流式細胞實驗總結(jié):內(nèi)容包括流式細胞儀流程、原理,、各種類型的樣本操作,、樣本準備,以同型對照的理解,,及不同情況下如何使用封閉劑等,。是本人相當一段時間來的收集以及修正的內(nèi)容。
流式細胞儀(FCM)是八十年代集單克隆抗體,、熒光化學,、激光、計算機等高技術(shù)發(fā)展起來的一種*儀器,,已廣泛應用于免疫學,、生物化學、生物學,、腫瘤學以及血液學等方面的研究和臨床常規(guī)工作,。其中檢測人白細胞表面標志可對白血病、淋巴瘤作用迅速正確的診斷,,對淋巴細胞群和亞群進行分類,,還能分離純化某一群或亞群細胞?;罴毎庖邿晒饧夹g(shù)是用于FCM檢測的標本準備,,染色后也能在熒光顯微鏡下進行觀察,在某些實驗條件下,,活細胞免疫熒光染色后的特異性和敏感性要優(yōu)于滴片固定的常規(guī)間接免疫熒光的結(jié)果,。
(一) 原理
活細胞表面保留有較完整的抗原或受體,先用特異性鼠源性單克隆抗體與細胞表面相應抗原結(jié)合,,再用熒光標記的第二抗體結(jié)合,,根據(jù)所測定的熒光強度和陽性百分率即可知相應抗原的密度和分布。
(二) 操作步驟
制備活性高的細胞懸液(培養(yǎng)細胞系,、外周血單個核細胞,、
胸腺細胞、脾細胞等均可用于本法)
↓
用10%FCS RPMI1640調(diào)整細胞濃度為
5×106~1×107/ml
↓
取40μl細胞懸液加入預先有特異性McAb(5~50μl)
的小玻璃管或塑料離心管,,再加50μl 1∶20(用DPBS
稀釋)滅活正常兔血清
↓4℃ 30min
用洗滌液洗滌2次,,每次加洗滌液2ml左右
1000rpm×5min
↓
棄上清,加入50μl工作濃度的羊抗鼠
(或兔抗鼠)熒光標記物,,充分振搖
↓ 4℃ 30min
用洗滌液洗滌2次,,每次加液2ml左右
1000rpm×5min
↓
加適量固定液(如為FCM制備標本,,一般加入
1ml固定液,如制片后在熒光顯微鏡下觀察,,
視細胞濃度加入100~500μl固定液)
↓
FCM檢測或制片后熒光顯微鏡下觀察
(標本在試管中可保存5~7天)
(三) 試劑和器材
1. 各種特異性單克隆抗體,。
2. 熒光標記的羊抗鼠或兔抗鼠第二抗體,滅活正常兔血清,。
3. 10% FCS RPMI1640, DPBS,、洗滌液、固定液(見附錄),。
4. 玻璃管,、塑料管、離心機,、熒光顯微鏡等,。
(四) 注意事項
1. 整個操作在4℃下進行,洗滌液中加有比常規(guī)防腐劑量高10倍的NaN3,,上述實驗條件是防止一抗結(jié)合細胞膜抗原后發(fā)生交聯(lián),、脫落。
2. 洗滌要充分,,以避免游離抗體封閉二抗與細胞膜上一抗相結(jié)合,,出現(xiàn)假陰性。
3. 加適量正常兔血清可封閉某些細胞表面免疫球蛋白Fc受體,,降低和防止非特異性染色,。
4. 細胞活性要好,否則易發(fā)生非特異性熒光染色,。
附:
1. DPBS (×10, 貯存液)
NaCl 80g
KCl 2g 蒸餾水加至1000ml
Na2HPO4 11.5g 臨用時用蒸餾水1∶10稀釋
KH2PO4 2g
2. 洗滌液
DPBS 900ml
FCS 50ml (終濃度 5%)
4%NaN3 50ml (終濃度0.2%)
3. 固定液
DPBS 1000ml
葡萄糖 20g (終濃度2%)
甲 醛 10ml
NaN3 0.2g (終濃度0.02%)
(一)不同來源樣品的處理
1. 培養(yǎng)細胞
(1)培養(yǎng)細胞用0.25%的胰酶消化,。
(2)PBS或生理鹽水洗滌細胞2次,再用PBS或生理鹽水懸浮細胞,,加入預冷的無水乙醇,,終濃度為60%~70% ,快速混勻,,并用封口膜封口,置4℃下可保存15天左右,。
2. 新鮮標本
(1)將標本切成1~2mm3的小塊,。
(2)PBS或生理鹽水清洗后去除上清,加入0.2%膠原酶(或0.15%胰蛋白酶)37℃消化10~30min(根據(jù)實驗及不同組織確定),,并不斷振動,。
(3)300目尼龍篩過濾,除去組織團塊,,PBS洗滌2次,,300g離心5min,,獲得已消化的細胞。
3. 石蠟包埋標本
(1)標本在切片機上切取3~5片50μm厚的組織片,。
(2)將切片*脫蠟,,梯度乙醇(100%、95%,、70%)及蒸餾水水化,。
(3)0.5%胃蛋白酶(或胰蛋白酶)37℃消化30min,每隔10min振動1次,。
(4)300目尼龍篩過濾,,獲得的細胞懸液PBS洗滌2次,300g離心5min,。
注意:脫蠟一定要*(若加入100%乙醇無絮狀物飄起即可);切片厚薄適宜,,太薄碎片多,影響FCM分析結(jié)果,,太厚易造成脫蠟不凈;注意掌握消化時間,,避免已釋放的細胞被消化。
(二)直接免疫熒光標記的樣品制備
用標有熒光素的特異抗體對細胞進行直接染色,,然后用流式細胞儀檢測,,陽性者即表示有相應抗原存在。實驗步驟如下:
1. 每份取100μl單細胞懸液(細胞密度約1×106個細胞),。
2. 一份加入相應量的FITC或PE標記的特異性熒光直標單抗,,另一份加入熒光標記的無關(guān)單抗,作為同型對照樣品,。
3. 室溫下避光反應一定時間(時間長短根據(jù)試劑說明書要求進行),,一般在室溫下反應15~30min即可。
4. 加入500μl PBS重懸成單細胞懸液即可上機檢測,。
(三)間接免疫熒光標記的樣品制備
1. 取1×106個細胞/100μl,,先加入一抗混勻,置室溫下避光反應30min,。
2. 用PBS洗滌細胞2次,,離心沉淀棄掉上清液(離心轉(zhuǎn)數(shù)一般為800~1000rpm,5min),。
3.用100μl PBS重懸細胞,,再加入FITC或PE標記熒光二抗(用量均按說明書要求加入)混勻,室溫下反應30min,。
4. 用PBS再洗滌細胞2次,,加入500μl PBS重懸成單細胞懸液,上機檢測,。
注意:以上兩種染色方法的抗體加入量和反應時間,,一般根據(jù)試劑使用說明書的要求進行,。若說明書上未說明,應*行預實驗,,掌握好劑量與*反應時間后,,再進行流式樣品的制備。制備好的樣品,,若不能及時上機檢測,,用1%~4%的多聚甲醛固定,4℃下可保存5天,。
(四)DNA熒光染色的樣品制備
DNA是細胞內(nèi)含量比較恒定的參量,,隨著細胞增殖周期的各時相而發(fā)生變化。熒光染料(如PI)可選擇性地定量嵌入核酸(DNA/RNA)的雙螺旋堿基之間,,與細胞特異性結(jié)合,,DNA含量與熒光染料的結(jié)合量成正比,因此通過測定熒光強度可獲知細胞的增殖情況,。
1. 將固定過的細胞離心(500~1000rpm,,5min)棄上清液,再用PBS洗滌2次,。
2. 用PBS調(diào)整細胞濃度,,每份為1×106個細胞/100μl。
3. 加入1000μl DNA 熒光染料(通常用Coulter公司提供的DNA染色試劑盒),,室溫下避光染色15 min,。
4. 上流式細胞儀檢測。
以上樣品的制備可分析細胞周期各時相的百分比,,同時可粗略觀察有無凋亡細胞現(xiàn)象,,如果用對照液(雞紅細胞)作參照標準,可進行細胞DNA倍體分析,,通過DNA指數(shù)(DNA index,,DI)衡量DNA的相對含量,DI可用下式計算:
DI=樣品G0/G1期的均值/正常二倍體細胞G0/G1期均值
(五)細胞凋亡檢測樣品的制備
根據(jù)實驗方案誘導細胞凋亡,,制備單細胞懸液,,使用 Annexin V-FITC 細胞凋亡檢測試劑盒,通過Annexin V抗體與磷脂絲氨酸(PS)的特異性結(jié)合來檢測細胞凋亡的情況,。
1. 將10×的結(jié)合緩沖液用蒸餾水稀釋成為1×,,冰育。
2. 懸浮細胞在低溫環(huán)境中,,用PBS洗滌細胞2次(800~1000rpm離心,,5min),。
3. 棄上清,,加入490μl預冷的結(jié)合緩沖液重懸細胞(細胞濃度為105~106/ml),。
4. 加入5μl Annexin V-FITC和5μl PI于細胞懸浮液中,輕輕混勻,。
5. 將試管置于冰上,,避光孵育10分鐘。
6. 上FCM檢測,。
(六)微量全血法免疫熒光標記的樣品制備
目前制備全血細胞樣品的方法很多,,且很成熟,常用的方法是用淋巴細胞分離液分離淋巴細胞,,然后進行特異性熒光染色,,其染色方法與前面介紹的方法相同。下面主要介紹與流式細胞儀配套的Q-PREP(免疫學樣品處理器)進行快速制備微量全血樣品的方法,。
1. 微量全血直接熒光染色法
(1)取肝素或EDTA抗凝全血(100μl/份),,置12×75mm塑料試管中。
(2)每份加入20μl特異性熒光單抗,,另一份加入熒光標記的無關(guān)單抗作同型對照,,室溫下避光染色15min。
(3)置 Q-PREP 儀上溶解紅細胞,、穩(wěn)定和固定白細胞,,靜置5min。
(4)上流式細胞儀檢測,。
2. 微量全血間接熒光染色法
(1)取肝素或EDTA抗凝全血(100μl/份),,置12×75mm塑料試管中。
(2)加入50μl特異的單克隆抗體(一抗),,室溫下孵育30min,。
(3)置Q-PREP儀上溶解紅細胞,穩(wěn)定和固定白細胞,。
(4)離心(800~1000rpm,,5min)棄上清液,用PBS洗滌細胞2次,。
(5)加入50μl熒光(FITC或PE)標記的第二抗體,,室溫下避光染色30min。
(6)上流式細胞儀檢測,。
3. 注意事項
(1)新鮮全血一般室溫下放置8小時以內(nèi)可以使用,,時間過長會使活性降低,影響測定結(jié)果,。
(2)抗凝血應保證無血塊凝集,。
(3)全血加入試管中時,應盡量避免加到試管壁上,如沾到了管壁上必須用用棉簽擦凈,,否則會影響細胞二維點圖的細胞群的分離效果,。
(七)樣品制備應注意的問題和影響因素
1. 樣品制備應注意的問題
(1)單細胞懸液的制備是流式細胞術(shù)分析的關(guān)鍵。如遇有細胞團塊應先用300~500目的細胞篩網(wǎng)過濾后,,再上機檢測,。
(2)標本采集后要及時固定或深低溫保存,手術(shù)切除的新鮮標本或活檢針吸標本取材時,,要避免出血與壞死組織,。
(3)免疫熒光標本應注意死細胞和碎片的去除,要求每份樣品中雜質(zhì),、碎片,、團塊重疊細胞應<2%,尤其是細胞或細胞亞群的測定時,,否則這些細胞的非特異性熒光增加,,會干擾免疫熒光測定。
(4)細胞樣品的采集要保證足夠的細胞濃度,,一般每份樣品要求的細胞數(shù)為5×105/ml~1×106/ml,,對腫瘤細胞DNA異倍體的樣品分析,至少應有20%的腫瘤細胞存在(占主峰1/5以上的異倍體才可確認為異倍體峰),。
(5)石蠟包埋組織單細胞制備時要注意:選取含待測細胞豐富的區(qū)域;石蠟組織片的厚度要適宜,,為40~50μm;*脫蠟,以免殘留的石蠟影響酶的消化活性;充分水化,,使組織還原到與新鮮組織相似的狀態(tài),。
2. 影響樣品制備的因素
(1)溫度對熒光強度的影響:一般認為,溫度升高時熒光減弱,,所以在熒光測量時要保持染色后的樣品在適當?shù)蜏丨h(huán)境下進行,,并盡可能減少樣品的光照射時間。有條件時,,應使樣品觀察室做到恒溫裝備,,使溫度對熒光染色的影響減少到zui小,會得到更好的熒光定量測定的結(jié)果,。
(2)pH值對熒光強度的影響:每一種熒光染料分子發(fā)光的zui高量子產(chǎn)額,,都有自己的pH值,以保持熒光燃料分子與溶劑間的電離平衡,,如果pH值發(fā)生改變,,可能造成熒光光譜的改變,如FITC在酸性溶劑中呈藍色熒光,,為陽離子發(fā)光;在堿性溶劑中呈黃綠色熒光,,為陰離子發(fā)光,。
同型對照
1、同型對照不是的,。同型對照雖然與試驗抗體是同種型,,而且具有相同的熒光標記,但不一定是同一廠家生產(chǎn)的,,肯定不是同一批次的,也很難保證每個抗體上標記的熒光分子的數(shù)目是相同的,,所以很多情況下發(fā)現(xiàn)用同型對照調(diào)的參數(shù)并不合適,。
2、是否需要同型對照取決于要檢測的指標,。
(1)對于一些細胞特異性的亞群標志,,比如CD3/4/8這些,對于某一細胞來說它或者表達,,或者不表達,,這時只要抗體和標記技術(shù)沒問題都會清晰分群,無需同型對照,,甚至不需要陰性對照,。
(2)某些分子在細胞上原本不表達,或表達極低,,加入處理因素后表達明顯上調(diào),,這種通常也能明顯分群,也不需要同型對照,,但要有未加處理因素的陰性對照,。檢測細胞表面活化分子的表達,細胞內(nèi)因子檢測等通常是這種情況,。
(3)如果細胞群中大部分細胞都表達要檢測的目標分子,,只是有的表達高些,有的表達低些,,通常細胞不能明顯分群,。此時通常需要以同型對照做參考,雖然它也不一定正確,。
IgG-FITC同型(IgG1 or IgG2a or IgG2b, etc.)
封閉情況
對于表面分子,,可以不設(shè)同型對照,對于細胞內(nèi)細胞因子,,應設(shè)同型對照,,有利于對照陽性染色是否成功,以及分析時設(shè)定gate,。如果是mice cell, 實在不設(shè)也可以,,目前為止,,我看Isotype似乎都沒反應。
如果嚴謹?shù)淖隽魇?都是應該做同型對照的,據(jù)我們自已做的經(jīng)驗,特別是以下幾種情況是做同型對照:
1 自已標記的抗體:許多做單抗實驗室自已標記抗體的(國內(nèi)許多*的抗體實驗室在內(nèi)),但這種自已標記的抗體,我們做同型對照經(jīng)常會與不做同型有很大的區(qū)別
2 一些表達比較低的分子:有些表達比較低的分子,特別是表面分子,做同型后的結(jié)果甚至會出現(xiàn)陽性與陰性之間的明顯差異,這種事我們也經(jīng)歷過多次了.
熒光標記一抗的同型對照抗體只是缺了決定特異結(jié)合的Fc段,。非熒光標記一抗的同型對照更簡單,,就是熒光二抗。
封閉(blocking)是繼包被之后用高濃度的無關(guān)蛋白質(zhì)溶液再包被的過程,??乖蚩贵w包被時所用的濃度較低,吸收后固相載體表面尚有未被占據(jù)的空隙,,封閉就是讓大量不相關(guān)的蛋白質(zhì)充填這些空隙,,從而排斥在ELISA其后的步驟中干擾物質(zhì)的再吸附。封閉的手續(xù)與包被相類似,。zui常用的封閉劑是0.05%-0.5%的牛血清白蛋白,,也有用10%的小牛血清或1%明膠作為封閉劑的。脫脂奶粉也是一種良好的封閉劑,,其zui大的特點是價廉,,可以高濃度使用(5%)。高質(zhì)量的速溶食用低脂奶粉即可直接當作封閉劑使用,,但由于奶粉的成份復雜,,而且封閉后的載體不易長期保存,因此在試劑盒的制備中較少應用,。
脫脂牛奶,,BSA,或者FCS,,在ELISA及WB中用它們主要有兩個原因:
一是它們做為隋性蛋白,,用來封閉酶標板或膜上的蛋白結(jié)合位點,使其后的蛋白不會因為非特異結(jié)合而影響本底(即所謂封閉);
二是在抗體等蛋白稀釋到很低濃度時會不穩(wěn)定,,它們可以起到保護,,或穩(wěn)定的作用,基本上可以理解為競爭關(guān)系,。
封閉是沒有特異性的,,所有的抗原表位都被結(jié)合了。
但非特異性結(jié)合容易被競爭替換,,而特異性結(jié)合很難被競爭替換,。
所以封閉主要是針對一抗的,沒有對二抗封閉的,。
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