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流式一个极富潜力的新的发展方向——拉曼流式

发布者: niwanmao | 发布时间: 2021-4-1 08:47| 查看数: 176| 评论数: 0|帖子模式

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流式细胞术是一种强大的工具,在微生物学、免疫学、病毒学、癌症生物学、干细胞生物学和代谢工程等领域有着广泛的应用。
流式细胞术可快速计数和表征悬浮中的大量异质细胞(例如,血细胞、干细胞、癌细胞和微生物)和分离的实体组织悬液(例如,淋巴结、脾脏和实体肿瘤),一般通量为1000-100000个事件/秒(EPS)。通过测量细胞大小、细胞颗粒度以及细胞表面和细胞内分子的表达,能对生物过程进行系统性观察。流式还可以进行细胞分选,以及辅助实现分选样本的后续附加分析(例如电子显微镜和DNA/RNA测序)、克隆和定向分化。

不幸的是,传统的流式细胞术主要依靠荧光标记进行细胞表型分析,才能实现对细胞内分子和表面抗原的测量,因此有较大局限性。此外,制备样本通常需要一定时间。

为了克服这些困难,一种基于拉曼光谱直接测量细胞内分子的流式细胞术应运而生,简称“拉曼流式细胞术”。

拉曼流式细胞术以非破坏性的方式获得细胞的化学指纹,可以获得单细胞代谢表型。**其实大家想象一下无创测血糖的机器,就大概明白拉曼流式的原理了。没错,就是利用各类生物分子的纯光学特征。**

然而,由于自发拉曼散射的光分子相互作用很弱,所以信号采集缓慢,吞吐量只能达到1EPS。要解决通量限制,方法在于使用「相干拉曼散射方法」,如受激拉曼散射(SRS)和相干反斯托克斯拉曼散射(CARS),它们提供了显著增强的光-样品相互作用,从而实现了高通量拉曼流式细胞术、拉曼成像流式细胞术,甚至拉曼图像激活细胞分选(RIACS)。

就在昨天(3月31日),影响因子20.832分的ACR杂志上,Gala de Pablo J等人发表了一篇综述,概括了相干拉曼流式细胞术的最新进展、技术挑战和新出现的机遇,回顾了各种类型的SRS和CARS的原理,介绍了相干拉曼流式细胞术的几种技术,如CARS、多路CARS、傅立叶变换CARS、SRS、SRS成像流式细胞术和RIACS。并讨论相干拉曼流式细胞术实现的一系列独特的应用(从微生物学和脂质生物学到癌症检测和细胞治疗)。
最后,描述了相干拉曼流式细胞术未来的机遇和挑战,包括提高灵敏度和通量,与液滴微流体集成,利用机器学习技术,实现活体流式细胞术。

相信在未来,拉曼流式,会是流式细胞术的一个极富潜力的新的发展方向。

文章链接地址如下:
Gala de Pablo J, Lindley M, Hiramatsu K, Goda K. High-Throughput Raman Flow Cytometry and Beyond. Acc Chem Res. 2021 Mar 31. doi: 10.1021/acs.accounts.1c00001. Epub ahead of print. PMID: 33788539.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.1c00001
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