流式細胞術(shù)的發(fā)展
流式細胞術(shù)zui初是開(kāi)發(fā)應用于醫學(xué)領(lǐng)域的,但是隨后逐漸演變成了細胞計數、分類(lèi)以及生物標記探測等不同領(lǐng)域內的有利工具[7]。盡管相關(guān)的*篇采用流式細胞術(shù)進(jìn)行植物細胞核分析的文章發(fā)表于1973年[8],但是采用流式細胞術(shù)所開(kāi)展的植物DNA分析在上世紀80年代末才獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,從此所有研究人員都開(kāi)始堅定地在植物研究領(lǐng)域使用該項技術(shù)?;旧?,植物學(xué)家都是使用流式細胞術(shù)來(lái)測定植物細胞核中的DNA含量。有關(guān)流式細胞術(shù)詳細的原理及應用的描述,請參閱參考文獻9。
圖2a概括表示了流式細胞儀如何通過(guò)電子檢測設備用一束水動(dòng)力集中的液體流對經(jīng)染色的或靶向的粒子(尺寸介于0.2μm-150μm[7])進(jìn)行懸浮排列。在植物研究中,先用熒光標記物(比如:DAPI[4’,6-二脒基-2-苯基吲哚]或碘化丙啶)對細胞核(比如:粒子)進(jìn)行染色。然后,每一個(gè)懸浮的細胞核暴露于光束(通常為激光或UV燈光)之中,于是光的路徑被分散并由檢測器感知,用于分析每一個(gè)單獨粒子的熒光強度,為核酸中DNA含量的測定提供信息。成千上萬(wàn)個(gè)完整細胞核的合并數據可為單獨組織的DNA含量提供信息(參見(jiàn)圖1中的波峰)。由于每一秒鐘幾乎會(huì )同時(shí)進(jìn)行分析多達數千個(gè)粒子的物理和/或化學(xué)特征,因此用于樣品分離和樣品檢測的溶液的質(zhì)量和純度非常關(guān)鍵。
如果使用的是低品質(zhì)或不合適的水供應系統,則出現的不屬于樣品的污染物顆粒會(huì )發(fā)生熒光反應并產(chǎn)生“噪聲",這會(huì )干擾檢測結果并導致zui終錯誤的評估。因此,實(shí)驗時(shí)必須要使用高品質(zhì)的超純水。
超純水系統生產(chǎn)的超純水達到ASTM I級品質(zhì)
能夠生產(chǎn)出達到ASTM I級品質(zhì)超純水的超純水系統由賽多利斯(哥廷根,德國)提供。使用arium? pro VF水系統生產(chǎn)的超純水(ArUPH2O)進(jìn)行流式細胞分析,為了評估超純水對分析結果的質(zhì)量所產(chǎn)生的影響,作者檢查了兼性孤雌生殖的被子植物用于生產(chǎn)種子的繁殖途徑。這是通過(guò)比較分別采用ArUPH2O和標準鞘液溶液(0.04%*, 0, 01%去污劑)對樣品進(jìn)行檢測所獲得的結果而實(shí)現的(Partec GmbH)。
arium? pro VF系統(圖3)從經(jīng)過(guò)預處理的飲用水中通過(guò)去除所有污染微粒而生產(chǎn)出超純水。超純水的生產(chǎn)需要持續循環(huán)和一個(gè)恒定的水流速率,這可以通過(guò)一個(gè)帶壓力控制功能的泵系統來(lái)實(shí)現。在進(jìn)水端口和下游端口,或者產(chǎn)水端口進(jìn)行電導率的測定。
本文所描述的測試用arium? pro VF水系統(老一代與當前的新一代arium? pro VF水系統有著(zhù)*相同的技術(shù)設計,如圖3所示)通過(guò)兩支不同的濾芯來(lái)工作。這兩支濾芯裝填有特殊的活性炭吸附劑和混床離子交換樹(shù)脂,用以生產(chǎn)總有機活性炭(TOC)含量極低的超純水。此外,系統還有一個(gè)集成的UV燈,在波長(cháng)為185nm和254nm時(shí)分別具有氧化有機物和殺菌效果。
除此之外,arium? pro VF超純水系統有一個(gè)內置的作為切向流過(guò)濾器使用的超濾模塊。該過(guò)濾器中整合的超濾膜可截留膠體、微生物、內毒素、RNA以及DNA等。出水端口安裝有一個(gè)0.2μm的終端過(guò)濾器,用以去除超純水生產(chǎn)后分配過(guò)程中的微粒和細菌。該設備生產(chǎn)純水的工藝流程請參閱圖4。
材料與方法
種子樣品來(lái)源于六倍體毛茛屬植物,在自由授粉的條件下進(jìn)行挑選收集。種子個(gè)體在塑料有蓋培養皿內用300μl的提取緩沖液(CyStain UV Precise P, Partec GmbH)進(jìn)行碾碎,然后在室溫下孵育10分鐘,再將細胞核過(guò)濾(30μl漿狀物,CellTric?, Partec GmbH)至一個(gè)5-mL的塑料管中。而后,加入1.2mL染色緩沖液(CyStain UV Precise P),60秒后,樣品進(jìn)入流式細胞儀(CyFlow Space,Partec GmbH;參見(jiàn)圖2b)的藍色熒光通道進(jìn)行分析。更多內容 ?
結果
總共有61個(gè)單獨種子重建了繁殖途徑。根據建議的標準程序,30個(gè)種子使用鞘液懸浮,31個(gè)種子使用ArUPH2O(電導率: 0.055μs/cm或18.2MΩ×cm電阻補償至25℃)懸浮。平均每個(gè)樣品測試了2329個(gè)細胞核,占總計數粒子的73%,而其它27%表現為細胞周期G2階段的細胞核或者背景信號。針對所有被分析的種子,全部要根據每個(gè)峰所富集的平均總數來(lái)計算胚胎和胚乳的平均峰位置。更多內容 ?
討論
總之,所獲得的測試結果中具有極小的差異,這證實(shí)了arium系統是適用于植物材料相對倍性分析的快速又經(jīng)濟的選擇。高品質(zhì)的arium超純水水被證明用于實(shí)現流失細胞種子篩選技術(shù)上的可重現結果是非常有效的。盡管如此,由于抗生素和去污劑之類(lèi)的添加劑具有可阻止生物膜的形成,以及增加容器、管道、閥門(mén)以及流動(dòng)腔內表面的濕度等作用,對流失細胞系統的可靠操作會(huì )造成長(cháng)期或短期的正面影響,因此供應商一般會(huì )建議在自制的鞘液中添加此類(lèi)物質(zhì)。
簡(jiǎn)而言之,ArUPH2O可即時(shí)用于植物細胞的流式細胞技術(shù)。由于流失細胞技術(shù)在其它應用中越來(lái)越重要,比如腫瘤細胞的檢測,細胞的定量測定與形態(tài)分化,細胞周期分析,DNA-RNA含量估算,以及凋亡檢測等等,ArUPH2O的全面適用性為arium超純水在一系列使用流式細胞術(shù)的新興技術(shù)中的應用創(chuàng )造了新機會(huì )。