소개글
"유세포분석기"에 대한 내용입니다.
목차
1. 유세포분석기(Flow Cytometry, FCM)의 원리
1.1. 배경
1.2. 측정대상
1.3. 유세포분석기의 구성
1.3.1. 유체공학(fluidics) 시스템
1.3.2. 광학(optics) 시스템
1.3.3. 전자공학(electronics) 시스템
1.4. 데이터 수집
1.4.1. Compensation
1.4.2. Gating
2. 유세포분석법의 임상응용
2.1. 림프구아형검사
2.2. 조혈모세포수 측정
2.3. 면역표현형검사
2.4. 혈소판/호중구 항체검사 및 HLA 교차시험
3. 유세포분석기의 기본적인 적용
3.1. 세포 유형 분석(immunotyping)
3.2. 세포자멸사(apoptosis) 분석
3.3. 세포 증식(cell proliferation) 분석
3.4. 세포 내 DNA량 분석
3.5. 트랜스펙션 효율 분석
4. Flow Cytometry의 원리와 적용
5. 면역세포 표면 분자 발현 조사(유세포 분석)
5.1. Purpose
5.2. Material
5.3. Method
5.4. Results
5.5. Discussion
6. 참고 문헌
본문내용
1. 유세포분석기(Flow Cytometry, FCM)의 원리
1.1. 배경
Laser를 이용하여 개별 세포 수준에서 형광을 분석하려면 크게 두 가지 방법이 있다. 첫 번째는 유세포분석법(Flow Cytometry, FCM)으로, 단일 세포 부유액을 고정된 laser beam 속으로 흘려보내며 세포를 측정하는 방식이다. 두 번째는 image static cytometry로, 슬라이드에 고정된 세포를 laser로 스캔하여 측정하는 방식이다. 유세포분석법은 세포 부유액을 형광염색한 후 하나씩 흘러가게 하면서 레이저 광선을 가해 분석한다. 이 때 세포에 의해 산란되는 빛의 방향 및 형광 발현을 측정하여 세포의 물리화학적 특성을 파악한다. 이를 통해 세포 간 차이를 구분하고 원하는 세포만을 분리할 수 있다는 장점이 있다. 이처럼 유세포분석법은 단일 세포 수준에서의 정밀한 분석이 가능한 기술이라고 할 수 있다.
1.2. 측정대상
유세포분석기(Flow Cytometry, FCM)의 측정대상은 세포, 바이러스 입자, DNA 분절, 세균, latex beads 등 매우 다양한 대상이 가능하다. 특히 세포의 경우 세포 표면, 세포내 항원, 핵 성분 등이 측정 가능하다. 입자(particle)는 흐름 속에서 이동하는 모든 물체를 의미하며, 이벤트(event)는 장비가 인지한 한 개의 입자를 뜻한다. 따라서 유세포분석기를 통해 측정되는 주요 파라미터는 산란광과 형광이다. 산란광의 경우 전방산란(forward scatter, FSC)은 세포의 크기에 비례하고, 측방산란(side scatter, SSC)은 세포 내부의 복잡성(핵의 모양, 세포질, 세포막의 거침 정도 등)을 반영한다. 이를 통해 시료 내 다양한 세포군을 구분할 수 있다. 한편 형광은 세포에 결합된 형광물질의 발현을 측정하여 세포의 특성을 분석하는데 사용된다.
1.3. 유세포분석기의 구성
1.3.1. 유체공학(fluidics) 시스템
유체공학(fluidics) 시스템은 유세포분석기의 핵심 구성요소 중 하나로, 시료의 세포들이 한줄로 서서 급류를 따라 나가면서 하나씩 레이저 광선을 지나게 하여 세포의 광학적 특성을 측정하는 역할을 한다. 이를 위해 유세포분석기에서는 hydrodynamic focusing 방법을 사용한다. 시료의 세포들이 한줄로 정렬되어 흘러가도록 하는 것이다. 이를 통해 각 세포가 순차적으로 레이저 광원에 통과하게 되어 세포의 크기, 복잡도, 형광 등의 정보를 얻을 수 있다. 즉, 유체공학 시스템은 세포 부유액을 일정하게 정렬된 상태로 유지하여 레이저 광원과 정확하게 세포를 통과시킴으로써 고도의 정밀한 세포 분석을 가능하게 해주는 핵심적인 기능을 수행한다고 볼 수 있다.
1.3.2. 광학(optics) 시스템
광학(optics) 시스템은 유세포분석기에서 중요한 역할을 한다. 형광스펙트럼이 다른 형광물질이 동시에 사용되는 경우, 이들에서 배출되는 빛 사이에 스펙트럼의 중첩 때문에 생기는 형광 시그널의 특이성 감소를 방지하기 위해 광학 필터와 다이크로익 미러(dichroic mirror)가 사용된다. 이를 통해 형광의 중첩을 방지할 수 있다. 또한 검출된 광학적 시그널은 charge-coupled device(CCD)나 complementary metal-oxide-semiconductor(CMOS) 검출기에 의해 컴퓨터로 처리할 수 있는 전자 시그널로 전환된다. 이러한 광학 시스템을 통해 유세포분석기는 단일 세포 수준에서 형광을 분석할 수 있다.
1.3.3. 전자공학(electronics) 시스템
전자공학(electronics) 시스템은 유세포분석기의 핵심 구성 요소 중 하나이다. 검출된 광학적 시그널은 charge-coupled device(CCD)나 complementary metal-oxide-semiconductor(CMOS) 검출기에 의해 컴퓨터로 처리할 수 있는 전자 시그널로 전환된다. 이를 통해 유체역학적으로 집중된 유체의 흐름 속에서 개별 세포나 입자가 레이저 광선을 통과할 때 발생하는 빛 산란과 형광 신호를 측정할 수 있다. 이렇게 변환된 전자 신호는 분석 소프트웨어를 통해 세포의 크기, 복잡성, 형광 발현 등의 특성을 파악할 수 있게 된다. 따라서 전자공학 시스템은 유세포분석기의 핵심적인 기능을 담당하여 빠르고 정확한 측정을 가능하게 해주는 중요한 부분이라고 할 수 있다."
1.4. 데이터 수집
1.4.1. Compensation
Compensation은 다형광 유세포 분석 데이터에서 스펙트럼이 겹치는 부분의 시그널을 수학적으로 제거하여 보정하는 과정이다. 다색 유세포 분석에서는 여러 개의 형광 파라미터를 동시에 측정하게 된다. 이때 각각의 형광 파라미터는 고유의 형광 스펙트럼을 가지고 있어 서로 중첩될 수 있다. 이로 인해 한 채널에서 측정되는 형광 강도에는 다른 채널의 형광 신호가 영향을 줄 수 있다. Compensation은 이러한 채널 간 간섭을 수학적인 방법으로 제거하여 각 형광 신호를 정확히 분리하는 과정이다. 이를 통해 세포의 표현형을 정확히 분석할 수 있게 된다. 즉, Compensation은 다채널 유세포 분석에서 필수적인 데이터 처리 과정이라고 할 수 있다.
1.4.2. Gating
Gating은 밀도 분포(Density plot)에 표시된 세포 모집단(population)에서 공통적인 특성을 가진 세포 소집단(subpopulation)을 추출하는 과정이다. 유세포분석법에서 Gating 과정을 통해 특정 세포집단의 특성을 분석할 수 있다.
데...
참고 자료
Adan, A., Alizada, G., Kiraz, Y., Baran, Y., and Nalbant, A. 2017. Flow cytometry: basic principles and applications. Crit. Rev. Biotechnol. 37, 163-176. doi: 10.3109/07388551.2015.1128876.
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『제5판 진단검사의학 Laboratory Medicine』, 대한진단검사의학회, 범문에듀케이션, pp.73-79, 211-212
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https://labmusiclm.tistory.com/27
임상병리검사과학회지 제 28권 제 1호 1996<유세포 분석기의 원리 및 임상적 이용>, 전남대학교 해부병리과, 서동환 외 2인
고려대 의과학 연구지원센터 https://medicine.korea.ac.kr/web/msrc/guro_equip
Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Flow_cytometry (영문 번역)
생명과학대사전, 강영희, 2008 아카데미서적
Naver Café : Café.naver.com/yaksonworld
Naver Blog : Blog.naver.com/Kangd00
Wikipedia : CD14, 항원항체반응
Bric : Bric.Postech.ac.kr
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