Durchflusszytometer

Durchflusszytometer bezeichnet ein instrumentelles System zur gleichzeitigen Messung physikalischer und chemischer Eigenschaften einzelner Zellen oder Partikel, während sie in dünner, kontinuierlich fließender Flüssigkeit durch einen Lichtstrahl geführt werden. Typischer Einsatz erfolgt in der Biologie, Medizin und Umweltanalytik, um Merkmale wie Zellgröße, Granularität und das Vorhandensein bestimmter Marker zu bestimmen.

Prinzip und Aufbau: Das System kombiniert eine Fluidik, eine Optik und eine Elektronik. Die Fluidschnittstelle richtet die Proben so aus, dass einzelne Zellen nacheinander durch den Laserstrahl gelangen. Ein Forward-Scatter-Detektor (FSC) liefert Informationen zur Zellgröße, während ein Side-Scatter-Detektor (SSC) Auskunft über die Zellstruktur gibt. Fluoreszenzsignale werden von Detektoren (in der Regel Photomultiplier) aufgenommen, nachdem Zellen mit fluorochromen Markerbausteinen gemäß ihrer Merkmale markiert wurden. Die gewonnenen Daten werden als Streudiagramme dargestellt und durch Gates sortiert. Aufgrund überlappender Fluoreszenzsignale ist oft eine Kompensation erforderlich.

Anwendungen: Durchflusszytometrie wird breit eingesetzt, z. B. zur Immunphänotypisierung von Blutzellen, Zellzyklus- und Apoptoseanalysen, Viabilitäts- und Funktionsmessungen sowie zur Bestimmung intrazellulärer Marker (z. B. Cytokine, Phosphoproteine). In der klinischen Diagnostik dient sie häufig der Diagnostik von Hämatologischen Erkrankungen und Immunantworten. Erweiterungen umfassen die sortierende Durchflusszytometrie (FACS) und fortgeschrittene Ansätze wie die Spektralzytometrie, die mehrere Spektren gleichzeitig auswerten.

Vor- und Einschränkungen: Die Probenvorbereitung erfordert häufig das Erzeugen einzelner Zellen aus Geweben, was zu Bias führen kann. Geräte- und Verbrauchskosten sind hoch, eine sorgfältige Kalibrierung, Qualitätskontrolle und erfahrene Datenanalyse sind notwendig. Die Laufzeit, Datenmutter und Komplexität der Analysen verlangen spezialisierte Expertise.