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Las medidas necesarias para la sintonización diaria y la optimización del rendimiento de un citómetro de masa CyTOF se describen. Comentarios sobre la preparación de la muestra y el caudal óptimo se discuten
En los últimos años, el rápido análisis de células individuales que comúnmente se ha realizado usando citometría de flujo y anticuerpos marcadas con fluorescencia. Sin embargo, la cuestión de la superposición espectral de emisión de fluoróforo ha limitado el número de sondas simultáneamente. En contraste, el nuevo citómetro CyTOF masa por DVS pareja Ciencias un líquido único sistema de células de introducción a una ICP-MS. 1 En lugar de fluoróforos, polímeros quelantes que contienen altamente enriquecido isótopos metálicos están acopladas a anticuerpos u otras sondas específicas. 2-5 Debido a la pureza del metal y resolución de masa del citómetro de masa, no hay "superposición espectral" de isótopos vecinos, y por lo tanto no hay necesidad de matrices de compensación. Además, debido a la utilización de metales lantánidos, no hay fondo biológica y por lo tanto no equivalente de la autofluorescencia. Con una ventana de masa que abarca masa atómica 103-203, teóricamente hasta 100 etiquetas se podía distinguir simultáneamente. Actualmente, Más de 35 canales disponibles utilizando los reactivos quelantes disponible en Ciencias de la DVS, lo que permite una disección sin precedentes del perfil inmunológico de las muestras. 6-7
Las desventajas de la citometría de masa incluyen el requisito estricto de un isótopo de metal separado por sonda (no equivalente de dispersión frontal o lateral), y el hecho de que es una técnica destructiva (sin posibilidad de ordenar la recuperación). La configuración actual del citómetro de masa también tiene una velocidad de transmisión de células de sólo ~ 25%, por lo que requieren un número de entrada más alta de células.
Óptimo rendimiento diario del citómetro de masas requiere varios pasos. El objetivo básico de la optimización es maximizar la intensidad de señal medida de los isótopos metálicos deseados (M) mientras se minimiza la formación de óxidos (M +16) que disminuirá la intensidad de la señal M e interferir con cualquier señal deseada a M +16. El primer paso es para calentar la máquina para un caliente, estable ICP plasma ha sido establecida. En segundo lugar, los ajustes para la velocidad de flujo de gas actual y el maquillaje debe ser optimizado en una base diaria. Durante la recogida de la muestra, la velocidad de células de evento máxima está limitada por la eficiencia del detector y la velocidad de procesamiento a 1000 células / segundo. Sin embargo, dependiendo de la calidad de la muestra, un tipo de célula caso, más lento (300-500 células / segundo) es por lo general deseable para permitir una mejor resolución entre los eventos de las células y por lo tanto maximizar singletes intactas sobre dobletes y escombros. Por último, la adecuada limpieza de la máquina al final del día ayuda a minimizar la señal de fondo debido a metal libre.
Todas las muestras de células para la CyTOF debe ser fijada y permeabilizada. Esto permite una mayor entrada de la intercalador de ADN que contiene iridio, y también previene la lisis celular durante el lavado con agua MilliQ y resuspensión inmediatamente antes de la inyección en el citómetro de masa.
1. Puesta en marcha del citómetro de masas
Figura 1. CyTOF luces del panel antes de arrancar.
Figura 2. CyTOF luces del panel de plasma después de encendido y puesta en marcha se completó correctamente.
Figura 3. Calibración de masas pestaña de la ventana, que muestra los niveles de base para varios isótopos después de la solución de lavado y enjuague con agua. La región alrededor de TOF 9400-9800 corresponde a los isótopos de xenón en el gas argón, y siempre debe estar presente. Haga clic aquí para ampliar la cifra .
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Figura 4. Calibración de masas ventana de la ficha, que muestra rayas verticales para varios isótopos en la solución de sintonización DVS. Haga clic aquí para ampliar la cifra .
Figura 5. Perfil de ajuste actual.
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Figura 6. Maquillaje perfil de ajuste de gas.
Figura 7. Medición de la intensidad de la señal de ajuste de solución después de la optimización gas actual y Maquillaje.
3. Muestras de servicio
Figura 8. Ventana de adquisición durante ejemplo en ejecución, mostrando filas horizontales de manchas correspondientes a los elementos asociados con tres eventos celulares separadas.ww.jove.com/files/ftp_upload/4398/4398fig8large.jpg "target =" _blank "> Haga clic aquí para ampliar la figura.
4. Limpieza de la máquina tras uso
Figura 9. Calibración de masas pestaña de la ventana, durante la limpieza post-carrera con solución de lavado DVS. Las rayas verticales en la región TOF 9800-11000 son etiqueta anticuerpo-isótopos que se están limpiando fuera de la máquina. Las rayas verticales alrededor TOF 11500 corresponden a los dos isótopos intercaladores IR. Haga clic aquí para ampliar la cifra .
5. Cierre de la Máquina
Siguiendo el protocolo anterior debe lograr cuatro cosas. En primer lugar, lo que permite suficiente tiempo de calentamiento para el citómetro de masas producirá un plasma caliente, estable necesaria para la formación óptima de la señal y óxido mínima. Segundo lavado adecuado del citómetro de masa con agua MilliQ y la solución de lavado DVS (Figura 9) ayudará a reducir los niveles de adsorción de metal a los tubos y otras partes de la máquina, lo que ayuda a reducir el fondo durante la adquisición de muestras (Figura 8). También le ayudará a eliminar las células que podrían quedar atrapados en la máquina y lo que se minimiza el arrastre de una muestra a otra. En tercer lugar, mientras que la formación de óxido no puede prevenirse completamente, ajuste adecuado del citómetro de masa (Figuras 5-7) ayudará a optimizar la señal total en la masa M se desea, mientras se minimiza el fondo a la masa de óxido de M +16. Como se ve en la Figura 10, el ajuste incorrecto (magenta) incrementó significativamente la formación de óxido enM 16 en comparación con la muestra bien puesto a punto (azul oscuro). Esto tiene el efecto de disminuir ligeramente la señal deseada a M, y aumentando significativamente la interferencia de fondo no deseado a M +16.
Finalmente, el lavado adecuado de la muestra en tampones y finalmente en agua MilliQ debería reducir metal / anticuerpo señal de fondo a niveles aceptables. Los lavados con agua MilliQ y resuspensión son críticos para mantener constantes los ajustes actuales en todo el curso de varias horas de tiempo de ejecución. Dilución apropiada de la muestra en agua MilliQ tiene que ser determinada en base a muestras diariamente. Sin embargo, diluyendo hasta ~ 10 6 (encender) células / ml es un buen lugar para comenzar. Sobre la base de la primera muestra de un conjunto, dilución mayor o menor para las muestras subsiguientes pueden ser acomodados. Un buen lavado y dilución adecuada se asegurará de fondo mínimo y la mayor resolución de las células, mientras que equilibrar la necesidad de velocidad (Figura 8).
Figura 10. Efecto del ajuste adecuado de la señal deseada, y la diferencia en la formación de óxido entre diversos metales lantánidos. Perlas de poliestireno que contienen abundancia natural La139, Pr141, Tb159, Tm169 y Lu175 de Ciencias de DVS se ejecute en modo de célula de adquisición. Las diferentes muestras de las perlas se ejecutan en los indicados Maquillaje de flujo de gas (comparar con la figura 6). Los datos fueron analizados mediante el FlowJo v9.4.9 para Mac, incluyendo gating los desechos de los granos rotos. La muestra fue correctamente sintonizado en 0,74 L / min. Esto tuvo una mayor intensidad de señal que a caudales más bajos y una mayor señal en masas metálicas "M" con menos señal en los "M 16" masas de óxido que la señal de mal sintonizado. A. señal a "M" masa La139 y Tm169. Tenga en cuenta que La139 intensidad de la señal se ve afectada por más de Tm169 Maquillaje tasa de flujo de gas. B. Señal en masa de óxido "M 16"es 155 y 185, correspondiente a La139 + O16 y O16 + Tm169 óxidos, respectivamente. No hay real "Gd155" o "Re185" presente en las perlas. La señal de óxido en la "Gd155" canal es particularmente fuerte, debido a La139 se oxida fácilmente. Esto representa uno de los más altos niveles de óxido se puede esperar encontrar. C. Gráfico de "M" y "M 16" intensidad de la señal en función de la tasa de aumento del flujo de gas. Filled iconos representan masa "M", mientras que los iconos en blanco representan la masa "M 16". El color de las líneas corresponden a la masa respectiva "M". Observe que La139 y Pr141 están muy afectados por Make-up caudal de gas, incluso llegando a un punto en el que más masa "M 16" óxido está presente de masa "M". Haga clic aquí para ampliar la cifra .
Para las últimas décadas, la citometría de flujo de fluorescencia ha sido un método caballo de trabajo para el análisis de células individuales, tanto en términos de expresión en la superficie y en ensayos funcionales. Sin embargo, los problemas de la superposición espectral de los colorantes fluorescentes se ha limitado el número de marcadores simultáneas. Mientras que los experimentos que utilizan más de 12 marcadores simultáneos se ha informado, el monto de la compensación necesaria que hace que este técnicamente difícil.
En lugar de fluoróforos, la citometría de masa por primera vez por Ciencias DVS utiliza polímeros con sitios quelantes de metales como etiquetas para anticuerpos. 1-3 Debido a la pureza de los metales y la resolución de masa ICP-MS, hay efectivamente no hay solapamiento espectral "." Dado que la mayoría de los elementos utilizados no son biológicamente relevantes, también hay poco de fondo para causar "autofluoresence". Estos hechos permiten el uso de más de 30 marcadores simultáneos dentro de un único experimento. 6,7 Existe también una amplia dyrango dinámico de la señal en ICP-MS que en un experimento fluorescencia típica.
Sin embargo, la citometría de masa tiene limitaciones. Es una técnica destructiva: las células no se pueden recuperar para su clasificación y posterior experimentación. El citómetro de masa tiene un requisito estricto de la presencia de metales: si un metal no está presente, una célula no será detectado. Esta es la razón principal para el uso de intercaladores de ADN quelantes de metales para asegurar la correcta por ciento-de-matrices estadísticas, como todas las células se detectarán con independencia de si cualquier anticuerpo se unen sondas. 3,6-7 Finalmente, el rendimiento de la corriente de transmisión celular de la máquina es de ~ 25%, en comparación con una eficiencia de> 90% para un citómetro de flujo fluorescente. Por lo tanto, un mayor número de partida de células a menudo se requiere, en particular para las poblaciones de células raras. Sin embargo, esto generalmente se compensan por el hecho de que una masa de la muestra citómetro sola frecuencia reemplaza múltiples muestras fluorescentes. Finalmente, el máximo de células acervotasa ition es mucho más lento que el estándar de citómetros de flujo fluorescentes a ~ 1000 células / seg; tasa óptima es a menudo un medio que. Por lo tanto, cada muestra lleva más tiempo para funcionar.
Varios trabajos han sido publicados recientemente en la tinción de varios tipos de muestras de células. 3,5-7 El propósito de este artículo es proporcionar información sobre el uso correcto de un citómetro de masas CyTOF TM para muestras en ejecución. Mantenimiento del nebulizador por lavado a contracorriente con el almacenamiento y en 5% Citranox se minimiza la acumulación de residuos celulares y los metales, reduciendo así la probabilidad de atascos. El mantenimiento de la máquina para un rendimiento óptimo tiene dos partes. En primer lugar, la puesta a punto adecuada (actual, Maquillaje gas) de la máquina por lo menos en un diario ayuda a garantizar una medición correcta. Segundo lavado adecuado con agua MilliQ entre cada muestra y con la solución de lavado al final de corre para remover la acumulación de desechos orgánicos e inorgánicos ayudará a minimizar fondo en general y el arrastreentre las muestras. Finalmente, la calidad de la preparación de la muestra tiene un gran impacto en la calidad de la adquisición de datos. Múltiples lavados en tampón, y finalmente en agua MilliQ ayudar a eliminar cualquier metal de fondo de intercaladores o la unión inespecífica de anticuerpos. Dilución apropiada de la muestra de células ayudará a equilibrar resolución óptima entre los eventos celulares y reducir al mínimo el tiempo de ejecución total por muestra. Dilución adecuada también ayuda a minimizar la probabilidad de causar una obstrucción en el nebulizador.
Solución de problemas comunes
1. La máquina no pasar por encima "RFG Preparar" paso durante el arranque
En la ficha canastilla para tarjetas de la configuración del instrumento ventana, pulse "Reset" en el RFG. Trate de arrancar la máquina. Si esto no soluciona el problema, cierre el software, vuelva a abrir, pulse "Reset" una vez más, y tratar de empezar. Si esto no soluciona el problema, compruebe el interruptor disyuntor del generador RFG en la esquina trasera izquierda de la máquina. Si disparado,reposicionar a "On", pulse "Reiniciar", y tratar de empezar. Si esto no soluciona el problema, póngase en contacto con DVS.
2. La máquina se apaga durante la ejecución de
Esto también puede ocurrir debido a las grandes gotas que empiezan ase forman cuando el nebulizador se obstruya. Si este error persiste, retire el nebulizador para la limpieza, inserte un nebulizador limpio y reiniciar.
Mucho menos frecuentemente, el tubo de la muestra fina entre el bucle de la muestra y el nebulizador puede obstruir. Esto puede ser diagnosticado por anómalamente baja tasa de flujo de líquido cuando el tubo se retira del nebulizador. Si este es el caso, retire el tubo afectado y accesorios para ser reconstruidas con un tubo fresco, y sustituirlo por un nuevo nebulizador accesorios y kit de tubería.
3. No hay estrías de isótopos (o eventos celulares) visible durante la adquisición de la celda de muestra (figura 8), o mientras ve masa ventana ficha de calibración (Figuras 3, 4, 9)
Problemas 3c y 3d también se pueden comprobar mediante la ejecución de una muestra de las perlas de calibración Eu que contienen poliestireno. Se suministran aproximadamente 1 millón / mL (vortex antes de extraer la muestra!). Por lo tanto, llenar el circuito de la muestra 450 l daría apmadamente 450.000 cuentas. La célula CyTOF TM eficiencia de la transmisión depende de la máquina, pero% aproximadamente 15-30. Por lo tanto, 67,500-135,000 eventos de talón que se espera de que la inyección. Los números inferiores que son consistentes con una obstrucción en el tubo o nebulizador.
La célula / eficiencia de transmisión talón es algo para probar de vez en cuando, para observar las tendencias a largo plazo.
Los autores del trabajo, tanto en el Centro de Monitoreo inmunológico humano, un centro de servicio en la Universidad de Stanford que cobra tarifas a los usuarios únicamente para recuperar el costo de los ensayos, incluyendo citometría de masas.
Nos gustaría dar las gracias al Dr. Evan Newell y el Dr. Sean Bendall para la retroalimentación. También nos gustaría dar las gracias Ciencias DVS y el Dr. Sean Bendall para una muestra de las perlas de poliestireno múltiples que contienen lantánidos. Estamos muy agradecidos por la financiación de los NIH subvención AI057229 U19 2.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nombre del reactivo | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
CyTOF TM masa citómetro | DVS Ciencias | ||
Solución de lavado | DVS Ciencias | 201071 | 0,05% de ácido fluorhídrico en agua |
Ajuste solución | DVS Ciencias | 201072 | 0,5 ppm La, Cs, Tb, Tm, Ir, ácido nítrico rastro |
Eu que contienen perlas de poliestireno | DVS Ciencias | 201073 | Contiene los isótopos naturales de abundancia de la UE; granos suministrados a aproximadamente 1 millón / mL |
Múltiples que contienen lantánidos (La / Pr / Tb / Tm / Lu) - perlas de poliestireno | DVS Ciencias | Todavía no disponible en el mercado | Contiene abundancia natural de isótopos de lantánidos cotizadas |
Ácido nítrico (concentrado) | Fisher Scientific | A467-500 | Optima rastro de metal puro ICP-MS grado |
El poliestireno de fondo redondo de tubo con células colador cap-5mL | BD | 352235 | utiliza para filtrar las muestras de células antes de la inyección |
Norma-Ject tuberkulin jeringa 1 ml | Henke Sass Lobo | 4010-200V0 | sin silicona, libre de látex |
Norma-Ject-3 ml jeringa | Henke Sass Lobo | 4010.000V0 | sin silicona, libre de látex |
MilliQ agua | 18 mW agua pura; no debe ser almacenado en botellas de vidrio o plástico que han sido lavadas con detergente comercial (debido a sus altos niveles de bario presente). | ||
Citranox | Sigma-Aldrich | Z273236 | ácido detergente |
Gas argón | Praxair | AR 5.0UH-T | 99,999% de pureza ultra alta |
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