Uanset om det drejer sig om immunologi, onkologi eller regenerativ medicin - uanset hvor der bruges celler, spiller celleseparation en afgørende rolle. Blod- og vævsprøver indeholder et stort antal forskellige celletyper, som tilsammen udgør et komplekst biologisk system. Til forskningsformål er det dog ofte nødvendigt at isolere specifikke celler eller cellepopulationer på en målrettet måde. Det er den eneste måde, hvorpå man præcist kan analysere deres egenskaber, funktioner og interaktioner.
Men ikke alle metoder er lige velegnede. Valget af den rigtige teknik afhænger af det aktuelle problem - og også af den renhed, levedygtighed og det udbytte, der kræves. Det er ikke kun et spørgsmål om knowhow, men også om de rigtige værktøjer og reagenser, der muliggør standardiseret og reproducerbar separation.
Grundlæggende om celleseparation
Celleseparation er adskillelse af specifikke celler eller cellegrupper fra en heterogen blanding, som f.eks. forekommer i blod (fuldblod), knoglemarv eller væv. Målet er at få de ønskede celler så uændrede og funktionelle som muligt.
Der er forskellige tilgange til dette:
- Fysiske egenskaber: størrelse, massefylde eller elektrisk ladning
- Biologiske egenskaber: Overflademarkører, receptorer eller antigener
- Mekanisk separation: filtrering gennem særlige sigter eller membraner
Udfordringen ligger i at finde en balance mellem renhed, hastighed og cellebeskyttelse. Nogle metoder giver en høj grad af renhed, men de kan også være en større belastning for cellerne. Andre metoder er særligt skånsomme, men adskiller mindre specifikt.
Reinheit einer Zellpopulation
beschreibt in der Zellbiologie den Anteil der gewünschten Zellpopulation im Verhältnis zu anderen, unerwünschten Zelltypen nach einem Isolationsprozess. Die Reinheit gibt somit an, wie „sauber“ die isolierte Zellfraktion in Bezug auf ihre zelluläre Zusammensetzung ist.
- Analytische Genauigkeit: eine hohe Reinheit ist entscheidend, um sicherzustellen, dass Messergebnisse (z. B. Genexpressionsanalysen, Proteomik) tatsächlich auf die Zielzellpopulation zurückzuführen sind.
- Reproduzierbarkeit: unreine Proben können zu variablen oder widersprüchlichen Ergebnissen führen.
- Funktionelle Experimente: kontaminierende Zelltypen können die physiologischen Reaktionen oder Signalwege der Zielzellen beeinflussen.
- Durchflusszytometrie (Flow Cytometry): Häufigste Methode; Zellen werden anhand spezifischer Oberflächenmarker charakterisiert.
- Mikroskopische Auswertung: Morphologische Beurteilung, oft ergänzend.
- Molekulare Analysen: Nachweis zellspezifischer Gene oder Proteine zur Überprüfung der Homogenität.
Viabilität (Lebensfähigkeit) der isolierten Zellen
bezeichnet den Anteil intakter, stoffwechselaktiver und überlebensfähiger Zellen innerhalb einer Zellpopulation nach der Isolation. Die Viabilität gibt an, wie viele der isolierten Zellen noch leben und funktionsfähig sind, im Gegensatz zu Zellen, die durch den Isolationsprozess geschädigt oder abgestorben sind. Somit definiert die Viabilität den Prozentsatz lebender Zellen nach der Isolation und ist ein zentraler Indikator für die Qualität und Eignung der isolierten Zellpopulation für weiterführende Analysen oder Kulturen.
- Mechanischer Stress (z. B. zu starkes Pipettieren oder Zentrifugieren)
- Chemische Einflüsse (z. B. ungeeignete Puffer, Temperaturabweichungen)
- Zu lange oder aggressive Aufarbeitungsprozesse
- Ungünstige Lagerungsbedingungen vor oder nach der Isolation
Sie können unser Kundenserviceteam per E-Mail an [email protected], telefonisch unter +1 555-555-5556 oder über den Livechat auf unserer Website erreichen. Unser engagiertes Team ist rund um die Uhr für Sie da und hilft Ihnen bei allen Fragen und Problemen.
Wir verpflichten uns, schnelle und effektive Lösungen anzubieten, um Ihre Zufriedenheit zu gewährleisten.
Die Viabilität kann mit verschiedenen Methoden gemessen werden, z. B.:
- Trypanblau-Ausschlussverfahren: Tote Zellen nehmen den Farbstoff auf, lebende nicht.
- Fluoreszenzfarbstoffe wie Propidiumiodid (PI), 7-AAD oder Annexin V/PI in Kombination mit Durchflusszytometrie.
- Automatisierte Zellzähler (z. B. Countess, NucleoCounter).
Ausbeute bei der Zellisolation
bezeichnet in der Zellbiologie die Gesamtzahl der erfolgreich gewonnenen Zielzellen nach einem Isolationsverfahren im Verhältnis zur ursprünglich vorhandenen Zellzahl in der Ausgangsprobe. Die Ausbeute gibt also an, wie viele der gewünschten Zellen tatsächlich isoliert werden konnten, bezogen auf das theoretisch mögliche Maximum und ist ein zentraler Effizienzparameter bei der Zellisolation. Sie gibt Auskunft darüber, wie effektiv ein Verfahren in der Lage ist, die gewünschte Zellpopulation verlustarm und zielgerichtet zu gewinnen.
Die Ausbeute in % errechnet sich indem die Anzahl isolierter Zielzellen durch die Anzahl der Zielzellen in der Ausgangsprobe dividiert wird und dann mit 100 multipliziert wird. Wenn in einer Blutprobe schätzungsweise 1×10^6 CD4⁺-T-Zellen enthalten sind und nach der Isolation 8×10^5 CD4⁺-T-Zellen vorliegen, beträgt die Ausbeute 80 %.
- die Ausgangsproben limitiert sind (z. B. Biopsien, seltene Zelltypen),
- große Zellmengen für nachfolgende Analysen benötigt werden,
- oder der Isolationsprozess validiert werden soll (z. B. in klinischen Studien oder Diagnostik).
- Effizienz der Trennmethode (z. B. Dichtegradientenzentrifugation, magnetische Separation, FACS)
- Zellverluste durch Adhäsion, Filtration oder Pipettieren
- Zellaggregation oder Klumpenbildung
- Lagerungszeit und Probenqualität vor der Isolation
Metoder til celleseparation
Der findes forskellige metoder til at adskille celler. Hver metode har sine egne styrker, begrænsninger og typiske anvendelsesområder.
Cellesigter eller sigteklude bruges til at adskille celler efter størrelse eller form. Denne metode er særlig praktisk til fremstilling af enkeltcellesuspensioner fra væv eller til oprensning af prøver før efterfølgende analyser.
Fordel: hurtig, nem, skånsom
Ulempe: lavere specificitet sammenlignet med markørbaserede metoder
Densitetsgradientcentrifugering er en klassisk teknik, der primært bruges til at isolere mononukleære celler i perifert blod (PBMC'er) fra fuldblod. Blodet lægges i lag på et medium med en defineret tæthed (f.eks. PBMC Spin eller Ficoll) og centrifugeres. Celletyperne ophobes i forskellige lag alt efter deres tæthed, så den ønskede fraktion let kan udvindes.
Fordel: pålidelig, omkostningseffektiv
Nachteil: zeitaufwendig, weniger spezifisch als Marker gestützte Methoden
PluriBead-teknologien muliggør målrettet berigelse eller fjernelse af specifikke celletyper fra komplekse prøver som blod (fuldblod) eller væv. pluriBead er en kombination af biologisk specificitet og mekanisk adskillelse. Ved hjælp af specifikke antistoffer bindes de ønskede celler til små monodisperse perler og adskilles derefter selektivt ved hjælp af filterprocesser - helt uden magnetfelt. Processen er hurtig, skånsom og fleksibel: Den er velegnet til forskellige celletyper, kan nemt skaleres og bevarer cellernes funktionalitet. Ideel til immuncelleanalyser, forberedelser til enkeltcellestudier eller andre anvendelser, hvor der kræves cellepopulationer med høj renhed.
Fordel: høj specificitet, god renhed, hurtig
Ulempe: dyrere reagenser, afhængighed af markører
Magnetisk aktiveret cellesortering (MACS) bruger magnetiske partikler, der binder specifikt til celleoverflademarkører. De mærkede celler kan derefter specifikt beriges eller fjernes ved hjælp af et magnetfelt. Denne teknik er især nyttig, når der er behov for cellepopulationer med høj renhed, f.eks. til immuncellestudier. Denne metode er velegnet til både positiv og negativ celleseparation.
Fordel: høj specificitet, god renhed
Ulempe: dyrere reagenser, afhængighed af markører
Fluorescence-Activated Cell Sorting (FACS) er en metode, hvor celler kan analyseres og sorteres individuelt på baggrund af deres overflademarkører og fluorescenssignaler. Denne teknik gør det ikke kun muligt at adskille cellerne, men giver også omfattende data om hver enkelt celle.
Fordel: høj specificitet, god renhed, tidskrævende
Ulempe: dyrere reagenser og udstyr, markørafhængighed