유세포 분석이란?

유세포 분석은 레이저를 사용하여 다양한 유형의 세포 및 기타 생물학적 입자를 세거나 분류하는 실험장비입니다. 의사에게 혈구 수치 검사를 받을 때도 유세포 분석이 활용됩니다. 유세포 분석은 연구, 제약 및 축산업에서도 활용됩니다.

유세포 분석의 작동 방식

유세포 분석은 광학적으로 측정할 수 있는 속성에 따라 세포, 정자 및 기타 작은 바이오 개체를 비파괴적으로 분석, 계수 및/또는 분류할 때 널리 사용되는 방법입니다. 주로 '유체역학적 포커싱'이라는 흐름 방법을 사용하여 흐름 셀을 통해 세포가 단일 파일을 강제로 전달하도록 하는 작업도 포함됩니다. 

그 다음에 세포는 이른바 상호 작용 영역에서 일련의 하나 이상의 집중적인 레이저 빔에 의해 조사됩니다. (아래 그림을 참조하십시오.) 그 결과로 생기는 산란 및 (스토크스 이동) 형광을 광학 장치로 수집하고 필터로 이산 파장 대역으로 분리합니다. 그 다음에 광검출기로 각 대역의 빛의 양을 측정합니다. 

유세포 분석을 통한 세포 수 측정 방법

연구 및 임상 실험실에서의 혈액 세포 분석 분야에서, 세포는 먼저 여러 형광 라벨(형광 색소)로 처리됩니다. 형광 라벨은 세포 외부의 특정 항원(일반적으로 단백질)에만 달라붙도록 항체 생화학을 사용하여 조작됩니다. 일부 분야에서 DNA와 같은 세포 내 함유물에 어떤 식으로든 형광 라벨을 지정할 수 있습니다. 

라벨이 지정된 각 세포가 상호 작용 영역을 통과할 때, 일반적으로 다변량 모수 분석을 사용하는 여러 다른 모수의 함수로 모집단을 계수할 때 파장 대역의 상대적 강도 분석을 적용할 수 있습니다. 또한, 주요 각도(전방 각도 산란 및 측면 각도 산란)에서 산란광을 측정하여 세포의 모양을 확인할 수 있습니다.

Multi-parameter Flow Cytometry 

'다중 매개변수 유세포 분석은 수십 개의 여러 다른 세포 매개변수를 분석할 수 있는 계수 분석 기기 및 프로토콜을 의미합니다. 이를 위해서는 다중 레이저 파장을 사용해야 합니다. 

기존 유세포 분석기에서는 일반적으로 동일한 4가지 레이저 파장을 사용합니다. 즉 405nm, 488nm, 640nm, 561nm(선택 사항)입니다. 한편, 더 복잡한 다중 모수 기기 중 일부에서는 최대 10개의 다른 레이저를 사용할 수 있습니다. 이러한 기기는 가시 스펙트럼을 넘어서는 기기 대역폭을 확장하기 위해 하나 이상의 자외선 파장을 포함하므로 모수의 총 수가 증가합니다. 이러한 기기들 중 일부에는 또한 100개 이상의 개별 광검출기가 통합되어 있을 수도 있습니다.

Multi-wavelength Laser Engines

기존 기기 및 다중 매개변수 유세포 분석기 제조업체에서는 몇 가지 레이저, 포커싱 광학 장치 및 제어 전자 장치를 소형 밀봉 패키지에 통합하는 다중 파장 레이저 엔진을 점점 더 많이 사용하고 있습니다. 이로써 기기를 조립하고 정렬하는 작업이 간소화되고 기기의 신뢰성이 높아지고 정비 간 시간이 늘어나게 됩니다.

Fluorescence Activated Cell Sorters (FACS)

종양학, 면역학 및 신약 개발과 같은 일부 연구 분야에서는 세포 분류 시 유세포 분석을 활용할 수 있습니다. 즉, 세포의 표적 유형을 선별적으로 수집하고 나머지는 모두 폐기합니다. 형광활성화 세포선택장치(FACS)에서, 유세포는 노즐에서 작은 정전하를 포착하는 아주 작은 액적에 세포가 개별적으로 유지되도록 하는 상호 작용 영역에 앞서서 노즐을 통과합니다. 그러면 정전기 플레이트 전극이 활성화되어 기기의 컴퓨터에 의해 등록된 세포 유형에 따라 하전된 액적을 수집 튜브로 편향시키는 필드를 생성합니다.

유세포 분석 분류는 축산 및 어류 양식에도 적용됩니다. 축산에서 소의 정자는 성별로 선별됩니다. 즉, 젖소는 암컷이 되는 정자가, 육우는 수컷이 되는 정자가 선호됩니다. 이때 "부적절한" 성별의 정자는 또 다른 레이저 빔에 의해 제거됩니다. 유전자 변형 어류 양식 시, 불임 성체만 키울 수 있도록 난자를 분류함으로써 토종 어류 유전자 풀을 오염시키는 탈출 어류의 위험을 없앨 수 있습니다.  
 

유세포 분석: 세포 테스트 간소화 

유세포 분석은 일반 혈액 검사, 세포 연구 및 축산업 분야에서 매일 사용됩니다. 유세포 분석 레이저와 형광 사용은 의사와 과학자들의 세포 분석 방식을 혁명적으로 변화시켰습니다. 유세포 분석 이전의 과학자와 의사는 현미경으로 다양한 화학 테스트 프로세스를 진행했습니다. 세포 수 계산은 보통 수동으로 진행되는 지루하고 시간이 오래 걸리며 오류 발생 가능성이 높은 프로세스입니다. 유세포 분석은 세포 테스트를 간소화하여 의사와 과학자가 더 짧은 시간에 더 많은 테스트를 실행하고 더 많은 데이터를 수집할 수 있도록 해줍니다.