


如果使用固定型活死染,通常建议在固定前完成,同时,活死染也需要设置单染补偿对照。



七、Fc Block:降低免疫细胞样本非特异结合


免疫细胞、肿瘤组织、脾脏、淋巴结、骨髓等样本中,部分细胞表达Fc受体,容易造成非特异性抗体结合。


建议考虑Fc Block的样本包括:

· 小鼠免疫细胞;

· 脾脏;

· 淋巴结;

· 骨髓;

· 肿瘤组织免疫浸润分析;

· 巨噬细胞、单核细胞、粒细胞较多的样本;

· 背景染色偏高的样本。


操作流程:

1. 细胞重悬于染色缓冲液;

2. 加入Fc Block;

3. 4℃或冰上孵育10–15 min;

4. 不洗涤或按说明书处理;

5. 加入表面抗体混合液。



八、表面抗体染色Protocol


表面染色一般在固定/破膜前完成,推荐流程:

1. 调整细胞浓度;

2. 每管加入约1×10⁶细胞;

3. 300–500×g离心5 min,弃上清;

4. 加入Fc Block,冰上或4℃孵育10–15 min;

5. 加入表面抗体混合液;

6. 2–8℃或冰上避光孵育15–30 min;

7. 加入染色缓冲液洗涤;

8. 400–600×g离心5 min;

9. 弃上清;

10. 重复洗涤1次;

11. 用适量染色缓冲液重悬;

12. 上机检测。


为什么建议低温避光?

低温可以降低细胞代谢活性,减少部分抗体内吞、受体重排和非特异结合风险;避光可以减少荧光淬灭,帮助保持信号稳定。


注意事项:

· 抗体使用量应做滴度优化;

· 同批样本细胞数尽量一致;

· 抗体混合液建议提前配好;

· 不建议抗体过量使用;

· 染色过程中避免反复剧烈吹打;

· 染色结束后尽快上机检测。



九、上机前检查清单


正式上机前,建议逐项确认:

· 样本是否为均一单细胞悬液;

· 是否有明显团块;

· 是否通过40 μm滤网;

· 细胞浓度是否合适;

· 细胞活率是否满足要求;

· 活死染是否完成;

· Fc Block是否按需使用;

· 表面抗体是否避光孵育;

· 洗涤是否充分;

· 单染补偿管是否齐全;

· 样本编号是否清楚;

· 上机顺序是否记录。


如果样本静置时间较长,上机前需要轻柔混匀,不要剧烈涡旋,以免增加碎片或损伤细胞。



十、常见问题排查


1. 上机堵管

可能原因:

· 细胞团块多;

· 过滤不充分;

· 细胞浓度过高;

· 死细胞多;

· 组织消化不充分。

建议:

· 上机前40 μm过滤;

· 降低细胞浓度;

· 优化组织消化;

· 减少样本放置时间;

· 必要时重新制备单细胞悬液。


2. 背景高

可能原因:

· 死细胞比例高;

· Fc受体非特异结合;

· 抗体浓度过高;

· 洗涤不充分;

· 碎片较多;

· 样本放置时间过长。

建议:

· 加入活死染;

· 使用Fc Block;

· 做抗体滴度优化;

· 增加洗涤;

· 优化样本制备;

· 对关键Marker设置FMO。


3. 信号弱

可能原因:

· 抗体不适配流式;

· 表面抗原被消化影响;

· 抗体浓度不足;

· 目标表达量低;

· 荧光选择不合适。

建议:

· 核对抗体应用类型;

· 优化细胞解离方式;

· 设置阳性对照;

· 调整抗体滴度;

· 对低表达Marker选择更亮荧光。


4. 细胞回收率低

可能原因:

· 洗涤次数过多;

· 离心条件不合适;

· 弃上清时吸走细胞;

· 样本起始量不足;

· 过滤过程损失较大。

建议:

· 减少不必要洗涤;

· 优化离心条件;

· 弃上清时保留少量液体;

· 对稀有群体增加起始细胞数;

· 根据细胞大小选择合适滤网。



结语


流式细胞术的基础,不是上机分析,而是样本制备和染色质量。

一份合格的流式样本,应尽量做到:

· 单细胞悬液均一;

· 团块少;

· 碎片少;

· 活率可控;

· 红细胞残留少;

· 表面抗原尽量保留;

· 染色条件一致;

· 上机前检查完整。


关于晶莱


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晶莱生物创立于2016年,拥有北京(北京晶莱华科生物技术有限公司)及长沙(湖南晶莱生物技术有限公司)两个研发机构,是专注于生物医药临床前研发与基础医学科研服务的国家高新技术企业及专精特新企业。依托北京、长沙两地的3000余平实验平台,晶莱构建了8个研究平台,可为客户提供包括临床前CRO、类器官模型构建、动物寄养、动物模型构建、细胞型构建、药效及各类表型、机制、通路等全方位的研究服务。


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