CyTOF：質譜流式細胞技術

　　中文名：質譜流式細胞技術

　　外文名：Mass Cytometry

　　技 術：流式技術

　　區 別：標簽系統的不同

　　技術優勢：通道數量增加到上百個

　　基本概念：

　　質譜流式細胞技術（Mass Cytometry）是利用質譜原理對單細胞進行多參數檢測的流式技術。它繼承了傳統流式細胞儀的高速分析的特點，又具有質譜檢測的高分辨能力，是流式細胞技術一個新的發展方向。

　　基本原理：

　　傳統流式細胞技術和質譜流式細胞技術相比，主要有兩點不同：第一、標簽系統的不同，前者主要使用各種熒光基團作為抗體的標簽，后者則使用各種金屬元素作為標簽；第二、檢測系統的不同，前者使用激光器和光電倍增管作為檢測手段，而后者使用ICP質譜技術作為檢測手段。

質譜流式細胞技術原理

　　如圖中所示，用金屬標簽抗體標記的細胞進入質譜流式細胞儀后，逐個通過ICP質譜檢測裝置，然后對每個細胞中各種金屬標簽進行定量檢測，進而得知每個細胞中各目標蛋白的含量[1] 。

　　技術優勢：

　　熒光基團發射光譜一般比較寬，其間往往會發生重疊，會帶來一些問題：一方面限制了檢測通道的數量（<20個）；另一方面，它會帶來嚴重的串色問題，很多通道的信號需要復雜的補償計算。由于利用ICP質譜作為檢測手段，與傳統流式細胞技術相比，質譜流式細胞技術具有以下優勢[2] ：

熒光基團發射光譜（上）與原子質量譜（下）的比較

　　第一、通道數量增加到上百個

　　質譜流式細胞儀中的ICP質譜裝置具有非常寬的原子量檢測范圍（88～210Da），因此可以同時檢測上百個不同的參數。

　　第二、通道間無干擾，無需計算補償

　　ICP質譜具有超高的分辨能力，可以完全區分開用來標記的各種元素（如右圖所示）。實驗數據表明，其相鄰通道間的干擾<0.3%，基本可以忽略不計，無需計算補償。這樣不僅使實驗流程得到簡化，也節約了標本和試劑。

　　第三、金屬標簽數量多，并具有極低的背景

　　用來作為標簽的金屬元素在細胞中的含量極低，而金屬標簽與細胞組分的非特異性結合能力極低，所以信號的背景極低。目前用來標記抗體的金屬標簽有30多種，隨著技術進步，更多元素可以用來作為標簽，其種類會進一步增加。

　　第四、多樣化的數據處理方式，實現對樣品的深入分析[3] 。

　　質譜流式細胞儀通道數量的激增帶來信息量的成倍增長。傳統的流式分析方法已經不能完全滿足需要，所以需要對數據進行各種降維處理，提取出其中包含的有用的生物學信息。常用的分析方法有：SPADE、PCA、viSNE以及Gemstone等。

　　應用領域：

　　質譜流式細胞技術可以實現對細胞群體進行精準的免疫分型，對細胞內信號傳導網絡進行全面的分析，分析細胞亞群之間的功能聯系，以及對于大量樣品的高通量多參數檢測。在造血、免疫、干細胞、癌癥以及藥物篩選等多個領域的研究有著廣泛的應用前景[4-5] 。

人骨髓細胞的精細免疫分型

　　發展現狀：

　　目前，質譜流式技術還處于起步階段，美國DVS Sciences公司研發的質譜流式細胞儀已經發展到第二代，即CyTOF2 質譜流式細胞儀（CyTOF2 Mass Cytometer）。

　　參考資料

　　1． Bendall, S.C., et al ．Single-cell mass cytometry of differential immune and drug responses across a human hematopoietic continuum. ：Science ，332(6030) ：P687-96 ．

　　2． Bendall, S.C., et al ．A deep profiler's guide to cytometry ： Nat Biotechnol. ，30(7) ：p. 639-47. ．

　　3． Turn high dimensional data into revolutionary knowledge. ．dvssciences [引用日期2013-09-7] ．　　

　　4． Bendall, S.C. and G.P. Nolan ． From single cells to deep phenotypes in cancer. ：Nat Biotechnol. ，30(7) ：p. 639-47. ．

　　5． Make the complex routine. ．dvssciences [引用日期2013-09-7] ．　　

　　6． CyTOF質譜流式細胞儀 ．