流式细胞术是目前应用最广泛的细胞检测技术之一,广泛用于免疫学、血液学以及临床检测。血液是最常见的流式样本来源之一,它本身就是天然的单细胞悬液,能够直接用于检测。但一个现实问题是:血液中红细胞数量远远多于白细胞。在分析目标是白细胞(如淋巴细胞、单核细胞、粒细胞)时,过多的红细胞会干扰结果,使得目标群体难以区分。这也就要求在实验前需要对血液进行处理,通过合适的方法去除红细胞,方便后续研究的开展。
目前血液样本常用的处理方法有:红细胞裂解法和密度梯度离心法。那处理血液样本时这两种方法改如何选择呢?
一、红细胞裂解法
红细胞裂解法是日常实验中处理血液样本的常用方法。通过专门的裂解液,将红细胞选择性破坏,而保留大多数白细胞。裂解完成后,样本即可进入后续染色或检测步骤。
图1. 红细胞裂解液处理人外周血
1. 优点
① 操作快速简便:整个过程只需几分钟,适合批量样本处理;
② 白细胞保留率较高:淋巴细胞、单核细胞和粒细胞都能较好地保存。
2. 缺点
① 细胞活性可能降低:相比密度梯度法,裂解过程中细胞功能可能受到轻微影响;
② 对操作条件敏感:裂解时间过长会损伤白细胞,过短则裂解不完全,导致红细胞残留;
③ 后续应用有限:若样本需要继续培养或功能实验,裂解处理可能带来干扰。
3. 实验注意事项
① 严格控制时间:通常在说明书推荐时间内完成,避免裂解时间过长对其他细胞产生影响;
② 注意实验目标:如果研究对象是红细胞(如贫血或血红蛋白病研究),则不应使用裂解;后续应用需谨慎;若计划进行细胞培养或冻存,裂解处理可能降低细胞活性,需要提前评估。
二、密度梯度离心
密度梯度离心根据血液中不同细胞的沉降系数和密度差异,通过梯度介质(如 Ficoll、Percoll)分层分离细胞群。
图2. 人外周血通过Ficoll分离液提取PBMC示意图
1. 优点
① 纯度高:分离效果好,获得的细胞纯净度高;
② 细胞活性保持好:适合后续的功能性实验,如增殖实验、细胞因子分泌检测、T细胞功能研究等。
2. 缺点
① 操作繁琐:整个过程往往需要30分钟以上,步骤复杂;
② 技术要求高:需要熟练操作人员,才能稳定获得清晰的分层;
③ 细胞保留率有限:部分白细胞(如中性粒细胞)会被去除,只获得淋巴细胞和单核细胞。
3. 实验注意事项
① 离心速度需平稳:加速和减速过程应尽量温和,以保持分层清晰;
② 注意物种差异:人、小鼠、大鼠的PBMC密度不同,分离液不可混用,人的PBMC是在1.077 g/mL、小鼠、大鼠的则是在1.084 g/mL。
三、两种方法的应用场景
全血免疫表型快速分析: 若目标是快速分析全血中白细胞亚群的数量和表面标记(如淋巴细胞分型、单核细胞数目等),红细胞裂解法常为首选。该方法简便快捷、可直接对大量样本进行处理。尤其在临床检测或大量样本筛查时,裂解法能够有效剔除红细胞,保留绝大部分白细胞进行检测。
高纯度PBMC功能分析: 若下游实验需要高纯度的淋巴细胞/单核细胞群体(例如体外细胞培养、细胞毒性实验、细胞因子检测等),密度梯度离心更加适合。该方法可获得相对纯净的单核细胞(PBMC)群体,并最大程度地保持细胞活性。需要注意的是,梯度离心可能导致部分白细胞(如极少量的淋巴细胞或细胞碎片)丢失,并且未富集的中性粒细胞被去除。
细胞种类需求:如果研究需要保留和分析中性粒细胞等密度较高的白细胞群(如对粒细胞功能的研究),则应使用裂解法;若只关注淋巴细胞和单核细胞,梯度离心能够提供更高纯度的样本。
四、总结
综上,根据实验目的和后续分析需求选择前处理方法:若实验重点是快速筛选全血中各类白细胞的表型特征,或样本数量大、对细胞纯度要求一般,可优先考虑红细胞裂解法,其操作简单高效。若下游需要高纯度PBMC进行细胞培养和功能测定,则宜采用密度梯度离心,以获取纯净度更高且活性较好的单核细胞群。需要注意,没有一种方法适用于所有情况,应根据实验需求综合权衡操作简便性、细胞纯度和活性等因素进行选择。在实际操作中,也可根据需要组合使用两种方法,例如:先用裂解法快速去除红细胞,再对特定细胞群体进行梯度分离,以达到更优效果。
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