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磁激活細(xì)胞分選(MACS)和熒光激活細(xì)胞分選(FACS)的原理及方法區(qū)別

瀏覽次數(shù):315 發(fā)布日期:2026-3-27  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
細(xì)胞分離技術(shù)的原理與操作方法,主要可分為兩大類:基于物理特性(如密度梯度離心、基于細(xì)胞大小和黏附性的方法)和基于免疫學(xué)原理(如玫瑰花結(jié)法、抗體技術(shù))的方法。在基于抗體特異性結(jié)合的免疫學(xué)方法中,當(dāng)前最主流的兩種技術(shù)是磁激活細(xì)胞分選(MACS)​ 和熒光激活細(xì)胞分選(FACS)。
 

方法類別

分離原理

主要技術(shù)/方法

適用條件/特點

1. 密度

細(xì)胞在密度梯度介質(zhì)中離心,移動至與自身密度相等的等密度點。

等密度離心法(如使用Ficoll, Percoll介質(zhì))

需要細(xì)胞間存在密度差異。介質(zhì)需精確定義滲透壓、pH等,以減少細(xì)胞損傷。

2. 密度

通過抗體將非目標(biāo)細(xì)胞與紅細(xì)胞交聯(lián),形成高密度復(fù)合物(免疫玫瑰花結(jié)),離心后沉淀。

玫瑰花結(jié)法(如RosetteSep™試劑盒)

適用于分離能與特定紅細(xì)胞(如綿羊紅細(xì)胞)形成玫瑰花結(jié)的細(xì)胞(如T細(xì)胞)。

3. 大小

細(xì)胞在單位重力作用下,于梯度介質(zhì)中根據(jù)大小和沉降速度差異自然沉降。

單位重力沉降法

適用于細(xì)胞大小差異顯著或需分離細(xì)胞聚集體的場景;不適用于處理大量或大小均一的細(xì)胞。

4. 黏附性

利用特定細(xì)胞類型對某些材料(如尼龍纖維、玻璃珠)的差異黏附性進(jìn)行分離。

尼龍毛黏附法

操作簡便、經(jīng)濟(jì),但純度相對較低,可能影響分離后細(xì)胞的功能(如T細(xì)胞活化)。常用于分離T細(xì)胞(非黏附)和B細(xì)胞(黏附)。


基于物理特性的細(xì)胞分離方法
一、磁珠分選(MACS)
1、磁珠分選是一種廣泛應(yīng)用的磁分選方法。其核心系統(tǒng)包含三個部分:
微珠:超順磁性顆粒,表面偶聯(lián)特異性抗體。其微小尺寸使其不會過度占據(jù)細(xì)胞表面表位、不激活細(xì)胞,且通常無需在分選后去除。
層析柱:內(nèi)裝鐵磁性微球。置于磁場中時,其磁場可增強(qiáng)約10,000倍,形成高梯度磁場以捕獲磁性標(biāo)記的細(xì)胞,同時減少對細(xì)胞的機(jī)械應(yīng)力。
分離器:提供磁場的設(shè)備,有多種型號以匹配不同規(guī)格的層析柱和樣本體積。

2、標(biāo)記方法主要有兩種:
直接法:微珠直接與細(xì)胞表面抗原結(jié)合。步驟最簡捷,僅需一次孵育和最少洗滌。
間接法:分兩步進(jìn)行。先用未偶聯(lián)或帶有生物素/熒光標(biāo)記的一抗與細(xì)胞孵育,再加入能與該一抗(如抗免疫球蛋白微珠)或其偶聯(lián)分子(如抗生物素微珠)結(jié)合的MACS微珠。此法便于使用抗體混合物進(jìn)行標(biāo)記。
磁珠分選技術(shù)主要采用四種分離策略:正向選擇、耗竭法、未接觸分離(亦稱負(fù)向選擇)以及順序分選。
①在正向選擇過程中,特定細(xì)胞類型會通過磁性標(biāo)記(直接或間接方式)被保留,從而在分離過程中得以留存,而其余細(xì)胞類型則繼續(xù)流動通過。隨后,在柱體經(jīng)洗滌并脫離磁場后,目標(biāo)細(xì)胞可被洗脫。采用該策略是分離特定細(xì)胞類型的最快方法。
②在耗竭策略中,非目標(biāo)細(xì)胞經(jīng)磁性標(biāo)記后,當(dāng)懸浮液通過磁場時,目標(biāo)細(xì)胞會隨流體通過收集,而非目標(biāo)細(xì)胞則滯留于層析柱中并最終被棄用
③未接觸式分離法是獲取目標(biāo)細(xì)胞類型而不需標(biāo)記(未接觸形式)的最佳策略。在此方法中,非目標(biāo)細(xì)胞類型會被磁性標(biāo)記并滯留于層析柱中,從而被去除。由于目標(biāo)細(xì)胞未被標(biāo)記,它們將通過流動相被收集。若需要,亦可在標(biāo)記組分從磁場中分離后進(jìn)行洗脫。
④順序分選,合上述多種策略,進(jìn)行連續(xù)兩輪或以上的分選。
采用MACS技術(shù)通過耗竭法分離細(xì)胞后進(jìn)行陽性選擇。表達(dá)與目標(biāo)細(xì)胞相同標(biāo)記物的非目標(biāo)細(xì)胞被標(biāo)記并進(jìn)行耗竭處理。隨后對流式分離中獲得的目標(biāo)細(xì)胞進(jìn)行共同標(biāo)記物標(biāo)記,并通過陽性選擇法進(jìn)行分離。
采用MACS技術(shù)通過兩次連續(xù)陽性選擇實現(xiàn)細(xì)胞分離。首先,對細(xì)胞進(jìn)行第一種標(biāo)記物標(biāo)記并通過陽性選擇收集;隨后通過酶法去除標(biāo)記物,以便對目標(biāo)細(xì)胞進(jìn)行第二種標(biāo)記物的二次標(biāo)記,該標(biāo)記物同樣通過陽性選擇收集。

二、FACS(流式分選)工作流程與特點
流式細(xì)胞儀將細(xì)胞懸液注入流動室,在鞘液包裹下形成單細(xì)胞流。激光照射單個細(xì)胞,儀器檢測其產(chǎn)生的光散射信號和熒光發(fā)射信號,該技術(shù)可用于分選多種細(xì)胞類型,其中造血細(xì)胞的分離是其最常見應(yīng)用之一。
數(shù)據(jù)分析與分選:檢測到的信號經(jīng)處理后,以散點圖等形式顯示。操作者可在屏幕上設(shè)定參數(shù)(如特定熒光強(qiáng)度或大小),圈定需要分選的特定細(xì)胞群。儀器隨后對符合參數(shù)的細(xì)胞液滴充電,使其在電場中偏轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)收集。

 

三、MACS和FACS區(qū)別

 

MACS (磁激活細(xì)胞分選)​

FACS (熒光激活細(xì)胞分選)​

核心技術(shù)原理

使用與超順磁性微珠偶聯(lián)的抗體標(biāo)記細(xì)胞,通過高梯度磁場進(jìn)行物理分離。

使用熒光標(biāo)記抗體標(biāo)記細(xì)胞,通過流式細(xì)胞儀檢測單個細(xì)胞的光散射和熒光信號進(jìn)行分選。

分離機(jī)制

基于磁性:標(biāo)記細(xì)胞被磁場滯留,未標(biāo)記細(xì)胞流穿。

基于液滴靜電偏轉(zhuǎn):對符合預(yù)定光學(xué)參數(shù)的單個細(xì)胞液滴充電并偏轉(zhuǎn)收集。

通量/速度

最快70000/秒

主要策略

正向選擇、負(fù)向選擇(耗竭法)、未接觸分離(負(fù)向富集)等,靈活度高。

主要為正選和負(fù)選,依賴于設(shè)定的門控(Gating)策略。

特異性/純度

可80-90%

>90%

同時可以分選的細(xì)胞種類

6種

一種

主要應(yīng)用場景

需要快速、高回收率地從大量細(xì)胞中富集或去除某一類細(xì)胞的場景,如免疫細(xì)胞分選、干細(xì)胞分選等。

需要對稀有細(xì)胞亞群進(jìn)行極高純度分選,或需基于多個標(biāo)記物進(jìn)行復(fù)雜分選的尖端研究。

相關(guān)試劑及產(chǎn)品清單

產(chǎn)品名稱

貨號

品牌

用途說明

CD3 Nanobeads, human (RUO)​

S0B1852

starter

用于陽性分選人CD3+ T細(xì)胞的磁性標(biāo)記微珠。

CD4 Nanobeads, human (RUO)​

S0B5740

starter

用于陽性分選人CD4+ T細(xì)胞的磁性標(biāo)記微珠。

CD8 Nanobeads, human (RUO)​

S0B5741

starter

用于陽性分選人CD8+ T細(xì)胞的磁性標(biāo)記微珠。

CD14 Nanobeads, human (RUO)​

S0K0004

starter

用于陽性分選人CD14+ 單核細(xì)胞的磁性標(biāo)記微珠。

CD45 Nanobeads, human (RUO)​

S0K0001

starter

用于陽性分選人CD45+ 白細(xì)胞(泛白細(xì)胞)的磁性標(biāo)記微珠。

CD45 Nanobeads, mouse (RUO)​

S0K0002

starter

用于陽性分選小鼠CD45+ 白細(xì)胞(泛白細(xì)胞)的磁性標(biāo)記微珠。

CD4 Nanobeads, mouse (RUO)​

S0K0003

starter

用于陽性分選小鼠CD4+ T細(xì)胞的磁性標(biāo)記微珠。

CD8 Nanobeads, mouse (RUO)​

S0K0005

starter

用于陽性分選小鼠CD8+ T細(xì)胞的磁性標(biāo)記微珠。

CD19 Nanobeads, human (RUO)​

S0K0006

starter

用于陽性分選人CD19+ B細(xì)胞的磁性標(biāo)記微珠。

發(fā)布者:上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司
聯(lián)系電話:15921930842
E-mail:yh-wang@univ-bio.com

標(biāo)簽: 磁珠分選 流式分選
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