Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της κυτταρομετρίας ροής και του FACS

Η κύρια διαφορά μεταξύ κυτταρομετρίας ροής και FACS είναι ότι η κυτταρομετρία ροής επιτρέπει τη γρήγορη, ακριβή και απλή συλλογή δεδομένων που σχετίζονται με πολλές παραμέτρους από ένα ετερογενές υγρό μείγμα που περιέχει ζωντανά κύτταρα. Όμως, το FACS (διαλογή κυττάρων ενεργοποιημένη με φθορισμό) είναι ένα παράγωγο της κυτταρομετρίας ροής που επιτρέπει τη φυσική ταξινόμηση ενός ετερογενούς μείγματος κυττάρων σε διαφορετικούς πληθυσμούς. Επιπλέον, η κυτταρομετρία ροής χρησιμοποιεί τις διαφορικές ιδιότητες σκέδασης φωτός των κυττάρων για τη συλλογή δεδομένων, ενώ το FACS χρησιμοποιεί εξαιρετικά ειδικά αντισώματα που επισημαίνονται με φθορίζουσες βαφές για τη διαφοροποίηση μεταξύ των τύπων κυττάρων. Επιπλέον, η κυτταρομετρία ροής χρησιμοποιεί έναν αισθητήρα για τη λήψη δεδομένων, αλλά το FACS χρησιμοποιεί έναν ηλεκτρομαγνήτη για την ταξινόμηση του δείγματος.

Συνοπτικά, η κυτταρομετρία ροής και το FACS είναι δύο τεχνικές στην αναλυτική κυτταρική βιολογία που χρησιμοποιούνται για το προφίλ των κυττάρων σε ένα ετερογενές μείγμα. Γενικά, η κυτταρομετρία ροής περιλαμβάνει την κυτταρική ανάλυση και τη μέτρηση της πρωτεϊνικής έκφρασης ως μια περαιτέρω τεχνική ανάλυσης του FACS, η οποία περιλαμβάνει την ταξινόμηση των κυττάρων σε έναν μικτό πληθυσμό.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται 

1. Τι είναι η κυτταρομετρία ροής
     – Ορισμός, Διαδικασία, Σημασία
2. Τι είναι το FACS
     – Ορισμός, Διαδικασία, Σημασία
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της κυτταρομετρίας ροής και του FACS
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της κυτταρομετρίας ροής και του FACS
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι 

Ενεργοποιημένος φθορισμός, FACS, κυτταρομετρία ροής, ετερογενές μίγμα κυττάρων, σκέδαση φωτός

Τι είναι η κυτταρομετρία ροής 

Η κυτταρομετρία ροής είναι μια τεχνική αναλυτικής κυτταρικής βιολογίας, που επιτρέπει τον προσδιορισμό διαφορετικών παραμέτρων ζωντανών κυττάρων σε ένα ετερογενές μείγμα. Επίσης, η πρώτη συσκευή κυτταρομετρίας ροής με βάση την σύνθετη αντίσταση εφευρέθηκε από τον Wallace H. Coulter το 1953. Συνήθως, διαφορετικές παράμετροι που μετρώνται με κυτταρομετρία ροής περιλαμβάνουν:

• Μέτρηση κελιών  
• Προσδιορισμός χαρακτηριστικών και λειτουργίας κελιών 
• Ανίχνευση μικροοργανισμών 
• Ανίχνευση βιοδείκτη 
• Ανίχνευση μηχανικής πρωτεΐνης 
• Διάγνωση διαταραχών υγείας όπως καρκίνους αίματος

Επεξεργασία 

Επιπλέον, η εναιώρηση του δείγματος με διάφορους τύπους κυττάρων σε υγρό επιτρέπει τη ροή μέσω του κυτταρόμετρου ροής. Μέσα στο οποίο, τα κύτταρα ρέουν ιδανικά ένα κύτταρο τη φορά μέσω μιας δέσμης λέιζερ. Εδώ, οι τύποι κυττάρων εμφανίζουν διαφορικά χαρακτηριστικά σκέδασης φωτός μοναδικά για τους τύπους κυττάρων. Τυπικά, αυτό μπορεί να οφείλεται στη διαφορική έκφραση των πρωτεϊνών, της περιεκτικότητας σε νουκλεϊκό οξύ, των ενδοκυτταρικών συστατικών ή των συστατικών της κυτταρικής επιφάνειας.

Εικόνα 1:Κυτταρομετρία ροής

Ανάλυση 

Επιπλέον, στην κυτταρομετρία ροής, διαφορετικοί τύποι μοτίβων σκέδασης φωτός και μοτίβων εκπομπής φθορισμού εμπλέκονται στην ανάλυση τύπων κυττάρων. Περιλαμβάνουν το εμπρόσθιο σκεδασμένο και πλευρικό σκεδαζόμενο φως, την εκπομπή φθορισμού και την πολυπαραμετρική ανάλυση. Από αυτά, το προς τα εμπρός σκεδασμένο φως διαθλάται από το κύτταρο, συνεχίζοντας κατά μήκος της ίδιας διαδρομής μέσω της οποίας ταξιδεύει αρχικά. Επίσης, βοηθά στον εντοπισμό του μεγέθους του κυττάρου. Εν τω μεταξύ, το πλευρικό σκεδαζόμενο φως διαθλάται από τα κελιά σε μια κατεύθυνση που είναι έξω από την αρχική διαδρομή φωτός. Έτσι, καθορίζει την κοκκοποίηση και την πολυπλοκότητα των διαφορετικών τύπων κυττάρων.

Επιπλέον, μετά από διέγερση από το συμβατό μήκος κύματος του λέιζερ, φθορίζοντα μόρια κυττάρων εκπέμπουν φθορίζον φως, βοηθώντας στην αναγνώριση των διαφορετικών δομών των κυττάρων. Επιπλέον, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν φθορίζουσες βαφές ή αντισώματα με ετικέτα φθορισμού για την επισήμανση συγκεκριμένων δομών των κυττάρων. Πέρα από αυτό, σχεδιάζεται γραφικό σκεδαζόμενο φως προς τα εμπρός έναντι των πλευρών από τους πληθυσμούς των λευκοκυττάρων, βοηθώντας στην ειδική ταυτοποίηση κοκκιοκυττάρων και λεμφοκυττάρων.

Τι είναι το FACS 

Το FACS (ενεργοποιημένη με φθορισμό ταξινόμηση κυττάρων) είναι ένας τροποποιημένος τύπος κυτταρομετρίας ροής. Το κύριο χαρακτηριστικό γνώρισμα του FACS είναι η ικανότητά του να διαχωρίζει φυσικά κάθε τύπο κυττάρου στο ετερογενές μείγμα. Για αυτό, αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί σημασμένα με φθορισμό, ειδικά για τον στόχο αντισώματα για να αναγνωρίσει έναν συγκεκριμένο τύπο κυττάρου στο μείγμα. Ως εκ τούτου, το FACS διαχωρίζει το ετερογενές μίγμα κυττάρων σε δύο ακόμη κυτταρικούς τύπους. Εξάλλου, το FACS εφευρέθηκε για πρώτη φορά από τον Len Herzenberg, ο οποίος στη συνέχεια κέρδισε το Βραβείο Κιότο το 2006 για το σημαντικό έργο του.

Εικόνα 2:FACS

Σημασία 

Επιπλέον, μία από τις βασικές σπουδαιότητες της ταξινόμησης κελιών είναι ο διαχωρισμός των κυττάρων κατά φαινότυπο. Ως εκ τούτου, αυτό επιτρέπει την ανάλυση της περιεκτικότητας σε νουκλεϊκό οξύ, της έκφρασης πρωτεΐνης και του μεταβολικού περιεχομένου που είναι ειδικά για αυτόν τον φαινότυπο. Δεύτερον, βοηθά στη δημιουργία αποικιών υγιών και φαινοτυπικά καθορισμένων κυττάρων για τη δημιουργία βλαστοκυττάρων ή κυτταρικών σειρών CRISPR.

Επεξεργασία 

Συνήθως, στο FACS, το δείγμα ρέει μέσα από ένα δονούμενο ακροφύσιο, το οποίο διαταράσσει τη ροή σε σταγονίδια, που ιδανικά περιέχουν ένα κελί. Στη συνέχεια, αυτά τα σταγονίδια περνούν μέσα από έναν ηλεκτρικό δακτύλιο φόρτισης, ο οποίος ταξινομεί φυσικά τους τύπους κυττάρων με βάση το φορτίο τους.

Similarities Between Flow Cytometry and FACS 

• Η κυτταρομετρία ροής και το FACS είναι δύο τεχνικές σε αναλυτική κυτταρική βιολογία.
• Σε γενικές γραμμές, χρησιμοποιούν φθορισμό και άλλα ιδιότητες για την ανίχνευση διαφορετικών τύπων κυττάρων σε ένα ετερογενές μείγμα.
• Για αυτό, χρησιμοποιούν διαφορές στο κελί επιφανειακά συστατικά ή ενδοκυτταρικά συστατικά διαφορετικών τύπων κυττάρων.
• Επίσης, και οι δύο μέθοδοι συλλέγουν τη διασπορά προς τα εμπρός , πλευρική διασπορά και δεδομένα φθορισμού.
• Εξάλλου, και οι δύο τεχνικές έχουν εφαρμογές στη μοριακή βιολογία, γενετική, ανοσολογία, παθολογία και ιατρική.

Διαφορά μεταξύ κυτταρομετρίας ροής και FACS 

Ορισμός 

Η κυτταρομετρία ροής αναφέρεται στην ανάλυση βιολογικού υλικού μέσω ανίχνευσης των ιδιοτήτων απορρόφησης φωτός ή φθορισμού κυττάρων ή υποκυτταρικών κλασμάτων όπως τα χρωμοσώματα καθώς περνούν σε ένα στενό ρεύμα μέσω λέιζερ δέσμη. Εν τω μεταξύ, το FACS (fluorescence-activated cell sorting) αναφέρεται σε έναν εξειδικευμένο τύπο κυτταρομετρίας ροής, που παρέχει μια μέθοδο για την ταξινόμηση ενός ετερογενούς μείγματος βιολογικών κυττάρων σε δύο ή περισσότερα δοχεία, ένα κύτταρο τη φορά, με βάση τη συγκεκριμένη σκέδαση φωτός και φθορισμό χαρακτηριστικά κάθε κυττάρου.

Αλληλογραφία 

Η κυτταρομετρία ροής είναι μια τεχνική αναλυτικής κυτταρικής βιολογίας, ενώ το FACS είναι ένας εξειδικευμένος τύπος κυτταρομετρίας ροής.

Συνέπεια 

Η κυτταρομετρία ροής ακολουθεί το FACS, ενώ το FACS είναι το πρώτο βήμα της ανάλυσης ενός ετερογενούς μίγματος κυττάρων.

Σημασία 

Η κυτταρομετρία ροής περιλαμβάνει την κυτταρική ανάλυση και τη μέτρηση της πρωτεϊνικής έκφρασης ως περαιτέρω τεχνική ανάλυσης του FACS, ενώ το FACS περιλαμβάνει την ταξινόμηση των κυττάρων σε έναν μικτό πληθυσμό.

Συνάρτηση 

Η κυτταρομετρία ροής μετρά τις ιδιότητες των κυττάρων, όπως τον αριθμό, το μέγεθος και την περιεκτικότητα σε νουκλεϊκό οξύ των κυττάρων, ενώ το FACS διαχωρίζει τα κύτταρα σε υποπληθυσμούς από ένα ετερογενές μείγμα.

Μέθοδος δειγματοληψίας 

Η κυτταρομετρία ροής χρησιμοποιεί τις διαφορικές ιδιότητες σκέδασης φωτός των κυττάρων για τη συλλογή δεδομένων, αλλά το FACS χρησιμοποιεί εξαιρετικά ειδικά αντισώματα με ετικέτα φθορίζουσες βαφές για τη διαφοροποίηση μεταξύ των τύπων κυττάρων.

Μέθοδος ανάλυσης 

Η κυτταρομετρία ροής χρησιμοποιεί έναν αισθητήρα για τη λήψη δεδομένων, αλλά το FACS χρησιμοποιεί έναν ηλεκτρομαγνήτη για την ταξινόμηση του δείγματος.

Συμπέρασμα 

Συνοπτικά, η κυτταρομετρία ροής είναι μια τεχνική αναλυτικής κυτταρικής βιολογίας για τον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών των κυττάρων σε ένα ετερογενές μείγμα. Έτσι, βοηθά στον προσδιορισμό του αριθμού των κυττάρων, του μεγέθους και της περιεκτικότητας σε νουκλεϊκό οξύ των κυττάρων κ.λπ. Επίσης, χρησιμοποιεί διαφορικές ιδιότητες σκέδασης φωτός κυττάρων μοναδικών για κάθε τύπο κυττάρου στο μείγμα. Από την άλλη πλευρά, το FACS είναι ένας τύπος κυτταρομετρίας ροής που επιτρέπει την ταξινόμηση των κυττάρων στο ετερογενές μείγμα σε δύο ή περισσότερους τύπους. Επίσης, χρησιμοποιεί αντισώματα επισημασμένα με φθορισμό για να αναγνωρίσει συγκεκριμένα συστατικά διαφορετικών τύπων κυττάρων. Επομένως, το FACS είναι η πρώτη αναλυτική τεχνική που ακολουθείται από κυτταρομετρία ροής σε προσδιορισμούς έκφρασης πρωτεϊνών. Ως εκ τούτου, η κύρια διαφορά μεταξύ της κυτταρομετρίας ροής και του FACS είναι η μέθοδος διαφοροποίησης και λειτουργίας των κυττάρων.

Αναφορές:

1. Robinson, Ryan και Stefan Pellenz. "Ryan Robinson και Stefan Pellenz." Antibodies, 6 Δεκεμβρίου 2013, Διαθέσιμο εδώ.
2. «Κυτταρομετρία ροής (FCM) /FACS | Ταξινόμηση κυττάρων ενεργοποιημένης με φθορισμό (FACS)». Sino Biological, Sino Biological Inc., Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Cytometer" By Kierano – Δική εργασία (CC BY 3.0) μέσω Commons Wikimedia   
2. "Fluorescence Assisted Cell Sorting (FACS) B" Από SariSabban (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia