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2017-10-08 22:20
很简单的啊。
流式细胞仪数据分析 5.1 数据采集及显示 光信号转换成电压脉冲后,再通过模数转换器转换成为计算机能够储存处理的数字信号。 流式细胞仪的数据以FSC标准格式存储,该标准由“分析细胞学协会”制定。 根据FSC标准,数据存储格式应包括三个文件:样本获取文件,数据设置文件和数据分析结果。 4参数(FSC,SSC,FITC和PE)的单细胞分析会生成8位数据。当单个样品累计收集到10000个细胞时,FCS数据文件为80kB. 数据采集存储完毕后,细胞亚群可以几种不同格式显示。单参数如FSC或FITC(FL1)可使用直方图,横轴表示荧光通道。纵轴表示在该通道内收集到的细胞数量(如图5-1)。处在同一通道的每一细胞均符合该通道的信号值,而且具有相同的信号密度。通道右侧信号的荧光强度明显高于左侧,越靠右侧荧光亮度越强。 图5-1 流式数据分析图 双参数可在二维散点图中同时显示,X轴显示通道1(FL1),Y轴显示通道2(FL2)。3维图通过X,Y,Z三个轴分别显示每个通道的细胞量(如图5-1)。 习题:数据采集及显示 1 在直方图中横轴和纵轴分别表示 . 2 二维点图用于显示 参数。 3 在CellQuest软件中3维图中Z轴代表 . 5.2 设门 通过设门的方法可以定义细胞亚群的区域。如:血样本是混合细胞群,如果想单独分析淋巴球细胞,可根据FSC或细胞大小,在FSC,SSC的散点图中设门,其数据结果只反映淋巴细胞亚群的荧光特性。 图5-2 全血样本中淋巴细胞亚群的数据分析图 习题:设门 1 设门的方法通常用于分析样本内的指定细胞。(对 错) 5.3 细胞亚群的数据分析 数据分析包括从点图中的list-mode文件中显示数据,然后统计点图中的细胞分布情况。如前所述,分别有几种形式的点图用于显示数据,而且可通过设门的方法区分指定的细胞亚群。 如图5-3所示,在淋巴细胞亚群周围设门,以单独分析或分选该亚群细胞。 图5-3 选定淋巴细胞亚群设门 门内细胞的数据结果可在随后的图中显示。在下面的实例中,我们将详尽阐述细胞亚群百分含量的不同分析方法。 我们可以通过单参数直方图,二维点图和三维图来分析结果。单参数直方图可定位边界,二维点图可设置象限标志。如果需要,还可以建立数据统计表以输出结果。 直方图可直观单个参数的细胞数量。阴性对照用于决定直方图中单参数的左右边界(见图5-4)。左图中M1为阴性对照峰。右图中M2为CD3 FITC阳性峰。 图5-4 阴性对照峰M1(NORM001)和CD3 FITC阳性峰M2(NORM002) 图5-5的统计结果表明,整个事件共记录了6000个细胞,门内淋巴细胞2891个。其中M1(阴性)细胞619个,M2(CD3阳性)细胞2272个细胞。淋巴细胞亚群CD3阳性百分含量的统计结果为:M2:2272/2891=78.59%. 图5-5 直方图统计结果 二维点图以双参数显示结果,每个点表示一个或多个细胞。图5-6为阴性对照图,用于设定阴性对照边界,全图划分为四个象限,以区分阴性细胞、单阳性细胞以及双阳性细胞。左下象限(LL)为双阴性细胞,左上象限(UL)为Y轴阳性细胞(CD19 PE),左下象限(LR)为X轴阳性细胞(CD3 FITC),右上象限(UR)为双阳性细胞(CD19+/CD3+)。 图5-6 阴性对照组(NORM001)和CD3 FITC/CD19 PE双染样本(NORM002) 如图5-7所示,淋巴细胞亚群双阳性细胞(CD19+/CD3+)的百分含量为:296/2839=10.43%. 图5-7 散点图统计结果 另一个分析方法是划定区域,也就是设门。我们可以用不同形状的绘图工具定义所选区域(如图5-8所示);然后统计该区域内指定细胞亚群的百分含量。在图5-9中,R4门内为CD4阳性,CD3阴性的淋巴细胞亚群,其结果为:40/2866=1.40%. 图5-8 CD3 FITC/CD4 PE 双染样本分析图 图5-9 CD3 FITC/CD4 PE 双染样本数据统计结果 这种方法在分析不同的供体细胞时存在一个缺陷,因为如果事先定义好细胞亚群的区域或边界,在随后的文件中,下一个样本的细胞亚群位置会发生变化,这就需要操作者重新调整区域或边界位置。 为避免这种情况的发生,我们采用一种称为集群分析(cluster analysis)的新方法。BD公司的MultiSETTM 和AttractorsTM软件就属于集群分析软件。该软件的特点是会随着整个细胞亚群的移动而移动,自动变换区域或边界到相应的细胞亚群位置(见图5-10)。 图5-10 使用Attractors分析软件时二维点图的前后变化对比 5.4 流式细胞仪的其它应用以及数据分析 这些分析方法通常适用于计算离散细胞群的百分含量,对于分析单克隆细胞株分子是否呈阳性并不适用。因为单克隆细胞株是单个细胞群,在大多数情况下,既不是100%阴性,也不是100%阳性,所以我们通过几何均值法和中位法统计细胞荧光密度和阳性率。如果样本的统计结果远远大于阴性对照组,那么我们认为其结果是阳性的,两者间的差异越大,说明细胞的表达越高,阳性率越高。 如图5-11所示,左图为单细胞群的散射光信号,右图为阴性对照组和两种不同抗体染色样本的峰叠加图。每个峰的几何均值分别为2,5和20(从左至右)。 图5-11 单细胞株分析图 除检测阳性率,几何均值法和中位法还用于分子(接合子)定量分析。 QuantiCALCTM软件就是使用中值法计算每个细胞的抗体结合位点数。如图5-12所示,Y轴上的圆圈代表从标准曲线获取的信息,用于计算每个细胞的接合点位数。 图5-12 使用QuantiCALC软件计算每个细胞的抗体结合位点数 我们使用ModFit LTTM软件进行DNA定量分析。因为DNA峰(G0/G1期,S期和G2M期)不是离散的,所以我们对曲线以下的面积进行积分,以得到每个细胞亚群的百分含量结果。 图5-13 细胞周期的DNA直方图 习题:数据分析 1二维点图和一维直方图的作用分别是什么? 2 见图5-4和图5-5,CD3阴性和阳性的百分含量分别是多少。 3 LL象限代表双阳性细胞亚群。(对 错) 4 见图5-6和图5-7,淋巴细胞(CD3+/CD19-)的百分含量是多少。 5 只能使用矩形设定细胞区域范围。(对 错) 6 使用区域设定法分析样本有哪些不足。 7 避免细胞亚群移动的分析方法是什么。 8 在定量分析中我们使用哪些分析方法检测阳性率。 5.5 CellQuest和CellQuest Pro软件使用 CellQuest和CellQuest Pro软件是目前运用最为广泛的流式细胞仪采集及分析软件。它运行于苹果电脑上,优质的矢量图显示使得操作界面特别优美。现最新的微软公司的Vista软件也是仿苹果操作系统界面的,可想而知在使用CellQuest和CellQuest Pro时的强大功能及视觉质感。CellQuest和CellQuest Pro软件主安装在BD FACSCalibur型流式细胞仪上。 1.软件数据流程 在CellQuest和CellQuest Pro软件的数据流分为二个部分:方案和数据包。方案是指用户可以建立采集或分析所需的直方图或散点图、设门并定义门与门、门与图之间的逻辑关系。可以使用方案进行数据采集或分析以往已有的数据。每个采集方案分析样本后会生成数据包,该数据包中包括了样本中每个颗粒在各个检测参数上的数值,格式为FCS2.0或FCS3.0. 数据包必须由方案文件打开,无法单独显示,或者可由第三方软件进行分析,如WinMDI. 2.软件与仪器的连接 流式细胞仪需要加电开启后会向计算机发出信息,所以如要进行实验需要先开启流式细胞仪,然后再开启计算机。 1、\x09先开仪器后开计算机,以确保仪器和计算机之间的正常通讯。 2、\x09在苹果菜单下点击CellQuest和CellQuest Pro软件。 3、\x09从Aquire菜单下选择connet to cytometer. 3.方案与数据之间的关系 CellQuest和CellQuest Pro软件的方案与数据相互独立保存,数据包可以由任一方案文件进行分析,分析后不改变数据包中的任何数据。CellQuest和CellQuest Pro软件中方案内的直方图或散点图有三种状态:Acquire,Analysis和Acquire-Analysis. 当图的属性为Acquire时,此图只限于采集下用,即只当进行检测时它才能显示颗粒; 当图的属性为Analysis时,此图只限于分析已保存的数据包,它不能用于采集数据。 当图的属性为Acquire-Analysis时,此图即可用于采集数据也可用于分析已有数据。 所以方便起见,我们一般将方案中的直方图或散点图全部设为Acquire-Analysis属性。 CellQuest Pro CellQuest 4.方案的建立 A选择实验参数 默认情况下,FACSCalibur流式细胞仪开机后只打开一根激光器,及五个参数供选择使用:FS、SS、FL1、FL2、FL3.当我们要使用第二根激光器及FL4通道时需要勾选FL4的选项,仪器自动打开633nm激光器。 B,建立散点图或直方图,命名坐标 CellQuest Pro软件主要工作界面,软件类似于Office word的工作面,可在A4大小的页面上进行编辑建立各种直方图或散点图。 在CellQuest软件下,需在选择Plot菜单,选择Format来打开图的属性对话框,其中包括了关于该图所有选项。 建立好直方图或散点图后,我们需要对所选的参数进行命名,如不修改软件自动命名为FS、SS、FL1、FL2、FL3和FL4. 在菜单上选择Acquire栏目,选择Parameter Description,可出现关于文件存储和参数命名的对话框。在这个对话框中用P字母来代表每个参数,并在此对每个采集参数进行命名,FL1为CD3FITC,FL2为CD4PE…… C,设门并建立门与图之间的关系 R与G的关系 R是Region的首个字母,Region一般是指一个闭合形的区域,如矩形区、自由区和圆形区。区域与区域之间可以进行逻辑运算,如AND、OR、NOT等关系。当区域进行运算时软件引进了算术公式的管理概念: Gate实际了个代数式,简称G,其运算式默认如下: G1 = R1,或G2=R2 当我们要进行逻辑运算时,可变更为G1=R1 AND R2.此时G1就成了一个算术结果了。 G1=R1 AND R2 G2=R1 NOT R2 G3=R1 OR R2 Region List管理门,可以重命名或删除门。Gate List是对门进行逻辑运算和标识颜色的工具。 建立门与图之间的关系 打开要编辑的直方图或散点图的属性对话框,选择Gate选项,选择门即可。 D,显示统计参数 5.仪器的操作 当计算机与流式细胞仪联机后便会出现以下采集控制框: 在有关仪器操作所有控制选项框都在Cytometer下拉菜单下,同时按住“苹果”键及1、2、3、4便可调取所有控制框: 6.文件的保存及调用 实验或分析过程中所建的方案可以保存下来,通File下拉菜单可以保存这些方案文件: 如要打开这些分析方案只需双建方案图标即可;方案可以分析以往的数据包(前提是方案中的直方图或散点图都已定义成Acquire-Analysis属性),有两种方案打开以往的数据: 方法一:选择直方图或散点图,打开该图的属性框(Plot-》Format),见下图: 在以上红色框标注的地方选择要分析的数据包。 方法二:选中方案中所有的直方图或散点图,打开Plots菜单,选择Chang Data File,打开要分析的数据包。 |
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