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拟合不佳、峰位偏移、CV 值总爆表?为什么你做的细胞周期总是不稳定?先看解决办法,再看常规操作。

常见问题与解决方案

1. 峰位偏移或峰宽异常在进行细胞周期拟合时,经常出现拟合曲线与实测直方图匹配度差的情况,细胞周期拟合准确度不佳。这种情况在分析经化疗药物处理的肿瘤细胞样本时尤为常见。

主要原因:

(1)样本质量问题:存在亚二倍体细胞(凋亡碎片)或四倍体以上细胞

(2)制备工艺缺陷:DNA 染色不均匀或细胞团块未被充分分散

(3)仪器参数设置不当:电压或增益设置不准确

解决方案:

(1)优化样本前处理流程:采用梯度离心法去除细胞碎片;确保 PI 染色浓度和时间标准化;使用 35μm 滤膜过滤消除细胞团块。

(2)改进数据分析方法:

a. 建立多层次设门策略:

初级设门:FSC-A/SSC-A 散点图中设置「凋亡细胞门」

次级设门:PI-A/PI-W 散点图中排除双联体

高级设门:针对 G2/M 峰后异常高 DNA 含量群体设置专门排除门

b. 采用多模型拟合方法,对比 Dean-Jett-Fox 模型和 Watson 模型的拟合效果

2. 出现异常中间峰:在 FSC-A/FSC-H 散点图中难以准确区分单细胞与细胞双联体

影响因素:

(1)细胞样本的均一性

(2)上样浓度控制

(3)仪器液流稳定性

(4)细胞本身特性

解决方案:

(1)建立多参数联合设门方案

a. 主要设门参数:PI-A/PI-W 散点图,利用双联体在 PI-W 方向的双峰分布特征

b. 辅助设门参数:SSC-W/SSC-H 散点图,从细胞复杂度角度进一步筛选

c. 多级设门流程:FSC-A/SSC-A →「Cells」排除碎片)

FSC-A/FSC-H → 「Single Cells」(排除粘连体)

(2)优化实验条件

a. 控制细胞浓度为 1×10^6/mL

b. 确保样本充分混匀

c. 使用标准微球校准仪器

3. 分析结果重复性差:相同样本在不同型号流式细胞仪上获得的分析结果存在显著差异,影响数据的可比性和可重复性。

仪器特异性配置方案:

(1)BD 仪器优化设置:

检测通道:FL2-A(面积信号)用于 DNA 含量分析

双联体排除:FL2-W(宽度信号)与 FL2-A 组合使用

电压配置:FL2-A 采用线性放大,调节电压使 G0/G1 峰位于道数 200±10 范围内

(2)Beckman 仪器配置方案:

检测通道:FL3-LIN(线性信号)

双联体识别:FL3-PEAK(峰值信号)

增益设置:根据标准样品进行优化校准

(3)标准化措施:

建立跨仪器校准标准操作程序

使用统一的标准微球进行日常质控

定期进行仪器间比对测试

4. 特殊样本分析策略:

异倍体细胞分析:出现异常 DNA 含量峰,标准单峰模型无法有效拟合。

解决方案:

(1)采用多峰拟合策略;选择「Multi-Cycle」分析模式;手动设置参考峰位置;分别拟合不同倍体细胞群体;使用已知 DNA 含量的标准细胞作为参照。

(2)建立异倍体细胞分析标准:确定主要峰位的 DNA 指数;设置合理的拟合边界条件;验证拟合结果的生物学合理性。

5. 数据质量保证体系:不同批次或不同操作者之间的分析结果存在较大差异。

质量控制标准:

(1)关键参数监控范围:

G0/G1 峰 CV 值:<8%

G2/G1 比例:1.95-2.05

细胞碎片比例:<10%

通过 FSC-A/FSC-H 设门后,「Single Cells」门内的细胞数应占「Cells」门总细胞数的 >95%。

(2)标准化参考体系:

批次质控:每批次实验包含标准二倍体细胞对照

商业标准品:定期使用 BD CV Calibrator 等标准品验证

内部标准:建立实验室特有的参考细胞系和标准范围

6. 数据分析问题

问题现象

可能原因

解决方案

G0/G1 峰CV>10%

染色不均/仪器失调

优化染色程序/仪器校准

无 G2/M 峰

细胞增殖受阻

检查培养条件/设立阳性对照

出现 >4N 峰

多倍体/细胞团块

加强过滤/使用 PI-W 排除双联体

拟合失败

模型选择不当

手动调整参数

软件操作全流程

1. 启动软件:双击 FlowJo 图标进入工作台,界面包含菜单栏、工具栏、样本空间。

2. 导入数据:将.fcs 文件拖入组空间,或通过菜单栏「File」→「Import」选择文件。支持批量导入多个样本。

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3. 去除碎片:

3.1 双击样本打开图形窗口,X 轴选 FSC-A(前向散射),Y 轴选 SSC-A(侧向散射),坐标轴设为线性。

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3.2 用矩形门或多边形门圈出主细胞群,将此门命名为「Cell」,点击 ok 后,排除左下角碎片。

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3.3 圈定单细胞群体:

双击主细胞群进入新窗口,单细胞沿着对角线分布粘连体偏离对角线,分布在右上区域,沿对角线圈定细胞群体,命名为「Single Cells」。

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4. 分析结果:

4.1 返回主界面,右键 single cells,选择「Platforms」→「Cell Cycle」。

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4.2 进入结果分析界面,选择正确的 DNA 通道(如 PE-A,具体取决于您的仪器配置和染料),软件会自动使用 Dean-Jett-Fox 模型进行初次拟合,然后就得到了彩色的周期图。

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4.3 优化拟合参数(如需要):

调整 G2/G1 比例(通常为 2.0);微调 G0/G1 和 G2/M 峰的 CV 值(变异系数)

结果解读与导出

1. 查看分析结果:

  • 周期比例:窗口显示 G0/G1%、S%、G2/M% 及 G1/G2 平均荧光强度。

  • 图形输出:直方图中粉色曲线为拟合模型,黑色为原始数据,重叠度反映拟合质量。

  • 批量分析:在 FlowJo 主界面,选中已完成细胞周期分析的样本中的「Single Cells」门,然后右键选择「Copy」。再选中其他需要应用相同分析的样本,右键选择「Paste」。这样可将完整的分析流程(包括细胞周期分析)应用到其他样本。

2. 数据导出:

  • 图片导出:点击「Layout Editor」排版,支持 JPG、PNG、PDF 格式。

  • 表格导出:点击「Table Editor」生成统计表,包含周期比例、RMS 值等参数。

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3. 工作流保存:通过「File」→「Save Workspace As」保存.wsp 文件,便于后续修改。

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编辑:冷漠小 z

题图来源:图虫创意