CytoSense/CytoSub微囊藻分析报告：流式细胞仪技术在有害藻华监测中的应用

随着北半球大部分地区的气温上升，气候变化加速了季节性变化，部分地区今年有害藻华已经有早期出现。一个特别具有挑战性的物种是微囊藻，它既可以作为单细胞出现，也可以以大聚集体的形式出现。准确分析这些颗粒需要高度专业化的工具。

CytoBuoy的应用科学家对微囊藻进行了一项详细的研究，深入探讨了关于微囊藻的检测及其背后的技术。展示了我们的仪器CytoSense/ CytoSub/ CytoSenseXR 如何特别适合这项任务。这些先进的流式细胞仪设计可用于在单次运行中分析单个细胞和完整藻团，为研究人员提供现场和实验室所需的精度。

本报告使用CytoSense（以及CytoSub）分析了微囊藻（Microcystis sp.）。结果显示CytoSense极宽的尺寸接受范围, 使其能够在单次运行中同时分析自然水样的单个细胞和藻团。

该仪器会将样本（各种大小颗粒悬浮液）温和地吸入到截面积大于1mm2的石英毛细管中, 颗粒在通过激光焦点之前会先对齐, 随后进入相机视野。

分析过程中，像微囊藻的大藻团这样脆弱的颗粒不会被破坏或分解成碎片, 因此可以获得可靠的颗粒大小分布信息。

CytoSense检测每个通过激光焦点的颗粒的多变量荧光和光散射特征信号，并随后为目标颗粒提供匹配的明场照片。

由于单个颗粒（单细胞或藻团或其他生物体）被激光照亮，且这种光源是一种非常薄的激光片或“刀片”光，因此激光激发测量的动态范围非常大。对于较大藻团，只有一个薄层被照亮，这显著减少了多重散射和再吸收效应，如图所示。

与一次性测量总散射或荧光不同，CytoSense会对颗粒进行长度方向上的扫描，通过将扫描结果沿长度方向积分来获得总散射或荧光。Dubelaar和Van der Reijden在1995年证明了这种线性关系的存在。他们使用的一种方法是，先用OPA（CytoSense的前身）分析含有大微囊藻藻团的样本，然后在将藻团打散成主要为单细胞和更小藻团后，再次分析同一样本。

注：黑色：自然水样；白色：打散成单细胞的水样

尽管一些最大的藻团包含超过10,000个单细胞，但所有分析颗粒的总积分荧光几乎相同。这意味着，藻团与平均单细胞之间的荧光比可以用来指示藻团包含的“平均”单细胞数量。

在混合样本中，CytoSense散射光和荧光数据的多变量和“轮廓”特性允许识别和分离微囊藻细胞和藻团以及其他大多数物种。同时还有可用的图像支持。

从大藻团的图像中无法很好地获得它们包含的细胞数量。有些藻团太大，超出了图像框架。然而，可以使用单细胞和小藻团的图像来确认激光数据的线性。

微囊藻通常含有提供浮力的细胞内气囊。有时它们没有气囊或失去气囊，这在图像中清晰可见，也会导致光散射特性发生很大变化。这些变化可以在激光激发数据中实现分离。荧光信号则不受气囊丢失或塌陷的影响。

下图展示了微囊藻藻团（1倍原始样本和1倍经过压力处理后气囊塌陷的样本）的分析结果。  

本地池塘水样本（含有微囊藻）的分析结果，未进行任何样本预处理。分析时间通常为3-10分钟，具体取决于较大藻团的浓度。使用CytoClus软件进行的分析概览。

左上第二图是较大藻团的散射光和荧光扫描轮廓，蓝色线在概览照片图（左上第三图）中标示。扫描轮廓准确给出了该藻团的长度：570μm。其他“点图”显示了分析颗粒的荧光和散射特性，包括单细胞的簇。

大藻团的图像如下：

左侧图显示了分析的各种微囊藻颗粒在它们的侧向散射和前向散射轴上的位置。从示例大藻团的位置可以看出，测量的散射光强度是相当线性的。右侧图显示了相同的颗粒在荧光特性图（红色荧光Total FlRed（通常是叶绿素）Vs橙色荧光Total Fl Orange (通常是藻蓝蛋白)）中，显示出良好的线性关系（基于Dubelaar和Van der Reijden 1995年的研究）。 

该分布图显示了分析的颗粒数量（垂直方向）与它们的测量荧光（水平方向）之间的关系。蓝色组是微囊藻的单细胞和一些双细胞。箭头指向200荧光单位（荧光单位）处，表示“平均单细胞”。大藻团（上图）显示出总橙色荧光为500,000荧光单位，因此我们得出结论，它由500,000/200 = 2,500个“平均”单细胞组成。这种计算本质上是一种尺度归一化，它允许非常直观地表示每个分析藻团的细胞数量以及总体总数。当然，还可以使用其他方法来估算生物量（Zhou等人，2012年）。

G.B.J. Dubelaar, C.S. Van der Reijden. 微囊藻水华藻团大小分布：流式细胞仪方法。《水科学与技术》，1995年，32(4)，171-176。  

Q. Zhou, W. Chen, H. Zhang, L. Peng, L. Liu, Z. Han, N. Wan, L. Li, L. Song. 基于流式细胞仪的湖底沉积物中形成水华的蓝藻（微囊藻）定量分析协议。《环境科学杂志》，2012年，24(9)，1709-1717。

如您需要了解更多信息，请识别下方二维码填写登记表，我们会为您提供专业的服务，真诚期待与您的合作！

电话：021-32555118

邮箱：sales@zealquest.com

相关阅读：

? 扫描成像流式细胞仪估算凯伦藻赤潮动态及生长率

? CytoSense 藻类群落结构分析近期高分文献速览

? 利用EasyClus软件和CytoSense流式细胞仪建立藻类监测数据库