
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。
流式实验开始前,建议先明确以下几点:
· 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。
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。
· 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。
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。
· 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。
· 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。
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. 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
· 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
· 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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