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多种应用领域的样本数据表明声波辅助流体动力学聚焦技术可以更快、更准确地处理更多样本类型—包括较大的团块细胞和低细胞浓度样本。Attune CytPix 流式细胞仪中的高速相机支持多种新应用,可将成像中的细胞形态数据与多重蛋白表达的流式实验数据相结合。
即使是手动进行单个细胞设门也容易出错,因此它是几乎所有流式数据分析的主观决策点。成像结果有助于确认和调整设门,以便圈出单个目的细胞。
在此,一名有经验的操作人员已自信地为单个细胞设门。在使用 CytPix 仪器图像的参数对其单细胞设门 (Manual Singlets)评估后,我们可以看到此门仍包含 >4% 的黏连体。
也许更重要的是,这些事件含有表型明显不同的细胞,这可导致对双阳性事件(特别是在稀有细胞群中)做出错误判断。
成像结果有助于确认和调整设门,以便只圈出单个目的细胞。众所周知,鸡红细胞核(CEN)细胞特别容易黏连,往往连成双联体或其他黏连体。研究人员往往使用碘化丙啶 (PI) 染色来鉴定这些黏连体,其中连续的峰值代表事件中含有的细胞数。但成像结果显示,下一级黏连体开始出现在前峰的右肩。例如,峰 I 的右侧(假设仅包括单细胞)包含很多双联体。缩小圈门可成功去除多余双联体,并将它们相应圈到下一级门内。
在质量控制(QC)工作流程中增加快速成像可在早期阶段发现和确定细胞培养相关问题。在某实验室中,在对 Ramos(淋巴瘤)细胞培养进行常规传代检查时观察到,尽管看起来是在融合,但细胞计数和存活率减少。进一步调查发现有大量微生物污染,但这是从何时何地开始的?
由于该细胞系之前已经在Attune CytPix 成像型流式细胞仪上进行了分析,研究人员重新打开图像,发现至少五天前就记录了微生物感染。当时,污染早期的迹象被误认为碎片,但回顾性研究证实培养物中存在具有相同特征的问题细胞。追踪感染帮助实验室建立了额外的实验室规程,以筛选和保护对实验具有关键性作用的细胞系。
从图像中获取的细胞形态信息可增加凋亡分析的丰度。此细胞凋亡实验 采用 Annexin V 和碘化丙啶(PI)进行染色,其细胞成像结果有助于鉴定不同形态特征的各亚群细胞。单凭流式细胞分析数据是无法获得这些信息的。
由于能够在短时间内对数千甚至数百万个细胞进行多参数分析,流式细胞术是鉴别复杂细胞群的较佳方法。Attune 流式细胞仪具有强大的信号分离技术,能够出色地区分每个细胞亚群并进行免疫表型分析。多种试剂选择以及流式细胞仪的自动补偿模块、4个空间独立激光器和14种颜色选择都有助于简化多色流式配色方案的设计。
下面是在 Attune NxT 流式细胞仪上使用染色/裂解方案对人全血样本进行13色免疫分型的数据结果。利用前向角散射光(FSC) 和侧向角散射光(SSC) 区分淋巴细胞、单核细胞和粒细胞;利用针对不同免疫细胞亚群的特异性流式抗体分别鉴定单核细胞、T 细胞、B 细胞和 NK 细胞。
细胞成像可用于改进免疫表型分析实验和新用户培训。整合到成像软件中的细胞轮廓和测量工具可补充成像和流式实验数据,以进一步鉴定细胞群以及设置和确认设门。
由于白细胞(WBC)仅占全血细胞的 0.1% 左右,因此,通常需要裂解数量更多的红细胞(RBC)并将其分离出去。但红细胞裂解液也可能会裂解或改变某些白细胞。在一篇应用文档中,我们验证了一种采用免洗免裂解方法,即通过红细胞中的血红蛋白容易吸收紫激光 (405 nm)、 但白细胞和血小板不吸收的特性来区分未裂解的红细胞、白细胞和血小板的方法。使用 Attune CytPix 免洗免裂解滤光片套件进行双激光光散射检测,红细胞在蓝激光与紫激光侧向角散射光 (SSC) 点图中向会右移动(图 A)。
但是,如果用 CD45 抗体染白细胞,可看到部分白细胞(点图中的浅蓝色)会出现在红细胞门内。为进一步分析,Attune CytPix 成像型流式细胞仪被设置为拍摄 CD45+ 事件的图像,假设其代表 WBC。图像(图 B)显示其中部分事件(反向设门的紫色点)实际上是细胞簇、小血小板、暗 RBC 或被当做单个事件分析的细胞组合。看起来属于同一类的细胞群实际上非常多样化—解读结果时应该考虑到这一点。
在细胞和基因治疗研发流程中,显示分选磁珠的正确分离通常是关键但耗时的步骤。扩展图像参数使得准确识别磁珠的效率比以前更高。在此,我们可以看到从含单个细胞和细胞聚合体的事件中分离的单个细胞和聚合体磁珠。
为进一步分析,Attune CytPix 成像型流式细胞仪被设置为拍摄 CD45 + 事件的图像,假设其代表 WBC。图像显示,其中部分事件实际上代表细胞簇、小血小板、暗 RBC 或被当做单个事件分析的细胞黏连体。看起来属于同一类的细胞群实际上非常多样化—分析结果时应该考虑到这一点。
记忆性抗原特异性 CD4 T 细胞在循环外周血中非常稀少,其阳性率范围为 1/100 至 1/100,000 以下,具体取决于抗原类型和个体差异。流式细胞术特别适合在多种细胞类型的混合样本中监测和鉴定稀有细胞。它不仅能够快速鉴定出独特的细胞类型,还能用于在单细胞水平分析许多其他表型特征,因此是了解免疫系统的得力工具。
在本研究中,利用死活染料 (Invitrogen LIVE/DEAD Fixable Near-IR Dead Cell Stain) 和 7 种流式抗体(包括 CD137 和 CD69)作为骨架配色方案,在 Attune NxT 流式细胞仪(4 激光配置)上进行抗原特异性 CD4 T 细胞的鉴定。
小鼠和人体实验模型证实调节性 T 细胞 (Treg) 的免疫抑制潜能可用于与自身免疫、感染性物质和癌症相关的研究,引起了人们对调节性T细胞的关注。
Attune 流式细胞仪具有强大的信号分离技术,能够出色地区分每个细胞亚群并进行免疫表型分析。使用 Foxp3 转录因子染色缓冲液试剂盒对染色的小鼠脾细胞进行此 3 色免疫分型实验,结果显示对既有表面标志物也有细胞内标志物的小鼠调节性 T 细胞分群效果非常好。
利用 Attune NxT 流式细胞仪检测小鼠调节性 T 细胞
(A) 双参数散点图中小鼠脾细胞 CD4+ Foxp3+ 调节性 T 细胞群(门内)(A,左图)与同型对照(A,右图)的对比。基于 FSC/SSC 图对淋巴细胞设门。(B) 对 CD4+ T 细胞设门,并分析 CD25 和 Foxp3 的表达。大多数小鼠调节性 T 细胞共表达转录因子 Foxp3 和细胞表面标记物 CD25。
查看应用文档了解更多信息。
静止血小板是外周血中最小的细胞组分。一旦激活,血小板的细胞表面受体表达迅速发生变化,从而导致粘附性和形态的改变,促进血管受损位置的血小板血栓形成。这些特性使得利用流式细胞仪(尤其是散射光信号检测)检测血小板非常具有挑战性。
Attune流式细胞仪搭配用于紫激光 SSC 检测的 Attune NxT 免洗免裂解滤光片套装 或 Attune CytPix 免洗免裂解滤光片套装,为全血中的血小板检测提供了强大的实验工具,而且无需处理样本即可检测。该系统的声波聚焦技术提供了较快的检测速度(较传统细胞仪快 10 倍),从而大大缩短了分析时间。
利用 Attune 流式细胞仪,无需浓缩样本,即可在短时间内采集大量样本,从而准确、可靠地检测阳性率不到 1% 的目的细胞群(如下)。
成像结果可提供细胞功能分析的证据,包括免疫细胞之间的相互作用。经过基因改造的 CAR T 免疫细胞与 Ramos(淋巴瘤)细胞共同培养后进行染色,在 Attune CytPix 成像型流式细胞仪上进行采集和成像分析。Q2 象限的图像(两种染料均为阳性,只采集单个细胞)显示 CAR T 细胞对靶向 Ramos 细胞具有明显的杀伤作用,提供了改造后免疫细胞具有功能的确切证据。
我们之前展示了拍摄 CAR-T/Ramos 细胞相互作用图像的能力。现在我们来看看最感兴趣的细胞群—双阳性事件,以了解更多信息。我们现在可以使用源自图像的扩展参数(圆度与强度偏斜度)来进一步细化此细胞群,从而提高数据稳健性。在此,通过使用源自图像的参数,我们可以更准确地区分细胞间相互作用与偶合事件。
为了证明图像分析软件能够增强混合细胞群中的稀有细胞检测,我们在外周血样本中掺入了1,000个结直肠癌细胞。为检测这些稀有的细胞,我们收集了超过450万个事件(500 µL/分钟的运行速率)。只拍摄了对识别靶细胞 (EpCAM & EGFR) 的标记物呈双阳性的细胞图像。通过使用 Attune CytPix 对这些双阳性细胞进行成像,我们发现其中许多细胞并非单个癌细胞,而是具有非预期形态的碎片/黏连体。
Attune 流式细胞仪可以快速、简便和准确地检测蛋白和基因表达水平。其中包括检测感染的宿主细胞中表达的病毒蛋白。
在下列数据中,将培养的人类细胞暴露于引起 COVID-19 疾病的新型冠状病毒 SARS-CoV-2,利用Attune流式细胞仪检测病毒感染前后 SARS-CoV-2 核蛋白的表达。
将人多能干细胞 (hPSC) 诱导成多种分化细胞的技术为个体化治疗和再生医疗提供了巨大的发展前景。Attune 流式细胞仪特别适合检测体积大且脆弱的细胞类型,如干细胞和心肌细胞(详见下文)声波聚焦技术、注射泵进样系统和较大的流动室都能大幅度地降低管路堵塞风险,有助于保护珍贵样本。
使用传统流式细胞仪时,由于流速较低,采集低浓度样本需要花费很长时间进行上机。Attune 流式细胞仪可快速处理浓度非常低的样本(见下文)。
利用 Attune NxT 流式细胞仪分析处理后城市废水中的细菌含量
收集 3 mL 城市废水样本,用 Invitrogen LIVE/DEAD BacLight 细菌死活试剂盒染色,在 Attune NxT 流式细胞仪上以 1 mL/分钟的流速进行数据采集,即可快速分析样本并准确定量检测微量细菌。无需绝对计数微球即可准确检测样本中活细菌和死细菌的浓度。在 SYTO 9/PI 点图中绿色为活细菌、红色为死细菌,而且二者分得很清楚;下面的统计表则显示出不同细菌的阳性率和绝对浓度值。废水中可能还含有小的真核生物或有活性但培养不出来的细菌类型,这些细菌也可以染出来;灰色点代表废水中的碎片。
大肠杆菌细胞可培养为两种菌落形成单位(CFU): 类似于单细胞的短 CFU,以及带不完全裂变环的加长结构,代表在每个近似细胞长度处不完全皱缩。传统单个细胞门(SSC-A/SSC-H)及荧光门(SSC/核染色)均不能很好地区分这些亚群。但通过 Attune CytPix 成像型流式细胞仪,可以查看和分类图像信息,并根据其形态特征为不同 CFU 类型进行设门。
相比于其他实验技术,流式细胞术具有简单、快速、准确、可靠等优势,因此流式已成为检测植物匀浆中 C 值(核 DNA 含量)的首选方法,并且流式在植物学研究中的应用越来越广泛。Attune 流式细胞仪适合 DNA 含量检测。任何配置,包括经济实惠的单激光仪器都可以完成此实验。
有关显示两种不同类型大肠杆菌菌落形成单位 (CFU) 的微生物学研究数据,请参阅以上成像增强的流式细胞分析部分中的"成像增强的微生物学研究"。
流式细胞术是对 CRISPR 编辑细胞功能性蛋白敲低进行定量检测的一种高通量、快速且准确的方法。由于可以在无需做克隆分选的情况下确定多个位点单个细胞的蛋白敲低效率,流式细胞术在分析用多个 gRNA 进行编辑的细胞群时尤其有优势。
这大大简化了实验流程,只需很少的试剂和实验操作时间,即可得到快速、准确的结果。
用流式细胞术分析 CRISPR 编辑细胞的实验流程
只需要一种针对靶蛋白的特异性抗体和一台流式细胞仪即可对 CRISPR 编辑的蛋白敲低进行定量分析。
Attune 流式细胞仪可快速、有效地分析 CRISPR 编辑细胞中的编辑效率。与其他分析编辑效率的方法相比,流式细胞术有以下三大优势:
利用 Attune 流式细胞仪对 CRISPR 编辑的细胞进行准确、快速的编辑效率定量分析,特别适用于多种 CRISPR gRNA 的多重分析。单细胞水平分析、功能性敲除效率、快速可操作数据以及样本处理时间短是使用流式细胞术进行基因编辑分析的几大优势。
目前荧光蛋白被广泛用于基因表达以及活细胞中的蛋白定位、易位和转运等研究领域。其他先进技术包括使用荧光共振能量转移 (FRET) 技术和荧光寿命成像显微镜技术(FLIM) 进行活细胞内蛋白质间的相互作用和蛋白空间关系的评估。
以前,同一细胞内多种荧光蛋白的同时检测比多种荧光标记抗体的检测难度更高。这是因为通常荧光蛋白的发射光谱比传统细胞染料或流式抗体所用荧光染料的光谱更宽。
开发 Attune 流式细胞仪时已考虑到荧光蛋白检测;其配置多达 4 个激光器和 16 个检测通道,因此可以轻松、准确地分析多种荧光蛋白和荧光标记抗体(单独或组合检测均可)。
仅供研究使用。不可用于诊断程序。