流式细胞仪里的“色盲矫正术”:为什么只染了绿色 FITC,红色通道也亮得像过年?
1977 年 8月3日 · 流式细胞仪(FACS)、FITC / PE 荧光抗体与单染补偿微球(Compensation Beads)
你知道吗?
荧光分子发光时从不守规矩,总爱把长长的光谱裙摆拖进邻居家的院子里;没有单染管和线性代数补偿矩阵,多色流式就是一场全员假阳性的车祸。
第一次去流式细胞室上机的同学,往往会被满屏斜着飞出去的散点图吓出一身冷汗:明明我只给细胞染了一种发绿光的 FITC 抗体,根本没加发橙红光的 PE 抗体,为什么流式软件上 PE 通道的读数也跟着蹭蹭往上涨,仿佛所有细胞都是“双阳性”?
别怀疑你的抗体坏了,这是光学物理里逃不掉的“荧光串色(Spectral Spillover)”。激光虽然是单一波长的窄线,但荧光染料受激发射出来的光却不是一条细线,而是一座拖着长长尾巴的宽山峰!比如 FITC 的发射峰虽然在绿光区(),但它的光谱长尾巴一直拖到了 开外,恰好闯进了隔壁 PE 通道滤光片()的防区。
1977 年 8 月,斯坦福大学流式细胞术之父 Herzenberg 实验室的 Loken 等人在《J. Histochem. Cytochem.》上首次提出了拯救多色流式的“荧光补偿(Compensation)”算法:只要先跑一管只染 FITC 的单染管,测出 FITC 漏进 PE 通道的固定百分比(比如 ),电路或软件就会在每个细胞经过时,自动从 PE 总信号里扣掉 的 FITC 信号!
到了今天动辄 20 色的流式实验,这套矩阵求逆线性代数运算每天都在毫秒间帮科学家摘掉仪器的“色盲眼镜”。