不同的创新 满足不同的需求——5款新型流式细胞仪选购比较

【字体: 时间:2011年10月25日 来源:生物通

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  由于近期苹果联合创始人乔布斯的逝世,创新又再次成为了热点,这位梦想家用他的创造力和想象力重新诠释了创新的涵义,那就是以“用户体验”至上,追求完美。针对更高的需求,才会有更多的创新。创新精神遍及各个行业和各种产品,近年来流式细胞仪研发领域也不乏创新的产品,比如原理创新,操作创新,成像创新等,这些不同的创新,能满足不同的用户需求。

  

生物通报道:由于近期苹果联合创始人乔布斯的逝世,创新又再次成为了热点,这位梦想家用他的创造力和想象力重新诠释了创新的涵义,那就是以“用户体验”至上,追求完美。针对更高的需求,才会有更多的创新。创新精神遍及各个行业和各种产品,近年来流式细胞仪研发领域也不乏创新的产品,比如原理创新,操作创新,成像创新等,这些不同的创新,能满足不同的用户需求。

流式细胞分析技术在现代细胞分子生物学研究中起着越来越重要的作用,这种分析技术是通过对单个细胞性状的快速测定,并结合先进的计算机分析系统,使得在短时间内可对大量细胞进行定性、定量测定。但以往进行流式细胞仪操作和分析需要技术熟练的研究团队,而且这一设备价值也不菲——起码也要10万美元,有些甚至达到50万美元,这对于许多实验室来说并不容易负担。

近年来一些主流生物技术企业相继推出了新型流式细胞仪,不单将原本需要一支工程师队伍进行安装的大型设备压缩成为可以单人运送的紧凑型仪器,并让这一原本需要专人专业培训才能上手的复杂技术变得更加容易操作,而也价格也更加实惠——目前的流式细胞仪分析系统设置大部分都是自动化的, 相关试剂盒也经过了多次验证,简化了操作,降低了入门门槛。一些大型的公司,比如Sony和BD加大了研发力度,开发出了10万美元以下的流式细胞仪,在美国其客户群开始由中心实验室转向了个人实验室。

虽然简化了操作,但是这些新型的流式细胞仪也不是说就能立即上手的,用户在购买之前要弄清楚这一技术到底能做什么,不能做什么,有时实验室购买了流式细胞仪后觉得又不适用了,这样即浪费资源,也耽误时间,因此了解自己需要什么,了解不同仪器的优缺点十分重要。以下是目前市面上较受关注的几个新型流式细胞仪,通过分析它们的优点和缺点,也许您在选购的时候就更有目的性了。

FlowSight显微成像流式细胞仪 欢迎索取更多资料!>>

美国Amnis公司(现属于默克公司)是一家专注于科研,生物技术和制药行业分析与研究的流式细胞学应用开发公司,近日这家公司推出了FlowSight显微成像流式细胞仪,能将显微成像与流式细胞术结合起来,因此不仅是功能强大的流式细胞仪,而且还是显微成像仪,可以带来了每个细胞的真实图像。

细胞生物学研究中,真实的细胞图像是非常宝贵有用的资源。要想获得细胞图像,研究人员就必须使用显微镜进行观察,但显微镜能够观察的细胞数量非常有限,很难提供细胞群体的量化与统计数据。

使用传统的流式细胞检测技术,研究人员可以分析成千上万个细胞,获得每个细胞的散射光信号和荧光信号的数值,从而得到细胞群体的各种统计数据,并找到稀有的细胞亚群。然而,对于研究人员来说传统的流式细胞仪最大的局限性之一在于:细胞只是散点图上的一个点,而不是真实的细胞图像,缺乏细胞形态、细胞结构及亚细胞水平信号分布的相关信息。

显微成像观测到的细胞数量太有限、统计学分析太繁琐;而流式细胞术又无法观测细胞形态和结构,无法定位荧光信号到特定部位。大家常想,若是有一台仪器能将两者结合起来,那可就perfect了,FlowSight显微成像流式细胞仪就是这样一台流式细胞仪。

其实说起来,FlowSight技术与传统流式细胞仪很类似,其系统平台也是由液流系统,光学系统和电子系统等三大部分组成。液流系统将样本细胞悬液和系统鞘液注入流动室中,使细胞在鞘液流的约束下聚焦在液流的中心,逐个流过检测窗口。光学系统中光源照射通过检测窗口的细胞,从而产生光信号。

光源分为两种,其一用于产生明场细胞图像,另一种是用于产生荧光细胞图像的激光器。光源照射细胞产生的光信号被大数值孔径的物镜收集,然后通过光路系统传递到由二向色镜构成的滤光片堆栈(Dichroic Filter Stack)。光信号在这里被分成不同波段投射到CCD的相应检测通道上,产生一个明场细胞图像,一个暗场细胞图像(Side Scatter,SSC)及至多10个不同荧光通道的细胞图像。

FlowSight的光路系统能够自动调整焦距,并实时测定细胞运动速度,而其CCD采用时间延迟积分方式(Time Delay Integration,TDI)进行信号采集,上述这些手段保证了系统采集到的细胞图像的质量。

因此FlowSight与其他传统流式细胞仪不同之处就在于它带来了每个细胞的真实图像。对于每个细胞,它能够生成12张图片。所获得的图片能够鉴别来自细胞质、细胞膜和细胞核的荧光。您只需点击散点图中的每个点或直方图中的每个bin,即可查看与之对应的细胞图片。因此使用者再也不用靠猜测来判断设门是否准确。在FlowSight中,设门后,使用者可以通过观察所设门内外的细胞图片来确认设门是否准确。

Attune Acoustic Focusing Cytometer欢迎索取相关技术资料>> >>

代表着流式细胞仪重要创新、市场上第一台用声波精确控制细胞移动的流式细胞计数系统,是一款由美国能源部国家实验室(洛斯阿拉莫斯国家实验室)研制的新型流式细胞分析仪,去年春天由ABI(Life Technologies)公司投入到了市场,不单荣获了The Scientist杂志2010十大创新技术,也被生物通读者投票入选2010年生物通生命科学十大创新产品。

流式细胞仪的原理在于让细胞逐个穿过激光检测设备,从而使科学家们得以对细胞进行计数和检测。过去,研究人员必须在其灵敏分辨率和样品进样分析速度两者之间二选一,取其平衡点。原因在于传统的流式细胞仪由快速流动的鞘液流带动样品轴流经过激光检测器。要加大样品进样分析速度就必须加大样品轴流直径,这意味着样品流中细胞分散度扩大,细胞容易偏离激光检测焦点——细胞偏离激光中心越远则激发光强度变化越大,CV值越高——这就导致样品分辨率下降——因此过去往往要为灵敏度而牺牲通量。

Attune声波聚焦流式细胞仪通过一个看似简单的原理——利用超声波(超过2 MHz,类似于医学成像中使用的超声波)将细胞紧密聚集在激光检测点的样品轴流中轴线上,避免细胞随轴流加宽而分散。这种声波聚焦在很大程度上与样品进样流速无关,不论样品流与鞘液流的比例如何,都可以使细胞紧密地聚集于激光检测焦点,避免分散。即使是在高达1 mL/min的高样品流速下,照样可以维持精确的细胞排列——Attune流式细胞仪实现了在高进样流速下的高精确检测,能够同时将速度和分辨率最大化,并在检测点开展cell-by-cell的细胞分析,解决了过去需要在灵敏度和速度之间折中的这个矛盾。所获得的数据CV值低,峰更窄,峰分辨率高,分离更好,且数据更易阐释。

Attune实现这一切并不需要采用可能伤害细胞的高速或大体积鞘流。由于不受物理鞘液流的限制,因而操作人员可以控制细胞通过激光光路的时间,这就意味着在分析微弱信号时,还可以减慢细胞的流速,延长细胞被照亮的时间,以便采集更多的光量子,从而获得更清楚明确的结果以及更好地分离。高精度进样泵还可完成绝对细胞计数——进一步将费用和样品制备时间降低。

Attune每次运行可收集高达2,000万个细胞,流速可高达1000 μL/min,比其他细胞仪快10倍以上,且收集速率可在25-1,000 μL/min之间进行调整,4分钟内分析多达4 mL样品!

显著提高的样品收集速率和高样品量对实验意味着什么?用户能更有效地分析相对稀释的样品,比如干细胞,脑脊液(CSF),或任何细胞数量低的稀有样品,因为样品中的颗粒能在检测点聚集。难收集的样品,如小鼠血液和骨髓、细针穿刺液或细胞少的样品,都可以进行染色然后稀释,而无需清洗或裂解RBC。在样品制备过程中没有发生样品损失,所有珍贵样品都能进行全盘检测。另外全血样品可以省去样品制备,无需清洗和裂解红细胞(RBCs),避免细胞损失和损伤,而不折损数据质量。

Attune声波聚焦流式细胞仪是405nm紫色激光和488nm蓝色双激光设计,其中紫色激光要比其它一些经济型流式细胞仪中用到的标准激光马力更大,目前Life Technologies也针对这一仪器推出了优化探针,更有利于研究人员实验操作。

Attune声波聚焦流式细胞仪可帮助科学家们实现对细胞群体中大量异质细胞进行统计学数据的采集,以便研究包括大小、复杂性、表型和健康情况在内的细胞群体参数。Attune的专利技术可让科学家们获得更高的灵敏度,通过增加通量来节约时间,并可用于体积小的样品。

除此之外,Attune在提供这些升级性能的同时,还凭借紧凑的声学技术而实现了体积小,以及开展实验所需的消耗品量更少等优势。这些独特的特征将有助于实现传统细胞仪系统所无法实现的科研应用,从样品分离制备到微珠为基础的样品分析。

去年旧版本的Attune并没有安装红色激光——这是一些用户比较喜欢的光源。而且在一些常用的流式细胞分析过程中,样品都是高浓度,低体积的,如果用Attune,还要购买价格稍贵的tag,可能划不来。不过生物通编辑刚刚得到的资料表明,最新版的Attune已经在原有的蓝色/紫色激光基础上新增加了蓝色/红色激光配置,这样就可以根据个人的习惯选择激光配置了。

Accuri C6 Flow Cytometer欢迎索取相关技术资料>> >>

今年2月,BD公司(Becton, Dickinson and Company) 收购了美国密歇根州Ann Arbor市的Accuri Cytometer公司,这家公司是一家开发和生产科研型个人化流式细胞仪的仪器制造商。而C6 Flow Cytometer就是Accuri Cytometer公司的一款旗舰产品。

Accuri C6流式细胞仪相关产品有助于BD进入到新兴的低成本个人化流式细胞仪市场,这也就是说C6流式细胞仪这款全功能、双激光、六探测器的流式细胞仪分析系统具备操作简单,成本底的特点。

首先C6流式细胞仪能避免操作新手的一个容易犯的错误——调整电压,同步化不同的细胞。一般来说,只要关闭了电压设施,那么就不可能再恢复数据了,除非你愿意重新来一次。而且在流量控制方面,C6流式细胞仪采用的是专利低压流动系统(蠕动泵),而不是真空泵,因此可以精确控制样本进样速度和活性区流的直径,这就能为样本选择最佳的活性流区的大小。

在性能方面,C6流式细胞仪的探测器不但可灵敏的捕获前散射光和旁散射光,还有四个可调光学滤光片的荧光探测器。这一台仪器可以实时收集1600万个通道的数据,在分析过程中,C6流式细胞仪的动态范围消除了对探测器进行补偿的必要性,当使用Cflow软件的Zoom function模式观察一个特定通道时,其他数据仍然被监测并且记录到数据文件。

Cflow软件是C6流式细胞仪的操作分析系统,这一操作系统能简单快速的搜集分析数据加上高集成度、高度自动化的主机,以及优良人机界面,研究人员经过半个小时的培训,就可以灵活、准确的使用C6流式细胞仪系统。

除此之外,C6流式细胞仪安装和维护也很简单,这一系统拥有自动除污和清洗流路程序。当关闭主机时,自动化系统会自动用清洗液清洗流路系统,然后再使之充满鞘液。鞘液会保持在流路系统中,直到下次开机。在使用过程中,如果需要启动清洗流程,那么点击一下鼠标就可以了。

而且现在,如果购买的机器出了问题不能解决,Accuri还会在维修机器期间,给用户寄另外一台机器来替换使用,避免耽误实验。

当然这台机器也存在其缺点,首先C6流式细胞仪的软件系统还在发展阶段,缺乏一些功能,比如其软件系统由于图形不能扩展,因此无法得到高质量的图像。要解决这个问题,可以采用第三方软件,比如FlowJo进行编辑。

另外C6流式细胞仪设计小巧灵便,这是其优点也是其缺点,因为容量问题也限制了它可容纳的激光源和检测器的数量。最后这一仪器冲洗速度比同类型其它一些机器慢,因此如果样品比较多,可能比较费时间。

Partec CyFlow Cube 6

德国Partec公司成立于1967年,是流式细胞仪的制造鼻祖,曾在1968年生产出了第一台商用流式细胞仪,凭借数十年的研制经验和众多流式分析的专利技术,Partec公司成为世界上著名的流式细胞仪制造商及供应商。
Partec公司生产的CyFlow系列流式细胞仪掌握了多项关键性专利技术,也是世界上首台升上太空的流式细胞仪。其中Cube 6是CyFlow系列推出的新款流式细胞仪,这款高性能,低成本的流式细胞仪适用于实验室常规研究分析,可用于医疗保健、微生物分析、工业农业应用等。

CyFlow Cube 6是一种超小型流式细胞仪,有两种激光方式可选:Forward Scatter (FSC), Side Scatter (SSC)(光源有多个选择),并配有4色荧光通道(FL1-FL4)。由于其高性能的UV LED选项,CyFlow Cube 6能进行高分辨率DNA分析。

Partec公司的Cube系列产品还具有一个重要的特点,就是能随着实验室研究内容的变化,而扩充其应用范围。一般实验室随着本身研究内容的发展,会出现不同的实验分析需要,Cube系列产品包含有不同的模块选择,可以根据自身的需要选择升级选项。

除此之外,CyFlow Cube 6相对而言也比较便宜——美国本地价格为3.5万美元,一些小型实验室或者预算有限制的实验室可以考虑下这一产品。

Millipore Guava欢迎索取相关技术资料>> >>

密理博guava easyCyte系列产品(2009年密理博收购Guava Technologies公司)有EasyCyte 5、6和8三个成员,这一系列机器是全球首个利用微毛细管技术为核心的细胞分析平台,摒弃了传统的鞘液流方式,采用独有的微毛细管液流(上样)设计,因而不需要鞘液,减少样本和样本处理时间和试剂。相关产品简单便捷,最基础的EasyCyte 5就是一个简单单激光,能检测三种颜色的机器。

easyCyte系列产品的优点主要在于系统不需要鞘液,这样每8小时的废液产生量不超过50ml。且上样体系小,每个test只需1000-10000个细胞,减少样本和样本处理时间和试剂。Guava 独有的上样系统预设了1块96孔板与10个单样品管(1.5ml或0.5ml tube)的位置,使得高通量上样与中低通量上样可同时完成,避免了从中低通量到高通量上样时需要手动切换所带来的麻烦。

另外在一些应用方面,easyCyte操作简便,比如细胞凋亡检测实验,采用类似Annexin V.标准检测试剂盒的标记物,及其自带的分析软件模块,就能分析数据了。

获得生物通2009年年度创新产品称号的guava easyCyte™ 8HT细胞分析仪,其软件系统发展得更加完善,在采访过程中,我们了解到Guava设计了两款智能化软件控制,以配合不同层次的需求。guavaSuite就是一套为细胞凋亡研究的学者而设计的软件,包括了Annexin V, Tunel, Cell Cycle等经典实验,同时可以进行细胞绝对计数和细胞毒实验的研究。

这一软件最大的特点是预设了补偿参数和实验模块,一键式完成实验数据的获取。Incyte软件是为高通量数据分析度身定做的软件,通过Incyte HeapMap功能可同时显示6*96个数据信息,直观化的信息显示更有效地帮助学者做出快速准确的判断。另一方面,Millipore独创地将并IC50/EC50的分析功能切入流式分析软件中,可通过一组凋亡数据获得凋亡分析结果和IC50/EC502项结果。

除此之外,easyCyte的系统和维护也是自动化的,这也就是说没有经验的研究人员也可以成功地操作这一机器。

另外一个方面,佛罗里达大学流式细胞仪科技主任Neal Benson认为,从理论上说,微毛细管系统分析仪可能会比传统流式细胞仪更容易堵塞,尤其是分析大微粒的时候,这些微粒流动的慢,可能会引起流动微粒阻隔。Benson表示他并不清楚Guava在实际操作上是否更容易出现这个问题,而且他也承认各种流式细胞仪都时不时会出现堵塞的问题。生物通编者特别为此咨询过Millipore的技术专家,专家表示Guava 独有的设计能有效解决这个问题,详细的细节欢迎关注生物通后继推出的技术解密报告。

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