【原】流式分選，單細(xì)胞研究解決方案

在特異的組織或細(xì)胞群中，實(shí)際存在大量的細(xì)胞類型，且每種細(xì)胞類型擁有大相徑庭的細(xì)胞譜系和功能。而由這些細(xì)胞有機(jī)構(gòu)成的組織、器官和生物個(gè)體或微生物群落，才是發(fā)揮完整的生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。

單細(xì)胞研究（Single-cell Analysis）作為一種系統(tǒng)生物學(xué)研究方法，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法存在的缺陷，在單細(xì)胞水平對(duì)生物信息進(jìn)行解析。

流式技術(shù)：單細(xì)胞研究利器

流式細(xì)胞分析技術(shù)

流式細(xì)胞術(shù)（Flow Cytometry）是20 世紀(jì)70 年代開發(fā)出的一種依賴于流體的細(xì)胞學(xué)檢測技術(shù)，簡單地說就是對(duì)處在快速直線流動(dòng)狀態(tài)中的單細(xì)胞或其他生物微粒（如細(xì)胞核、細(xì)菌、染色體、微球等）進(jìn)行多參數(shù)、快速的定量分析和分選的技術(shù)?，F(xiàn)代的流式細(xì)胞分析儀，通常由液流系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)和電子系統(tǒng)組成。含有微粒的樣本被高速流動(dòng)的鞘液包裹，并被壓縮成一條液流直線，使得被檢測微粒逐一通過流動(dòng)檢測池（Flow Cell），被激光束照射從而產(chǎn)生信號(hào)。流式細(xì)胞儀類似于一架顯微鏡，流式的光學(xué)系統(tǒng)相當(dāng)于顯微鏡的“光源”，液流系統(tǒng)類似于顯微鏡的可移動(dòng)“載物臺(tái)”，而流式的電子細(xì)胞類似于顯微鏡的“目鏡”。

流式細(xì)胞術(shù)產(chǎn)生的光信號(hào)可分為散射光信號(hào)和熒光信號(hào)。散射光信號(hào)分為前向角散射光（Forward Scatter,FSC）和側(cè)向角散射光（Side Scatter, SSC），這兩類光信號(hào)為微粒的物理參數(shù)。FSC 與被測微粒的大小有關(guān)，而側(cè)向角散射光是指與激光束正交90° 方向的散射光信號(hào)，可提供有關(guān)細(xì)胞內(nèi)顆粒性質(zhì)和復(fù)雜程度的信息，根據(jù)這些散射光特性可以初步將檢測微粒分類。而流式細(xì)胞儀的激光可以激發(fā)被檢測微粒上的熒光基團(tuán)，從而發(fā)出發(fā)射光，通過不同的通道收集可以用于被檢測微粒上特定染料、探針或特異性熒光抗體，從而反映相應(yīng)的生物學(xué)信息。

流式細(xì)胞術(shù)的光信號(hào)（散射光信號(hào)和熒光信號(hào)）

流式細(xì)胞術(shù)可以對(duì)符合檢測尺寸大小的微粒進(jìn)行檢測（一般為0.2-50μm），包括培養(yǎng)的細(xì)胞、臨床樣本來源的細(xì)胞、細(xì)菌及其他微生物、細(xì)胞核或染色體、人工合成微球等。對(duì)于可以檢測的參數(shù)指標(biāo)，涉及結(jié)構(gòu)和功能的各個(gè)方面。綜上所述，結(jié)合了現(xiàn)代的物理激光技術(shù)和電子技術(shù)，流式的分析可以做到快速、多參數(shù)、特異性、單細(xì)胞逐一分析，并具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

流式細(xì)胞術(shù)用于細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能的分析

流式細(xì)胞分選技術(shù)

依賴于熒光激活細(xì)胞分選術(shù)（Fluorescence-activated Cell Sorting, FACS），可以有效快速地獲得特定生物學(xué)屬性的細(xì)胞。細(xì)胞分選一般依賴于機(jī)械捕獲或者電荷偏轉(zhuǎn)，而多數(shù)商業(yè)化流式細(xì)胞分選儀采用液滴加電偏轉(zhuǎn)方式進(jìn)行細(xì)胞獲取。一般地，在流動(dòng)室的噴嘴（Nozzle）上方配有一個(gè)高頻壓電芯片，形成高頻振蕩，使噴出的液流斷裂為均勻的液滴，待測細(xì)胞就分散在這些液滴之中；將這些液滴充以正、負(fù)不同的電荷，當(dāng)液滴經(jīng)過高壓電場時(shí)，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，落入各自的收集容器中，而沒有充電的液滴落入中間的廢液接收器，從而實(shí)現(xiàn)不同類型的細(xì)胞的分離。

利用流式的分選功能分選得到高純度、高活性的細(xì)胞，可以通過直接培養(yǎng)、誘導(dǎo)、增殖、分化、活化或移植等進(jìn)行更深一步的細(xì)胞功能和細(xì)胞治療探索，也可以在此基礎(chǔ)上逆向進(jìn)行組學(xué)的相關(guān)研究，探索和尋找致病基因、致病蛋白和疾病信號(hào)傳導(dǎo)方式等。

流式分選原理

流式單細(xì)胞分選及優(yōu)勢(shì)

高精度
流式分選可以依據(jù)熒光信號(hào)的強(qiáng)度挑出特定生物學(xué)屬性的細(xì)胞，相比起其他單細(xì)胞分離技術(shù)（如有限稀釋法、激光捕獲顯微切割、顯微操作等），其特定類型的單細(xì)胞獲取更具準(zhǔn)確性。另外，依賴于精確的液滴分析模式（如BD FACSAria 系列流式分選儀采用32 等份液滴分選模式，實(shí)現(xiàn)液滴的精確分析），流式可以準(zhǔn)確判斷相應(yīng)液滴中目標(biāo)細(xì)胞的數(shù)量，因此可以準(zhǔn)確完成單細(xì)胞的分離操作。

高通量

流式細(xì)胞分選儀具有高速分析能力，可以快速識(shí)別特定細(xì)胞，尤其對(duì)于低含量細(xì)胞的分選尤為重要。流式細(xì)胞儀的分選速度快，可以在短時(shí)間內(nèi)完成多孔板的操作。另外，BD 流式細(xì)胞分選儀支持96 孔和384 孔板，對(duì)于后期分析的高通量需求具有重要意義。

多參數(shù)
流式細(xì)胞儀一般配置多個(gè)激光器或多個(gè)光電倍增管用于不同熒光信號(hào)的收集和檢測，因此可以支持樣本中多個(gè)參數(shù)的同時(shí)檢測，這一特點(diǎn)適合定義復(fù)雜標(biāo)記的細(xì)胞類型，可用于免疫學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、干細(xì)胞等研究。

低成本
流式細(xì)胞分選過程通常采用電荷分選方式，除細(xì)胞分析所需試劑外，沒有額外的材料損耗，相比起其他的單細(xì)胞操作方式（如基于微流控技術(shù)的單細(xì)胞操作），更簡單、更廉價(jià)。

索引分選
BD 獨(dú)有的索引分選（Index Sorting）模式，可追溯分選獲得細(xì)胞的原初生物學(xué)屬性，結(jié)合下游分子生物學(xué)研究方法，讓細(xì)胞基因表型研究精確到單細(xì)胞水平。從表型（Phenotype）到基因型（Genotype）的整合分析，可以系統(tǒng)化闡明基因表達(dá)水平和生物學(xué)屬性之間的關(guān)聯(lián)性。