細胞分選（cell sorting）是根據細胞的某種特性，從混合細胞樣本中挑選出特定細胞。一提到細胞分選，大家的腦海中可能馬上涌現出MACS或FACS。其實，新型的分選技術也在不斷涌現，并推動這項技術應用在更廣泛的領域。
細胞分選火熱增長
“細胞分選技術的應用呈爆炸式增長，在過去五年中大約翻了一番，”Akadeum公司的CEO Brandon H. McNaughton博士談道。他認為科學界正處于一個獨特的時刻，一方面是技術進步，另一方面是基于免疫系統進行研究、診斷甚至治療疾病。
“重要的是，細胞分選技術已經能夠獲取特定的細胞類型，比如從組織或血液中直接提取出B細胞和T細胞。這對于多個應用而言都是至關重要的，比如研究基礎生物學、生成抗體和開展單細胞測序等。”
NanoCellect公司的高級產品經理 Mandana Farhadi 對此表示贊同。她認為，免疫腫瘤學和細胞治療等新興研究領域對細胞分選的需求激增。“為了適應人們不斷變化的需求，細胞分選儀必須不斷發展，”她說。“例如，多組學方法的出現強調了樣本制備的重要性。新上市的儀器就旨在打破傳統分選方法的局限性，適應實驗室中的新流程。”
Farhadi表示，科學界的終極目標是可靠地純化出有活力的細胞亞群，從而實現針對性的研究或以此為基礎進行開發，最終為多種疾病提供有效的治療方法，包括罕見病、傳染病、神經退行性疾病和癌癥。
經典方法仍受歡迎
成熟的細胞分選技術，包括磁性細胞分選（MACS）和熒光活化細胞分選（FACS），仍然受到研究人員的青睞。賽默飛世爾科技公司的高級產品經理Angie Goldfain評論道，在傳統的流式細胞分選過程中，細胞被熒光團標記的抗體染色，然后封裝在液滴中，通過一個或多個激光器。
“傳統的細胞分選技術根據檢測到的信號對每個液滴充上正電荷或負電荷，然后將不同類型的細胞收集到試管或微孔板中，”她說。MACS則采用與磁珠結合的抗體對細胞標志物進行標記，之后通過磁性從溶液中分離出特定的細胞類型。
盡管這些方法被廣泛使用，但它們仍然面臨一些挑戰。“傳統的細胞分選儀在高壓下運行，這可能導致細胞損傷，使得細胞在分選后功能喪失、活力下降或克隆生長減少，”Farhadi警告說。“盡管MACS不需要使用高壓設備，但每次只能根據一個標志物進行選擇，并且需要無數輪洗滌和離心，這意味著它不適合分選有多個標志物的細胞。”此外，這兩種技術都難以有效分選含有大量細胞的樣本，而這對細胞治療等應用特別重要。
新興技術陸續問世
近年來，人們也開發出一些技術，希望克服現有分選技術的局限性。與傳統技術相比，這些新技術的好處是讓分選變得更溫和、更快速、更安全，以及能夠檢測每個樣本的更多標志物。
浮力活化細胞分選（BACS?）
浮力活化細胞分選（又稱為BACS）是一種利用低密度顆粒（微泡）進行細胞分離的方法。McNaughton解釋說，BACS是一種非常溫和的細胞分離方法，它采用細胞表面標志物的抗體對微泡進行功能化。
“一旦附著到目標細胞上，微泡就助其浮到表面，而其他細胞則會下沉，”他說。“BACS也可以用于負選擇，讓目標細胞下沉。無論是哪種情況，由于BACS依賴于浮力，因此對樣本量沒有限制，也不需要購買專門的設備。”《Cell Reports》上的一篇文章采用BACS來純化小鼠B細胞，然后揭示了孤兒核受體NUR77在早期體液免疫反應中的作用。
BACS技術。微泡捕獲樣本中的目標細胞，然后漂浮在表面。（圖片來自Akadeum）
基于微流控的細胞分選
NanoCellect的WOLF細胞分選儀則是采用無菌微流控芯片進行分選。Farhadi指出，它實現了無菌環境中的溫和分選，而沒有氣溶膠產生或樣本殘留的風險，而且也不需要花時間進行日常維護。“WOLF細胞分選儀是一個適合廣泛應用的平臺，”她說。
據介紹，細胞分離后可用于基因組學研究，而不會擔心剪切應力及相關的基因表達變化。它還適用于脆弱細胞（如iPSC）形成的細胞系。WOLF可以輕松放入生物安全柜中，因此特別適合傳染病研究。WOLF細胞分選儀也是單細胞測序的完美搭檔。實驗證實，WOLF分選可以提高10x Genomics文庫的豐度和信噪比。
光譜細胞分選
光譜細胞分選的基本原理與傳統細胞分選相同，但檢測熒光信號的方式不同。光譜流式細胞術使用光譜解析而不是傳統補償模式來分析不同熒光染料發出的信號。由于光譜解析技術可以對每個熒光染料的全光譜信號進行分析，所以在同一實驗中可使用有相似信號的熒光染料，從而增加同時檢測的熒光通道數量。
據Goldfain介紹，Invitrogen Bigfoot全光譜細胞分選儀可配置高達9個激光器和60個檢測器。它既可以選擇傳統補償模式進行數據分析，也可以切換成全光譜分析模式，以便進行更精細的細胞亞群鑒定。整合式生物安全柜和氣溶膠管理系統有助于保護操作人員和樣本。多路分選和微孔板分選功能使得Bigfoot比傳統細胞分選儀快十倍。
如今，細胞分選實驗有了很多新的選擇。無論您選擇何種應用，相信總有一種細胞分選技術能夠滿足您的需求。