Les mesures nécessaires pour la syntonisation par jour et d'optimisation de la performance d'un cytomètre de masse CyTOF sont décrits. Commentaires sur la préparation optimale de l'échantillon et le débit sont discutés
Ces dernières années, l'analyse rapide de cellules individuelles a souvent été réalisée en utilisant la cytométrie en flux et des anticorps à marquage fluorescent. Toutefois, la question du chevauchement spectral d'émission des fluorophores a limité le nombre de sondes simultanées. En revanche, le cytomètre de masse nouvelle CyTOF par des couples Sciences DVS un système d'introduction de liquide à cellule unique à un ICP-MS. 1 Plutôt que de fluorophores, les polymères chélateurs métalliques contenant des isotopes hautement enrichi sont couplés à des anticorps ou d'autres sondes spécifiques 2-5. En raison de la pureté du métal et de la résolution en masse du cytomètre de masse, il n'existe pas de "chevauchement spectral" des isotopes voisins, et donc pas de nécessité pour les matrices de compensation. De plus, en raison de l'utilisation de métaux lanthanides, il n'y a pas d'arrière-plan biologique et donc pas d'équivalent de l'autofluorescence. Avec une fenêtre de masse couvrant masse atomique 103-203, théoriquement jusqu'à 100 étiquettes peuvent être distingués en même temps. Actuellement, Plus de 35 chaînes sont disponibles en utilisant les réactifs chélateur disponible à partir Sciences DVS, ce qui permet une dissection sans précédent du profil immunologique des échantillons. 6-7
Inconvénients de la cytométrie de masse comprennent l'exigence stricte d'un isotope métallique séparé par la sonde (pas d'équivalent de la diffusion vers l'avant ou sur le côté), et le fait qu'il s'agit d'une technique destructrice (pas de possibilité de tri de récupération). La configuration actuelle du cytomètre de masse a également un taux de transmission de cellules de seulement ~ 25%, ce qui nécessite un nombre élevé de cellules d'entrée.
Optimal performance quotidienne de l'cytomètre de masse nécessite plusieurs étapes. L'objectif de base de l'optimisation est de maximiser l'intensité du signal mesuré des isotopes métalliques désirés (M), tout en minimisant la formation d'oxydes (+16 M) qui va diminuer l'intensité du signal M et interférer avec un signal désiré à M +16. La première étape consiste à chauffer la machine pour un climat chaud et stable, jeCP plasma a été mis en place. Deuxièmement, les paramètres de débit de gaz actuelle et le maquillage doit être optimisée sur une base quotidienne. Lors de la collecte de l'échantillon, le taux cellulaire maximale événement est limitée par l'efficacité du détecteur et de la vitesse de traitement de 1000 cellules / seconde. Toutefois, en fonction de la qualité de l'échantillon, un taux plus lent cellule événement (300-500 cellules / seconde) est généralement souhaitable de permettre une meilleure résolution entre les événements cellules et donc de maximiser maillots intactes au cours des doublets et des débris. Enfin, un nettoyage adéquat de la machine à la fin de la journée contribue à réduire le signal de fond en raison de métal libre.
Tous les échantillons cellulaires pour la CyTOF doivent être fixées et perméabilisées. Cela permet une plus grande entrée de la intercalant d'ADN contenant de l'iridium, et empêche également la lyse des cellules pendant le lavage de l'eau MilliQ et des mesures de remise en suspension immédiatement avant l'injection dans le cytomètre de masse.
1. Démarrage de la cytomètre de masse
Figure 1. CyTOF voyants du panneau avant démarrage.
Figure 2. Voyants du panneau de CyTOF après plasma enflammé et le démarrage réussi.
Figure 3. Fenêtre de l'onglet masse d'étalonnage, indiquant les niveaux de fond pour les différents isotopes après la solution de lavage et de rinçage à l'eau. La région autour de TOF 9400-9800 correspond aux isotopes de xénon dans le gaz argon, et doit toujours être présent. Cliquez ici pour agrandir la figure .
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Figure 4. Fenêtre de l'onglet masse d'étalonnage, montrant des stries verticales pour divers isotopes en solution réglage DVS. Cliquez ici pour agrandir la figure .
Figure 5. Profil de réglage actuel.
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Figure 6. Make-up profil de réglage du gaz.
Figure 7. Mesure des intensités de réglage de solutions de signal après l'optimisation de gaz actuelle et maquillage.
3. Des échantillons en cours d'exécution
La figure 8. Fenêtre d'acquisition au cours de l'échantillon en cours d'exécution, montrant les lignes horizontales de points correspondant aux éléments associés à trois événements séparés de cellules.ww.jove.com/files/ftp_upload/4398/4398fig8large.jpg "target =" _blank "> Cliquez ici pour agrandir la figure.
4. Nettoyage de la machine après utilisation
Figure 9. Fenêtre de l'onglet Masse de calibrage, au cours de l'après-cycle de nettoyage avec la solution de lavage DVS. Les stries verticales dans la région TOF sont 9800-11000 anticorps-isotopes étiquette en cours de nettoyage de la machine. Les stries verticales autour TOF 11500 correspondent aux deux isotopes intercalant Ir. Cliquez ici pour agrandir la figure .
5. Arrêter la machine
En suivant le protocole ci-dessus doivent accomplir quatre choses. Tout d'abord, permettant échauffement adéquat du temps pour le cytomètre de masse produira une chaude, plasma stable nécessaire pour un signal optimal et la formation de l'oxyde minime. Deuxièmement, lavage adéquat du cytomètre de masse avec de l'eau MilliQ et la solution de lavage DVS (figure 9) aidera à réduire les niveaux de métal d'adsorption à la tubulure et d'autres parties de la machine, en aidant à réduire le fond lors de l'acquisition de l'échantillon (figure 8). Il contribuera également à éliminer toutes les cellules qui pourraient se coincer dans la machine et minimisant ainsi le report d'un échantillon à. Troisièmement, alors que la formation d'oxyde ne peut pas être complètement évité, bon réglage du cytomètre de masse (figures 5-7) aidera à optimiser le signal total à la masse M désirée, tout en minimisant arrière-plan à la masse d'oxyde M +16. Comme le montre la figure 10, le réglage incorrect (magenta) augmente significativement la formation d'oxyde àM 16 par rapport à l'échantillon correctement réglé (bleu foncé). Cela a pour effet de diminuer légèrement signal désiré en M, et augmenter considérablement l'interférence de fond indésirable à M +16.
Enfin, le lavage adéquat de l'échantillon dans des tampons et enfin dans de l'eau MilliQ devrait permettre de réduire le signal de fond en métal / anticorps à des niveaux acceptables. Les lavages à l'eau MilliQ et remise en suspension sont essentielles pour maintenir constants les paramètres actuels tout au long de plusieurs heures d'autonomie. Dilution appropriée de l'échantillon dans de l'eau MilliQ doit être déterminée sur la base d'un échantillon quotidien. Cependant, la dilution à ~ 10 6 (départ) les cellules / ml est un bon endroit pour commencer. Sur la base du premier échantillon d'un ensemble, une dilution plus ou moins importante pour les échantillons suivants peuvent être logés. Lavage approprié et adéquat assureront la dilution de fond minimal et la plus grande résolution des cellules, tout en équilibrant le besoin de vitesse (Figure 8).
Figure 10. Effet de la mise au point correcte sur le signal désiré, et la différence dans la formation d'oxyde entre différents métaux lanthanides. Contenant des billes de polystyrène naturel abondance La139, Pr141, Tb159, Tm169 et Lu175 de Sciences DEP ont été exécutés en mode d'acquisition cellule. Des échantillons distincts des perles ont été effectués à l'indiqués Make-up débits de gaz (comparer avec la figure 6). Les données ont été analysées à l'aide FlowJo v9.4.9 pour Mac, y compris les débris de déclenchement de rupture du talon. L'échantillon a été correctement réglé à 0,74 L / min. Cela a eu des intensités de signaux plus élevés que les débits inférieurs, et plus de signal aux masses "M" en métal avec moins de signal "M 16" masses d'oxyde que le signal incorrectement réglé. A. Signal à "M" masse La139 et Tm169. Notez que La139 intensité du signal est affectée par plus de Tm169 Make-up débit de gaz. B. Signal à la masse "M 16" oxydees 155 et 185, correspondant à La139 + O16 O16 et Tm169 + oxydes, respectivement. Il n'ya pas de réelle "Gd155" ou "Re185" présent dans les billes. Le signal d'oxyde dans le "Gd155" canal est particulièrement forte, en raison de La139 être facilement oxydé. Cela représente l'un des niveaux les plus élevés d'oxyde, on peut s'attendre à rencontrer. Graphique C de "M" et "M" 16 intensités de signal en fonction de maquillage débit de gaz. Pleins représentent les icônes de masse "M", alors que les icônes vides représentent la masse "M 16". La couleur des lignes correspondent à la masse respective "M". Notez que La139 et Pr141 sont fortement touchés par les Make-up débit de gaz, même à un point où plus de masse "M 16" oxyde est présent à la masse "M". Cliquez ici pour agrandir la figure .
Pour les dernières décennies, la cytométrie en flux par fluorescence a été une méthode bourreau de travail pour l'analyse de cellules uniques, à la fois en termes d'expression de surface et dans des tests fonctionnels. Cependant, les problèmes de chevauchement spectrales des colorants fluorescents a limité le nombre de marqueurs simultanées. Bien que les expériences qui utilisent plus de 12 marqueurs simultanées ont été signalés, le montant de la compensation nécessaire en fait techniquement difficile.
Au lieu de fluorophores, cytométrie de masse lancée par Sciences DVS utilise des polymères avec des sites chélateurs de métaux comme étiquettes pour les anticorps 1-3. Grâce à la pureté des métaux et la résolution en masse de l'ICP-MS, il n'y a effectivement pas de "chevauchement spectral». Comme la plupart des éléments utilisés ne sont pas biologiquement pertinente, il ya aussi peu de fond de causer "autofluoresence." Ces faits permettent l'utilisation de plus de 30 marqueurs simultanément au sein d'une seule expérience. 6,7 Il ya aussi une plus grande dymique plage du signal en ICP-MS que dans une expérience typique de fluorescence.
Cependant, la cytométrie de masse a ses limites. Il s'agit d'une technique destructrice: les cellules ne peuvent pas être récupérés pour le tri et l'expérimentation plus loin. Le cytomètre de masse a une exigence stricte pour la présence de métaux: si un métal n'est pas présent, une cellule ne sera pas détectée. C'est la raison principale de l'utilisation des intercalants d'ADN chélateurs de métaux pour assurer correctes pour cent-de-mères statistiques, comme toutes les cellules sera détecté indépendamment du fait que les sondes anticorps se lient tout. 3,6-7 Enfin, l'efficacité actuelle de transmission de cellule de la machine est d'environ 25%, par rapport à un rendement de> 90% pour un cytomètre de flux fluorescente. Par conséquent, un plus grand nombre de cellules de départ est souvent nécessaire, en particulier pour les populations de cellules rares. Cependant, ce qui est généralement compensé par le fait que la masse d'un échantillon unique cytomètre remplace souvent plusieurs échantillons fluorescents. Enfin, la cellule maximale acquisition taux est beaucoup plus lent que la norme cytomètres fluorescentes à environ 1000 cellules / sec; taux optimal est souvent la moitié. Par conséquent, chaque échantillon prend plus de temps pour s'exécuter.
Plusieurs articles ont été publiés récemment sur la coloration de divers types d'échantillons de cellules. 3,5-7 Le but de cet article est de fournir des informations sur l'utilisation appropriée d'un cytomètre de masse CyTOF TM pour les échantillons en cours d'exécution. Entretien du nébuliseur par rinçage avec et le stockage dans Citranox 5% sera réduit au minimum l'accumulation de débris cellulaires et les métaux, réduisant ainsi la probabilité de sabots. L'entretien de la machine pour un rendement optimal est en deux parties. Tout d'abord, le bon réglage (courant, gaz d'appoint) de la machine sur au moins une base quotidienne contribue à assurer une mesure correcte. Deuxièmement, lavage adéquat à l'eau MilliQ entre chaque échantillon et avec la solution de lavage à la fin du court pour enlever bâties débris organiques et inorganiques aidera à minimiser fond en général et le reportentre les échantillons. Enfin, la qualité de la préparation des échantillons a un grand impact sur la qualité de l'acquisition de données. Multiples lavages en tampon et enfin dans de l'eau MilliQ aider à éliminer tout métal-fond de intercalants ou contraignants anticorps non spécifique. Dilution appropriée de l'échantillon cellulaire aidera à équilibrer résolution optimale entre les événements cellulaires tout en minimisant les temps d'exécution total par échantillon. Dilution appropriée permet également de minimiser le risque de causer une obstruction dans le nébuliseur.
Dépannage des problèmes courants
1. La machine ne dépasse pas le «RFG Préparer" étape lors du démarrage
Sous l'onglet Cage carte de l'Instrument Set-up, appuyez sur "Reset" dans RFG. Essayez de démarrer la machine. Si cela ne résout pas le problème, fermez le logiciel, ouvrez à nouveau, appuyez sur "Reset" à nouveau, et essayer de démarrer. Si cela ne résout toujours pas le problème, vérifiez l'interrupteur du générateur RFG disjoncteur sur le coin arrière gauche de la machine. Si déclenché,repositionner sur "On", cliquez sur "Reset", et essayez de démarrer. Si cela ne résout toujours pas le problème, contactez DVS.
2. La machine s'arrête pendant l'exécution de
Cela peut également se produire en raison de grosses gouttes qui commencent àse forment lorsque le nébuliseur commence à se boucher. Si cette erreur se reproduit, supprimez le nébuliseur pour le nettoyage, insérez un nébuliseur propre et redémarrez-le.
Beaucoup moins souvent, le tube échantillon mince entre la boucle d'échantillonnage et le nébuliseur peut se boucher. Ce peut être diagnostiquée par anormalement faible débit de liquide lorsque le tube est retiré du nébuliseur. Si c'est le cas, retirez le tuyau et les raccords affectée à reconstruire avec des tubes fraîche, et remplacez-le par un nébuliseur nouveaux raccords et tubes en kit.
3. Pas de traces d'isotopes (ou événements cellulaires) visible lors de l'acquisition échantillon de cellules (Figure 8), ou en regardant la fenêtre de l'onglet Masse de calibrage (figures 3, 4, 9)
Questions 3c et 3d peut également être vérifié en exécutant un échantillon des perles Eu contenant de calibrage de polystyrène. Ils sont fournis à environ 1 million / mL (vortex bien avant de tirer l'échantillon!). Par conséquent, le remplissage de la boucle 450 uL d'échantillon donnerait apron 450.000 perles. L'efficacité CyTOF TM transmission cellulaire est dépendante de la machine, mais environ 15-30%. Par conséquent, les événements 67,500-135,000 perles qu'on attendrait de cette injection. Numéros ci-dessous qui sont compatibles avec une obstruction dans le tuyau ou d'un nébuliseur.
La cellule / efficacité de la transmission perle est quelque chose à tester de temps en temps, de noter les tendances à long terme.
Les auteurs travaillent tous les deux au Centre de surveillance immunitaire humain, un centre de service à l'Université de Stanford qui perçoit des redevances d'utilisation uniquement pour recouvrer le coût des analyses, y compris la cytométrie de masse.
Nous tenons à remercier le Dr Evan Newell et le Dr Sean Bendall des commentaires. Nous tenons également à remercier Sciences DEP et le Dr Sean Bendall pour un échantillon de billes de polystyrène multi-lanthanide contenant. Nous sommes reconnaissants pour le financement du NIH subvention de 2 U19 AI057229.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nom du réactif | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
CyTOF TM masse cytomètre | Sciences DVS | ||
Solution de lavage | Sciences DVS | 201071 | 0,05% d'acide fluorhydrique dans de l'eau |
Tuning solution | Sciences DVS | 201072 | 0,5 ppm La, Cs, Tb, Tm, Ir, trace d'acide nitrique |
Des billes de polystyrène contenant de l'UE | Sciences DVS | 201073 | Contient naturelle de l'abondance des isotopes de l'UE; perles fournis à environ 1 million / ml |
Multi-lanthanide contenant (La / Pr / Tb / Tm / Lu) - billes de polystyrène | Sciences DVS | Pas encore disponible dans le commerce | Contient naturelle de l'abondance des isotopes de lanthanides cotées |
L'acide nitrique (concentré) | Fisher Scientific | A467-500 | Optima oligo-métal pur ICP-MS de qualité |
Polystyrène à fond rond tube avec crépine cellule-cap-5mL | BD | 352235 | utilisé pour filtrer des échantillons de cellules avant l'injection |
Norm-Ject tuberkulin seringue de 1 ml | Henke Sass Loup | 4010-200V0 | sans silicone, sans latex |
Norm-Ject seringue 3 ml | Henke Sass Loup | 4010.000V0 | sans silicone, sans latex |
De l'eau MilliQ | Eau de 18 MQ pur; ne doivent pas être stockés dans bouteilles en verre ou en plastique qui ont été lavés avec un détergent commercial (en raison de leurs niveaux élevés de présence de baryum). | ||
Citranox | Sigma-Aldrich | Z273236 | détergent acide |
Gaz argon | Praxair | AR 5.0UH-T | 99,999% ultra haute pureté |
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