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什么是双通道血球这 9 种流式图怎么看,转给那个看不懂的师妹(自己)

师妹给我发来一张流式图:「师兄,我的 FSC-SSC 里细胞全在左下角,是不是跑光了?」我一看,那是典型的碎片+死细胞 —— 她忘了第一道门。

流式细胞术的图不难认,难的是:拿到图之后不知道该看哪里、门怎么圈。下面直接上干货 —— 9 个常见实验场景,一张图一个解法。

插个题外话,下期想看看什么,告诉我呗


FSC-SSC 散点图

(按照细胞大小和类型分群)

X:FSC(前向角散射):反映细胞大小,信号越强细胞体积越大。

Y:SSC(侧向角散射):反映细胞内部颗粒度 / 复杂度,信号越强颗粒越多。

是所有后续分析的「第一道门」,用于去除碎片、粘连体并初步分群。

淋巴细胞:FSC 小、SSC 小(左下群)

单核细胞:FSC 中、SSC 中(中间群)

粒细胞:FSC 中、SSC 大(右上群)

碎片/死细胞:FSC 极小、SSC 极低(最左下)

图 1: 源自丁香园

  • FSC-A vs FSC-W:去除粘连细胞(仅保留对角线的单细胞群)。

  • SSC-A vs SSC-W:同理,用于颗粒度高的样本(如粒细胞)去粘连。


单参数荧光直方图

X:荧光强度(线性 / 对数轴),反映目标分子表达水平

Y:细胞数量,反映各荧光强度对应的细胞数。

图 2: 源自丁香园

图形特征
解读
应用场景
单峰靠左
阴性表达(无目标分子)
同型对照、未染色对照
单峰靠右
均一阳性表达(如 CD45 在白细胞的表达)
细胞系标记验证
双峰分布
部分呢阳性、部分阴性表达(如 CD3 在 T 细胞中的表达)
免疫细胞亚群分群
宽峰/弥散峰
表达不均一、非特异染色或凋亡细胞
凋亡早起检测
Sub-G1 峰
(最左侧小峰)
凋亡细胞(DNA 片段化)
细胞凋亡定量分析


双参数荧光图:散点图 / 密度图 / 等高线图

1. 双参数散点图

横、纵坐标各代表一种荧光标记,将细胞分为四个象限

左上(Q1):X- Y+

右上(Q2):双阳性(共表达)

左下(Q3):双阴性

右下(Q4):X+ Y-

2. 密度图 / 伪彩图

图 3:源自普拉特泽生物官网

用颜色深浅表示细胞密度,适合展示稀有细胞亚群。优势:比散点图更易识别细胞群边界,减少噪音干扰。

3. 等高线图

图 4:源自普拉特泽生物官网

用等高线勾勒细胞密度分布,清晰区分弥散亚群。适用场景于细胞数量少、亚群分散的样本(如外周血稀有细胞)。


设门系列图

一级门(P1):FSC-SSC 圈活细胞、去碎片

活力染料门(PI/7-AAD/Zombie)

  • 阴性峰:活细胞

  • 强阳性峰:死细胞

谱系/次级门(如 CD3→CD4/CD8→ 亚群)


凋亡分析(Annexin V-FITC / PI)

Q1:左上为早期凋亡细胞(Annexin V+/PI-)

Q2:右上为晚期凋亡细胞(Annexin V+/PI+)

Q3:右下为细胞核碎片或机械损伤细胞(Annexin V-/PI+)

Q4:左下为正常(活)细胞(Annexin V-/PI-)

图 5:小编自己的


细胞周期

G0/G1:2N DNA,主峰

S 期:两峰之间(DNA 复制中)

G2/M:4N DNA,G1 右侧约 2 倍强度

图 6:小编自己的


细胞增殖(CFSE 稀释法)

每分裂 1 次,荧光强度减半

峰越右:未分裂/少分裂

峰序列左移:第 1、2、3… 代

可算增殖指数、分裂次数、增殖率

图 7:源自百萤生物官网


特殊应用图

1. 调节性 T 细胞(Treg)分析图

典型方案:CD4+CD25+Foxp3+

圈门流程:淋巴细胞 → CD3+ → CD4+ → CD25/Foxp3 双参数图。

右上双阳群为 Treg 细胞,需使用 FMO 对照消除非特异染色。

图 8:小编自己的

2. 胞内细胞因子染色(ICS)图

用于检测活化 T 细胞分泌的细胞因子(如 IFN-γ、IL-2、TNF-α)。

示例:CD8+ vs IFN-γ 双参数图中,右上双阳群为抗原特异性 CTL 细胞。


对照图的重要性

1. 未染色细胞对照

确定细胞自发荧光基线,设置阴性门位置。

2. 同型对照(Isotype)

使用与一抗同物种、同亚型的非特异性抗体,排除非特异性结合。

3. FMO 对照(Fluorescence Minus One)

多色流式必备:仅缺少目标荧光通道的染色管,用于精准圈定弱阳群。

4. 单阳管对照

用于调节荧光补偿,消除荧光通道间的光谱重叠。

补偿异常表现:细胞群倾斜、跨象限、拖尾。


常见异常图形及问题排查

异常表现
可能原因
解决办法
细胞群整体倾斜
荧光补偿未调节好
重新设置单阳管,调节补偿矩阵
细胞呈线状/拖尾
电压过高、死亡细胞过多

降低通道电压、优化样本制备


边界截断层
细胞信号超出量程

降低对应通道电压


大量弥散点
碎片多、死亡细胞过多
优化裂解、固定步骤,试用活力染料
双峰粘连
未去除细胞粘连体
使用 FSC-A/FSC-W 设门

1. 细胞群整体倾斜 → 重新设置单阳管,调节补偿矩阵:荧光补偿不当时,阳性群与阴性群在双参数散点图中呈斜向分布(非垂直或水平),需通过单阳性对照计算溢出系数(Spillover Coefficient)。

专业步骤:

  • 制备高质量单阳管:分别使用各荧光染料的单染细胞(或补偿微球),确保阳性群荧光强度与实验样本相近。避免使用强表达抗原的细胞,以免补偿过度。  

  • 采集单阳数据:保持电压与实验管完全一致,记录每个单阳管的各通道荧光强度。  

  • 自动/手动调节:  

自动补偿:在软件(如 FlowJo、Diva、Kaluza)中加载所有单阳管与阴性管,执行自动补偿计算。  
手动调节:以 PE-A vs FITC-A 为例,调整 PE-%FITC,使 FITC 单阳管的 PE 中位数值与阴性管相同。  
  • 验证补偿矩阵:将补偿应用于混合染色样本,检查双阳性细胞群是否与坐标轴平行。若仍倾斜,需重新调节补偿或检查是否存在光谱重叠未完全校正(如 PE-Cy5 与 APC)。

常见误区: 

  • 使用死细胞或聚集细胞制备单阳管,导致非特异性荧光。  

  • 补偿矩阵应用于不同电压设置的样本,需保持电压恒定。


2. 细胞呈线状/拖尾 → 降低通道电压、优化样本制备:线状拖尾通常源于电压过高导致信号饱和(进入非线性区),或死细胞自发荧光及非特异性染色。降低电压可恢复信号线性;优化样本制备减少死细胞。

专业步骤:

  • 电压调整 :  

用阴性细胞(未染色)调节 FSC/SSC 电压,使细胞群位于坐标轴中央(通常 FSC 阈值设为 200-500)。  
对荧光通道,使用单阳管或微球(如 Rainbow、CST beads)调至目标荧光强度(PE 通道峰值约 10^4 AU)。若出现拖尾,逐步降低电压 5-10%,直至群形紧凑。  
  • 优化样本制备:  

减少机械应力:使用钝头移液枪头,避免反复吹打。  
加入活力染料(如 7-AAD、PI、DAPI)排除死细胞,并在分析时设门排除。  
若为组织样本,改用温和酶消化(如 DNase I + 胶原酶 IV)替代胰酶。  
固定后离心速度降低至 300 g,4℃,10 分钟,避免死细胞破裂。  
  • 检测后验证 :重新上样,观察 FSC-A/SSC-A 图中细胞群是否呈紧凑椭圆形,且荧光散点图拖尾消失。


3. 边界截断层 → 降低对应通道电压:细胞信号超出检测器量程时,细胞群在散点图边缘被「切断」,导致数据丢失。常见于高表达抗原或高自发荧光样本。

专业步骤

  • 识别过压通道:查看单参数直方图,若峰形在最大道数处突然截止,即为饱和。  

  • 逐步降压 :  

将对应光电倍增管(PMT)电压每次降低 20-30 V(或 5-10%),直至所有细胞落在坐标轴内。  
使用质控微球(如 Sphero Rainbow)验证线性范围,确保弱阳性群仍可分辨。  
  • 替代方案:若降低电压后弱阳性信号过低,可改用低灵敏度检测模式(如对数放大器)或稀释样本。  

  • 记录变更:调整后需重新设置补偿和阈值,并在实验记录中注明电压值,确保批次间可重复。

注意事项: 

边界截断层也可能由阈值(Threshold)设置不当引起,需检查 FSC 阈值是否过低导致电子噪声饱和。若降压后仍截断,应检查 PMT 或更换仪器通道。

4. 大量弥散点 → 优化裂解、固定步骤,使用活力染料:弥散点通常对应碎片(FSC 小、SSC 低)或死细胞(非特异性染色强)。优化裂解和固定可减少碎片产生,活力染料则能直接排除死细胞干扰。

专业步骤:

  • 裂解步骤优化:  

改用低渗透压裂解液(如 ACK、BD Pharm Lyse)按 1:10 比例室温裂解 5-8 分钟,避免超时。  
裂解后立即加入含 2% FBS 的 PBS 终止反应,离心(400 g,5 分钟)后弃上清。  
避免涡旋震荡,改用轻柔颠倒混匀。  
  • 固定步骤优化:  

固定液浓度降至 1-2% 多聚甲醛(PFA),4℃ 固定 15 分钟,随后用含 0.5% BSA 的 PBS 洗涤两次。  
若检测胞内抗原,固定后用 0.1% 皂素或 Triton X-100 打孔,时间控制在 10 分钟内。  
  • 活力染料应用:  

推荐使用胺基反应性死活染料(如 Live/Dead Fixable Blue、Zombie NIR),可固定且兼容胞内染色。  
染色方案:样本重悬于 PBS,加入 1 μL 染料/100 万细胞,室温避光 15 分钟,洗涤一次后再进行表面染色。  
分析时在散点图中对死活染料阴性(活细胞)设门,可显著减少弥散点。  
  • 碎片去除:若碎片仍多,可在洗涤后使用密度梯度离心(如 Ficoll-Paque)或商业碎片去除试剂盒(如 Dead Cell Removal Kit, Miltenyi)。


5. 双峰粘连 → 使用 FSC-A/FSC-W 设门:细胞粘连体(双联体或多联体)在流式检测中会产生异常的双峰或拖尾,影响细胞周期、倍体分析及免疫分型。FSC-A(面积)与 FSC-W(宽度)联合设门可有效排除粘连体。

  • 正确设门顺序 :  

先对 FSC-A / SSC-A 圈出主要细胞群。  
新建散点图:X 轴为 FSC-A,Y 轴为 FSC-W(或 FSC-H)。  
正常单个细胞具有固定的 FSC-W 与 FSC-A 比值,呈对角线分布;粘连体因通过检测点时宽度增大,FSC-W 相对偏高,偏离对角线。  
圈出对角线上紧凑区域(通常设门比例在 80-95%),即为单细胞。  
  • 替代参数:也可使用 FSC-H vs FSC-A,单细胞呈线性关系(斜率 ≈1),粘连体偏离。  

  • 验证:对于 DNA 倍体分析,建议同时使用 PI 染色,并在 FL2-A vs FL2-W 图中再次设门,排除粘连体。  

  • 注意事项:  

确保仪器参数中已启用 FSC-W 或 FSC-H 检测(某些低端流式仪需手动开启)
若样本中粘连体过多,可在制备时加入 DNase I(10 μg/mL)并过 40 μm 滤网。  
设门后应回看 FSC-A/SSC-A 图,确认单细胞群形态紧凑。
  • 进阶技巧:对于粘连体比例极高的样本(如贴壁细胞),可改用 FSC-H vs FSC-A 联合 SSC-H vs SSC-A 双参数设门,提高排除效率。


编辑:冷漠小 z

题图来源:自制

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