圖像流式細胞儀——流式細胞術的突破

是一種臺式多譜段成像流式細胞儀（Multispectral Imaging Flow Cytometry），能夠同時采集6個檢測通道中的細胞圖像。它將流式細胞檢測與熒光顯微成像結合于一身，既能提供細胞群的統計數據，又可以獲得單個細胞的圖像，從而提供細胞形態學、細胞結構和亞細胞信號分布的信息。
細胞分析實驗中，常用的兩種方法為顯微成像觀測和流式細胞術；但是幾乎所有的用戶都會為顯微成像觀測法分析細胞數量太有限、統計學分析非常繁瑣以及流式細胞術無法觀測細胞形態、結構，無法定位熒光信號到特定部位而煩惱，但是從現在起，您大可不必為此煩惱了，位于美國華盛頓州西雅圖的Amnis公司生產的ImageStream 100很好地解決了這一問題，它將流式多色檢測技術和熒光顯微鏡圖像顯示技術集中在一個平臺上，提供了全新的細胞分析方法。
與傳統流式細胞儀很類似，ImageStream也是由液流系統，光學系統和電子系統等三大部分組成。液流系統將樣本細胞懸液和系統鞘液注入流動室中，使細胞在鞘液流的約束下聚焦在液流的中心，逐個流過檢測窗口。光學系統中光源照射通過檢測窗口的細胞，從而產生光信號。光源分為兩種，其一是用于產生明場細胞圖像的鹵燈（Brightfield Illuminator），另一種是用于產生熒光細胞圖像的激光器。光源照射細胞產生的光信號被具有很大數值孔徑（NA：0.75）的物鏡收集，然后通過光路系統傳遞到由二向色鏡構成的濾光片堆棧（Dichroic Filter Stack），光信號在這里被分成不同波段投射到一個六通道冷CCD上，產生一個明場細胞圖像，一個暗場細胞圖像（Side Scatter，SSC）及四個不同熒光通道的細胞圖像。ImageStream的光路系統能夠自動調整焦距，并實時測定細胞運動速度，而其冷CCD采用時間延遲積分方式（Time Delay Integration，TDI）進行信號采集，上述這些手段保證了系統采集到的細胞圖像的質量。
ImageStream系統還配有功能強大的數據分析軟件IDEAS，可以對每個細胞分析超過500種量化參數。這些參數不僅包括細胞整體的散射光和熒光信號強度，還包括對細胞形態，細胞結構及亞細胞信號分布的分析。通過在細胞群體中對這些參數進行統計，分析軟件可以生成細胞群體的散點圖和柱狀圖，而這些統計數據與細胞圖像是完全整合的，比如點擊散點圖上的點，就可以直觀的看到這個點代表的細胞的圖像。另外，使用者還能夠根據自身研究的特殊需要，進行自定義參數的設定，進行更深入的分析。
ImageStream圖像流式細胞儀的應用范圍十分廣泛，除了能夠完成傳統流式細胞儀能夠完成的工作，它還能進行亞細胞定位、細胞周期、高通量FISH分析、分子轉運示蹤、細胞內吞等諸多傳統流式細胞儀不能完成的研究工作。

Image Stream系統的技術特點

1. 分析細胞的全新方法——合二為一
Image Stream系統將流式多色檢測技術和熒光顯微鏡圖像顯示技術集中在一個平臺上，提供了全新的細胞分析方法。無須為了得到細胞群統計學資料而損失豐富的形態信息，也無須為了獲得細胞細節而損失統計學功能。現在你完全可以將在顯微鏡下得到的視覺信息與流式細胞儀下得到的數量信息結合，從而得到多參數的信息。
2. 成像技術
用一個明視野光源（488nm激光）和另外兩個激光照射生成組合圖像，組合圖像能被分解成6組組成圖像，由的CCD相機運用Time Delay Integration技術捕獲。一個細胞能得到一個明視野，一個暗視野和多達4個熒光圖像，而且每個圖像可以提供超過35種形態學和熒光信號特征，系統的觀測敏感性和傳統流式細胞儀相當或超過傳統流式細胞儀，它的圖像處理能力可以和熒光顯微鏡相比（見封三右中圖）。
3. 統計學上的視覺分析
將顯微視覺圖像融合進流式分析可以帶來更深刻、可靠、的結果，能夠在細胞亞群中查看任何單個細胞的特征；同時，將流式儀統計學意義上的數量分析加入顯微成像，避免了數量、數據的局限性，因此，在稀有事件的檢測上有很強的優勢。
4. 專為生物學家設計的強大的圖像分析軟件
IDEAS分析軟件包能夠提供功能強大靈活實用的數據分析。IDEAS軟件包能分析每個細胞總共超過200個的特征，包括多形態測量和熒光強度測量，用于定義和描述細胞群特征。使用者還可以快速簡單的創建新的特征，為使用者提供大量的工具來確定相關細胞亞群。輸出的圖像數據和圖表輸出完全一體化，散點圖上的每個點都和相關的細胞圖形直接相連。IDEAS分析軟件非常易于學習和使用，是生物學家為生物學家專門編寫，大多數操作都是直觀的，不需要圖像分析軟件或者流式方面的使用專家。
5. 一臺儀器，多重應用
將顯微成像的技術與流式技術聯合起來，ImageStream系統在如下很多應用領域都大有作為：細胞信號轉導/通路分析、細胞凋亡分析、分子共定位分析、細胞間相互作用、分子胞內轉運分析、基因表達分析、細胞形態量化分析、細胞分類、懸浮熒光原位雜交分析等。
圖像流式細胞儀——流式細胞術的突破
Image Stream系統的新穎應用

1. NF-κβ轉位
NF-κβ作為一種廣泛存在的轉錄因子，被激活由胞漿轉入胞核，從而參與炎癥反應、免疫反應、細胞凋亡、腫瘤發生等。因此，在實驗過程中，可以將細胞核和NF-κβ分別用7-AAD和FITC染色，通過ImageStream系統觀察zui后的融合圖像的顏色來確定NF-κβ是否發生轉位。
2. T細胞——抗原呈遞細胞的相互作用
細胞在其表面以能被T細胞受體（TcR）特異性識別的方式表達抗原的過程稱為抗原呈遞。APC的抗原呈遞作用是一個涉及抗原攝取、處理與呈遞的復雜過程。因此在T細胞與APC作用的過程中，用FITCHLA標記T細胞，PE-CD86標記抗原呈遞細胞，通過觀察交叉區域的熒光以及細胞形態來分辨兩者之間是否發生結合。
3. 細胞有絲分裂
常規的細胞有絲分裂的觀察都是在顯微鏡下進行，通過觀察細胞核內染色體的形態來判定細胞分裂處于哪一個時期：間期、前期、中期、后期、末期；這種方法雖然有效，但是在觀察數量上卻具有很大的局限性。現在可以將細胞膜標記一種熒光（如AF488-HLA），而將染色體標記為另外一種熒光DRAQ5，通過ImageStream流式細胞顯微成像儀大量觀察細胞形態以及通過染色體顏色來確定細胞處于有絲分裂哪一個時期。
4. 細胞表面標記分子共定位
在細胞表面分子共定位中，將一個細胞中膜分子C3b與另一個細胞中膜分子CD20分別用PE、AF48兩種不同的熒光素標記，以兩者的熒光區域和熒光強度點重疊判斷細胞表面標記分子共定位，克服了普通流式細胞儀無法監測細胞形態、無法定位熒光信號缺點。
5. 胞內分子轉運
6. 細胞凋亡