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Bioengineering

대량 세포 계측법 : CyTOF 질량 Cytometer에 매일 조정하고 실행 세포 샘플에 대한 프로토콜

Published: November 2, 2012 doi: 10.3791/4398

Summary

CyTOF 질량 cytometer의 성능의 일상 튜닝 및 최적화에 필요한 단계에 설명되어 있습니다. 최적의 샘플 준비와 유량의 댓글이 논의

Abstract

최근 몇 년 동안, 단일 세포의 급속한 분석은 일반적으로 유동 세포 계측법과 휘황-라벨 항체를 사용하여 수행되었습니다. 그러나, 형광 방출의 스펙트럼 중복의 문제는 동시 프로브의 수를 제한하고 있습니다. 반면, 오히려 fluorophores보다 ICP-MS. 1 액체 단일 셀 도입 시스템 DVS 과학 커플의 새로운 CyTOF 질량 cytometer는 매우 강화 금속 동위 원소를 포함하는 킬레이트 화 고분자는 항체 또는 기타 특정 프로브에 연결된다. 2-5가 때문에 금속 순도와 질량 cytometer의 대량 해상도, 인근 동위 원소로부터 "스펙트럼 중복"은 없습니다, 따라서 보상 매트릭스 필요. 또한, 란탄 족 금속의 사용으로 인해, autofluorescence 대한 동등한 따라서 거기에는 생물학적 배경이 없습니다합니다. 원자 질량 103-203, 이론적으로 최대 100 레이블이 동시에 구별 할 수에 걸쳐 대량 창을 갖추고 있습니다. 현재, 35 개 이상의 채널 샘플 면역 프로파일의 전례 절개를 허용 DVS 과학에서 사용할 수있는 킬레이트 시약을 사용하여 사용할 수 있습니다. 6-7

대량 세포 계측법에 단점은 프로브 당 별도의 금속 동위 원소 (앞으로 또는 측면 분산 가능성이 이에 상응하는 금액),하고 파괴적인 기술 (복구를 정렬의 어떠한 가능성)이라는 사실에 대한 엄격한 요구 사항이 포함되어 있습니다. 대량 cytometer의 현재 구성도 만의 셀 전송 속도 ~ 25 %, 따라서 세포의 높은 입력 번호를 필요가 있습니다.

대량 cytometer의 최적의 일일 실적은 몇 가지 단계가 필요합니다. 최적화의 기본 목표는 M 신호 강도를 줄이고 M 16에서 원하는 신호를 방해한다는 산화물 (M 16)의 형성을 최소화하면서 원하는 금속 동위 원소 (M)의 측정 신호 강도를 극대화하는 것입니다. 첫 번째 단계는 시스템 때문에 고온, 안정적 I을 따뜻하게하는 것입니다CP 플라즈마가 설립되었습니다. 둘째, 현재와 메이크업 가스 유량에 대한 설정은 매일 최적화해야합니다. 샘플 수집하는 동안, 최대 셀 이벤트 요금은 검출기 효율과 처리 속도 1,000 세포 / 초에 의해 제한됩니다. 그러나, 느린 셀 이벤트 속도 (300-500 셀 / 초)은 샘플의 품질에 따라 보통 셀 이벤트 사이하므로 더 나은 해상도가 doublets와 파편을 통해 그대로 singlets을 극대화 할 수 있도록하는 것이 바람직하다. 마지막으로 하루의 끝에 기계의 적절한 청소는 무료 금속에 의한 배경 신호를 최소화하는 데 도움이됩니다.

Protocol

CyTOF의 모든 세포 샘플은 고정 per​​meabilized해야합니다. 이 이리듐 함유 DNA의 intercalator의 큰 항목을 가능하게하고, 또한 대량 cytometer에 주입하기 전에 즉시 MilliQ 물 세척 및 resuspension 단계 동안 세포 용해를 방지 할 수 있습니다.

1. 시작 - 최대 질량 Cytometer의

  1. CyTOF 소프트웨어 프로그램을 엽니 다. 악기 설정을 선택합니다. 카드 케이지 탭에서 오른쪽 하단 모서리로 이동하고 버​​튼을 "ON"히터를 클릭합니다. 200 ° C.에 도달하는 스프레이 챔버 맨틀에 대한 충분한 시간을 허용하도록 히터에 원하는 시간 전에 적어도 15 분을 돌려
  2. MilliQ 물로 가득 찬 신선한 주사기와 주사기 펌프에 흰색 규격-Ject 3 ML의 주사기를 교체합니다.
  3. 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요 청소. 작은 액체 소개 포트와 큰 가스​​ 도입 포트 모두를 통해 5% citranox 2 ~ 3 배를 끌어 주사기와 튜브를 사용하여 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요을 Backflush. MilliQ 물 t으로 backflushing 반복잔여 citranox를 제거 O.
  4. CyTOF의 전면 패널에있는 표시등은 그림 1에서와 같이 불이되어 있는지 확인하십시오.

그림 1
시작하기 전에 그림 1. CyTOF 패널 등.

  1. 아르곤 가스 탱크 밸브를 엽니 다. 이 켜하기 위해 전면에있는 '아르곤'빛의 원인이됩니다.
  2. 가스 유입을 업 할 수있는 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요을 연결합니다. 나사가 빠지다 가스 튜브 커넥터를 메이크업과 검은 색 고무 O-링과 흰색 원뿔 플라스틱 조각을 제거합니다. 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요의 가스 도입 포트 줄기에있는 넓은 "마디"를합니다. 가스 도입 포트에 커넥터를 배치합니다. 가스 포트의 끝 부분 위에 검은 색 O-링을 배치하고, 포트 줄기의 넓은 부분을 통과 O-링을 강제로. 화장 가스 튜브로 하얀 원뿔 플라스틱 지적 좁은 끝으로 상단에 작품과 나사를 배치합니다.
  3. 악기 설정 창 RFG 컨트롤러 탭에서 "시작 플라즈마"를 누르십시오. 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요이 이미 삽입되어 있기 때문에, "OK"를 누릅니다. 이 소프트웨어는, 냉각기를 켜 가스의 흐름을 시작하고 플라즈마에 불을 지필 것입니다. 검출기 전압 두는 것입니다. 완료되면 "플라즈마 시동 순서가 성공적으로 완료되었습니다"라는 팝업 창이있을 것이다; 보도 "OK". 새로운 불빛 (그림 2 전면 패널에에 있어야합니다 >).

그림 2
그림 2. 플라즈마 점화 및 시동 성공적으로 완료 CyTOF 패널 등 후.

  1. 주사기 펌프 켜기. 오른쪽 상단에서 주사기 펌프를 시작하고 튜브를 통해 액체를 흐르는과 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요에서 분사를 시작 녹색 '재생'버튼을 누릅니다. 기본 주사기 설정 물 3 ML위한 것입니다. 이 물 부족하면 샘플 샘플 루프를 통해 흐르는 될 위해서는, 주사기 펌프는 주기적으로 변경해야합니다. 화면의 상단에 액체가 주사기 펌프 밖으로 흘러이 얼마나 나타내는 카운터가 있습니다. 주사기 펌프이 카운터가 주사기의 끝을 도달 "3.000"또는 플런저에 도달 할 때 중단됩니다. 주사기를 충진 할 때, "그만하세요"가 아닌 카운터를 재설정 할 수있는 파란색 '일시 중지'버튼을 누르해야합니다.
대량 Cytometer의 전자 "> 2. 매일 보정

  1. 대량 cytometer는 보정 전에 뜨거운 안정적인 플라즈마를 달성하기 위해 약 20 분 필요합니다. 높은 가치의 3 % 이하 신호, 조정 단계의 목적은 "Gd155"을 (La139 + O16 산화) 유지하면서 Tm169 또는 Tb159의 원하는 신호를 극대화하는 것입니다. 데이터 수집 설정 창을 엽니 다 수집 설정 버튼을 클릭합니다. Analytes 탭에서 동위 원소 선택 패널을 열려면 주기적으로 테이블을 클릭합니다. 설명서에 나와있는 DVS 과학 튜닝 솔루션에서 동위 원소를 선택한 다음, '저장'을 클릭합니다.
  2. 읽기 창 당 질량을 (ES) 열 버튼을 읽기 당 동위 원소를 클릭합니다. 새 번호를 입력하고 "입력"키를 눌러 "펄스 카운트", 그리고 rescale y 축을 선택합니다.
  3. 튜닝 솔루션을 그린 한 ML 규격 - Ject의 주사기를 채우십시오. "로드"를 샘플 포트 선택기를 돌려, 튜닝 솔루션 450 μl를 삽입 한 다음 '삽입'할 수있는 선택기를 켜십시오. 데이터 Acquisit의 질량 보정 탭에서 이온 설정 창은 군중에 의해 흐르는되는 모니터링하기 위해 '실행'을 누르십시오. 오른쪽은 높은 질량 상태에서 창 왼쪽은 낮은 질량입니다. 참고 : 이미 아르곤 가스의 크세논의 동위 원소 (그림 3)에 의한 TOF 9400-9800 지역에서 신호가있을 것입니다. 튜닝 솔루션 동위 원소가 디스플레이에 줄무늬 (그림 4)로 표시되기 시작 때까지 기다리십시오.

그림 3
세탁 솔루션과 물 헹굼 후 다양한 동위 원소에 대한 배경 수준을 보여주는 그림 3. 질량 보정 탭 창. TOF 9400-9800 주변 지역은 아르곤 가스의 크세논의 동위 원소에 해당하는, 항상 존재해야합니다. 큰 그림을 보려면 여기를 클릭하십시오 .

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그림 4. 질량 보정 탭 창, DVS 튜닝 솔루션의 다양한 동위 원소에 대한 수직 줄무늬를 보여주는이 있습니다. 큰 그림을 보려면 여기를 클릭하십시오 .

  1. 창을 읽기 당 질량 (ES)로 돌아가서 왼쪽 상단 모서리에있는 녹색 "재생"버튼을 누르십시오. 단계 2.1에서 선택한 각 동위 원소는 다른 색 선으로 표시됩니다. 기본 x 축은 초에 "시간"입니다. 사람들이 안정된 때까지 서로 다른 동위 원소의 양을 모니터링 할 수 있습니다.
  2. 현재의 조정. 데이터 수집 설정 윈도우의 매개 변수 탭에서 드롭 다운 메뉴에서 '현재'를 선택합니다. = 0, 마무리 = 10, 단계 값 = 0.5, 정착 시간 = 200을 시작하자,하고 '저장'을 누릅니다. 읽기 창 히트 플레이 당 질량 (ES)에 돌아 가기를 클릭합니다. x 축은 이제 "현재"입니다. 참고 곳 동위 원소 피크 (그림 5), 그리고 R의 신호 ecord. 악기 설정 창 DAC 채널 설정 탭에서 '현재'아래로 스크롤하고 새 값을 입력합니다. 보도는 "실제 현재 값을 설정"을 선택한 다음 "저장"을 클릭하십시오.

그림 5
그림 5. 현재 튜닝 프로필.

  1. 화장 가스의 조정. 드롭 다운 메뉴 변경 '메이크업 가스를. " = 0.95, 단계 값 = 0.05, 정착 시간 = 200 = 0.55, 최종을 시작하자. 저장을 누릅니다. 읽기 창 히트 플레이 당 질량 (ES)로 돌아 가기. x 축은 이제 "메이크업 가스"유량입니다. 기록 곳 동위 원소 피크의 신호. 끝 부분의 "Gd155"신호 (그림 6)의 급속한 증가를 관찰. DAC 채널 설정 탭으로 돌아 가기로 "메이크업 가스"를 아래로 스크롤하고 새 값을 입력합니다. 보도는 "실제 현재 값을 설정"을 선택한 다음 "저장"을 클릭하십시오.

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그림 6. 메이크업 가스 조정 프로필.

  1. 의 녹화 비율은 동위 원소 대 산화물을 원하는. 튜닝 솔루션의 두 번째 450 μl 주사를합니다. 매개 변수 탭에서 드롭 다운 메뉴에서 "시간"을 선택, 시간 = 200 정착, = 0, 최종에게 = 10, 단계 값 = 1을 시작해보세요. "저장"을 누르십시오. 창을 읽기에 따라 대용량의 '재생'(ES)를 누르십시오. 라인 (그림 7) 안정화 한 후 Tm169 또는 Tb159 (높은 값)에 대한 왼쪽 상단 상자에 값을 읽어 커서를 사용하고 또한 "Gd155"값 (높은 값의 <3 %). 이 값은 나중에 참조 할 수 있도록 조정 파일에 저장할 수 있습니다.

그림 7
그림 7. 현재 및 메이크업 가스를 최적화 한 후 튜닝 솔루션 신호 강도의 측정.

  1. 샘 청소ple 루프. DVS 워시 솔루션 500 μl 다음, 샘플 루프를 통해 MilliQ 물 3 ML를 삽입. 질량 보정 탭에서 "실행"을 눌러 청소의 진행 상황을 모니터링 할 수 있습니다. 줄무늬의 강도는 (그림 4) 배경 수준 (그림 3)으로까지 MilliQ 물 및 모니터 3 ML에 따라 다음 감소하기 시작 때까지 씻는다.

3. 실행 샘플

  1. 취득 창을 엽니 다. 기본 설정 : 즉석에서 분석 = 수행 = 듀얼, 듀얼 카운트 보정 = 데이터를 분석하는 신호. 노이즈 감소가 선택됩니다. 원하는 경우 다음의이 변경 될 수 있습니다. 파일 이름을 입력합니다. 모든 파일은 E의 :/ / 드라이브에 저장해야합니다.
  2. 인수 지연을 설정합니다. 샘플 루프와 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요 사이의 튜브의 길이에 따라 약 30 초의 전지 이벤트를 등록에 다소 시간이 지연 될 수 있습니다. 따라서, 합 "취득 지연"총과 "감지기 세인트능력 지연은 "최소 30 초이어야합니다. 탐지기 안정성 지연은 적어도 20 초이어야합니다.
  3. 데이터 수집 시간을 설정합니다. "취득 시간은"당신이 샘플을 실행하려면 시간 (초)입니다. 전체 450 μl 샘플 루프를 작성하면 600 초 완료 할 필요합니다. 그것은 50-100 초는 샘플을 수행 오버 최소화하기 위해 런타임의 마지막에 추가하는 것이 좋습니다.
  4. 시료의 Resuspension. 기계에 염분의 빌드 업 최소화하기 위해, 그것은 MilliQ 물에서 최종 resuspension 다음, 세포 염색의 끝에서 MilliQ 물에서 적어도 두 개의 세차가 완료하는 것이 좋습니다. MilliQ 물의 볼륨 펠릿은 당신이 시작 셀 및 전체 염색 절차 후 세포 회복의 수에 따라 달라집니다 셀을 resuspend하는 데 사용됩니다. 좋은 시작 장소는 10 6 (시작) 셀 / ML입니다. resuspension 후, 응집체를 제거 할 셀 스트레이너를 통해 필터링합니다.
  5. 시작 샘플 실행합니다. 현재 샘플에 대한 새 파일 이름을 입력합니다. , "로드"샘플을 삽입, 취득 창에서 다음 누르 "실행"을 "주입"로 전환하려면 샘플 루프 밸브를 전환합니다.
  6. 셀 이벤트를 등록. 셀은 각 수직 동위 원소 / 마커 채널 (그림 8)에서 마르크의 수평 모음으로 스냅 샷 창에 표시됩니다. 대량 cytometer 1,000 세포 / 초를 등록 할 수 있지만, 셀 이벤트 사이의 더 나은 해상도는 일반적으로 300-500 셀 / 초에서 얻어진다. 이 ~ 1 셀 / 화면 재생의 평균에 해당합니다. 셀 이벤트 카운터가 뜨기 시작하기 전에 30 초까지 걸릴 수 있습니다. 이것은 "에 On-The-Fly"데이터 처리로 인해, 더 셀 이벤트 정보가 손실되지 않습니다.

그림 8
8 그림. 샘플 동안 수집 창에 별도의 세 가지 세포 사건과 관련된 요소에 해당하는 장소의 수평 행을 보여 실행할 수 있습니다.ww.jove.com/files/ftp_upload/4398/4398fig8large.jpg "대상 ="_blank "> 큰 그림을 보려면 여기를 클릭하십시오.

  1. 세포 사건의 품질. 각 동위 원소 채널뿐만 아니라 셀 이벤트 요금 좋겠어 어떤 배경을 확인할 수 있습니다. 대량 cytometer는 배경 위에 신호의 특정 증가로 "셀 이벤트", 이렇게 무료로 금속 또는 언 바운드 항체는 "셀 이벤트"수를 변경할 수에서 배경 신호를 인식합니다. 또한, 너무 높은 농도에서 세포를 실행하는 것은 쌍으로 된 것 이벤트의 증가 된 수의 원인이 될 수 있습니다. 배경은 추가 세차 이상 세포 희석가 감소 할 수 있습니다. Doublets이 증가 런타임의 비용에서 큰 세포 희석하여 최소화 할 수 있습니다.
  2. 샘플 데이터 수집을 완료. 수집 시간에 도달하면 데이터 수집이 완료된다. 있는 팝업 창이하기 전에 약간의가있을 것 "OK"버튼이 나타납니다, 다시이 '에 On-The-Fly "데이터 처리 때문입니다. 샘플 획득도 premat 중지 할 수 있습니다urely "중지"버튼을 눌러. 이 경우 이미 등록 모든 셀 이벤트는 출력 파일에 포함하여 처리됩니다.
  3. 각 샘플 사이의 MilliQ 물을 적어도 500 μl의 주입은 또한 샘플 carryover를 최소화하는 데 도움이됩니다.

4. 사용 후 기계 청소

  1. 솔루션을 씻으십시오. 최종 샘플을 실행하고 물 플러시 샘플 루프, 샘플 루프로 세척 솔루션의 450 μl를 삽입 한 후. 단계 2.8에서와 같이 데이터 수집 설정 창 (그림 9)의 질량 보정 탭에서 무료로 금속의 릴리스를 모니터링 할 수 있습니다. 무료 금속 신호가 감소하기 시작하면, MilliQ 물 3 ML로 플러시하고 배경 수준이 달성 될 때까지 모니터링 할 수 있습니다.

그림 9
DVS 워시 솔루션과 사후 운영 청소하는 동안 그림 9. 질량 보정 탭 창,. TOF 지역 9800-11000의 수직 줄무늬는 기계 청소하는 항체 - 라벨 동위 원소입니다. TOF 11,500 주변의 수직 줄무늬가 두 적외선 intercalator의 동위 원소에 해당합니다. 큰 그림을 보려면 여기를 클릭하십시오 .

5. 컴퓨터를 종료

  1. 악기 설정 창 RFG 컨트롤러 탭에서 "플라즈마를 중지"를 선택합니다. 절차가 완료되면 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요을 제거하라는 팝업 창이있을 것입니다. "OK"를 누릅니다. 카드 케이지 탭에서 히터를 끄십시오. 아르곤 공급 장치의 밸브를 닫습니다.
  2. 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요의 제거. 조심스럽게 뒤로 당겨 스프레이 챔버에서 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요을 제거합니다. 나사가 빠지다 샘플 소개 단계 1.6에서 관 그리고 옆 넣습니다. 약간 느슨하게하기 위해 돌려서 메이크업 가스 도입 연결 한 다음, 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요을 당긴다. 함께 망 피팅으로 남겨두면 리터의 가능성을 줄일 수 있습니다검은 색 고무 O-링과 흰색 원뿔 플라스틱 조각을 osing.
  3. 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요 청소. 단계 1.3에서와 같이 주사기와 튜브를 사용하여 5 %의 citranox과 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요의 두 포트를 Backflush. 스토어, 다음 사용 때까지 5 % citranox에 덮여.

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Representative Results

위의 프로토콜을 따르면 네 가지를 달성해야합니다. 첫째, 대량 cytometer를위한 충분한 워밍업 시간을 허용하는 것은 최적의 신호와 최소한의 산화물 형성에 필요한 뜨거운, 안정적 플라즈마를 생성합니다. MilliQ 물과 DVS 워시 솔루션 (그림 9)와 대량 cytometer의 두 번째, 적절한 세척은 (그림 8) 샘플 수집하는 동안 배경을 감소하는 데 도움이, 금속 흡착의 수준 튜브와 기계의 다른 부분으로 줄일 도움이 될 것입니다. 또한 기계에 갇혀함으로써 샘플에서 샘플로 carryover를 최소화하기 수있는 세포를 제거하는 데 도움이됩니다. 산화 질량 M 16에서 배경을 최소화하면서 대량 cytometer (그림 5-7)의 셋째, 산화물 형성이 완전히 예방할 수 할 수는 없지만, 적절한 튜닝은 원하는 질량 M에 최적화 총 신호를 도움이 될 것입니다. 로 그림 10에서와 같이 부적절한 튜닝 (마젠타)는 상당히의 산화물 형성을 증가M 16에서 제대로 조정 샘플 (진한 파란색)에 비교했다. 이 약간 M에서 원하는 신호를 감소의 효과를 가지고 있으며, 크게 M 16에서 원치 않는 배경 간섭을 증가합니다.

마지막으로, 버퍼의 마지막 MilliQ 물에 샘플의 적절한 세척이 허용 수준으로 금속 / 항체 배경 신호를 감소해야합니다. MilliQ 물 세차 및 resuspension은 런타임의 몇 시간의 과정을 통해 꾸준한 현재 설정을 유지하는 중요한 역할을합니다. MilliQ 물에 샘플의 적절한 희석는 매일 샘플을 기준으로 결정되어야한다. 그러나 ~ 10 6 (시작) 셀 / ML에 diluting 것은 시작하는 좋은 장소입니다. 세트의 첫 번째 샘플을 바탕으로 후속 샘플 크거나 작은 희석을 이용하실 수 있습니다. 속도에 대한 필요성 (그림 8)을 균형을하는 동안 적절한 세척과 적절한 희석는 최소한의 배경과 세포의 가장 큰 해상도를 보장합니다.


그림 10. 원하는 신호, 다양한 란탄 족 금속 사이의 산화물 형성의 차이에 대한 적절한 튜닝의 효과. DVS 과학에서 자연 풍부한 La139, Pr141, Tb159, Tm169 및 Lu175를 포함하는 폴리스티렌 비즈 셀 획득 모드에서 실행되었다. 구슬 별도의 샘플은 지정된 메이크업 가스 유량 (그림 6과 비교)에서 실행되었다. 데이터는 깨진 구슬의 파편 아웃 게이팅을 포함한 Mac 용 FlowJo v9.4.9을 사용하여 분석되었다. 제대로 조정 샘플은 0.74 L / 분이었다. 이 낮은 흐름 속도보다 높은 신호 강도, 그리고 부적절하게 조정 신호보다 "M ​​16"산화 질량의 적은 신호 "M"금속 질량에서 높은 신호를했다. "M"대량 La139과 Tm169에서 A.이 신호. La139 신호 강도가 메이크업 가스의 유동 속도가 이상 Tm169을 영향을합니다. "M 16"산화 대량의 B.는 신호에스 각각 La139 + O16 및 Tm169 + O16 산화물에 해당하는 155, 185,. 실제 "Gd155"또는 "Re185"구슬에있는이 없습니다. "Gd155"채널의 산화 신호는 La139 쉽게 산화되고로 인해, 특히 강하다. 이 산화 한 최고 수준 중 하나가 발생할 것으로 예상 할 수 있습니다 나타냅니다. "M"과 메이크업 가스 유량의 함수로 "M 16"신호 강도의 C. 그래프는. 열려있는 아이콘이 대량 "M 16"를 대표하는 동안 채워진 아이콘, 대량 "M"을 나타냅니다. 라인의 색상은 각각의 질량 "M"에 해당합니다. La139 및 Pr141이 높은 더 많은 질량 "M 16"는 산화 대량 "M"보다 존재 지점에 도달, 메이크업 가스의 유동 속도에 의해 영향을하는 공지 사항이 있습니다. 큰 그림을 보려면 여기를 클릭하십시오 .

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Discussion

지난 몇 수십 년 동안 형광 유동 세포 계측법은 표면 표현의 측면과 기능 assays에서 모두 단일 세포를 분석 주력 방법이었습니다. 그러나, 형광 염료의 스펙트럼 중복의 문제가 동시에 마커의 수를 제한하고 있습니다. 12 개 이상의 동시 마커를 사용하여 실험이보고 된 반면, 필요한 보상의 양이 기술적으로 어려워집니다.

대신 fluorophores의, 대량 세포 계측법은 항체에 대한 라벨과 같은 금속에 킬레이트 사이트와 폴리머를 사용하여 DVS 과학에 의해 개척. 1-3 금속의 순도와 ICP-MS의 질량 해상도로 인해 효율적으로 더 "스펙트럼 중복이 없다"고 말했다. 사용 요소의 대부분은 생물학적으로 관련이없는 때문에, 원인 약간의 배경도 있습니다 "autofluoresence가." 이러한 사실은 하나의 실험에서 30 개 이상의 동시 마커의 사용을 허용합니다. 넓은 마구도 6,7 있습니다전형적인 형광 실험에 비해 ICP-MS에서 신호의 namic 다양합니다.

그러나, 대량 세포 계측법은 제한 사항이 있습니다. 그것은 파괴 기술이다 ​​: 셀 정렬 및 추가 실험을 위해 복구 할 수 없습니다. 대량 cytometer는 금속의 존재에 대한 엄격한 요구 사항이있다 : 금속이 존재하지 않을 경우, 세포가 감지되지 않습니다. 이 모든 셀에 관계없이 여부 모든 항체 프로브의 구속 감지되므로, 올바른 퍼센트의 부모 통계를 보장하는 금속 킬레이트 화 DNA의 intercalators의 사용에 대한 주된 이유입니다. 3,6-7 마지막으로, 현재 셀 전송 효율 기계 ~ 25 %가 형광등 흐름 cytometer에> 90 % 효율에 비해입니다. 따라서, 세포의 큰 시작 번호는 종종 희귀 세포 집단을 위해 필요합니다. 그러나, 이것은 일반적으로 하나의 집단 cytometer 샘플은 종종 여러 형광 샘플을 대체한다는 사실에 의해 균형입니다. 마지막으로, 최대 셀 acquisition 속도는 ~ 1,000 세포 / 초 표준 형광 흐름 cytometers보다 훨씬 느린, 최적의 속도는 자주 반입니다. 따라서, 각 샘플을 실행하는 데 시간이 오래 걸립니다.

여러 논문은 최근 세포 샘플의 다양한 유형의 착색에 게시되었습니다. 3,5-7이 문서의 목적은 실행 샘플 CyTOF TM 질량 cytometer의 적절한 사용에 대한 정보를 제공하는 것입니다. 5 % citranox에 함께 backflushing 및 스토리지에 의한 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요의 유지 관리함으로써 나막신의 가능성을 감소, 세포 파편과 금속의 빌드 - 업 최소화합니다. 최적의 성능을위한 시스템의 유지 보수는 두 부분으로되어 있습니다. 첫째, 적어도 매일 기계의 적절한 조정 (현재, 메이크업 가스) 적절한 측정을 보장 할 수 있습니다. 각 샘플 사이의 끝 부분에 씻으 솔루션 MilliQ 물과 둘째, 적절한 세척은 조립 유기 및 무기 파편 일반 carryover의 배경을 최소화 도움이 될 것입니다 제거 실행샘플 사이에 있습니다. 마지막으로, 샘플 준비의 품질은 데이터 수집의 품질에 큰 영향을 미치고 있습니다. 버퍼에 마지막으로 MilliQ 물에 여러 세차는 intercalators이나 특이 현상 항체 바인딩로부터 금속 배경을 제거 할 수 있습니다. 세포 샘플의 적절한 희석 샘플 당 총 실행 시간을 최소화하면서 휴대 이벤트 사이의 최적의 해상도를 조절하는 데 도움이됩니다. 적절한 희석 또한 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요의 덩어리가 발생 가능성을 최소화하는 데 도움이됩니다.

일반적인 문제 해결

1. 이 기계는 지난 신생 동안 단계를 "RFG는 준비"하지 않습니다

악기 설정 윈도우의 카드 케이지 탭에서 RFG에서 "재설정"을 누르십시오. 컴퓨터를 시작하려고합니다. 이 문제가 해결되지 않는 경우, 소프트웨어를 닫습니다 다시 다시 "재설정"을 눌러 시작하려고. 이 여전히 문제가 해결되지 않으면, 기계의 왼쪽 뒷면 모서리에있는 RFG 발전기 차단기의 스위치를 확인하십시오. 걸려 넘어 경우,"ON", 누르 "재설정"로 위치를 변경하고, 시작하려고합니다. 이 여전히 문제가 해결되지 않는 경우, DVS에 문의하십시오.

2. 실행하는 동안 컴퓨터가 종료

  1. 아르곤 공급 장치를 확인합니다. 기계에 도달 아르곤 압력은 40 PSI 주위에 아래지면, 소프트웨어가 자동 종료를 실행합니다.
  2. RFG는 100W 오류를 초과했습니다. 플라즈마에 대한 전력 수요가 1300 밖에 될 때이 문제가 발생 + / - 100W 창 및 소프트웨어 자동 종료를 실행합니다. 이것은 보통 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요에서 고르지 스프레이, 특히 대형 방울로 인해 발생합니다. 이 지나치게 플라즈마를 유지하기 위해 더 많은 에너지를 필요로 플라즈마를 냉각시킨다. 주사기 펌프의 변화 동안 주사기에 주사기 튜브를 연결하는 데 사용되는 과도한 힘 때문에 발생할 수 있습니다. 이 플라즈마를 냉각 방울의 큰 스프레이가 발생합니다. 이 경우 단순히 컴퓨터를 다시 시작합니다.

이것은 또한 시작 큰 방울로 인해 발생할 수 있습니다천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요가 방해을 시작할 때 형성하고 있습니다. 이 오류가 다시 발생은 청소의 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요을 제거하면 깨끗한 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요를 삽입하고 다시 시작합니다.

덜 자주, 샘플 루프와 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요 사이의 얇은 샘플 튜브가 방해 할 수 있습니다. 이것은 튜브가 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요에서 제거 액체의 anomalously 낮은 유량으로 진단 할 수 있습니다. 이 경우 영향을받는 튜브와 신선한 튜브를 재건 할 부품을 제거하고 새로운 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요 설비 및 튜브 키트로 교체.

3. 질량 보정 탭 창을 (도 3, 4, 9) 지켜 볼 수 세포 샘플 수집 (그림 8) 기간 동안 동위 원소의 줄무늬 (또는 셀 행사), 또는 상태

  1. 주사기 펌프를 확인합니다. 이러한 상황은 종종 주사기 펌프 주사기의 변화에​​서 "재생"을 치 잊고으로 인해 발생합니다. "일시 중지"가 아닌, "정지"가, 주사기 변경하는 동안 충돌하는 경우에도 이러한 문제가 발생할 수 있습니다. "일시 중지"는 주사기 펌프에 볼륨 카운터를 재설정하지 않습니다, 그것은 상관없이 액체 유해, 3.000 ML 투여 량에 중단됩니다. 마지막으로, 주사기는 물이 부족했을 수 있습니다.
  2. 샘플 밸브를 확인합니다. 반면 '로드 "에 샘플을로드 할 수 있는지 확인하고 그냥 샘플 실행을 시작하기 전에"주사 "로 전환 할 수 있습니다.
  3. 고갈 또는 너무 샘플을 희석. 귀하의 샘플을 모두 실행할 수 있습니다 (단계 3.3 참조) 취득 시간 계산을 확인합니다. 또는 희석 요소를 잘못 계산했을 수 있습니다, 및 / 또는 샘플을 처리하는 동안 예상보다 더 많은 셀을 잃었다.
  4. 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요을 가득. 이것은 보통 RFG 오류 (문제 2B 참조) 앞에는되어 있지만, 덩어리가 notiecably 종료가 발생하기 전에 셀 전송 효율을 줄일 수 있습니다.

문제 3C 및 3D는 유럽 연합 (EU) 함유 폴리스티렌 보정 구슬의 샘플을 실행하여 확인하실 수 있습니다. 그들은 약 1,000,000 / ML (물론 샘플을 그리기 전에 소용돌이!)에서 제공됩니다. 따라서, 450 μL 샘플 루프를 작성하는 것은 AP에게 줄 것proximately 450,000 구슬. CyTOF TM 셀 전송 효율은 기계에 의존하지만, 약 15-30%입니다. 따라서 67,500-135,000 구슬 이벤트는 해당 사출 기대를 할 것입니다. 아래의 숫자는 튜브 또는 천식 환자용 호흡 보조기를 두시 라고요의 덩어리와 일치합니다.

셀 / 구슬 전송 효율은 장기적인 추세를 확인하려면, 가끔 테스트 할 일입니다.

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Disclosures

인간 면역 감시 센터, 대량 세포 계측법을 포함한 assays의 비용을 복구 전적으로 사용자의 비용을 청구 스탠포드 대학에서 서비스 센터에서 저자는 일 모두.

Acknowledgments

우리는 피드백을 박사 에반, 뉴웰 박사 숀 Bendall 감사드립니다. 우리는 또한 멀티 란탄 족 함유 폴리스티렌 구슬의 샘플에 대한 DVS 과학 박사 숀 Bendall 감사드립니다. 우리는 NIH 보조금이 U19 AI057229에서 자금에 감사합니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
CyTOF mass cytometer DVS Sciences
Wash solution DVS Sciences 201071 0.05% hydrofluoric acid in water
Tuning solution DVS Sciences 201072 0.5 ppm La, Cs, Tb, Tm, Ir, trace nitric acid
Eu-containing polystyrene beads DVS Sciences 201073 Contains natural-abundance Eu isotopes; beads supplied at approximately 1 million/ml
Multi-lanthanide-containing (La/Pr/Tb/Tm/Lu)- polystyrene beads DVS Sciences Not yet commercially-available Contains natural-abundance isotopes of listed lanthanides
Nitric acid (concentrated) Fisher Scientific A467-500 Optima trace-metal pure ICP-MS grade
Polystyrene round-bottom tube with cell-strainer cap-5 ml BD 352235 used to filter cell samples before injection
Norm-Ject tuberkulin syringe-1 ml Henke Sass Wolf 4010-200V0 silicone-free, latex-free
Norm-Ject syringe-3 ml Henke Sass Wolf 4010.000V0 silicone-free, latex-free
MilliQ water 18 MΩ pure water; must not be stored in glass or plastic bottles that have been washed with commercial detergent (due to their high levels of barium present).
Citranox Sigma-Aldrich Z273236 acid detergent
Argon gas Praxair AR 5.0UH-T 99.999% Ultra-high purity

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References

  1. Bandura, D. R. Mass cytometry: Technique for real time single cell multitarget immunoassay based on inductively coupled plasma Time-of-Flight mass spectrometry. Anal. Chem. 81, 6813-6822 (2009).
  2. Lou, X. Polymer-based elemental tags for sensitive bioassays. Angew. Chem., Int. Ed. 46, 6111-6114 (2007).
  3. Majonis, D. Curious results with palladium- and platinum-carrying polymers in mass cytometry bioassays and an unexpected application as a dead cell stain. Biomacromolecules. 12, 3997-4010 (2011).
  4. Leipold, M. D. Development of mass cytometry methods for bacterial discrimination. Anal. Biochem. 419, 1-8 (2011).
  5. Bendall, S. C. Single-cell mass cytometry of differential immune and drug responses across a human hematopoietic continuum. Science. 332, 687-696 (2011).
  6. Newell, E. W. Cytometry by Time-of-Flight shows combinatorial cytokine expression and virus-specific cell niches within a continuum of CD8+ T cell phenotypes. Immunity. 36, 142-152 (2012).

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생물 공학 문제 69 CyTOF 대량 세포 계측법 PBMCs ICP-MS multiparametric
대량 세포 계측법 : CyTOF 질량 Cytometer에 매일 조정하고 실행 세포 샘플에 대한 프로토콜
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Leipold, M. D., Maecker, H. T. MassMore

Leipold, M. D., Maecker, H. T. Mass Cytometry: Protocol for Daily Tuning and Running Cell Samples on a CyTOF Mass Cytometer. J. Vis. Exp. (69), e4398, doi:10.3791/4398 (2012).

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