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德国美天妮的MACS技术原理及分选策略

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德国美天妮公司的MACS技术已成为细胞分选实验中不可绕开的实验方法,MACS技术几乎可在每一个细胞实验室中占据一席之地。那么,了解美天妮公司的MACS技术的技术原理和优点,及其分选策略该从哪方面入手呢?

MACS技术已成为细胞分选的标准方法,从小规模到大规模,从常见细胞到稀有细胞和复杂的细胞亚群,从人类和小鼠细胞到其它种系的细胞,MACS技术提供了一种可在每一个实验室进行高品质细胞分选的方法。

MACS技术原理

MACS技术为德国美天旎生物技术有限公司(Miltenyi Biotec GmbH)的专利产品,是一种集合了免疫学、细胞生物学、磁力学等知识于一体的高度特异性细胞分选技术,其高度特异性来自抗体对抗原 的特异性识别。主要组成成分为MACS微珠、MACS分选柱和MACS分选器。MACS微珠是与高度特异性单克隆抗体相偶联的超顺磁化微粒。MACS分选柱置于一个永久性磁场—MACS分选器中,可以将磁力增强1000倍,足以滞留仅标记极少量微珠的目的细胞。用缓冲液冲洗分选柱,所有未标记的细胞被冲洗掉。分选柱离开磁场,即可获得被标记的细胞组分。所有的操作在2.5-30分钟内即可完成,得到的细胞可立即用于后继实验。

MACS技术优点

1、稳定、高质量的分选

使用MACS技术,可获得高纯度(90-99%)、高回收率的分选细胞群。

2、对细胞无损伤

50nm微珠和MACS分选柱均无毒性,对细胞无损伤,可以纯化有活力和功能活性的细胞而不影响其活性。

3、操作简便、快速

MACS技术操作简单,消毒方便。磁珠孵育时间很短,仅需15分钟。手动分选可在30分钟内完成,autoMACS分选可在2.5-10分钟之内完成。

4、从实验室到临床

MACS技术可以实现从105到1011个细胞分选。如果使用频率高,可选用autoMACS;密闭系统内无菌分选细胞,可选用CliniMACS。

5、分选后细胞适用于后续实验

流式细胞术、显微镜分析和分子生物学研究显示MACS分选对细胞没有任何影响。分选后细胞适用于细胞培养 和体内实验。此外,分选得到的标记和未标记细胞组分均可回收利用。

6、从细胞到分子 分选

MACS技术不仅可以分选各种细胞,还可以分选转染 细胞、亚细胞物质、蛋白质、DNA、RNA及mRNA。

MACS标记策略

应用MACS技术进行磁性细胞分选最重要的一点是高质量的标记。要尽可能地增强阳性细胞的标记,并减弱背景染色。有两种基本的磁性标记方式:直接标记和间接标记。

1、直接磁性细胞标记(Direct magnetic Cell labeling)

直接标记是最快速、最特异的磁性标记方法。目前有多种分选人、小鼠、大鼠以及非人类灵长类细胞的MACS直标微珠可供选用。

2、间接磁性细胞标记(Indirect magnetic cell labeling)

间接磁性细胞标记需要联合使用单克隆或者多克隆抗体和MACS间标微珠。未结合抗体、生物素化抗体或者荧光素标记抗体均可作为一抗标记细胞,再使用抗免疫球蛋白微珠、抗生物素或链霉亲和素微珠、抗荧光素微珠作为二抗磁性标记细胞。

几乎针对任何种系任何细胞的任何一种单抗或多抗,均可用于间接标记。间接标记主要在如下情况时选用:当没有直标磁珠时;需要用几种抗体的混合物同时分选或去除多种类型的细胞;间接标记有放大作用,因此可在磁性分选抗原表达弱的目的细胞时使用;使用自备抗体或者配体的磁珠分选中。

MACS分选策略

有两种基本的分选策略:阳性分选和去除分选。复合分选策略是将两种基本分选策略相结合或者联合使用多选微珠,从而实现细胞亚群的分选。

1、阳性分选策略(Positive selection strategy)

阳性分选中,目的细胞被磁性标记后,作为阳性标记组分直接分选出来。分选后的细胞不必去除MACS微珠,可立即用于培养或者后续操作。该方法可以将磁性标记的靶细胞富集10000倍。阳性分选策略优点:纯度高,回收率高,操作迅速、简便。

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2、去除分选策略(Depletion strategy)

去除分选是把非目的细胞磁性标记后从细胞混合物中去除的方法,即未磁性标记的细胞为目的细胞。MACS分选柱技术加上强磁性标记可以去除高达4个对数级的细胞。去除分选策略适用范围:去除不需要的细胞;缺乏针对目的细胞的特异性抗体(如肿瘤细胞);不需要抗体和目的细胞结合,即细胞不被激惹(如T细胞、B细胞、NK细胞功能分析);复合分选的一部分。

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3、复合分选策略:

联合使用两种以上分选策略,主要用于细胞亚群的分选或者得到高纯度非常稀有的细胞。

(1)去除后再阳性分选(Depletion followed by positive selection)

细胞亚群的分选,可以先磁性标记非目的细胞,去除分选后对阴性组分再行磁性标记和阳性分选。适用范围:在细胞悬液中,非目的细胞也表达用来阳性选择目的细胞的抗原,就需要先去除这群非目的细胞;如果要分选非常稀有细胞,先从细胞悬液中去除非目的细胞,在富集细胞的基础上,进行阳性分选,可获得高纯度目的细胞。

(2)多重分选策略(MultiSort Strategy)

MACS多重分选是一种根据多种表面标志磁性分选细胞的技术。多重分选中,首先用MACS多选微珠标记目的细胞,进行第一参数阳性分选。然后细胞与多选解离试剂共同孵育,后者可以将微珠从抗体上酶性解离下来。接着使用针对另一细胞表面标志的抗体-微珠复合物磁性标记阳性分选细胞。二次标记的细胞可以再次进行阳性分选或者去除分选。

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德国美天妮总部位于德国科隆,是一家以研发细胞分选技术相关产品和免疫试剂为主要产业的生物技术公司,目前在上海和北京均有办事处,以免疫磁珠、MACS分选设备等产品闻名。

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