1973年,BD公司與美國斯坦福大學(xué)合作,研制開發(fā)并生產(chǎn)了世界第一臺商用流式細(xì)胞儀FACSⅠ;1979年,北京師范大學(xué)引進了中國第一臺流式細(xì)胞儀(FACS Ⅲ);1983年河北腫瘤研究所引進了中國第一臺分選型流式細(xì)胞儀(FACS420)……
追溯歷史,流式細(xì)胞儀走過了42年的發(fā)展歷程(1973-2015),在這四十多年的發(fā)展歷程中,流式細(xì)胞儀器在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了一系列的演變:由簡單到復(fù)雜、由單激光到多激光、由單色到多色、由分析到分選、由空氣激發(fā)到石英杯激發(fā)、由標(biāo)配型到特殊定制型等。總體來說,流式細(xì)胞儀的硬件發(fā)展遠(yuǎn)超科研發(fā)展需要,但應(yīng)用技術(shù)相對滯后。
在第八屆中國生命科學(xué)公共平臺管理與發(fā)展研討會的流式細(xì)胞儀技術(shù)論壇上,北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部分析儀器中心細(xì)胞室吳后男主任不僅介紹了流式細(xì)胞儀的發(fā)展歷程,還指出了未來的發(fā)展趨勢。據(jù)其介紹,未來流式細(xì)胞儀趨向于多色標(biāo)記、多參數(shù)、更精細(xì)、微觀指標(biāo)觀察、稀有細(xì)胞或多功能特性細(xì)胞的研究,向高難度、挑戰(zhàn)性技術(shù)邁進。
而據(jù)第三軍醫(yī)大學(xué)醫(yī)學(xué)分析測試中心萬瑛教授介紹,多色流式(Multi-color Flow Cytometry)指同時使用多種(四色以上)顏色熒光標(biāo)記的流式檢測與分析,該技術(shù)是隨著新熒光分子的不斷問世和流式細(xì)胞儀分析參數(shù)的增加而出現(xiàn)的,是目前實現(xiàn)多參數(shù)細(xì)胞表型檢測的主要手段。
不過,傳統(tǒng)的流式技術(shù)主要基于對熒光發(fā)射光譜的檢測,但熒光基團發(fā)射光譜一般比較寬,其間往往會發(fā)生重疊。不僅限制了檢測通道的數(shù)量(<20個),還會帶來嚴(yán)重的串色問題,很多通道的信號需要復(fù)雜的補償計算。
為了解決這些問題,最新的質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)(CyTOF)應(yīng)運而生。據(jù)萬瑛介紹,傳統(tǒng)的流式技術(shù)主要使用各種熒光基團作為抗體的標(biāo)簽,使用激光器和光電倍增管作為檢測手段,而CyTOF用金屬元素偶聯(lián)抗體作為標(biāo)記手段,以ICP質(zhì)譜為檢測手段,通過這些改進,質(zhì)譜流式技術(shù)巧妙的實現(xiàn)了更多參數(shù)的檢測。總體來說,CyTOF具有很多優(yōu)勢:通道多,通道數(shù)>110個,檢測范圍88-210Da;無漏光,通道間相互影響小于0.3%,無需計算補償;背景低,標(biāo)記元素在細(xì)胞內(nèi)含量極低(<1原子/細(xì)胞)等。不過,目前國內(nèi)的CyTOF產(chǎn)品還比較少。
大家都知道,最近的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎給了兩位干細(xì)胞研究者,John Gurdon和Shinya Yamanaka,以獎勵他們在干細(xì)胞研究和體細(xì)胞重編程領(lǐng)域的卓越貢獻,而流式細(xì)胞術(shù)天生就是在臨床和研究領(lǐng)域分析、鑒定和分離干細(xì)胞和祖細(xì)胞的理想工具。近20年來,隨著流式細(xì)胞儀及其檢測技術(shù)的日臻完善,樣品制備、細(xì)胞標(biāo)記、軟件開發(fā)等方面不斷獲得新突破,使得流式細(xì)胞儀已廣泛應(yīng)用于免疫學(xué)、生物化學(xué)、生物學(xué)、腫瘤學(xué)以及血液學(xué)等方面的研究和臨床常規(guī)工作,成為細(xì)胞分選,細(xì)胞周期分析,DNA倍體測定,免疫活性細(xì)胞分型純化,血細(xì)胞分型分類,藥物在細(xì)胞中的分布,細(xì)胞凋亡等工作中重要的研究工具。
從儀器類型上來說,目前市面上銷售的主要是兩種流式細(xì)胞儀,一種是分析式流式細(xì)胞儀,細(xì)胞樣本經(jīng)這種儀器分析后最終進入廢液桶,不能回收利用;另一種是分選型流式細(xì)胞儀,它既能進行流式分析,還能對分析的目的細(xì)胞進行分選??傮w來說,市場上分析型的產(chǎn)品多于分選型。
相關(guān)調(diào)研報告預(yù)計,2012年全球流式細(xì)胞儀的市場為30億美元,預(yù)計2020年市場規(guī)模將達到65億美元,2012到2020年間復(fù)合年增長率為30.9%。而據(jù)相關(guān)網(wǎng)站預(yù)計,2016年我國流式細(xì)胞儀發(fā)展規(guī)模將達到7.1億元,市場主要被BD和Beckman兩家企業(yè)占領(lǐng)。
第八屆中國生命科學(xué)公共平臺管理與發(fā)展研討會的流式細(xì)胞儀技術(shù)論壇現(xiàn)場
撰稿:葉建
2016:加速中醫(yī)藥標(biāo)準(zhǔn)國際化,推進中醫(yī)藥全面發(fā)展
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