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流式进阶秘籍(三)— 几个步骤跟着走,多色实验成功做

伯乐生命科学
2023.3.17



在初步入门流式实验后,您在做一些多色流式实验的时候,是否也感到一些恐惧和吃力?您是否总在做多色流式实验时发出:想象和现实的距离如此遥远的感慨?想要从结果不理想的悲伤中走出来,或许您可以从这里先领取一份流式秘籍。


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潜心学习此秘籍,您也能进阶成为流式高手。

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市面上的流式仪器琳琅满目,首要确定仪器配置—激光和滤光片!仪器配置的滤光片决定了您的实验中可以选用哪些荧光染料,Bio-Rad ZE5流式细胞分析仪最高可配置5个激光,27个荧光检测通道。让您可以比较自由地选择荧光素,极大简化了您配色的难度。

此外,分辨率对获得准确且漂亮的流式结果图意义重大。分辨率是指区分阴性群和阳性群的能力,其取决于仪器及染料的兼容性和门控。ZE5有较高的分辨率,即使在高达3.5 μl/s的流速下,都能保持较高的分辨率。

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图1 随着流速增加,ZE5仍保持很高的分辨率


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在确定好仪器后,需要综合考虑实验方案。首先,您需要清楚您的实验目的,您需要查阅文献和资料,明确您需要检测哪些抗原的表达。随后,为需要检测的抗原搭配上合适的荧光染料,这个过程即为多色配色。这个步骤关键且挑战,我们精心整理了干货技巧助您一臂之力。


Tip1:强弱搭配,出图不累

染料亮度有高有低,每个抗原在细胞上的表达有强有弱,若有外界条件的干扰,某些抗原的表达量也会发生变化,来表征机体对外部干扰的反应。

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图2 用相同荧光素SBV440标记不同抗原(CD28,CD2,CD3,CD45RA),抗原表达密度不同,染色表现各不相同

对于表达丰度较低的抗原,搭配高亮度的染料会更容易将其从背景信号中区分出来。

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图3 使用不同荧光素标记的CD56进行染色

Tip2:荧光溢出,不可小觑

由于荧光之间,尤其是相邻通道或者是使用相同滤光片通道的荧光之间,经常会出现荧光的溢漏。这会干扰到其他通道的信号,因此需要通过补偿调节来消除溢漏。但在补偿调节之后,细胞群可能会出现一些被拉长或者拉宽的情况。

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图4 Spread对细胞群的分辨率有影响

随着多色流式中使用染料数量的增加,这种现象会更加明显。尤其是鉴定细胞上共同表达的两个指标时,细胞亚群会出现分辨率降低的现象,甚至还会影响设门,引起误差较大的检测结果。因此,鉴定目标细胞群共同表达的指标时,应尽量搭配荧光干扰较少的荧光素。

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图5 不同荧光素标记的CD25和不同荧光素标记的CD127会影响Treg细胞的染色表现






说到这就不得不请我们Bio-Rad StarBright 染料闪亮登场了,该系列的染料不仅稳定,而且亮度很高,值得一提的是染料的激发光和发射光谱非常窄,极大降低光谱之间的重叠,可有效的降低荧光溢出,是多色方案的极佳选择。

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图6 Starbright染料优势

Tip3:排除死细胞,结果更明确

死细胞具有较高的自发荧光,会增加背景噪声。另外死细胞容易与抗体进行非特异性结合,造成假阳性,如图7所示在散点图的45°角可以明显地观察到死细胞。

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图7 死细胞出现在散点图的斜对角线上,排除死细胞后该群细胞消失

在多色流式实验中,对于膜表面抗原的检测,可以选用核酸类死活染料(如PI,7-AAD,DAPI)。在检测胞内或者核内指标时,需要对细胞进行固定破膜,此时需要选择可以进行固定的蛋白类死活染料(如VivaFix染料)。该类染料的检测原理是结合细胞表面及死细胞内的伯胺基团,因此死细胞的荧光亮度明显高于活细胞,可以获得区分度很高的阴阳两群细胞。并且该类染料有多个通道可以选择,可灵活搭配到多色配色方案中。

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图8 VivaFix死活染料对新鲜样本和固定样本的染色结果一致





至此,配色工作结束,方案搭建只差最后的工作---设置对照

染色中的非特异性荧光会导致背景增加,另外多色流式实验使用的染料较多,染料之间会存在一些相互的影响和干扰。因此合理的对照可以进一步增加设门的准确性,获得比较准确的阳性群体。在流式细胞术中需要使用到的对照有未染色对照,Fc封闭对照,同型对照,FMO对照,单染对照,生物学对照等,详细对照的介绍可参考文章开始处领取的流式秘籍。

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图9 多色流式细胞术的点图显示,与未染色的对照相比,荧光扩散到 FMO对照显示的 PE-Cy5 通道中。黑色虚线表示 FMO 门控边界,而红色虚线表示未染色边界。




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根据搭配好的配色方案以及样本数量采购合适的流式抗体,完成细胞样本的染色,根据实验方案选择合适的抗体孵育温度及时间。

在使用抗体前,推荐进行浓度滴定。以此来确定最佳用量,帮助优化流式实验结果,也可以节省抗体。如下图中检测的CD8 SBV710,使用推荐用量的一半甚至四分之一便可以获得非常高的染色指数。

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图10  抗体滴定。绘制每种抗体浓度的染色指数图将有助

于滴定用于实验的最佳抗体量。SBV, StarBright Violet。

抗体孵育结束后,需要及时上机检测,如果无法马上上机,需要避光放置在4℃中保存,避免荧光信号的降低,随后尽快上机做样本检测。通过调节合适的电压和补偿,搭配方案中设置的对照,去寻找正确的阳性信号。

跟着上述步骤操作,结合流式秘籍中的详细指导,可助您轻松搞定多色流式实验。

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图11 使用Bio-Rad ZE5流式细胞仪和StarBright等染料标记的抗体,检测人外周血样本的18色方案数据结果。





参考文献

Seventeen-colour flow cytometry: unravelling the immune system.(2004)

Basic Multicolor Flow Cytometry. (2017)

* BIO-RAD是BIO-RAD LABORATORIES, INC. 在特定区域的商标。

* 本产品仅用于科研用途,不用于临床诊断。

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