流式領(lǐng)域會議的熱點(diǎn)聚焦(一)
發(fā)布時間:2025-10-30 點(diǎn)擊:載入中...
在流式細(xì)胞術(shù)領(lǐng)域,以國際流式細(xì)胞術(shù)學(xué)會(ISAC)年會為首的會議,每年都會匯聚全球科研人員、儀器開發(fā)者與應(yīng)用者,圍繞技術(shù)突破、方法創(chuàng)新與跨領(lǐng)域應(yīng)用展開深度交流。這些會議的熱點(diǎn)方向,往往折射出流式領(lǐng)域的發(fā)展趨勢 —— 從技術(shù)維度的信息拓展,到儀器層面的效率提升,再到數(shù)據(jù)分析的深度挖掘,以及應(yīng)用場景的跨界延伸,每一個熱點(diǎn)都旨在讓流式技術(shù)更精確地捕捉生物樣本的復(fù)雜信息,適配更多領(lǐng)域的研究需求。
一、高參數(shù)與空間流式技術(shù):突破信息維度限制
傳統(tǒng)流式技術(shù)雖能實(shí)現(xiàn)多參數(shù)檢測,但在 “信息廣度” 與 “空間位置” 上仍有局限 —— 前者受限于激光與通道數(shù)量,后者無法捕捉細(xì)胞在組織微環(huán)境中的空間分布。近年來,高參數(shù)流式與空間流式技術(shù)成為會議的關(guān)鍵討論話題,二者共同推動流式從 “單細(xì)胞多參數(shù)” 向 “單細(xì)胞多參數(shù) + 空間語境” 的維度升級。
高參數(shù)流式技術(shù)的突破集中在 “超 40 色檢測體系” 的開發(fā)與應(yīng)用。會議上,研究者們分享了通過優(yōu)化熒光素組合(如選擇光譜重疊度更低的近紅外熒光素)、改進(jìn)光學(xué)系統(tǒng)(如增加 561nm、638nm 等激光波長),實(shí)現(xiàn)單次檢測覆蓋 40-60 個參數(shù)的案例。這類技術(shù)不再局限于細(xì)胞表面標(biāo)志物的檢測,還能同步分析胞內(nèi)細(xì)胞因子、轉(zhuǎn)錄因子、磷酸化蛋白等分子,甚至結(jié)合 CRISPR 基因編輯標(biāo)記,構(gòu)建細(xì)胞 “身份 - 功能 - 基因背景” 的多維信息圖譜。例如,某研究團(tuán)隊(duì)通過 48 色流式分析胚胎發(fā)育過程中的免疫細(xì)胞,不只區(qū)分出 12 種 T 細(xì)胞亞群,還同步監(jiān)測了各亞群中 8 種發(fā)育相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)變化,為發(fā)育研究提供了更細(xì)致的細(xì)胞功能畫像。會議中,技術(shù)人員們還探討了高參數(shù)技術(shù)的實(shí)際挑戰(zhàn),如樣本處理過程中的信號損失、試劑成本控制等,并提出 “分階段檢測”“抗體預(yù)混優(yōu)化” 等解決方案,推動高參數(shù)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向常規(guī)應(yīng)用。
空間流式技術(shù)則聚焦于 “找回細(xì)胞的空間位置信息”。傳統(tǒng)流式需將組織樣本解離為單細(xì)胞懸液,丟失了細(xì)胞在組織中的鄰接關(guān)系 —— 而細(xì)胞的功能往往與其所處的微環(huán)境密切相關(guān)(如細(xì)胞群落、微生物在生物膜中的分布)。會議上展示的空間流式技術(shù),通過兩種路徑實(shí)現(xiàn)突破:一是 “組織切片原位流式”,利用特制的激光掃描系統(tǒng),直接對冷凍或石蠟包埋的組織切片進(jìn)行單細(xì)胞水平的熒光信號采集,同時記錄每個細(xì)胞的坐標(biāo)位置,后續(xù)通過軟件重建細(xì)胞在組織中的空間分布;二是 “微流控芯片空間標(biāo)記”,將組織樣本置于微流控芯片中,通過芯片上的微通道實(shí)現(xiàn)抗體精確遞送與信號檢測,保留細(xì)胞間的空間關(guān)聯(lián)。這類技術(shù)已應(yīng)用于植物發(fā)育研究(如追蹤根尖細(xì)胞在生長過程中的空間分布與功能變化)、環(huán)境微生物群落分析(如解析土壤中微生物在團(tuán)聚體中的空間定植模式),會議中不少研究者認(rèn)為,空間流式將成為連接單細(xì)胞分析與組織功能研究的關(guān)鍵橋梁。
二、儀器創(chuàng)新:小型化、集成化與聯(lián)用技術(shù)
流式儀器的創(chuàng)新方向,正從 “追求高參數(shù)” 轉(zhuǎn)向 “平衡性能與實(shí)用性”,小型化、集成化及與其他技術(shù)的聯(lián)用,成為會議中儀器板塊的關(guān)鍵熱點(diǎn),旨在讓流式技術(shù)適配更多場景的需求 —— 無論是野外現(xiàn)場檢測,還是實(shí)驗(yàn)室多技術(shù)聯(lián)動分析。
小型化與便攜化儀器的進(jìn)展集中在 “性能保留與場景適配”。會議上,多家開發(fā)者展示了重量不足 10 公斤、占地面積只 A4 紙大小的便攜式流式儀,這類儀器雖通道數(shù)較少(多為 2-4 色),但通過優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng)(如采用固體激光模塊)與液流設(shè)計(jì)(如微流控芯片進(jìn)樣),仍能滿足常規(guī)檢測需求,且支持電池供電與野外環(huán)境適應(yīng)(如 - 10℃至 40℃溫度范圍)。例如,某團(tuán)隊(duì)開發(fā)的便攜式流式儀,可直接用于湖泊現(xiàn)場的浮游生物檢測,無需將樣本帶回實(shí)驗(yàn)室,檢測時間從傳統(tǒng)的 24 小時縮短至 1 小時內(nèi),還能實(shí)時記錄不同采樣點(diǎn)的微生物群落變化。會議中,技術(shù)人員們討論了小型化儀器的未來應(yīng)用場景,如農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的作物細(xì)胞現(xiàn)場分析(如檢測葉片原生質(zhì)體細(xì)胞活性)、公共衛(wèi)生領(lǐng)域的突發(fā)環(huán)境樣本快速篩查,認(rèn)為這類儀器將推動流式技術(shù)從 “實(shí)驗(yàn)室專屬” 走向 “多場景普及”。
集成化與聯(lián)用技術(shù)則聚焦于 “提升樣本處理效率與信息深度”。傳統(tǒng)流式檢測需手動完成樣本預(yù)處理(如染色、離心),而集成化儀器通過整合微流控芯片、自動加樣模塊與流式檢測單元,實(shí)現(xiàn) “樣本進(jìn) - 結(jié)果出” 的全流程自動化。例如,某集成化系統(tǒng)可自動完成單細(xì)胞捕獲、抗體染色、洗滌與檢測,單次能處理 96 孔板樣本,大幅減少人工操作時間。更受關(guān)注的是流式與其他技術(shù)的聯(lián)用,如 “流式 - 質(zhì)譜聯(lián)用(CyTOF)”—— 通過將流式的熒光檢測與質(zhì)譜的元素分析結(jié)合,既保留流式的高速度,又利用質(zhì)譜的高特異性(基于金屬標(biāo)記物),實(shí)現(xiàn)超過 100 個參數(shù)的檢測;還有 “流式 - 微流控 - 測序聯(lián)用”,先通過流式篩選出目標(biāo)細(xì)胞,再通過微流控芯片捕獲單細(xì)胞并進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,實(shí)現(xiàn) “細(xì)胞表型 - 基因表達(dá)” 的直接關(guān)聯(lián)。會議中,這類聯(lián)用技術(shù)的案例多集中在干細(xì)胞分化研究(如篩選特定表型的干細(xì)胞并分析其基因表達(dá)特征)、環(huán)境微生物功能解析(如分離稀有微生物并測序其代謝相關(guān)基因),技術(shù)人員們認(rèn)為,技術(shù)聯(lián)用將成為挖掘流式數(shù)據(jù)深層價值的關(guān)鍵路徑。
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