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陰性對照
在FCM檢測中,所有細胞均會產(chǎn)生非特異性熒光,最終結(jié)果是細胞自身非特異性熒光與特異性結(jié)合熒光的疊加效果。為排除干擾、確保結(jié)果可靠,需設(shè)置陰性對照——這是一類對照的統(tǒng)稱,核心目的是“確定陰性基準、排除假陽性",根據(jù)干擾來源不同可分為空白對照、陰性細胞對照、同型對照等類型,其中空白對照是最基礎(chǔ)的類型,各類對照的具體功能與邊界如下:
1.陰性對照的核心分類與功能
1.1空白對照:排除“檢測系統(tǒng)"相關(guān)假陽性
空白對照指未添加任何熒光染色試劑的樣本(如僅含細胞和緩沖液的樣本),主要針對“檢測系統(tǒng)本身"的干擾,核心作用包括:
確定陰性細胞群的基礎(chǔ)位置,同時輔助判斷細胞大小、顆粒度等固有參數(shù)。
區(qū)分細胞的本底自發(fā)熒光與實驗過程引入的非特異性熒光(如試劑殘留、操作污染及儀器本底熒光等)。
調(diào)節(jié)儀器電壓參數(shù),使陰性細胞信號處于各通道合適區(qū)間,避免電壓過低導(dǎo)致“壓線"或過高導(dǎo)致信號溢出。
直觀呈現(xiàn)細胞的本底信號水平,便于后續(xù)圈門分析時直接排除非特異性信號群體。
1.2陰性細胞對照:排除“細胞自身特性"相關(guān)假陽性
陰性細胞對照指已知不表達目標抗原的細胞樣本,包括未受目標抗原刺激或自然狀態(tài)下不表達該抗原或經(jīng)過基因敲除的細胞(如明確不表達CD3的HEK293細胞),主要針對“細胞自身特性"的干擾,核心作用包括:
排除特定細胞系因表面結(jié)構(gòu)、高自發(fā)熒光等固有特性導(dǎo)致的假陽性。
驗證檢測體系對“明確陰性細胞"的識別能力,確保實驗體系的特異性。
適用于新細胞樣本或未知抗原表達情況的檢測場景,作為陽性結(jié)果的“陰性基準"。
1.3同型對照:排除“樣本-抗體結(jié)合"相關(guān)假陽性
同型對照指用與特異性抗體同亞型、同熒光素的無關(guān)抗體染色的樣本,主要針對“抗體非特異性結(jié)合"的干擾,詳見“同型對照"章節(jié)。
2.不同陰性對照的核心區(qū)別

3.結(jié)果判斷與注意事項
3.1空白對照的正常信號標準:參數(shù)調(diào)節(jié)合適后,各檢測通道的陽性信號占比應(yīng)低于0.5%;若細胞自發(fā)熒光較強,僅靠補償調(diào)節(jié)難以消除,需結(jié)合實驗優(yōu)化(如更換熒光素、調(diào)整樣本處理方式)。
3.2對照選擇原則:單一對照無法覆蓋所有干擾,需根據(jù)實驗?zāi)康慕M合使用(如常規(guī)抗體染色實驗,需同時設(shè)置空白對照和同型對照)。
3.3局限性明確:空白對照不能替代同型對照/陰性細胞對照,因空白對照未涉及抗體結(jié)合、細胞特性等干擾,無法界定陽性門或排除細胞自身相關(guān)假陽。
同型對照
這里對同型對照(Isotype Control)的意義做進一步闡明。
流式抗體通過Fab端與靶標進行特異性結(jié)合。但白細胞(除T細胞外)表面大多表達CD16、CD32、CD64等Fc受體,這些受體可與各種抗體的Fc端非特異性結(jié)合,出現(xiàn)非特異性染色,其中以單核細胞和巨噬細胞尤甚。此外,在活細胞的表面染色實驗中,單核細胞和巨噬細胞均存在吞噬抗體的現(xiàn)象。在多色流式實驗中,還存在熒光背景的影響及藥物處理的影響,即便對Fc受體進行了封閉,在分群不好的情況下,依然需要用到同型對照。
同型對照是用于消除抗體非特異性結(jié)合到細胞表面而產(chǎn)生的背景染色,由與一抗具有相同種屬來源、免疫球蛋白亞型、亞鏈和熒光標記方式的非特異性免疫球蛋白構(gòu)成。與一抗保持相同的熒光染料-蛋白比值,以準確設(shè)定陰陽性閾值。其原理是通過匹配一抗的Fc區(qū)特征,阻斷Fc受體或補體介導(dǎo)的非特異性結(jié)合,從而驗證抗體結(jié)合的特異性。如果沒有適合的同型對照,在保持種屬來源、熒光標記方式、免疫球蛋白類別相同的條件下,優(yōu)先選擇的順序應(yīng)該是類別相同→亞型相同→亞鏈不同。
實驗時,如果僅僅參照陰性對照來圈門,就可能出現(xiàn)一部分假陽性結(jié)果。如果參考同型對照來區(qū)分陰陽性,就能夠把這部分非特異性結(jié)合造成的假陽性排除。但同型對照只能作為一種參考,不能直接以此為依據(jù)來確定陽性陰性分界點,或以此圈門。因為同型對照只能反映非特異性結(jié)合的背景熒光,不能排除其他相關(guān)影響因素。
造成非特異性染色的原因有多種,同型對照可以指示實驗步驟是否需要進一步優(yōu)化。如果是由于細胞未封閉,同型對照與Fc受體結(jié)合,則應(yīng)該優(yōu)化封閉條件。如果是由于死細胞的存在,則需要同型對照與活死細胞染料聯(lián)合使用。
核心作用包括
1.排除抗體因電荷、結(jié)構(gòu)等特性與細胞表面非特異性結(jié)合產(chǎn)生的假陽信號。
2.精準界定染色樣本的陽性門位置,這是空白對照無法實現(xiàn)的功能,因為空白對照未涉及抗體結(jié)合過程。
3.驗證陽性信號是否來自特異性的抗原-抗體結(jié)合,尤其適用于弱表達抗原的檢測場景。
什么時候需要做同型對照?
1.對于陰陽性分群明顯的指標,不需要同型對照即可設(shè)門,例如CD3、CD4、CD8等用于T細胞的檢測指標。對于陰陽性分群不清楚的指標,例如CD25、CD69、CD38等活化指標,及IFN-γ、IL-4、IL17A等細胞因子,則需要設(shè)置同型對照。
2.在某些特殊情況下,如單核細胞被PE/Cy7、APC/Cy7等串聯(lián)染料標記的抗體染色時,因為單核細胞一般傾向于與Cy7等染料非特異性結(jié)合,使用同型對照有助于獲得理想結(jié)果。
3.不清楚抗原表達情況的時候,一定要使用同型對照來界定陰性細胞群。
4.胞內(nèi)染色時,因為胞內(nèi)指標表達量一般不會太高,胞內(nèi)染色過程也非常容易導(dǎo)致抗原抗體非特異性結(jié)合。
同型對照注意事項
1.購買同一廠家的流式抗體和同型對照,不同廠家的熒光染料和抗體結(jié)合的比率可能是不同的。
2.流式抗體和同型對照的使用劑量和濃度需保持一致。
3.細胞非特異性熒光的強弱由細胞本身所決定,與細胞的體積大小有關(guān),一般細胞體積越大,其非特異性熒光就越強;體積越小,其非特異性熒光就越弱。分析每一種細胞時,都需要設(shè)定這種細胞的同型對照,不能用一種細胞的同型對照值分析另外一種細胞,尤其是在體積相差較大時。
4.在進行多色流式實驗時,熒光滲漏對結(jié)果的影響較為明顯,同型對照無法反映出其它通道滲漏的熒光背景。這時就需要通過同型對照與熒光減一對照(Fluorescence Minus One, FMO)的聯(lián)合使用,即減一對照與被去掉的抗體對應(yīng)的同型對照抗體的組合對照,消除熒光溢漏和非特異性結(jié)合造成的影響。