质谱流式细胞仪简介
质谱流式细胞仪工作原理
质谱流式细胞仪工作原理随着生物技术和分子生物学的快速发展，细胞分析已经成为生物学研究中不可或缺的一部分。
流式细胞仪是目前最常用的细胞分析工具之一，它可以快速、精确地分析单个细胞的特征。
而质谱流式细胞仪则是一种结合了质谱分析和流式细胞仪技术的新型仪器，它可以同时分析单个细胞的形态、结构和代谢产物等信息，为细胞分析提供了更加全面的工具。
一、流式细胞仪的基本原理流式细胞仪是一种利用光学原理进行细胞分析的仪器，它可以将单个细胞从细胞混合物中分离出来，并通过光学检测和计算机处理，对细胞的大小、形状、表面标记、活性等多个方面进行分析。
流式细胞仪的基本原理是利用激光光源对细胞进行照射，使其发生荧光或散射，然后通过光学系统对细胞进行检测和分析。
流式细胞仪的主要组成部分包括激光、光学系统、流体控制系统和计算机等。
二、质谱分析的基本原理质谱分析是一种常用的分析技术，它可以通过对化学物质分子的质量-电荷比进行分析，来确定化学物质的成分和结构。
质谱分析的基本原理是将化学物质分子通过电离、加速和分离等过程，将其分解成带正电荷的离子，并通过磁场和电场的作用，将这些离子分离出来，并对其进行检测和分析。
三、质谱流式细胞仪的工作原理质谱流式细胞仪是一种结合了流式细胞仪和质谱分析技术的新型仪器，它可以同时分析单个细胞的形态、结构和代谢产物等信息。
质谱流式细胞仪的基本工作原理是将单个细胞通过流体控制系统进行分离，然后利用激光照射对其进行荧光或散射检测，同时将其离子化。
离子化后的细胞代谢产物经过分离和检测，可以得到细胞代谢产物的质谱图谱，从而确定细胞的代谢状态和代谢产物组成。
质谱流式细胞仪的主要组成部分包括激光、流体控制系统、离子源、分析器和检测器等。
激光是质谱流式细胞仪的光源，它可以对单个细胞进行荧光或散射检测，并将其离子化。
流体控制系统是质谱流式细胞仪的核心部分，它可以将单个细胞从细胞混合物中分离出来，并将其送入离子源进行离子化。
cytof技术的原理和应用
cytof技术的原理和应用1. 引言随着生物医学研究的发展，对于细胞及其功能的深入研究成为了一项重要任务。
cytof技术（CyTOF，即质谱流式细胞仪技术）作为一种新的单细胞技术，具有高灵敏度、高分辨率和多参数分析等优势，应用于细胞学研究中的广泛领域。
2. cytof技术的原理cytof技术的原理基于质谱原理，结合了流式细胞术和质谱分析技术的特点。
该技术利用铯离子束将细胞的各种尺度的离子进行原子化，生成离子云，并通过时间飞行质谱仪对离子进行分析。
其中，细胞表面标记的抗体，经过离子化后，离子云的质量通过质谱仪中的二次离子质荷比进行测量，从而可以对细胞表面标记的抗体进行定量分析。
3. cytof技术的应用3.1 细胞免疫学cytof技术在细胞免疫学领域的应用非常广泛。
通过使用多个细胞表面标记的抗体，可以对单个细胞进行多参数的分析。
例如，可以对免疫细胞的亚群进行鉴定和分类，研究免疫细胞的分化、活化和功能等。
•免疫细胞亚群的鉴定：cytof技术可以通过多参数检测细胞表面标记的抗体，快速、准确地鉴定免疫细胞的亚群，为免疫学研究提供重要依据。
•免疫细胞功能的研究：cytof技术可以通过检测细胞表面标记的抗体，结合功能分子的表达，研究免疫细胞的功能状态和相互关系，揭示免疫细胞在疾病发生发展中的作用。
3.2 肿瘤免疫学cytof技术在肿瘤免疫学研究中也有广泛应用。
肿瘤免疫学研究旨在了解肿瘤免疫逃逸机制和免疫治疗的机理。
cytof技术能够对免疫细胞浸润肿瘤组织的类型和表达特征进行深入研究。
•肿瘤浸润免疫细胞的鉴定：cytof技术可以通过检测免疫细胞表面标记的抗体，对肿瘤组织中浸润的免疫细胞进行准确鉴定，研究其类型和数量，为肿瘤免疫治疗提供依据。
•免疫细胞功能和亚群的分析：cytof技术可以检测免疫细胞的功能分子表达，结合亚群鉴定的结果，研究免疫细胞在肿瘤组织中的功能状态，深入了解免疫细胞对肿瘤的应答和作用。
3.3 其他领域除了细胞免疫学和肿瘤免疫学研究，cytof技术还应用于其他领域的研究。
fcs express 质谱流式
文章内容参考如下：FCS Express 质谱流式一、什么是FCS Express?FCS Express是一款用于数据分析和可视化的流式细胞仪软件，它可以帮助科研人员更好地理解细胞和颗粒的特征。
而质谱流式则是将质谱和流式细胞仪相结合的一种新型技术，能够更全面地分析特定细胞或颗粒的组成和特征。
二、FCS Express 质谱流式的优势1. 数据集成分析FCS Express 质谱流式能够对质谱数据和流式数据进行整合分析，从而更全面地理解样本的特征。
这种数据集成分析的方式，可以为科研人员提供更多信息，帮助他们做出更准确的判断。
2. 数据可视化通过FCS Express软件，科研人员可以将质谱数据和流式数据进行可视化处理，更直观地观察样本的情况。
这种直观的展示方式，不仅便于研究人员理解数据，还有助于向其他人展示实验结果。
3. 数据挖掘和分析FCS Express 软件具有强大的数据挖掘和分析功能，能够帮助科研人员更深入地分析数据。
通过对大量数据的挖掘，可以找到更有意义的结果，并为后续研究提供更多的参考。
三、我的个人观点和理解作为一名科研人员，我认为FCS Express 质谱流式为我们提供了一个全新的数据分析方式，让我们能够更全面地理解样本的特征。
在日常实验中，我也通过使用FCS Express软件，发现它可以极大地提高我们对数据的分析效率，让我们更好地了解实验结果。
总结回顾FCS Express 质谱流式的技术优势在于数据集成分析、数据可视化和数据挖掘分析功能。
通过这些功能的支持，科研人员能够更全面、深入地分析样本的特征，为研究提供更多的参考。
我个人认为，FCS Express 质谱流式的技术将会在未来的科研领域中发挥越来越重要的作用。
希望以上内容能满足您的要求，如有其他需要，请随时告诉我。
FCS Express 质谱流式在科研领域的应用前景随着科学技术的不断进步，生物医学领域对于数量化和细致化的研究需求也变得更加迫切，对于数据的分析和解释也变得越来越重要。
质谱流式cytof技术
质谱流式技术（Mass Cytometry）也称为飞行时间流式细胞仪(CyTOF)，融合了流式细胞仪的实验平台和元素质谱，结合了传统流式技术高效的单细胞研究能力和飞行时间质谱的全谱高分辨率优势，采用金属标记抗体与待测抗原结合，实现了单细胞水平的高通量分析，并且能够同时获得单个细胞的多种参数，识别不同靶向蛋白。
通过对传统流式和质谱技术加以整合，它继承了传统流式细胞仪的高速分析的特点，又具有质谱检测的高分辨能力，并且克服了传统流式荧光发射基团光谱重叠的问题。
质谱流式与单细胞转录组测序相比，质谱流式技术能够直接获得蛋白水平的信息，捕获检测的细胞也更多，信息更丰富。
尽管通量和灵敏度低于传统流式细胞仪（低10 倍），但通过飞行时间质谱(TOFMS) 获得的这些稳定金属同位素的独特质量特征通过准确区分不同原子质量的金属同位素提高了特异性，而无需同型对照。
这种独特的金属特征可以同时识别每个细胞超过40 个靶标，提供比流式细胞仪更强大的细胞表型分析能力（使用多色面板只需20 多个参数）。
质谱流式技术采用金属标记的抗体识别细胞表面或胞内的抗原，标记后的细胞经雾化后被分离成单个细胞进入电感耦合等离子体矩管中进行离子化，离子云随后被传输至飞行时间质量分析器中，离子在飞行时间质谱仪中通过它们的质荷比进行分离。
检测器依次记录各种金属离子到达的时间，检测出每个细胞中各种标签金属的含量，其中较重的质荷金属标签具有较长的飞行时间。
最终形成不同的金属离子信
号峰。
检测产生单个细胞质谱数据，再通过分类、聚类和降维算法进行处理，反映基于靶蛋白丰度的各种细胞群体的表型和功能。
hyperion 组织成像质谱流式技术参数
一、Hyperion 组织成像质谱流式技术概述Hyperion 组织成像质谱流式技术是一种先进的生物医学成像技术，结合了质谱分析和流式细胞技术，能够对组织样本进行高分辨率的成像和分析。
该技术利用质谱分析的高灵敏度和高分辨率，结合流式细胞技术的单细胞分析能力，可以实现对多种生物分子的同时检测和定位，为生物医学研究和临床诊断提供了新的手段。
二、技术参数1. 高分辨率成像能力Hyperion 组织成像质谱流式技术能够实现对组织样本的高分辨率成像，可以观察到细胞和亚细胞级别的结构和分布情况。
这对于研究细胞的空间分布和相互作用具有重要意义。
2. 多种生物分子检测能力该技术能够同时检测多种生物分子，包括蛋白质、代谢产物、药物和细胞信号分子等。
这为研究生物分子的相互关系和调控机制提供了便利。
3. 单细胞分析能力Hyperion 技术结合了流式细胞技术，可以实现对单个细胞的分析和定位。
这对于研究异质细胞裙体中的个体差异和功能特征具有重要意义。
4. 高灵敏度和特异性技术具有高灵敏度和特异性，可以对低丰度的生物分子进行检测，同时能够准确识别不同的生物分子，保证分析结果的可靠性和准确性。
5. 数据量大、信息丰富该技术生成的成像数据量大，信息丰富，能够提供多维度的生物分子信息和空间分布信息，为生物医学研究提供了更加全面的数据支持。
6. 高通量分析能力Hyperion 组织成像质谱流式技术具有高通量分析能力，可以实现对大批组织样本的快速筛选和分析，提高了研究和诊断的效率。
7. 应用广泛该技术在生物医学研究、药物研发、疾病诊断和治疗等领域具有广泛的应用前景，为相关研究和临床实践提供了强大的技术支持。
三、技术优势1. 提供多维、全面的生物分子信息Hyperion 技术能够提供多维度的生物分子信息和空间分布信息，帮助研究人员全面了解生物样本中各种生物分子的分布和相互关系，为深入研究细胞生物学过程和疾病机制提供了强大的数据支持。
流式细胞术简介
流式细胞术简介一、流式细胞术发展简史流式细胞术（Flow Cytometry, FCM）是一种可以对细胞或亚细胞结构进行快速测量的新型分析技术和分选技术。
其特点是：①测量速度快，最快可在1秒钟内计测数万个细胞；②可进行多参数测量，可以对同一个细胞做有关物理、化学特性的多参数测量，并具有明显的统计学意义；③是一门综合性的高科技方法，它综合了激光技术、计算机技术、流体力学、细胞化学、图像技术等从多领域的知识和成果；④既是细胞分析技术，又是精确的分选技术。
概要说来，流式细胞术主要包括了样品的液流技术、细胞的分选和计数技术，以及数据的采集和分析技术等。
FCM目前发展的水平凝聚了半个世纪以来人们在这方面的心血和成果。
1934年，Moldavan1首次提出了使悬浮的单个血红细胞等流过玻璃毛细管，在亮视野下用显微镜进行计数，并用光电记录装置计测的设想，在此之前，人们还习惯于测量静止的细胞，因为要使单个细胞顺次流过狭窄管道容易造成较大的细胞和细胞团块的淤阻。
1953年Crosland -Taylor根据雷诺对牛顿流体在圆形管中流动规律的研究认识到：管中轴线流过的鞘液流速越快，载物通过的能力越强，并具有较强的流体动力聚集作用。
于是设计了一个流动室，使待分析的细胞悬浮液都集聚在圆管轴线附近流过，外层包围着鞘液；细胞悬浮液和鞘液都在作层液。
这就奠定了现代流式细胞术中的液流技术基础。
1956年，Coulter在多年研究的基础上利用Coulter效应生产了Coulter 计数器。
其基本原理是：使细胞通过一个小孔，只在细胞与悬浮的介质之间存在着导电性上的差异，便会影响小孔道的电阻特性，从而形成电脉冲信号，测量电脉冲的强度和个数则可获得有关细胞大小和数目方面的信息。
1967年Holm等设计了通过汞弧光灯激发荧光染色的细胞，再由光电检测设备计数的装置。
1973年Steinkamp设计了一种利用激光激发双色荧光色素标记的细胞，既能分析计数，又能进行细胞分选的装置。
cytof流式质谱原理
cytof流式质谱原理介绍流式质谱（c yt of）是一种用于单细胞分析的新兴技术，它结合了传统的流式细胞术和质谱分析的优势。
通过将细胞与金属同位素标记的抗体结合，c yt of可以实现对细胞表面标志物的高度分辨率检测。
本文将介绍c yt of流式质谱的原理以及其在单细胞研究中的应用。
原理c y to f流式质谱的基本原理是利用电感耦合等离子体质谱（IC P-M S）对金属同位素进行检测。
首先，目标细胞的表面被标记上特定金属同位素的抗体（通常为稀土金属同位素）。
然后，通过对细胞进行离子化，将细胞引入等离子体中。
在等离子体中，细胞的离子会被加速，转化为离子云，随后通过质谱仪进行检测和分析。
c y to f流式质谱的优势在于可以同时检测大量的标记物，并具有高灵敏度和分辨率。
与传统流式细胞术相比，c y to f可以检测更多标志物，避免了光谱重叠的问题。
此外，由于金属同位素标记的抗体的稳定性和耐受性更强，c yt of也可以分析更复杂的细胞样本。
应用单细胞免疫学研究c y to f流式质谱在单细胞免疫学研究中具有广泛的应用。
通过对细胞表面标志物的多参数检测，可以实现对免疫细胞亚群的高分辨率鉴定。
例如，cy to f可以用于分析T细胞中的免疫检查点表达，以及B细胞中的抗体亲和力等参数。
这种高度精确的单细胞分析有助于深入了解免疫细胞的功能和相互作用。
肿瘤研究c y to f流式质谱也被广泛应用于肿瘤研究中。
通过对肿瘤细胞及其周围免疫细胞的表面标志物进行检测，可以揭示肿瘤微环境的复杂性。
例如，c y to f可以用于分析肿瘤浸润淋巴细胞的免疫检查点和表面抗原的表达情况，从而为免疫治疗策略的制定提供参考。
发育生物学研究c y to f流式质谱还可以应用于发育生物学研究中。
通过对胚胎发育过程中细胞表面标志物的持续监测，可以跟踪细胞分化、迁移和亚群形成等过程。
这为研究发育过程中的细胞命运转换和细胞动态提供了一种高分辨率的方法。
质谱流式技术简介
Review质谱流式技术在生物学研究中的应用Abstract作为最普遍使用的单细胞技术之一，流式技术一直在生物学各研究领域都有着广泛的应用。
Helios质谱流式细胞仪通过对传统流式技术和质谱技术的整合，彻底解决了荧光串色的问题，并实现了几十个参数的同时测量。
其强大的数据获取能力与现代信息生物学的分析手段紧密结合，对生物学多个领域的研究具有重大的推动作用。
在血液学领域，它可以对复杂的样品进行精细的免疫分型和信号通路分析；在免疫学的研究中，可以对免疫细胞进行自动分群，并对免疫细胞的功能多态性进行细致分析；在癌症研究领域，它可以对癌症组织进行精细的亚群分析，帮助研究者找到与临床预后密切相关的细胞亚群；在干细胞研究领域，可以深入探讨当前技术下所区分出的干细胞群体的异质性，对于以后干细胞治疗等领域具有重要的指导意义。
目录质谱流式在生物学研究中的应用 (1)一、传统流式技术的困局 (2)二、质谱流式简介 (3)1、技术简介 (3)2、基本原理 (3)3、技术特点 (4)三、质谱流式的应用实例 (5)1、现对复杂样品（骨髓、外周血等）进行精细的表型和信号通路分析 (5)2、展现不同免疫细胞之间的内在联系，探索免疫细胞的功能多样性 (6)3、对癌症组织的精细分群和功能分析 (10)4、干细胞和细胞分化的研究 (13)一、传统流式技术的困局生物体是由众多不同类型的细胞组成的，这些细胞存在非常大的异质性；一直以来，流式技术是分析复杂细胞群体的重要手段，它可以实现对细胞进行多参数分析，从而区分不同种类的细胞；其所能检测参数的多少，也决定了我们对于所研究群体异质性的了解程度。
传统的流式细胞仪，是基于荧光的检测系统，已经发展了40多年，目前在生物学各个研究领域有着广泛的应用；但是，由于不同荧光基团发射光谱的重叠，使得传统流式技术的发展遇到了瓶颈：一方面，传统流式细胞仪的检测通道数量已经很难有质的提升。
目前BD最高端的分析型流式细胞仪具有20个检测通道，而实验室常用的通道数量一般少于12个。
质谱流式细胞仪应用
质谱流式细胞仪应用
质谱流式细胞仪（mass cytometry）是一种新兴的细胞分析技术，它以质谱技术为基础，利用金属标记的抗体或分子探针作为细胞表面或细胞内分子的检测工具，实现对多个分子的同时检测和分析。
由于其高维、高灵敏度和高分辨率的特点，质谱流式细胞仪已经在许多领域得到了广泛的应用：
1. 免疫学研究：质谱流式细胞仪可以对免疫细胞表面和内部分子进行多参数分析，可以快速、准确地确定细胞类型、状态和功能，对于研究免疫细胞的发育、分化、激活和调节机制等具有重要的意义。
2. 肿瘤学研究：质谱流式细胞仪可以对肿瘤细胞的分子表达、亚群分布和细胞功能进行多参数分析，可以用于肿瘤干细胞的鉴定、肿瘤微环境的研究、肿瘤免疫治疗的监测等。
3. 生殖医学研究：质谱流式细胞仪可以对精子和卵子的表面和内部分子进行多参数分析，可以用于研究精子和卵子的质量、发育和受精过程。
4. 神经科学研究：质谱流式细胞仪可以对神经元的表面和内部分子进行多参数分析，可以用于研究神经元的类型、发育、功能和支持细胞的相互作用等。
5. 环境监测：质谱流式细胞仪可以用于分析水体和空气中的微
生物、污染物、有机物和无机物等，可以快速、准确地确定有害物质的种类和含量。
总之，质谱流式细胞仪在多个领域都具有广泛的应用前景，将有助于推动生命科学的发展和转化。
质谱流式细胞仪简介
质谱流式细胞仪简介科学实验中心三部张莹从一个“连连看”游戏说起Tips：NBA球星的面貌各不相同，准确分辨他们是制胜的关键！在蛋白质水平，流式一直是最为常用的单细胞分析手段。
但是由于串色等问题的困扰，流式通常只能进行十余种蛋白的同时检测。
质谱流式技术的出现给研究者带来了惊喜。
质谱流式细胞技术（Mass Cytometry）质谱流式细胞技术是利用质谱原理对单细胞进行多参数检测的流式技术。
它继承了传统流式细胞仪的高速分析的特点，又具有质谱检测的高分辨能力，是流式细胞技术一个新的发展方向。
传统的流式技术主要基于对荧光发射光谱的检测，但是荧光基团发射光谱一般比较宽，其间往往会发生重叠。
一方面限制了检测通道的数量（<20个）；另一方面，它会带来严重的串色问题，很多通道的信号需要复杂的补偿计算。
荧光信号的交叠限制了荧光通道的数量增长与传统流式细胞技术相比，质谱流式技术主要有两点改进：第一、标签系统的不同，前者主要使用各种荧光基团作为抗体的标签，后者则使用各种金属元素作为标签；第二、检测系统的不同，前者使用激光器和光电倍增管作为检测手段，而后者使用ICP质谱技术作为检测手段。
通过这些改进，质谱流式技术巧妙的实现了更多参数的检测。
质谱流式细胞仪原理质谱流式细胞仪的原理如下图所示，它采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体或者染料）标记或识别细胞表面和内部的信号分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用感应耦合等离子质谱（ICP-MS）观察单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱的数据转换为细胞表面和内部的信号分子数据，并通过专业分析软件对获得的数据进行分析，从而实现对细胞表型和信号网络的精细观察。
技术特点由于利用ICP质谱作为检测手段，与传统流式细胞技术相比，质谱流式细胞技术具有以下特点：1、上百个独立的检测通道质谱流式细胞仪中的ICP 质谱装置具有非常宽的原子量检测范围（88～210Da ），因此可以对单个细胞同时检测上百个不同的参数。
流式细胞仪(检验仪器)
流式细胞仪flow cytometer;FCM定义：将流体喷射技术、激光技术、空气技术、γ射线能谱术及电子计算机等技术与显微荧光光度计密切结合的一种非常先进的检测仪器。
通过测量细胞及其他生物颗粒的散射光和标记荧光强度，来快速分析颗粒的物理或化学性质，并可以对细胞进行分类收集，可以高速分析上万个细胞，并能同时从一个细胞中测得多个细胞特征参数，进行定性或定量分析，具有速度快、精度高、准确性好等特点。
流式细胞仪流式细胞仪是对细胞进行自动分析和分选的装置。
它可以快速测量、存贮、显示悬浮在液体中的分散细胞的一系列重要的生物物理、生物化学方面的特征参量，并可以根据预选的参量范围把指定的细胞亚群从中分选出来。
多数流式细胞计是一种零分辨率的仪器，它只能测量一个细胞的诸如总核酸量，总蛋白量等指标，而不能鉴别和测出某一特定部位的核酸或蛋白的多少。
也就是说，它的细节分辨率为零。
•查看精彩图册组成流式细胞仪主要由四部分组成。
它们是：流动室和液流系统；激光源和光学系统；光电管和检测系统；计算机和分析系统。
上图为其结构示意图。
流动室和液流系统流动室由样品管、鞘液管和喷嘴等组成，常用光学玻璃、石英等透明、稳定的材料制作。
设计和制作均很精细，是液流系统的心脏。
样品管贮放样品，单个细胞悬液在液流压力作用下从样品管射出；鞘液由鞘液管从四周流向喷孔，包围在样品外周后从喷嘴射出。
为了保证液流是稳液，一般限制液流速度υ<10m/s。
由于鞘液的作用，被检测细胞被限制在液流的轴线上。
流动室上装有压电晶体，受到振荡信号可发生振动。
激光源和光学系统经特异荧光染色的细胞需要合适的光源照射激发才能发出荧光供收集检测。
常用的光源有弧光灯和激光；激光器又以氩离子激光器为普遍，也有配和氪离子激光器或染料激光器。
光源的选择主要根据被激发物质的激发光谱而定。
汞灯是最常用的弧光灯，其发射光谱大部分集中于300～400nm，很适合需要用紫外光激发的场合。
氩离子激光器的发射光谱中，绿光514nm和蓝光488nm的谱线最强，约占总光强的80%；氪离子激光器光谱多集中在可见光部分，以647nm较强。
流式细胞仪的原理和用途
流式细胞仪（Flow Cytometry）之杨若古兰创作1 流式细胞仪的概念及其发展历史1．1 流式细胞仪的基本概念流式细胞仪（flow cytonletry，FCM）是对高速直线流动的细胞或生物微粒进行快速定量测定和分析的仪器，次要包含样品的液流技术、细胞的计数和分选技术，计算机对数据的收集和分析技术等.流式细胞仪以流式细胞术为理论基础，是流体力学、激光技术、电子工程学、分子免疫学、细胞荧光化学和计算机等学科常识综合应用的结晶.流式细胞术是一种主动分析和分选细胞或亚细胞的技术.其特点是：测量速度快、被测群体大、可进行多参数测量，即对同一个细胞做有关物理、生物化学特性的多参数测量，且在统计学上无效.1．2 流式细胞仪的发展简史最早的流式细胞仪雏形诞生于1934年，Moldavan提出使悬浮的单个血红细胞流过玻璃毛细管，在亮视野下用显微镜进行计数，并用光电记录安装测量的设想.1953年Crosland-Taylor根据牛顿流体在圆形管中流动规律设计了流动室.其后又经过Coulter、Parker & Horst、Kamentsky、Gohde、Fulwyler、Herzenberg等人的不竭改进，设计了光电检测设备和细胞分选安装、完成了计算机与流式细胞仪的物理连接及多参数数据的记录和分析、开创了细胞的免疫荧光染色及检测技术、推广流式细胞仪在临床上的利用.近20年来，随着流式细胞仪及其检测技术的日臻完美，人们愈来愈努力于样品制备、细胞标识表记标帜、软件开发等方面的工作，以扩大FCM的利用领域和使用后果.宋平根的《流式细胞术的道理和利用》是迄今为止对流式细胞仪及其技术论述的最为详实和透彻的中文著作.这本书非常具体地介绍了流式细胞术的历史、结构、道理、技术目标等，例举了其在医学和生物工程中的利用，非常适合从事此方面专业研讨的人.因为这本书是13年前出版的，所以基本上没有涉及植物流式细胞仪检测技术.此外对于只须要对流式细胞仪有些基本认识的人士来说，这本书太复杂太深奥.谢小梅次要介绍了流式细胞仪在生物工程中的利用.杨蕊概括了流式细胞仪的工作道理，简单提及了流式细胞仪的利用.本文在分析这三篇论著或文章的优缺点后，用比较通俗的说话介绍了把握流式细胞仪检测技术必须了解的一些道理，并对目前市场上的主流型号进行了客观的功能概括.2 流式细胞仪的工作道理和技术目标2．1 流式细胞仪工作道理除电源外，流式细胞仪次要由四部分构成：流动室和液流零碎：激光源和光学零碎；光电管和检测零碎；计算机和分析零碎，其中流动室是仪器的核心部件.这四大部件共同完成了旌旗灯号的发生、转换和传输的任务.流动室和液流零碎流动室由样品管、鞘液管和喷嘴等构成，经常使用光学玻璃、石英等透明、波动的材料建造.设计和建造均很精细，是液流零碎的心脏.样品管贮放样品，单个细胞悬液在液流压力感化下从样品管射出；鞘液由鞘液管从四周流向喷孔，包抄在样品外周后从喷嘴射出.为了包管液流是稳液，普通限制液流速度υ<10m/s.因为鞘液的感化，被检测细胞被限制在液流的轴线上.流动室上装有压电晶体，受到振荡旌旗灯号可发生振动.激光源和光学零碎经特异荧光染色的细胞须要合适的光源照耀激发才干发出荧光供收集检测.经常使用的光源有弧光灯和激光；激光器又以氩离子激光器为普遍，也有配和氪离子激光器或染料激光器.光源的选择次要根据被激发物质的激发光谱而定.汞灯是最经常使用的弧光灯，其发射光谱大部分集中于300～400nm，很适合须要用紫外光激发的场合.氩离子激光器的发射光谱中，绿光514nm和蓝光488nm的谱线最强，约占总光强的80%；氪离子激光器光谱多集中在可见光部分，以647nm较强.免疫学上使用的一些荧光染料激发光波长在550nm以上，可使用染料激光器.将无机染料做为激光器泵浦的一种成份，可使原激光器的光谱发生改变以适应须要即构成染料激光器.例如用氩离子激光器的绿光泵浦含有Rhodamine6G水溶液的染料激光器,则可得到550～650nm连续可调的激光，尤在590nm处转换效力最高，约可占到一半.为使细胞得到均匀照耀，并提高分辨率，照耀到细胞上的激光光斑直径应和细胞直径附近.是以需将激光光束经透镜会聚.光斑直径d可由下式确定：d=4λf/πD.λ为激光波长；f为透镜焦距；D为激光束直径.色散棱镜用来选择激光的波长，调整反射镜的角度使调谐到所须要的波长λ.为了进一步使检测的发射荧光更强，并提高荧光讯号的信噪比，在光路中还使用了多种滤片.带阻或带通滤片是有选择性地使某一滤长区段的光线滤除或通过.例如使用525nm带通滤片只答应FITC（Fluoresceinisothiocyanate,异硫氰荧光素）发射的525nm绿光通过.长波通过二向色性反射镜只答应某一波长以上的光线通过而将此波长以下的另一特定波长的光线反射.在免疫分析中常要同时探测两种以上的波长的荧光旌旗灯号，就采取二向色性反射镜，或二向色性分光器，来无效地将各种荧光分开.光电管和检测零碎经荧光染色的细胞受合适的光激发后所发生的荧光是通过光电转换器转酿成电旌旗灯号而进行测量的.光电倍增管（PMT）最为经常使用.PMT的呼应时间短，仅为ns数量级；光谱呼应特性好，在200～900nm的光谱区，光量子产额都比较高.光电倍增管的增益从10到10可连续调节，是以对弱光测量十分有益.光电管运转时特别要留意波动性成绩，工作电压要十分波动，工作电流及功率不克不及太大.普通功耗低于0.5W；最大阳极电流在几个毫安.此外要留意对光电管进行暗适应处理，并留意良好的磁屏蔽.在使用中还要留意安装地位分歧的PMT，因为光谱呼应特性分歧，不宜互换.也有效硅光电二极管的，它在强光下波动性比PMT好.从PMT输出的电旌旗灯号仍然较弱，须要经过放大后才干输入分析仪器.流式细胞计中普通备有两类放大器.一类是输出旌旗灯号辐度与输入旌旗灯号成线性关系，称为线性放大器.线性放大器适用于在较小范围内变更的旌旗灯号和代表生物学线性过程的旌旗灯号，例DNA测量等.另一类是对数放大器，输出旌旗灯号和输入旌旗灯号之间成经常使用对数关系.在免疫学测量中常使用对数放大器.因为在免疫分析时常要同时显示阴性、阳性和强阳性三个亚群，它们的荧光强度相差1～2个数量级；而且在多色免疫荧光测量中，用对数放大器收集数据易于解释.此外还有调节便当、细胞群体分布外形不容易受外界工作条件影响等长处.计算机和分析零碎经放大后的电旌旗灯号被送往计算机分析器.多道的道数是和电旌旗灯号的脉冲高度绝对应的，也是和光旌旗灯号的强弱相干的.对应道数年纵坐标通常代表发出该旌旗灯号的细胞绝对数目.多道分析器出来的旌旗灯号再经模-数转换器输往微机处理器编成数据文件，或存贮于计算机的硬盘和软盘上，或存于仪器内以备调用.计算机的存贮容量较大，可存贮同一细胞的6～8个参数.存贮于计算机内的数据可以在实测后脱机重现，进行数据处理和分析，最初给出结果.除上述四个次要部分外，还备有电源及紧缩气体等附加安装.2．1．1 旌旗灯号的发生、转换和传输在压力感化下，鞘液管中的鞘液被持续不竭地压入流动室，构成一股波动地连续的液流，包管了样本液波动地处于鞘液液流的轴线上，并以单个细胞方式直线通过激光照耀区.激光照耀区又称测量区，是指液流与激光束垂直订交的点.当细胞携带荧光素标识表记标帜物（每种物质携带的标识表记标帜物分歧吗?）通过激光照耀区时，发生代表细胞内部分歧物质、分歧波长的荧光旌旗灯号，这些旌旗灯号以细胞为中间，向空间360°立体角发射，发生散射光和荧光旌旗灯号.散射光不依附任何细胞样品的制备技术，是以被称为细胞的物理参数或固有参数.散射光又包含前向角散射和测向角散射.前向角散射与被测细胞直径的平方密切相干，测向角散射光对细胞膜、胞质、核膜的折射率更敏感，可提供有关细胞内精细结构和颗粒性质的信息.荧光旌旗灯号也有二种；一种是细胞本身在激光照耀下发出的微弱荧光旌旗灯号，另一种是经过特异荧光素标识表记标帜后的细胞受激发照耀后得到的荧光旌旗灯号.在免疫分析中常要同时探测两种以上波长的荧光旌旗灯号，就采取二向色性反射镜，或二向色性分光器，来无效地将各种荧光分开.经荧光染色的细胞受到适合的光激发后发生的荧光是通过光电转换器转酿成电旌旗灯号而进行测量的.最经常使用的光电转换器是光电倍增管（PMT）.从PMT输出的电旌旗灯号须要经过放大后才干输入分析仪器.流式细胞仪中普通备有两类放大器.一类是线性放大器，其输出旌旗灯号与输入旌旗灯号成线性关系.线性放大器适用于在较小范围内变更的旌旗灯号和代表生物学线性过程的旌旗灯号，如DNA测量等.另一类是对数放大器，其输出旌旗灯号和输入旌旗灯号之间成经常使用对数关系.在免疫学测量中常使用对数放大器.放大后的电旌旗灯号被传送到计算机，再经模一数转换器传输到微机处理器构成数据文件，保管在计算机上.保管在计算机上的数据可在脱机后再进行数据处理和分析.参数（例如：细胞的大小、外形、质膜和细胞内部结构）测量道理流式细胞仪可同时进行多参数测量，信息次要来自特异性荧光旌旗灯号及非荧光散射旌旗灯号.测量是在测量区进行的，所谓测量区就是照耀激光束和喷出喷孔的液流束垂直订交点.液流地方的单个细胞通过测量区时，受到激光照耀会向立体角为2π（360°）的全部空间散射光线，散射光的波长和入射光的波长不异.散射光的强度及其空间分布与细胞的大小、外形、质膜和细胞内部结构密切相干，因为这些生物学参数又和细胞对光线的反射、折射等光学特性有关.未蒙受任何损坏的细胞对光线都具有特征性的散射，是以可利用分歧的散射光旌旗灯号对不经染色活细胞进行分析和分选.经过固定的和染色处理的细胞因为光学性质的改变，其散射光旌旗灯号当然分歧于活细胞.散射光不但与作为散射中间的细胞的参数相干，还跟散射角、及收集散射光线的立体角等非生物身分有关.在流式细胞术测量中，经常使用的是两种散射方向的散射光测量：①前向角（即0角）散射（FSC）；②侧向散射（SSC），又称90角散射.这时候所说的角度指的是激光束照耀方向与收集散射光旌旗灯号的光电倍增管轴向方向之间大致所成的角度.普通说来，前向角散射光的强度与细胞的大小有关，对同种细胞群体随着细胞截面积的增大而增大；对球形活细胞经实验标明在小立体角范围内基本上和截面积大小成线性关系；对于外形复杂具有取向性的细胞则可能差别很大，特别须要留意.侧向散射光的测量次要用来获取有关细胞内部精细结构的颗粒性质的有关信息.侧向散射光虽然也与细胞的外形和大小有关，但它对细胞膜、胞质、核膜的折射率更为敏感，也能对细胞质内较大颗粒给出灵敏反映.在实际使用中，仪器首先要对光散射旌旗灯号进行测量.当光散射分析与荧光探针联合使用时，可鉴别出样品中被染色和未被染色细胞.光散射测量最无效的用处是从非均一的群体中鉴别出某些亚群.荧光旌旗灯号次要包含两部分：①自觉荧光，即不经荧光染色细胞内部的荧光分子经光照耀后所发出的荧光；②特征荧光，即由细胞经染色结合上的荧光染料受光照而发出的荧光，其荧光强度较弱，波长也与照耀激光分歧.自觉荧光旌旗灯号为噪声旌旗灯号，在多数情况下会干扰对特异荧光旌旗灯号的分辨和测量.在免疫细胞化学等测量中，对于结合水平不高的荧光抗体来说，如何提高信噪比是个关键.普通说来，细胞成分中能够发生的自觉荧光的分子（例核黄素、细胞色素等）的含量越高，自觉荧光越强；培养细胞中死细胞/活细胞比例越高，自觉荧光越强；细胞样品中所含亮细胞的比例越高，自觉荧光越强.减少自觉荧光干扰、提高信噪比的次要措施是：①尽量选用较亮的荧光染料；②选用适宜的激光和滤片光学零碎；③采取电子抵偿电路，将自觉荧光的本底贡献予以抵偿.2．1．2 流式细胞仪分选道理其实不是所有的流式细胞仪都具有分选功能.流式细胞仪的分选功能是由细胞分选器来完成的.由喷嘴射出的液流柱在电旌旗灯号感化下发生振动，断裂构成均匀的小液滴.根据选定的某个参数由逻辑电路判明是否将被分选，而后由充电电路对选定细胞液滴充电，带电液滴携带细胞通过静电场而发生偏转，落入收集器中.使用分歧孔径的喷孔及改变液流速度，可能会改变分选后果.从参数测定经逻辑选择再到脉冲充电须要一段延迟时间.精确测定延迟时间是决定分选质量的关键，可根据具体请求进行适当调整.2．1．3 数据的显示和分析数据处理次要包含数据的显示和分析.单参数直方图是使用最多的图形显示方式，既可用于定性分析，又可用于定量分析.单参数直方图是由X、Y 二方向构成的二维平面图.横座标X是所测的荧光或散射光的强度，用“道数”（Channel No．）来暗示.选择的放大器类型分歧，标度分歧.纵座标Y通常暗示被测细胞的绝对数目.正常情况下，数据分析得到的图形为具有一个或若干个峰的曲线图.对曲线图的解释应当具体成绩具体分析.除直方图外，数据显示方式还包含二维点图、二维等高图、假三维图和列表模式等.二维点图也是比较经常使用的数据显示类型.它显示两个独立参数与细胞绝对数之间的关系，也是二维平面图，横纵坐标可以根据本人选定的被测参数自行决定，点的地位标明了细胞和颗粒具有的二个被测参数的数值.二维点图所提供的信息量要大于单参数直方图.数据分析的方法大体可分为参数法和非参数法两大类.当被检测的生物学零碎能够用某种数学模型时则多使用参数方法.非参数分析法不必对显示的图像做任何假设，也不采取数学模型，分析程序可以很简单，也可能很复杂.临床医学较常使用非参数分析法.2．2 流式细胞仪功能的技术目标流式细胞仪功能的技术目标次要有荧光分辨率、荧光灵敏度、适用样品浓度、分选纯度等.荧光分辨率是指分辨两个相邻峰的最小距离，通经常使用变异系数（CV值）来暗示.此刻市场上主流型号出厂时的荧光分辨率应当小于2.0%.荧光灵敏度反映了仪器探测最小荧光光强的能力.普通用荧光微球上可测出的FITC的起码分子数来暗示.目前仪器均可达到1000摆布.仪器工作时样品浓度普通在105～107细胞/ml.分析速度/分选速度是指流式细胞仪每秒种可分析或分选的颗粒数目.普通分析速度为5000～10000，分选速度控制在1000以下.流式细胞仪测量的数据是绝对值，是以须要在使用前对零碎进行校准或标定.流式细胞仪的校准有二个目的，即仪器的准直调整和定量标度.通常使用尺度微球作为非生物学尺度样品，鸡血红细胞做为生物学尺度样品.3 主流流式细胞仪型号及其特性介绍目前具有市场较大份额的公司是美国的BD（Becton-Dickinson）公司、Beckman-Coulter公司（原名称Coulter）和德国的Partec公司.3．1 BD公司流式细胞仪介绍BD公司生产的流式细胞仪都冠以FACs（fluorescence activated cell sorter），即荧光激活细胞分选器.其型号品种比较齐全，如初期的FACSort、FACS Canto、FACSean.此刻市场上供应的型号有五种：FACSCount（小型流式细胞仪）、FACS CAlibur（流式细胞仪）、FACSA ria（流式细胞分选仪）、FACSV antage SETM （多色分析和高速分选流式细胞仪）、LSR II（数字化分析型流式细胞仪）.FACSCount为精确计数淋巴细胞CD3，CD4，CD8绝对数而设计的.FACSCalibur是全主动多色流式零碎，偏重于临床，其全体设计帮忙临床大夫快速实现惯例免疫表型、CD4T细胞计数、DNA、网织红细胞、血小板等临床分析，兼具分选功能.配备有二根激光管，可同时检测4个荧光参数.可识别粘联细胞.BD FACSA ria流式细胞分选仪为台式高速细胞分选仪，获取速度达70，000细胞/s，分析速度达50，000/s.使用石英杯流动检测池固定光路校准技术.使用三种激光，多色分析，分析参数可达15色.两管或四管分选，可以使用多种规格的收集管.液流监测零碎白动监测液流断点，检查堵塞，实现了细胞分选的无人操纵.配件BDACDU安装，可以在微孔板或载波片上定量分选细胞.FACSV antage SETM是在FACSV antage的细胞分选功能基础上推出的分选加强型流式细胞仪.六色荧光分析零碎，点对点分选，配置FACS Diva数字化零碎，提供全面的配套试剂.速度和功能优于FACSV antage.BD LSR II是LSR的数字化升级版，其功能介于FACSV antage SE和FACS Calibur之间，是专为生命科学研讨设计的台式机.配备固定校准的紫外激光，四种激光立体空间激发、十色荧光同时分析、电子零碎数字化、比较易学易用. 3．2 Beckman-Coulter公司流式细胞仪介绍Beckman- Coulter公司生产的流式细胞仪以Profile（初期，现已停产）和EPICS系列为代表，近年又推出了Cytomics FC500系列.EPICS系列是大型流式细胞仪，目前市场上有XL、XL-MCL和ALTRA三种型号，其中ALTRA具有分选功能，适用于免疫学、细胞生理、分子生物学、遗传学、微生物学、水质分析和植物细胞分析.Cytomics FC500系列流式细胞仪体积小，可主动进行5种色彩的分析，适用于免疫学检测，如人类HIV诊断.特别是FC500MPL的独特设计可以在同一零碎上使用12×75mm的离心管和24或96孔的平板.特别适合工作量大的实验室.这二个公司次要针对医学研讨和临床工作进行设计和生产，其产品可利用于生物医学基础研讨和临床检测的很多领域，如遗传、肿瘤、血液、免疫等诸多研讨中红细胞、T 细胞、淋巴细胞亚群测定、检测初期细胞凋亡、肿瘤细胞免疫测定等.这二个公司的流式细胞仪价格昂贵，我国次要购买、使用的单位基本上都是一些医疗机构.3．3 Partec公司流式细胞仪介绍与BD和Becman-Coutler 公司的产品比拟，德国Partec公司生产的流式细胞仪的共同特点是体积小，造价低，易操纵，便于携带，适合植物学研讨，适合悠远地区和发展中国家.德国Partec公司的产品分为三类：CCA家族、PAS家族和CyFlow家族（Galaxy为初期产品，已停产）.CCA家族包含细胞计数分析仪CCA和倍性分析仪PA-I.它是单或双参数的台式小型机，可以进行一些惯例分析，如核DNA测定（检测倍性或细胞周期）、细胞计数、细胞凋亡.它的特点是体积小，易操纵，价格低，检测范围广，可以检测多种荧光素（如PI、DAPI、Fluorescein）发出的荧光.PAS家族包含粒子分析零碎PAS、粒子分析零碎III（PAS-III）和倍性分析仪PA-II.提供三种激光器的三种组合，可检测十余种荧光染料.最多可检测和记录八个独立荧光参数.倍性分析仪PA能够在2分钟内主动测量植物的倍性水平，检测异倍体.可以对叶片、幼苗、种子、果皮、根、花等植物质料进行分析.在大多数植物中，异倍体染色体的检测分辨率为±1条染色体.PA-I使用HBO-100汞灯，属于弧光灯，可发生紫外激发光和蓝光.PA-II中添加了488nm氩离子激光器，能够检测几乎所有的荧光染料，如DAPI，Hoeehst，PI，EB，MMC，FITC，FDA等.汞灯发光是电流经过气体时，气体电离发生的.它能提供最好的激发波长.CyFlow（R）SL配备三种激光管，可利用于诸如人类健康、微生物学、工业利用、过程控制、生态学等研讨.如HIV扫描中免疫标识表记标帜细胞计数、食品处理过程中的微生物计数、细胞凋亡等.它使用l2 V直流电，特别适合悠远地区和发展中国家.国际上20世纪80年代开始将流式细胞仪检测利用到植物的研讨中（Galbraith，1983），浩繁学者都认为流式细胞仪是一种精确、快速的检测DNA含量的方法（Michaelson，1991）.利用范围主如果利用流式细胞仪研讨属内、属间多莳植物的DNA含量（Baird，1994；Jacob，1996；HALL，2000）和倍性水平（Costich，1993；Meng，2002）、检测体细胞杂种（Pfosser，1995；Keller，1996）和游离小孢子培养再生株（Kim，2003）的DNA含量.过去我国利用这一检测技术的植物研讨工作者寥寥无几，且大多是在国外实验室完成的.研讨内容包含植物生理、程序性死亡、倍性鉴定等.植物研讨中使用的流式细胞仪基本上都是Partec公司的产品，也有少量是BD公司生产的流式细胞仪.BD公司的产品次要定位于医学研讨与利用，与Partec产品比拟，不太适合从事植物染色体倍性的鉴定.次要体此刻不克不及提供植物样品制备技术/试剂，数据获取软件可同时检测到的倍性数目少.鉴于目前我国科研院所中使用较多的是BD公司生产的流式细胞仪，鄙人一篇中将会对利用BD流式细胞仪进行植物倍性检测的技术和技巧做具体陈述.如何选择流式细胞仪自七十年代出现第一代流式细胞仪以来，随着计算机技术、电子建造技术、激光技术及荧光素合成技术的不竭发展，古代流式细胞仪已今非昔比，建造工艺、功能、精确度有了质的飞跃.流式细胞仪生产厂商推出各种分歧型号的流式细胞仪来满足用户的分歧须要.现生产流式细胞的厂商全球至多有六家，各厂商产品又有分歧的系列，各具特点.如何从浩繁的型号中挑选出最适合本人的机型，我们还需从分析利用出发，评估本人的需求来决定什么样的流式细胞仪最具性价比、最适合本人.⑴、DNA倍体分析DNA分析是流式细胞仪最初且是此刻利用最广检测项目.因。
fluidigm流式质谱
fluidigm流式质谱
Fluidigm是一家生物技术公司，专注于开发和销售生命科学研究工具和技术。
流式质谱（Mass Cytometry）是Fluidigm开发的一项技术，结合了流式细胞术和质谱分析的优点，用于单细胞蛋白质分析和细胞表型鉴定。
传统的流式细胞术使用荧光染料标记细胞表面和内部的蛋白质，通过激光激发和检测荧光信号来分析细胞。
然而，传统的流式细胞术受到光谱重叠、抗体选择有限等限制。
Fluidigm的流式质谱技术基于质谱分析，使用金属同位素标记抗体来代替荧光染料。
每种金属同位素代表一种特定的抗体，通过质谱仪检测金属同位素的质量信号，从而实现高维度的细胞表型鉴定。
流式质谱技术具有以下优势：
- 高维度：使用数十种金属同位素标记抗体，可以同时分析多个蛋白质。
- 低谱重叠：金属同位素的质量信号可以清晰地分辨，减少光谱重叠的问题。
- 灵敏度和准确性：质谱仪的高灵敏度和准确性可以提供精确的蛋白质表达水平信息。
- 可扩展性：可以与传统流式细胞术结合，进行多参数分析。
流式质谱技术在免疫学、肿瘤学、癌症研究等领域具有广泛的应用前景，可以帮助研究人员更好地理解细胞表型和免疫应答。
生命科学中的仪器设备应用
生命科学中的仪器设备应用生命科学是研究生物学、医学和相关学科的综合领域，涵盖了从分子层面到生物系统层面的广泛研究内容。
在生命科学的研究过程中，仪器设备起着关键的作用，为科学家们提供了实验工具和数据支持。
本文将探讨生命科学中常见的仪器设备及其应用。
一、基因测序仪基因测序仪是生命科学中最重要的仪器之一。
通过对DNA分子进行测序，科学家能够了解基因组的组成和结构。
基因测序仪的应用广泛涉及基础研究、药物研发和遗传学等领域。
它不仅可以帮助人们了解基因变异与疾病的关系，还可以促进个性化医疗和精准治疗的发展。
二、质谱仪质谱仪是一种能够测定分子质量和分子结构的仪器。
它通过将样品中的分子化学成分进行离子化，并根据离子质量比进行分析和测量。
质谱仪在生命科学中常用于蛋白质组学、代谢组学和药物代谢研究等领域。
通过质谱仪的应用，科学家们可以快速准确地确定分子的结构和组成，为后续的研究工作提供基础数据支持。
三、显微镜显微镜是生命科学中的常用工具，它可以对微小的细胞结构和生物过程进行观察和分析。
现代显微镜的种类繁多，包括光学显微镜、电子显微镜、原子力显微镜等。
生命科学领域的研究人员可以通过显微镜观察细胞的形态、结构和功能，进而研究细胞的发育、分化和病理过程。
显微镜的应用还广泛涉及生物医学、生物工程和药物研发等领域。
四、流式细胞仪流式细胞仪是一种用于细胞分析和分类的仪器。
它通过将细胞样品中的细胞进行离子化和标记，并根据细胞的属性进行分析和排序。
流式细胞仪在生命科学中广泛应用于免疫学、肿瘤学和药理学等领域。
科学家们可以通过流式细胞仪迅速准确地检测细胞表型、功能和活力等指标，进而研究细胞的免疫应答、病理变化和信号通路等。
五、核磁共振仪核磁共振仪是一种利用核磁共振现象进行物质分析的仪器。
它通过对样品中的核自旋进行磁共振激发和检测，获取样品的结构和成分信息。
核磁共振仪在生命科学中常用于蛋白质结构研究、药物筛选和代谢动力学研究等领域。
科学家们可以通过核磁共振仪的应用，了解生物分子的结构和相互作用，为新药研发和治疗方案设计提供技术支持。
流式细胞仪简介
流式细胞仪简介▲流式细胞仪主要由五部分组成1.流动室和液流系统；2.激光源和光学系统；3.光电管和检测系统；4.计算机和分析系统；5.细胞分选系统1.流动室的基本结构流动室是仪器的核心部件，被测样品在此与激光相交，得到准确的细胞荧光信息。
2.激光源和光学系统通常以激光作为发光源（氩离子气体激光器和小功率半导体激光器）。
被荧光染色的细胞在激光束的照射下，产生散射光和激发荧光。
3.光电管和检测系统：通过光电转换器转变成电信号而进行测量。
▲二种探测器和二类放大器▲二种探测器:光电二极管和光电倍增管。
光电二极管对光的敏感度低于光电倍增管,用于探测FSC, 因FSC是强信号。
光电倍增管（PMTs）用于探测SSC,FL1,FL2,FL3,因为它们是弱信号。
两类放大器:线性放大器：输出信号辐度与输入信号成线性关系。
对数放大器：输出信号和输入信号之间成常用对数关系。
放大器的作用:可对信号进行微调。
对FSC,SSC,FL1,FL2,FL3可设置放大模式和放大增益。
4.计算机和分析系统经放大后的电信号被送往计算机分析器。
荧光信号的强度代表了所测细胞膜表面抗原的强度或其核内物质的浓度，经光电倍增管接收后转换为电信号，再通过模／数转换器，将连续的电信号转换为可被计算机识别的数字信号。
▲流式细胞仪系统流程：标本→激光系统→流动系统→信号处理系统→放大系统→计算机系统→结果打印▲流式细胞仪有关的测量参数及数据处理▲测量参数：检测数据的显示视测量参数的不同有多种形式可供选择。
第一激光（488nm）激发出的FL1,FL2,FL3,第二激光（635nm）激发出的FL4。
▲数据处理：主要包括数据的显示和分析。
流式数据一般用一维直方图、二维散点图来表示。
▲激发光光源波长488nm的示意图▲测量参数：1.散射光信号：前向角散射和侧向角散射（细胞的物理[固有]参数）(1)前向角散射，即FSC与细胞的大小（直径的平方）相关，我们平时上机的时候，有时用FSC做阈值，排除样品中的各种碎片及鞘液中的小颗粒，以避免对被测细胞的干扰。
helios质谱流式
helios质谱流式
Helios质谱流式细胞仪是一种用于生物学、基础医学、临床医学领域的分析仪器，于2016年6月30日启用。
它采用Fluidigm Helios 流式细胞仪技术，能够完成包括单细胞捕获、cDNA合成、实时定量PCR分析、目标区域扩增以及质谱流式细胞分析等多项工作。
在Helios质谱流式细胞仪中，样品引入和电离、离子通过真空锥体接口、离子筛选、飞行时间（TOF）质量分析、数据的采集和处理等过程都是关键环节。
其中，样品需以细胞悬液的形式进入仪器，通过雾化器（Nebulizer）被分成小液滴，每个液滴包含一个细胞。
包含细胞的液滴随后进入雾化室（Spray chamber），高温使气溶胶部分气化并引向ICP源。
Helios质谱流式细胞仪具有以下特点：
1. 检测范围广：检测范围为75~210amu，线性范围达到4.5个数量级。
2. 分析精准：可以对单细胞实现几十个通道的同时检测。
3. 应用广泛：可以对骨髓、外周血等复杂细胞群体的免疫表型、信号通路、细胞功能等方面进行全面、精细、深入的研究分析。
4. 自动化程度高：可以自动完成单细胞捕获、cDNA合成、实时定量PCR分析等过程。
5. 灵敏度高：可以检测到低至单拷贝数的基因表达变化。
6. 操作简便：采用流式细胞仪技术，操作简便，易于掌握。
总之，Helios质谱流式细胞仪是一种功能强大的分析仪器，对于生物学、基础医学、临床医学等领域的研究具有重要意义。
质谱流式技术简介
Review质谱流式技术在生物学研究中的应用Abstract作为最普遍使用的单细胞技术之一，流式技术一直在生物学各研究领域都有着广泛的应用。
Helios质谱流式细胞仪通过对传统流式技术和质谱技术的整合，彻底解决了荧光串色的问题，并实现了几十个参数的同时测量。
其强大的数据获取能力与现代信息生物学的分析手段紧密结合，对生物学多个领域的研究具有重大的推动作用。
在血液学领域，它可以对复杂的样品进行精细的免疫分型和信号通路分析；在免疫学的研究中，可以对免疫细胞进行自动分群，并对免疫细胞的功能多态性进行细致分析；在癌症研究领域，它可以对癌症组织进行精细的亚群分析，帮助研究者找到与临床预后密切相关的细胞亚群；在干细胞研究领域，可以深入探讨当前技术下所区分出的干细胞群体的异质性，对于以后干细胞治疗等领域具有重要的指导意义。
目录质谱流式在生物学研究中的应用 (1)一、传统流式技术的困局 (2)二、质谱流式简介 (3)1、技术简介 (3)2、基本原理 (3)3、技术特点 (4)三、质谱流式的应用实例 (5)1、现对复杂样品（骨髓、外周血等）进行精细的表型和信号通路分析 (5)2、展现不同免疫细胞之间的内在联系，探索免疫细胞的功能多样性 (6)3、对癌症组织的精细分群和功能分析 (10)4、干细胞和细胞分化的研究 (13)一、传统流式技术的困局生物体是由众多不同类型的细胞组成的，这些细胞存在非常大的异质性；一直以来，流式技术是分析复杂细胞群体的重要手段，它可以实现对细胞进行多参数分析，从而区分不同种类的细胞；其所能检测参数的多少，也决定了我们对于所研究群体异质性的了解程度。
传统的流式细胞仪，是基于荧光的检测系统，已经发展了40多年，目前在生物学各个研究领域有着广泛的应用；但是，由于不同荧光基团发射光谱的重叠，使得传统流式技术的发展遇到了瓶颈：一方面，传统流式细胞仪的检测通道数量已经很难有质的提升。
目前BD最高端的分析型流式细胞仪具有20个检测通道，而实验室常用的通道数量一般少于12个。
组织成像质谱流式
组织成像质谱流式随着科技的发展和研究的深入，我们逐渐发现了组织成像质谱流式（imaging mass spectrometry）的潜力和应用价值。
组织成像质谱流式是一种运用质谱技术在多维度空间内对组织中的化学成分进行定量和定位的方法，可以在细胞水平上研究不同组织、不同区域的代谢物、蛋白质、脂类等分子的空间位置和表观分布，这一方法不仅可以为对疾病发生、发展及药物响应性的解释和预测提供更全面的分析和视角，也可以为其他领域如新药研发和生物医学工程提供有力的支持和指导。
组织成像质谱流式可以提高检测灵敏度，降低样本消耗，节省时间成本。
通过在切片上进行扫描，可以快速、高效的生成成像质谱图像，在同等的时间内比传统质谱走样方法所需的时间更短，且不需要大量样品的前处理。
之前的一些基于区域取样的方法限制了我们对样品中混合物含量的认识。
而组织成像质谱流式通过对不同区域进行扫描，把可变的样品特征及其结构信息与针对分子周期表元素得到的高分辨率分析相结合，能绘制出高分辨率、深入浅出的分布图像，为我们展示样品在不同空间下的分布规律和化学结构信息。
目前，组织成像质谱流式已经被广泛应用于生物医学研究中。
例如，研究者可以通过比较正常组织和肿瘤组织中特异的分子分布，揭示分子与肿瘤形成发展之间的关系；在药物研发方面，敏锐的分子分布分析，可提供药物的分布、代谢及有益反应信息，为药物治疗方案的筛选及定制提供了新的方向；对于基础学科研究来说，这项技术也能够为病理学、代谢物组学、生物影像和生物材料等领域的新发现和研究打下重要的基础。
在组织成像质谱流式的技术发展方面，还存在着一些挑战和问题需要解决。
首先，与传统质谱技术不同的是，组织成像质谱流式要求在特定区域内将质谱仪与光学显微成像仪相结合，这就需要技术的完善和设备的精准匹配；其次，数据处理算法的不成熟，也是限制其发展的一个原因。
对于所获取的庞大数据的互联网分享、开放源代码，以及良好的方法规范等方面的要求也不断备受关注，这将进一步推动组织成像质谱流式的应用和发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
质谱流式细胞仪简介
科学实验中心三部张莹
从一个“连连看”游戏说起
Tips：
NBA球星的面貌各不相同，准确分辨
他们是制胜的关键！
在蛋白质水平，流式一直是最为常用的单细胞分析手段。
但是由于串色等问题的困扰，流式通常只能进行十余种蛋白的同时检测。
质谱流式技术的出现给研究者带来了惊喜。
质谱流式细胞技术
（Mass Cytometry）
质谱流式细胞技术是利用质谱原理对单细胞进行多参数检测的流式技术。
它继承了传统流式细胞仪的高速分析的特点，又具有质谱检测的高分辨能力，是流式细胞技术一个新的发展方向。
传统的流式技术主要基于对荧光发射光谱的检测，但是荧光基团发射光谱一般比较宽，其间往往会发生重叠。
一方面限制了检测通道的数量（<20个）；另一方面，它会带来严重的串色问题，很多通道的信号需要复杂的补偿计算。
荧光信号的交叠限制了荧光通道的数量增长
与传统流式细胞技术相比，质谱流式技术主要有两点改进：
第一、标签系统的不同，前者主要使用各种荧光基团作为抗体的标签，后者则使用各种金属元素作为标签；
第二、检测系统的不同，前者使用激光器和光电倍增管作为检测手段，而后者使用ICP质谱技术作为检测手段。
通过这些改进，质谱流式技术巧妙的实现了更多参数的检测。
质谱流式细胞仪原理
质谱流式细胞仪的原理如下图所示，它采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体或者染料）标记或识别细胞表面和内部的信号分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用感应耦合等离子质谱（ICP-MS）观察单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱的数据转换为细胞表面和内部的信号分子数据，并通过专业分析软件对获得的数据进行分析，从而实现对细胞表型和信号网络的精细观察。
技术特点
由于利用ICP质谱作为检测手段，与传统流式细胞技术相比，质谱流式细胞技术具有以下特点：
1、上百个独立的检测通道
质谱流式细胞仪中的ICP 质谱装置具有非常宽的原子量检测范围（88～210Da ），因此可以对单个细胞同时检测上百个不同的参数。
标记元素的条件：1、无放射性
2、生物样品中含量低
2、全新概念的金属标签
金属标记物与细胞的非特异结合极弱
用来标记的金属元素在细胞中含量极低，背景极低
目前用来标记抗体的金属标签有30多种，随着技术进步，更多元素可以用来作为标签，种类会进一步增加。
仅镧系金属就可以提供32种标记物
相邻通道间影响大约0.3%，基本可以忽略不计。
PE
PE-Cy5APC
PE-Cy7
Alexa Fluor®647PerCP-Cy5.5
Alexa Fluor®488FITC
BD Horizon V450Pacific Blue™
Alexa Fluor®700
PerCP
APC-Cy7
AmCyan BD Horizon V500BD APC-H7
4、高灵敏度和高稳定性
•高灵敏度：检测到500个抗体分子，各通道具有相似的灵敏度•高稳定性：不同时间对同一样品检测结果CV 值<3%
荧光流式细胞仪通道间灵敏度相差很大
250200150100500
CyTOF2流式细胞仪通道间灵敏度相差较小
稳定性好，结果具有很好的重复性
5、多元化的数据分析方法
质谱流式细胞仪通道数量的激增带来信息量的成倍增长。
传统的流式分析方法已经不能
完全满足需要，所以需要对数据进行各种降维处理，提取出
其中包含的有用的生物学信息。
常用的分析方法有：SPADE 、PCA 、viSNE 以及Gemstone 等。
PCA
Signaling Network
Heatmap
SPADE
viSNE
产品应用
质谱流式细胞技术可以实现对细胞群体进行精准的免疫分型，对细胞内信号传导网络进行全面的分
析，分析细胞亚群之间的功能联系，以及对于大量样品的高通量多参数检测。
在造血、免疫、干细胞、癌症以及药物筛选等多个领域的研究有着广泛的应用前景。
上图显示的是CyTOF对人骨髓细胞的分型，圆圈的大小表示各群细胞所占的比例，颜色反映CD45RA在相应群体中的表达水平。
（3）药物筛选
由于标签种类丰富，该技术还
可以广泛的应用到各种筛选实验
中，例如抗原决定簇的筛选、药物
筛选等。
也正是由于其强大的数据
获取能力，它甚至可以成为单细胞
蛋白质组学研究的得力工具。
左图为Nature子刊封面文章，通过
高通量的流式分析进行药物筛选
混合
96个不同的样本组合标记各孔细胞标记感兴趣的蛋白CyTOF ®2
流式检测（4）高通量处理大数量样本
结合MCB （mass-tag cellular barcoding ）技术，CyTOF®2细胞仪可以一次检测96个不同的样品。
这种高通量的数据获取功能为药物筛选提供了便利。
高通量流式检测
根据标记组合追溯
每个细胞来源
MCB的优点
••
•增加样本通量减少抗体消耗保证分析均一
发展现状
2011年《Nature Methods》将其评为“最受关注的单细胞技术”；同年，该技术被美国《科学家》杂志评为年度10大科学创新；该技术的专利拥有者——DVS Science公司刚刚被加拿大LSO组织授予2014年度最佳生命科学公司的称号。
目前，质谱流式技术还处于起步阶段，美国DVS Sciences公司研发的质谱流式细胞仪已经发展到第二代，即CyTOF2 质谱流式细胞仪（CyTOF2 Mass Cytometer）。
截至2013年9月，在国外质谱流式细胞仪的装机量已经达到50余台；而在国内，质谱流式这项技术已经由东胜创新的技术人员积极普及中。
2014年3月18日，在厦门大学细胞应激生物学国家重点实验室，中国首台CyTOF 2质谱流式细胞仪正式安装调试。
CyTOF®2流式细胞仪。