细胞分选技术：原理、方法与应用

细胞分选技术：原理、方法与应用

细胞分选技术是生命科学研究中的重要工具，它能够从复杂的细胞混合物中精确分离出特定的细胞亚群，为后续的生化分析和功能研究提供高质量的细胞样本。本文将详细介绍细胞分选的基本原理、主要方法及其在生物医学研究中的应用。

细胞分选方法概述

在细胞学研究中，细胞的分离纯化是一项至关重要的任务，尤其是当需要对特定细胞进行功能研究时，例如通过 ELISA 分析细胞培养上清液中的细胞因子，或者进行细胞共培养以检测细胞功能等。这些研究均需依赖高纯度的目标细胞，因此，高效地分离所需目的细胞是开展细胞功能研究的基础条件。

细胞分选（cell sorting）是一种基于细胞特性的技术，旨在将特定的细胞亚群从混合细胞样品中分离出来。它是对特定细胞进行生化分析和功能分析的先决条件。目前，常用的细胞分选方法主要分为两大类：一类是基于细胞物理性质的密度梯度离心法（Density gradient centrifugation）；另一类是基于免疫识别特性的方法，包括荧光激活细胞分选法（Fluorescence-activated cell sorting，FACS）和磁性激活细胞分选法（Magnetic-activated cell separation，MACS）。

密度梯度离心法

密度梯度离心法依据不同细胞群之间沉降系数的差异来实现分离。在特定离心力作用下，不同种类的细胞会以不同速度沉降，在密度梯度不同的区域形成区带。该方法操作简单，但分离所得细胞纯度较低，细胞表面标志不明确，特异性较差，因此目前应用较少。

流式细胞术（Flow Cytometry，FCM）

流式细胞术是一种在 20 世纪 60 年代后期发展起来的技术，利用流式细胞仪对细胞亚群的物理化学特性进行快速定量分析，并据此精确分选细胞。流式细胞术包括流式分析和流式分选两部分。荧光激活细胞分选法（FACS）最初于 1972 年提出，通过分选型流式细胞仪分选标记有荧光素偶联抗体的细胞样品，利用荧光系统区分目的细胞和非目的细胞。流式细胞仪通过检测细胞在激光照射下的散射光信号和荧光信号，反映细胞的大小、颗粒度以及抗原分子的表达情况等物理化学特性。目前，流式细胞术已广泛应用于生命科学及其相关领域的基础研究，并被视为细胞分选的“金标准”。其分选所得细胞纯度高、回收率高，且操作环境全封闭，不易被污染。然而，该方法所需设备昂贵，耗时，需要高水平技术支持和专业操作人员。此外，FACS 对细胞刺激较大，可能影响分选后细胞的活性，且一次只能分选一个细胞样品，不适用于从不同样品中分选目的细胞。

磁性细胞分选（MACS）

磁性细胞分选法于 20 世纪 70 年代发展起来，通过将抗体结合的免疫磁珠与样品细胞孵育，使表达相应抗原的细胞特异性结合在包被有抗体的磁性微粒上。当体系缓慢经过磁场时，带有磁珠的细胞滞留在磁铁上，而非目的细胞则保留在混合细胞悬液中，从而实现细胞的分离纯化。MACS 法是一种相对高效简便的细胞分选方法，所需设备简单，只需专用磁铁即可操作，对操作人员技术要求不高，一般实验室均可开展。磁性分选对细胞影响较小，分离得到的细胞复苏率高、活性好，对下游应用影响小，在保持细胞活性方面优于流式分选。因其高灵敏度、高纯度、易操作、对目的细胞刺激小等特性，MACS 法具有广阔的应用前景。