细胞分选技术：流式分选与磁珠分选全面解析

在现代生命科学与医学研究中，精确地从一个异质性细胞群体中分离出特定类型的细胞，是进行下游功能分析、细胞治疗、疾病诊断等研究的关键基础步骤。这一过程被称为细胞分选（Cell Sorting）。在众多分选技术中，流式分选（FACS）和 磁珠分选（MACS）是目前应用最广泛、技术最成熟的两种主流方法。它们各有其独特的工作原理、技术特点和适用场景。本文将深入对比这两种技术，帮助研究者根据实验需求做出最佳选择。

技术原理

流式分选/ FACS

流式分选，全称为荧光激活细胞分选（Fluorescence-Activated Cell Sorting），是基于流式细胞术的高端应用。其核心原理是流体动力学聚焦和静电偏转。

液流聚焦：细胞悬液在鞘液的包裹下，被挤压成极细的液流，使细胞逐个排列通过激光检测点。

多参数检测：每个细胞在通过激光时，会产生两种散射光信号：

前向散射光（FSC）：反映细胞的相对大小。
侧向散射光（SSC）：反映细胞的内部复杂程度（如颗粒度）。
同时，如果细胞预先经荧光抗体标记，还会激发出特定波长的荧光信号，用于检测细胞表面或内部的特定蛋白分子。

充电偏转：仪器根据预设的多种参数（如FSC、SSC和多种荧光）来识别目标细胞。使液流断裂成极小的液滴，并对包含目标细胞的液滴充电（正电荷或负电荷）。

电场分离：带电液滴在通过高压静电场时发生偏转，落入指定的收集容器中。不带电的液滴则进入废液收集器，从而实现细胞的分选。

磁珠分选/ MACS

磁珠分选，全称为磁性激活细胞分选（Magnetic-Activated Cell Sorting），其核心原理是免疫磁珠法。

磁性标记：使用超顺磁性纳米微珠（通常直径为50-150nm）偶联的特异性抗体与细胞表面抗原结合，从而对目标细胞进行“磁性标记”。

磁场分离：将标记后的细胞悬液通过一个放置于强永久磁场中的分选柱。

阳性分选：被磁珠标记的细胞（目标细胞）会被磁场吸附在分选柱内壁，而未标记的细胞则直接流出。将分选柱移出磁场后，即可将吸附的目标细胞洗脱下来进行收集。
阴性分选：用磁珠标记所有不需要的细胞，使其被吸附在柱内，而所需的目标细胞因未被标记而直接流出，实现收集。

实验流程对比

步骤	流式分选	磁珠分选
样本制备	制备高质量的单细胞悬液，确保高活性、低碎片。	制备单细胞悬液。
抗体标记	使用多种荧光抗体进行染色，需设置复杂的补偿对照。	使用磁珠偶联的抗体进行孵育（直接法或间接法）。
仪器准备	启动仪器，进行光路、液路校准，耗时较长，需专业操作。	将分选柱置于磁力架上，用缓冲液冲洗备用。
分选过程	细胞逐个检测，根据多参数设门（Gating）实时分选，速度较慢。	细胞悬液上柱，依靠重力或压力自然流下，过程快速。
细胞收集	分选细胞直接落入含培养液的收集管或孔板中。	收集流出液（阴性分选）或洗脱液（阳性分选）中的细胞。
后续处理	通常需要离心去除鞘液后再用于后续实验。	离心去除缓冲液后即可使用。
仪器维护	需要严格的清洗和消毒程序，防止交叉污染。	简单清洗或使用一次性分选柱，维护简单。

技术特点与注意事项

特性	流式分选	磁珠分选
主要优点	多参数、高纯度、高灵活性，可进行稀有细胞分选和单细胞分选。	快速、简单、温和、成本低，通量高，易于无菌操作。
主要缺点	仪器昂贵、操作复杂、速度较慢，可能影响细胞活性。	通常为单参数分选，分辨率较低，难以区分表达量差异，纯度可能稍低。
关键注意事项	细胞活性至关重要：死细胞和结团会堵塞喷嘴。无菌要求高：需对仪器消毒。必须设置精确的补偿和对照，以确保分选准确性。	避免分选柱过载：需按细胞量选择合适型号的分选柱。缓冲液需含EDTA：防止细胞粘连。磁珠可能影响下游实验：某些敏感实验需选择可降解磁珠。

应用场景

流式分选 (FACS) 适用于

多参数复杂分选：需要同时根据多个表面标志物（如CD3+CD4+CD25+CD127low Treg细胞）进行分选。
稀有细胞群分选：频率低于0.01%的稀有细胞亚群。
需要最高纯度（>98%）的实验：如单细胞测序、克隆形成实验。
功能学研究：根据细胞内因子分泌（胞内染色）、信号通路激活（磷酸化流式）、Ca2+ flux等进行分选。
单细胞分选：直接将单个细胞分选到96或384孔板中，用于单细胞克隆、单细胞PCR或测序。

磁珠分选 (MACS) 适用于

批量富集/去除：快速从大量细胞中富集或去除某一常见细胞群体（如从外周血单个核细胞PBMCs中分选CD4+ T细胞）。
简单分选：分选依据单一或很少（ sequential MACS）的表面标志物。
对细胞活性要求高：过程更温和，细胞活力和功能恢复更好。
预算有限或实验室无流式分选仪：操作简单，仪器（磁力架）成本极低。
预富集：作为流式分选的前置步骤，先通过MACS粗富集目标细胞，减少上流式仪的细胞量，提高分选效率和纯度。

如何选择？

流式分选（FACS）与磁珠分选（MACS）是两大相辅相成的技术平台，并无绝对优劣之分。

FACS如同精密的“激光手术刀”，可实现多参数、高精度的分选；如果你的实验需要根据多个标记来精确界定细胞群体、分选稀有细胞或进行单细胞操作，并且对纯度要求极高，请选择流式分选。

而MACS则像高效的“磁力过滤器”，操作简单快速、成本低，更利于维持细胞功能。如果你的目标是快速、简单、低成本地从大量细胞中富集或去除某一表达特定标记的细胞群体，且对活性和功能保持要求高，请选择磁珠分选。

选择时需根据实验目的、纯度与活性要求、样本量、参数数量及预算等因素综合考量。

在实践中，二者常联合使用：先以MACS进行粗富集，提高目标细胞比例，再借助FACS进行精细分选，从而在保证高纯度的同时，显著提升分选效率、降低成本。这种策略已成为许多高级研究中的优选方案。

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专业化细胞分选解决方案：代轩生物磁珠分选服务

如上文所述，磁珠分选（MACS）凭借其快速、简单、温和且经济的独特优势，是批量富集或去除特定细胞群体的理想选择。当您的实验目标明确，无需多参数复杂分析，且对细胞活性与功能保有极高要求时，MACS提供了最优的解决方案。

代轩生物深耕于此，为您提供专业、高效的磁珠分选（MACS）服务，致力于成为您科研道路上可靠、高效的“磁力过滤器”，帮助您从大量起始样本中轻松获得高活性的目标细胞。

我们的服务优势

✔ 专业的技术平台支持

代轩生物配备多种规格的磁珠分选系统。我们的技术专家将根据您的实验目的（如批量富集、多参数精细分选、单细胞分选等）、样本类型、目标细胞特性及下游应用，为您提供客观、专业的方案建议，确保您获得最优的性价比和实验结果。

✔ 卓越的样本处理与质控能力

我们深知“样本质量是分选成功的基石”。我们的团队具备处理多种复杂样本的丰富经验（如外周血、脾脏、淋巴结、肿瘤组织、贴壁细胞等），严格把控单细胞悬液制备的每一个环节，确保高细胞活率和低碎片率。分选前后，我们均通过流式细胞术进行严格的质量控制，为您提供详尽的细胞活性、纯度及得率报告，保证数据的真实性与可靠性。

✔ 灵活的服务模式

全程服务：您只需提供原始样本或细胞，我们将负责从方案设计、样本处理、细胞分选到最终细胞交付的全过程。

技术支持与咨询：为您提供专业的实验方案设计、抗体选择、对照设置等免费咨询服务。

完备的无菌与生物安全体系：
我们的实验设施及操作流程严格遵循生物安全等级（BSL-2）标准，全过程于超净工作台或生物安全柜中进行，确保分选后的细胞无支原体及外源因子污染，活率高，可直接用于敏感的体外培养、体内移植等下游实验。