PI 细胞周期:70%乙醇固定、RNase染色和单细胞门

固定Invitrogen FxCycle F10797体系,每份约100万细胞用500µL即用PI/RNase液,区分DNA倍量与真正周期变化。

01本篇适用条件

本例适用ATCC HeLa CCL-2单细胞悬液,常规培养EMEM+10%FBS、37°C/5%CO₂。染料为Invitrogen FxCycle PI/RNase Staining Solution F10797即用液。HeLa为非整倍体肿瘤细胞,主峰按相对2N/4N DNA含量解释,不能据峰位置直接声称染色体正常。仅DNA总量不能区分G0与G1、G2与M。

02实验原理

乙醇使细胞固定并通透,RNase减少RNA对PI信号的贡献;PI强度用于DNA含量分布。最常见错误是细胞团导致假4N,以及用对数显示拟合周期。保留双联体排除门、线性DNA信号和原始FCS,样本间细胞数与染色条件保持一致。

03安全与适用范围

HeLa按BSL-2管理,固定前保持相应防护;乙醇易燃,不靠近火源。PI为潜在致突变染料,含PI废液按指定化学/生物废物处理,不能因已固定就倒入下水。

04材料与仪器

HeLa每管约1×10⁶细胞;冷PBS、无水乙醇、F10797原液、15mL管和流式管;−20°C储存条件;离心机、可用488nm激发和PI通道的流式仪;未处理参照和未染固定对照。

05配液与用量

体系配法结果
单份固定细胞在PBS300µL中重悬,边混匀边滴加预冷无水乙醇700µL总1mL,70%v/v乙醇
固定后洗涤PBS1mL/次,共2次去掉乙醇,不留明显上清
染色约1×10⁶固定细胞沉淀加F10797 500µL即用液,不额外加入另一套PI或RNase
3样本用量500µL×3,另留10%余量至少1.65mL F10797

若使用95%乙醇,不能700µL+300µL仍称70%;本例限定无水乙醇。不要以70%乙醇700µL再加PBS300µL,那样最终只有49%。

06时间安排

时间操作
0–30分钟合并收集漂浮与贴壁细胞,计数与洗涤
随后至少2小时70%乙醇−20°C固定;过夜时各样本一致
次阶段约15分钟PBS洗2次、除团块
30分钟室温避光PI/RNase染色,随后不洗直接测

07开始前的准备

各样本从相同起始密度和传代范围开始,处理时间固定。准备一份健康未处理细胞作主峰参考;仪器当天质控合格。70%乙醇−20°C至少2小时是本页固定教学设置,F10797说明允许适当固定方法,其示例采用70%乙醇。

08逐步操作

  1. 拍照记录状态,合并培养上清与温和解离的细胞,不丢弃处理后漂浮细胞。
  2. 取样计数,每组取约1×10⁶细胞,室温200×g离心5分钟;该收集条件为待本室验证设置。
  3. 以1mL PBS重悬,重复200×g5分钟洗一次,尽量除去血清与消化液。
  4. 弃上清,用300µL冷PBS将沉淀完全吹散,肉眼不应见大团块。
  5. 一边轻柔连续混匀,一边缓慢滴加700µL−20°C无水乙醇,最终70%;不能把细胞沉淀直接泡入乙醇形成硬团。
  6. 在−20°C固定至少2小时;若统一过夜,记录所有样本实际起止,不随意混用不同固定时长。
  7. 固定后以500×g室温离心5分钟回收细胞,缓慢吸去乙醇上清。以1mL PBS重悬并同条件离心,再按相同方法洗1次,共完成2次PBS洗涤。
  8. 检查是否有细胞团,轻柔吹散;仍有明显团块时可经相容40µm滤网处理,记录过滤及回收损失,不用高强度涡旋打碎核。
  9. 弃洗液,给每管加入500µL F10797,轻混,室温避光30分钟;落在厂家15–30分钟窗口内。
  10. 染后不洗、不再加乙醇;用488nm激发和合适PI通道(如585/42或仪器等效配置)采集,DNA参数使用线性尺度。
    DNA结合PI的激发与发射完整光谱

    原图保留DNA结合PI的两条光谱和波长轴,原文近似激发/发射峰为535/617 nm。峰值与流式488 nm激光可用性是不同概念;本篇仍按本机PI通道与线性DNA参数设置,不能只依据峰位复制滤光片。

    Invitrogen,PI/RNase DNA染色技术手册,Figure 1,物理PDF第2页来源机构版权;公开技术资料完整图摘录,未声明开放许可;仅去除非数据目录编号点击图片查看原图 ↗
  11. 先排除明显碎片,再用PI面积与宽度/高度排除双联体,保持各组一致,低流速采集至少2万个合格单细胞事件。
  12. 用同一模型拟合G0/G1、S、G2/M,查看拟合残差和主峰CV,并保留sub-G1与异常多峰记录;多峰不清时不能硬套出精确百分比。未达到事件目标或主峰受损的管保留失败记录,不只导出软件给出的百分比表。

09结果判断与质控

正常数据应有可识别主峰和约双DNA含量峰,中间分布对应S期。例:G0/G1 55%、S 30%、G2/M 15%,总和100%;双联体未去净时G2/M可能假升高。sub-G1可提示低DNA事件,但不能单独等同凋亡比例,需结合Annexin或其他终点。

PI染色的DNA含量直方图,含G0/G1和G2/M峰及中间S期

横轴为PI荧光,纵轴为事件数;两个主峰之间是S期分布。原图来自Jurkat细胞,不是本篇HeLa数据;使用线性DNA信号并先排除双细胞,不能据这张图给HeLa指定2N峰位置。来源为Invitrogen技术手册,非商业推广。

FxCycle PI/RNase Staining Solution,Figure 2;物理 PDF 第4页厂商版权;公开技术手册局部摘录,非商业推广;未声明开放许可查看技术来源 ↗点击图片查看原图 ↗

10实验记录模板

样本/代次收集细胞数PBS/乙醇体积固定温度/起止染色批号/分钟单细胞事件/门文件周期比例/主峰CV/拟合备注
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11常见问题与排错

主峰宽:查团块、细胞数不一致、残留乙醇和仪器流速。假4N高:检查双联体门而非直接宣布G2阻滞。所有样本信号弱:核对是否误稀释即用液、PI探测器和增益,不能仅靠提高电压使图形相似。

12参考资料

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做完最后一步,再核对原始记录。填写实际用量、起止时间与观察结果;遇到异常,先记录,再查看排错说明。