세포의 농축과 세포 분리 방법의 최적화는 많은 연구자들에게 중요한 역할을 합니다. 다양한 세포 유형을 분류하기 위한 다양한 접근법이 존재하며, 적절한 방법의 선택은 종종 세포 유형 또는 세포 하위 집합에 따라 달라집니다. 세포를 분리하는 가장 빠르고 비용 효율적인 방법 중 하나는 밀도 구배 원심분리입니다. 개별 혈액 성분의 밀도가 서로 다르기 때문에 적절한 밀도 구배 배지를 사용하여 한 단계 원심분리로 분리할 수 있습니다. 이 기술은 원심분리 시 밀도가 다른 입자의 침강 속도가 다르다는 사실에 기반합니다. 적혈구와 같은 무거운 입자는 빠르게 침전되는 반면 혈소판과 같은 가벼운 세포는 더 천천히 침전됩니다. 다음 그림은 혈액에서 가장 중요한 세포 집단의 분포를 보여줍니다. 적혈구의 밀도가 가장 높고 혈소판의 밀도가 가장 낮습니다.
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.
그림: 혈액은 주로 다음과 같은 세포 집단으로 구성됩니다: 혈소판(1), 단핵구(2), 림프구(3), 호염기구 과립구(4), 호중구 과립구(5), 호산구 과립구(6) 및 적혈구(7). 세포 집단은 밀도와 세포 수가 다릅니다. 세포 집단의 밀도가 다르면 밀도 배지를 사용하여 농축에 사용할 수 있습니다.
Tabelle: Dichtebereiche von Blutzellen
Typ | 혈액 세포 | 밀도(g/ml) |
1 | 혈소판 | 1,050 - 1,070 |
2 | 단핵구 | 1,060 - 1,068 |
3 | 림프구 | 1,067 - 1,077 |
4 | 호염기성 과립구 | 1,072 - 1,081 |
5 | 호중구 과립구 | 1,079 - 1,098 |
6 | 호산구 과립구 | 1,089 - 1,095 |
7 | 적혈구 | 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.