富集细胞和优化细胞分离方法对许多研究人员来说至关重要。有多种方法可用于分拣不同类型的细胞，而选择合适的方法往往取决于细胞类型或细胞亚群。密度梯度离心法是分离细胞更快、更经济的方法之一。根据各血液成分的不同密度，可使用适当的密度梯度培养基进行一步法离心分离。这种技术的原理是，在离心过程中，不同密度的颗粒有不同的沉降速度。红细胞等重颗粒沉降速度快，而血小板等轻细胞沉降速度较慢。下图显示了血液中最重要的细胞群的分布情况。红细胞的密度最高，血小板的密度最低。
Verteilung von Blutzellen in Abhängigkeit von der Dichte
Die folgende Abbildung zeigt die Verteilung von Blutzellen in Abhängigkeit von deren Dichte. Thrombozyten (1) haben die geringste Dichte, Erythrozyten (2) die höchste Dichte. Zudem ist die Anzahl der Zellen pro Population dargestellt. Erythrozyten stellen die größte Population, Thrombozyten die zweitgrößte Population dar.
图血液主要由以下细胞群组成：血小板 (1)、单核细胞 (2)、淋巴细胞 (3)、嗜碱性粒细胞 (4)、中性粒细胞 (5)、嗜酸性粒细胞 (6) 和红细胞 (7)。这些细胞群的密度和细胞数量各不相同。不同密度的细胞群可使用密度培养基进行富集。
Tabelle: Dichtebereiche von Blutzellen
类型 | 血细胞 | 密度（克/毫升） |
1 | 血小板 | 1,050 - 1,070 |
2 | 单核细胞 | 1,060 - 1,068 |
3 | 淋巴细胞 | 1,067 - 1,077 |
4 | 嗜碱性粒细胞 | 1,072 - 1,081 |
5 | 中性粒细胞 | 1,079 - 1,098 |
6 | 嗜酸性粒细胞 | 1,089 - 1,095 |
7 | 红细胞 | 1,090 - > 1,100 |
Wie man aus der Abbildung und der Tabelle sehen kann, ist die Dichte der Zellen bzw. Zellpopulationen eine Verteilung um einen Mittelwert. Zudem überschneiden sich die Dichten der unterschiedlichen Zellpopulationen. Der Bereich als auch die Verteilung um den Mittelwert sind keinen festen Größen. Schwankungen in der Dichte kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden. Ein wichtigster Einflussfaktoren auf die Dichte der Zellen ist die Hydratisierung der Zellen. Ein weiterer wichtiger Einflussfaktor auf die Dichte der Vollblutzellen, ist die Zeit außerhalb des Spenderorganismus.
Verwendung von Dichte-Gradienten-Medien für die Dichte-Gradienten-Zentrifugation
Mit dem Wissen um die Dichte von Blutzellen ist es möglich, verschiedene Zellpopulationen gezielt anzureichern. Dabei kommen Dichte-Gradienten-Medien zum Einsatz – Lösungen mit einer definierten Dichte. Diese Dichte bestimmt die Trenngrenze (Cut-off). Zellen mit einer geringeren Dichte als der Cut-off sammeln sich als Schicht oberhalb des Mediums, während Zellen mit einer höheren Dichte das Trennmedium passieren und sich am Boden des Röhrchens absetzen. Die folgende Abbildung zeigt ein typisches Bild für die Trennung von Vollblut mit einem Trennmedium zur Anreicherung von periphere mononukleäre Blutzellen - kurz PBMC.
Abbildung 2: Verteilung der Schichten nach einer Dichte-Gradienten-Zentrifugation von Vollblut mit PBMC Spin Medium. PBMC (2) sammeln sich zwischen Plasma (1) und Dichtemedium (3). Erythrozyten, Granulozyten und tote Zellen passieren das Medium und werden am Boden des Röhrchens (4) konzentriert.