Was ist Durchflusszytometrie?

Durchflusszytometrie Laser, um verschiedene Zelltypen und andere biologische Partikel zu zählen oder zu sortieren. Wenn Sie von Ihrem Arzt ein Blutbild erhalten, wird die Analyse mittels Durchflusszytometrie durchgeführt. Sie wird auch in der Forschung, in der Pharmaindustrie und sogar in der Viehzucht eingesetzt.

So Durchflusszytometrie

Durchflusszytometrie ist eine weit verbreitete Methode zur zerstörungsfreien Analyse (Zählung) und/oder Sortierung von Zellen, Spermien und anderen kleinen biologischen Einheiten nach Eigenschaften, die optisch gemessen werden können. Dabei werden die Zellen dazu gebracht, einzeln hintereinander durch eine Durchflusszelle zu strömen, häufig unter Verwendung einer als hydrodynamische Fokussierung bezeichneten Strömungsmethode. 

In der sogenannten Interaktionszone werden die Zellen dann durch eine Reihe von einem oder mehreren fokussierten Laserstrahlen bestrahlt. (Siehe Abbildung unten.) Die dabei entstehende Streustrahlung und die (Stokes-verschobene) Fluoreszenz werden durch optische Elemente gesammelt und mittels Filtern in einzelne Wellenlänge aufgeteilt. Die Lichtmenge in jedem Band wird anschließend mit einem Fotodetektor gemessen. 

Wie Durchflusszytometrie Zellen Durchflusszytometrie

Bei der Analyse von Blutzellen sowohl in Forschungs- als auch in klinischen Labors werden die Zellen zunächst mit verschiedenen Fluoreszenzmarkern (Fluorochromen) markiert. Diese werden mithilfe der Antikörperbiochemie so hergestellt, dass sie nur an bestimmte Antigene (in der Regel Proteine) an der Zelloberfläche binden. In manchen Fällen können auch intrazelluläre Bestandteile wie DNA auf irgendeine Weise fluoreszenzmarkiert werden. 

Wenn jede markierte Zelle die Interaktionszone durchläuft, kann anhand der Analyse der relativen Intensitäten in den Wellenlänge die Population in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern gezählt werden, typischerweise unter Verwendung einer multivariaten Parameteranalyse. Darüber hinaus kann die Lichtstreuung bei bestimmten Winkeln (Vorwärtsstreuung und Seitenstreuung) gemessen werden, um die Form der Zelle zu bestimmen.

Multiparameter Durchflusszytometrie 

Der Begriff „Multiparameter Durchflusszytometrie Analysegeräte und -verfahren, mit denen Dutzende verschiedener Zellparameter gemessen werden können. Dies erfordert den Einsatz mehrerer Laserwellenlängen. 

Ein herkömmliches Durchflusszytometer verwendet in der Regel dieselben vier Laserwellenlängen: 405 nm, 488 nm und 640 nm, optional ergänzt durch 561 nm. Einige der komplexeren Multiparameter-Geräte können jedoch bis zu 10 verschiedene Laser einsetzen. Diese Geräte verfügen zunehmend über eine oder mehrere Ultraviolett-Wellenlängen, um die Bandbreite des Geräts über das sichtbare Spektrum hinaus zu erweitern und damit die Gesamtzahl der Parameter zu erhöhen. Einige dieser Geräte können zudem mehr als 100 separate Photodetektoren enthalten.

Wellenlänge

Hersteller von konventionellen und Multiparameter-Durchflusszytometern setzen zunehmend aufWellenlänge , die mehrere Laser, die Fokussieroptik und die Steuerelektronik in einem kompakten, versiegelten Gehäuse vereinen. Dies vereinfacht die Montage und Ausrichtung des Geräts und erhöht dessen Zuverlässigkeit sowie die Wartungsintervalle. 

Fluoreszenzaktivierte Zellsortierer (FACS)

Für bestimmte Forschungsanwendungen wie Onkologie, Immunologie und Wirkstoffforschung Durchflusszytometrie zum Sortieren von Zellen eingesetzt werden, d. h. zum selektiven Sammeln eines bestimmten Zelltyps unter Aussortierung aller anderen. In einem fluoreszenzaktivierten Zellsortierer (FACS) strömt der Zellstrom vor der Interaktionszone durch eine Düse, die dafür sorgt, dass die Zellen einzeln in winzigen Tröpfchen gehalten werden, die von der Düse eine geringe statische Ladung erhalten. Anschließend werden elektrostatische Plattenelektroden aktiviert, um ein Feld zu erzeugen, das die geladenen Tröpfchen entsprechend dem vom Computer des Geräts registrierten Zelltyp in ein Sammelröhrchen ablenkt.

Die Sortierung mittels Durchflusszytometrie auch in der Tierhaltung und Fischzucht eingesetzt. In der Tierhaltung wird Rindersperma nach Geschlecht sortiert: Bei Milchvieh wird weibliches Sperma bevorzugt, bei Fleischrindern männliches. Dabei wird das Sperma des „falschen“ Geschlechts durch Laserstrahl weiteren Laserstrahl zerstört. Bei der Zucht gentechnisch veränderter Fische können die Eier sortiert werden, um sicherzustellen, dass nur sterile adulte Tiere aufgezogen werden, wodurch jegliches Risiko ausgeschlossen wird, dass entflohene Fische den Genpool einheimischer Fische kontaminieren. 
 

Durchflusszytometrie: Optimierung der Zelluntersuchung 

Durchflusszytometrie wird täglich für gängige Blutuntersuchungen, in der Zellforschung und in der Tierhaltung eingesetzt. Der Einsatz von Lasern und Fluoreszenz in Durchflusszytometrie die Art und Weise revolutioniert, wie Ärzte und Wissenschaftler Zellen analysieren. Vor Durchflusszytometrie standen Wissenschaftlern und Ärzten Mikroskope und verschiedene chemische Testverfahren zur Verfügung. Das Zählen von Zellen erfolgte in der Regel manuell, ein mühsamer, zeitaufwändiger und potenziell fehleranfälliger Prozess. Durchflusszytometrie die Zelluntersuchung rationalisiert und ermöglicht es Ärzten und Wissenschaftlern, in kürzerer Zeit mehr Tests durchzuführen und mehr Daten zu sammeln.