DE10053747C2 - Method for the simultaneous determination of two fluorescence emissions with a single laser flow cytometer - Google Patents

Method for the simultaneous determination of two fluorescence emissions with a single laser flow cytometer

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DE10053747C2 DE2000153747 DE10053747A DE10053747C2 DE 10053747 C2 DE10053747 C2 DE 10053747C2 DE 2000153747 DE2000153747 DE 2000153747 DE 10053747 A DE10053747 A DE 10053747A DE 10053747 C2 DE10053747 C2 DE 10053747C2
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Bestimmung der Fluoreszenz-Emissionen eines erstes Fluorochroms und eines zweiten Fluorochroms, welches einen mit dem ersten Fluorochrom überlappenden Emissions­ wellenlängenbereich aufweist.The present invention relates to a method for simultaneous determination of the fluorescence emissions of a first fluorochrome and a second fluorochrome, which an emission overlapping with the first fluorochrome has a wavelength range.

Durchflußzytometrie ist ein Verfahren, mit dessen Hilfe die Fluoreszenz einzelner, mit einem Fluorochrom markierter Zellen gemessen werden kann. Ein Durchflußzytometer umfasst einen Vorratsbehälter mit einer Zellsuspension markierter Zellen, einer Fallstrecke, die ein dünner Tröpfchenfaden, der aus einer Öffnung des Vorratsbehälters ausfliesst, durchqueren muß, einem Laser, welcher den Tröpfchenfaden bestrahlt, sowie einem oder mehreren Meßkanälen, welche die Emissions-Fluoreszenz des Tröpfchenfadens messen können. Die Herstellung des Tröpfchenfadens ist hierbei kritisch, da erreicht werden soll, daß sich einzelne Tröpfchen bilden, die jeweils nur eine Zelle enthalten. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß der Laser auch nur jeweils eine Zelle bestrahlt, so daß von den Meßkanälen die Fluoreszenz einer einzelnen Zelle gemessen wird. Eine angeschlossene Datenverarbeitungsanlage speichert die einzelnen Messungen und kann eine statistische Auswertung durchführen.Flow cytometry is a procedure that helps the Fluorescence of single cells marked with a fluorochrome can be measured. A flow cytometer includes one Storage container with a cell suspension of marked cells, a falling distance that is a thin droplet of droplet that is made of flows out of an opening of the storage container, cross must, a laser that irradiates the droplet thread, and one or more measuring channels, which the Can measure emission fluorescence of the droplet filament. The Production of the droplet thread is critical here the aim is to form individual droplets that each contain only one cell. That way can be achieved that the laser also only one cell at a time irradiated so that the fluorescence of the measuring channels single cell is measured. An attached Data processing system stores the individual measurements and can carry out a statistical evaluation.

DE 42 10 970 C2 beschreibt ein Verfahren zur gleichzeitigen Bestimmung der Fluoreszenz-Emissionen eines ersten Fluorochroms und eines zweiten Fluorochroms, welches einen mit dem ersten Fluorochrom überlappenden Emissionswellen­ längenbereich aufweist.DE 42 10 970 C2 describes a method for simultaneous Determination of the fluorescence emissions of a first Fluorochrome and a second fluorochrome, which one with the first fluorochrome overlapping emission waves has length range.

US 61 00 038 A beschreibt ein Verfahren zur gleichzeitigen Bestimmung der Fluoreszenz-Emissionen eines ersten Fluorochroms und eines zweiten Fluorochroms in einem Durchflußzytometer mit zwei Fluoreszenzkanälen unterschiedlicher Empfangswellenbereiche.US 61 00 038 A describes a method for simultaneous Determination of the fluorescence emissions of a first Fluorochrome and a second fluorochrome in one Flow cytometer with two fluorescence channels different reception wave ranges.

Ein Prinzip der Durchflußzytometrie ist die Messung relativer Fluoreszenzen mittels spannungsgesteuerter Photomultiplier-Röhren (PMTs) als Meßkanäle. Dabei wird das Fluoreszenzsignal auf einer logarithmischen Skala von 100 (Beginn der 1. Dekade) bis 104 (Ende der 4. Dekade) dargestellt. Eine Kalibrierung auf diesen Wertebereich erfolgt anhand von negativen und positiven Kontrollstandards, welche im einen Fall nur Hintergrundfluoreszenz und im anderen Fall die maximal erwartbare, zu bestimmende Fluoreszenz aufweisen sollen.A principle of flow cytometry is the measurement of relative fluorescence using voltage-controlled photomultiplier tubes (PMTs) as measuring channels. The fluorescence signal is displayed on a logarithmic scale from 10 0 (beginning of the 1st decade) to 10 4 (end of the 4th decade). A calibration to this range of values takes place on the basis of negative and positive control standards, which in one case should only have background fluorescence and in the other case the maximum expected fluorescence to be determined.

Die dabei verwendeten PMT-Spannungen sind vom eingesetzten Durchflußzytometer abhängig und werden anhand der jeweils verwendeten Kontrollstandards eingestellt.The PMT voltages used are from the used Flow cytometer dependent and are based on the respective control standards used.

Zusätzlich kann eine elektronische Kompensation der Messwerte vorgenommen werden. Die elektronische Kompensation ist ein Standardverfahren in der Mehrfarbendurchflußzytometrie. Werden Zellen mit zwei oder mehr Fluorochromen markiert, entsteht manchmal das Problem, daß aufgrund der Überlappung der Emissions-Fluoreszenzspektren bei starken Fluoreszenzsignalen eine Einstrahlung in den benachbarten Fluoreszenzkanal auftritt und dort zu einem falsch positiven Signal führt. Dieses wird im Rahmen der elektronischen Kompensation durch elektronische Subtraktion für jedes einzelne Meßereignis korrigiert, indem von der falsch positiven Fluoreszenz ein Prozentsatz der Ausgangsfluoreszenz abgezogen wird.In addition, electronic compensation of the measured values be made. Electronic compensation is on Standard procedure in multicolor flow cytometry. Become Cells marked with two or more fluorochromes are formed sometimes the problem that due to the overlap of the Emission fluorescence spectra with strong fluorescence signals radiation into the neighboring fluorescence channel occurs and there leads to a false positive signal. This is done in the context of electronic compensation electronic subtraction for each individual measurement event corrected by the false positive fluorescence Percentage of the starting fluorescence is subtracted.

In der Durchflußzytometrie ergibt sich mitunter das Problem, daß man gleichzeitig zwei verschiedene Fluorochrome, welche unterschiedliche physiologische Merkmale charakterisieren sollen, messen möchte, deren Emissionspeak-Wellenlängen so beieinander liegen, daß die Emissionen, gestreut über den üblichen Wellenlängenbereich, sich überlappen. Eine gleichzeitige Messung solcher Fluorochrome war bislang mit einem Einlaser-Durchfluß-Zytometer auch bei Verwendung elektronischer Kompensation nicht möglich, da häufig zumindest bei einem der Fluoreszenzkanäle eine Überlagerung des für den anderen Fluorenszenzkanal bestimmten Signals erfolgte, so daß das in diesem Fluorenszenzkanal zu messende Signal nicht das damit gemessene Fluorochrom widerspiegelte. Bei dieser Situation mußte auf Mehrlaser-Durchfluß-Zytometer, beispielsweise unter Verwendung UV-anregbarer Substrate und einer UV-Anregung, zurückgegriffen werden. Diese Geräte sind sehr teuer und aufwendig zu bedienen. Mit den in üblichen klinischen Labors und Forschungseinrichtungen vorhandenen Einlaser-Routinegeräten ist die simultane Messung solcher benachbart emittierender Fluorochrome nicht möglich gewesen. Ein Beispiel für eine solche Situation, bei der bestimmte Fluorochrome verwendet werden müssen, um die gewünschten Aussagen über die untersuchten Zellen machen zu können, findet sich im Bereich der Apoptoseuntersuchung.The problem in flow cytometry sometimes arises that you have two different fluorochromes at the same time characterize different physiological characteristics want to measure, their emission peak wavelengths like this are close together that the emissions, spread over the usual wavelength range, overlap. A simultaneous measurement of such fluorochromes has been involved a single laser flow cytometer even when used Electronic compensation is not possible, as at least often in one of the fluorescence channels an overlay of the for the other fluorescence channel certain signal took place so that the signal to be measured in this fluorescence channel is not that fluorochrome measured with it reflected. At this Situation had to be on multi-laser flow cytometer, for example using UV-stimulable substrates and a UV excitation. These devices are very expensive and complex to use. With the usual ones clinical laboratories and research facilities  A laser routine device is the simultaneous measurement of such neighboring emitting fluorochromes were not possible. An example of such a situation in which certain Fluorochromes must be used to get the one you want To be able to make statements about the cells examined in the field of apoptosis examination.

Apoptose ist ein biologischer Prozeß, bei dem eine Kette von genetisch kontrollierten Ereignissen in Zellen ausgelöst wird, die den gesteuerten Tod und die effiziente Beseitigung der betroffenen Zellen bewirken.Apoptosis is a biological process in which a chain of genetically controlled events are triggered in cells the controlled death and the efficient elimination of the affected cells.

Ein Nachweis von Apoptose und Apoptose-regulierender Moleküle ist entscheidend für Diagnose und Therapie verschiedener Erkrankungen, wie Autoimmunerkrankungen, Virusinfektionen, neurodegenerative Erkrankungen, Knochenmark­ insuffizienzsyndromen, Leukämien und soliden Tumoren.Detection of apoptosis and apoptosis-regulating molecules is crucial for diagnosis and therapy of various Diseases such as autoimmune diseases, viral infections, neurodegenerative diseases, bone marrow insufficiency syndromes, leukaemias and solid tumors.

Eine der möglichen Anwendungen ist die Zytostatika-Testung. Zytostatika induzieren Apoptose, indem sie wesentliche Elemente des Apoptoseprogramms aktivieren. Die Effektivität von Zytostatika hängt davon ab, in welchem Ausmaß die molekularen Apoptoseregulatoren aktiviert werden.One of the possible applications is cytostatics testing. Cytostatics induce apoptosis by doing essential Activate elements of the apoptosis program. The effectiveness of cytostatics depends on the extent to which molecular apoptosis regulators can be activated.

Eine wichtige Größe bei der Bestimmung der Apoptose ist das Maß an Caspaseaktivierung. Die Familie der Caspaseproteine bewirkt bei der Apoptose einen Proteinabbau. Eine durchflußzytometrische Bestimmung der Caspaseaktivierung ist durch die Verwendung spezieller Rhodamin 110-Derivate möglich. Rhodamin 110 ist ein Fluorochrom, welches bei einer Wellenlänge von 497 nm optimal angeregt werden kann und dann eine Fluoreszenz-Emission erzeugt, deren Peak bei 520 nm liegt. Das Fluorochrom Rhodamin 110 wird mit Peptiden gekoppelt, welche bei einer Caspaseaktivierung von diesen Caspasen wieder vom Rhodamin 110 abgespaltet werden. Durch die Abspaltung wird die fluorochrome Eigenschaft des Rhodamin 110 aktiviert und kann im Durchflußzytometer gemessen werden. This is an important factor in determining apoptosis Level of caspase activation. The Caspase Protein Family causes protein breakdown in apoptosis. A flow cytometric determination of caspase activation possible through the use of special rhodamine 110 derivatives. Rhodamine 110 is a fluorochrome Wavelength of 497 nm can be optimally excited and then produces a fluorescence emission, the peak of which is at 520 nm lies. The fluorochrome rhodamine 110 is made with peptides coupled, which during a caspase activation of these Caspases are cleaved from the Rhodamine 110 again. Through the The fluorochrome property of Rhodamine 110 is eliminated activated and can be measured in the flow cytometer.  

Ein weiteres Merkmal der Apoptose ist die Mitochondrienaktivierung, die mit einer Verminderung des Mitochondrienmembranpotentials einher geht. Durch die Verwendung von Mitochondrienmembranpotential-sensitiven Fluorochromen ist auch die Bestimmung dieser Änderungen des Mitochondrienmembranpotentials einer durchflußzytometrischen Untersuchung zugänglich. Eine beispielsweise verwendbare Substanz ist 3,3'-Dihexyloxacarbocyaninjodid (DiOC6(3)). Diese Substanz ist bei einer Wellenlänge von 484 nm optimal anregbar. Sowohl Rhodamin 110 als auch DiOC6(3) können damit praktisch mit einem Laser, beispielsweise einem Argonlaser von 488 nm Wellenlänge angeregt werden. Allerdings liegt der Peak der Fluoreszenz-Emission von DiOC6(3) bei 501 nm, und somit lediglich 19 nm vom Peak des Rhodamin 110 entfernt. Daraus ergibt sich das Problem, daß bei einer normalen Messung der Fluoreszenz-Emission die Rhodamin 110 Fluoreszenz-Emission eine genaue Messung der DiOC6(3)-Messung auf einem anderen Fluoreszenzkanal verhindert.Another characteristic of apoptosis is that Mitochondrial activation with a decrease in Mitochondrial membrane potential. Through the Use of mitochondrial membrane potential sensitive Fluorochrome is also determining these changes in the Mitochondrial membrane potential of a flow cytometric Examination accessible. An example that can be used Substance is 3,3'-dihexyloxacarbocyanine iodide (DiOC6 (3)). This Substance is optimal at a wavelength of 484 nm excitable. Both Rhodamine 110 and DiOC6 (3) can use it practically with a laser, for example an argon laser from 488 nm wavelength can be excited. However, the peak is the fluorescence emission of DiOC6 (3) at 501 nm, and thus only 19 nm from the peak of Rhodamine 110. from that the problem arises that with a normal measurement of the Fluorescence emission the Rhodamine 110 fluorescence emission an accurate measurement of the DiOC6 (3) measurement on another Fluorescence channel prevented.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels dem auch bei einfachen Einlaser-Durchflußzytometern eine Messung zweier solcher zunächst kollidierender Fluorochrome möglich wird.The present invention is based on the object To provide methods by means of which even with simple Single laser flow cytometers measure two of these initially colliding fluorochrome becomes possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1.This object is achieved by the method according to the independent claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Aspekte und Details ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und der beigefügten Figur.Further advantageous configurations, aspects and details result from the dependent claims, the Description and the attached figure.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß man durch Senkung der Photomultiplier-Röhrenspannung an demjenigen Fluoreszenzkanal, an dem das erste Fluorochrom gemessen werden soll, das Signal des störenden zweiten Fluorochroms soweit unterdrücken kann, daß eine einwandfreie Messung des betroffenen ersten Fluorochroms möglich wird. The invention is based on the surprising finding that one by lowering the photomultiplier tube voltage the fluorescence channel on which the first fluorochrome to be measured, the signal of the disturbing second Can suppress fluorochrome so far that a flawless Measurement of the affected first fluorochrome is possible.  

Insbesondere liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß Mitochondrienmembranpotential-sensitives Fluorochrom gleichzeitig mit Rhodamin 110 gemessen werden kann, wenn am Fluoreszenzkanal zur Messung des Mitochondrienmembranpotential-sensitiven Fluorochroms die Photomultiplier-Röhrenspannung gegenüber dem normalen Maß gesenkt wird und dadurch ein Rhodamin 110-Störsignal hinreichend unterdrückt werden kann.In particular, the invention is based on the finding that Mitochondrial membrane-sensitive fluorochrome can be measured simultaneously with Rhodamine 110 if on Fluorescence channel for measuring the Mitochondrial membrane-sensitive fluorochrome Photomultiplier tube voltage compared to normal is reduced and thereby a Rhodamin 110 interference signal can be sufficiently suppressed.

Die Erfindung ist daher gerichtet auf ein Verfahren zur gleichzeitigen Bestimmung der Fluoreszenz-Emissionen eines ersten Fluorochroms und eines zweiten Fluorochroms, welches einen mit dem ersten Fluorochrom überlappenden Emissionswellenlängenbereich aufweist, in einem Ein-Laser-Durchflußzytometer mit zwei Fluoreszenzkanälen unterschiedlicher Empfangswellenbereichen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
The invention is therefore directed to a method for the simultaneous determination of the fluorescence emissions of a first fluorochrome and a second fluorochrome, which has an emission wavelength range overlapping with the first fluorochrome, in a single-laser flow cytometer with two fluorescence channels of different reception wave ranges, the method comprising does the following:

  • A) Anregen des ersten Fluorochroms von mit diesem Fluorochrom markierten Referenzzellen mit einem für beide Fluorochrome geeigneten Laserstrahl;A) Excitation of the first fluorochrome with this Fluorochrome labeled reference cells with a for both fluorochromes suitable laser beam;
  • B) Einstellen der Photomultiplier-Röhrenspannung des zweiten Fluoreszenzkanals, welcher an die Emission des zweiten Fluorochroms angepasst ist, auf einen Wert, bei dem kein vom ersten Fluorochrom im zweiten Fluooreszenzkanal erzeugtes Fluoreszenz-Emissions-Signal detektiert wird;B) Setting the photomultiplier tube voltage of the second fluorescence channel, which is connected to the emission of the second fluorochrome is adapted to one Value at which none of the first fluorochrome in the second Fluorescence channel generated Fluorescence emission signal is detected;
  • C) Anregen der Flurochrome von mit erstem und zweitem Fluorochrom markierten, zu messenden Zellen mit dem Laserstrahl;C) Exciting the Flurochrome from with the first and second Fluorochrome marked cells to be measured with the Laser beam;
  • D) Messen des Fluoreszenz-Emissions-Signals des ersten Fluorochroms in den zu messenden Zellen im ersten Fluoreszenzkanal, welcher an die Emission des ersten Fluorochroms angepasst istD) Measuring the fluorescence emission signal of the first Fluorochrome in the cells to be measured in the first Fluorescence channel, which is associated with the emission of the first Fluorochrome is adjusted

undand

  • A) Messen des Fluoreszenz-Emissions-Signals des zweiten Fluorochroms in den zu messenden Zellen im zweiten Fluoreszenzkanal.A) Measuring the fluorescence emission signal of the second Fluorochrome in the cells to be measured in the second Fluorescence channel.

Unter Anregen ist hierbei zu verstehen, daß der Laserstrahl auf die Tröpfchen mit den Zellen gerichtet wird und es dadurch in oder an den Zellen zu einer Emissions-Fluoreszenz kommt. Diese Fluoreszenz wird mittels der Fluoreszenzkanäle gemessen, wobei diese in ihrer spektralen Empfindlichkeit der zu erwartenden Emission angepasst sein müssen, um die Fluoreszenz wahrnehmen zu können. Die erzeugte Fluoreszenz wird als ein Signal bezeichnet, welches in den Fluoreszenzkanälen quantitativ bestimmt (gemessen) werden kann.Excitation is understood here to mean that the laser beam is directed at the droplets with the cells and thereby it emission fluorescence occurs in or on the cells. This fluorescence is measured using the fluorescence channels, the spectral sensitivity of these to expected emission must be adjusted to the fluorescence to be able to perceive. The fluorescence generated is considered a Signal referred to, which in the fluorescence channels can be quantified (measured).

Das erfindungsgemäße Verfahren macht Gebrauch von einer Kalibriermethode, bei der Referenzzellen verwendet werden. Diese sind definiert als solche Zellen, welche in ihren Eigenschaften möglichst weitgehend den zu bestimmenden Zellen entsprechen, die jedoch in einem "Nullzustand" vorliegen, bei dem keine Manipulationen mit den Zellen vorgenommen worden sind, die zu einer Fluoreszenzänderung oder -bildung führen. Demgegenüber sind die zu messenden Zellen solche, in denen die zu untersuchenden Vorgänge ausgelöst bzw. vorgenommen worden sind, und welche daher eine veränderte Fluoreszenz aufweisen.The method according to the invention makes use of a Calibration method using reference cells. These are defined as those cells in their Properties as far as possible of the cells to be determined correspond, but which are in a "zero state", at which has not been manipulated with the cells which lead to a change or formation of fluorescence. In contrast, the cells to be measured are those in which the processes to be investigated have been triggered or carried out and which therefore have an altered fluorescence.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann dadurch weiter in seiner Meßgenauigkeit verbessert werden, daß verschiedene, weitere Kalibrier- und Kontrollschritte eingeführt werden. So kann das Verfahren dadurch verändert sein, daß am zweiten Fluoreszenzkanal zusätzlich eine elektronische Kompensation von 60-90% vorgenommen wird. Die elektrische Kompensation am zweiten Fluoreszenzkanal kann beispielsweise günstigerweise 80 % betragen. Durch diese Maßnahme kann die erfindungsgemäß gewünschte Unterdrückung von Cross-Signalen weiter verbessert werden. The method according to the invention can thereby further in its Measurement accuracy can be improved that different, further Calibration and control steps are introduced. So it can The procedure may be changed in that on the second Fluorescence channel additionally electronic compensation of 60-90%. The electrical compensation on second fluorescence channel can, for example, advantageously 80 %. This measure allows the invention desired suppression of cross signals further improved become.  

Weiterhin können vor Schritt A folgende Schritte durchgeführt werden:
The following steps can also be carried out before step A:

  • - Anregen unmarkierter Referenzzellen mit dem Laserstrahl; und- Excitation of unmarked reference cells with the Laser beam; and
  • - Einstellen des von den Fluoreszenzkanälen erzeugten Signals auf einen mittleren Wert innerhalb der ersten Dekade einer Meßwertskala.- Setting the generated by the fluorescence channels Signals to a medium value within the first decade of a measurement scale.

Hierbei handelt es sich um Standardkalibrierungsmaßnahmen, da ein Durchflußzytometer, wie oben erläutert, relative Werte bestimmt.These are standard calibration measures because a flow cytometer, as explained above, relative values certainly.

Auch ist es möglich, daß das erfindungsgemäße Verfahren folgende zusätzlichen Schritte vor Schritt C aufweist:
It is also possible that the method according to the invention has the following additional steps before step C:

  • - Anregen des zweiten Fluorochroms von mit diesem Fluorochrom markierten Referenzzellen mit dem Laserstrahl;- Excitation of the second fluorochrome with this Fluorochrome labeled reference cells with the Laser beam;
  • - Einstellen einer elektronischen Kompensation am ersten Fluoreszenzkanal, so daß kein Signal oberhalb der ersten Dekade (101) am ersten Fluoreszenzkanal gemessen wird;- Setting an electronic compensation on the first fluorescence channel, so that no signal is measured above the first decade (10 1 ) on the first fluorescence channel;
  • - Speichern der Einstellung;- save the setting;

und daß es folgende weitere Kontrollschritte nach Schritt D aufweisen kann:and that the following further control steps after step D can have:

  • - Anregen des zweiten Fluorochroms von mit diesem Fluorochrom markierten zu messenden Zellen mit dem Laserstrahl;- Excitation of the second fluorochrome with this Fluorochrome marked cells to be measured with the Laser beam;
  • - Einstellen der gespeicherten Einstellung;- Setting the saved setting;
  • - Messen des Fluoreszenz-Emissions-Signals des zweiten Fluorochroms in den zu messenden Zellen im zweiten Fluoreszenzkanal; und- Measuring the fluorescence emission signal of the second  Fluorochrome in the cells to be measured in the second Fluorescence channel; and
  • - Vergleichen des gemessenen Signals mit dem in Schritt D gemessenen Signal.- Compare the measured signal with that in Step D measured signal.

Durch diese Maßnahme wird geprüft, ob ein korrektes Signal bezüglich des zweiten Fluorochroms im zweiten Kanal gemessen werden kann. Die eingestellte Kompensation sorgt dafür, daß die gemessenen Fluoreszenzwerte zwischen 100 und 101 liegen, d. h. zwischen 1 und 10 auf der Meßskala.This measure checks whether a correct signal with respect to the second fluorochrome can be measured in the second channel. The compensation set ensures that the measured fluorescence values are between 10 0 and 10 1 , ie between 1 and 10 on the measuring scale.

Als zusätzliche Kontrolle kann das Verfahren folgende weiteren Kontrollschritte aufweisen:
As an additional control, the method can have the following further control steps:

  • - Anregen des ersten Fluorochroms von mit diesem Fluorochrom markierten zu messenden Zellen mit dem Laserstrahl;- Excitation of the first fluorochrome with this Fluorochrome marked cells to be measured with the Laser beam;
  • - Messen des Fluoreszenz-Emissions-Signals des ersten Fluorochroms in den zu messenden Zellen im ersten Fluoreszenzkanal;- Measure the fluorescence emission signal of the first Fluorochrome in the cells to be measured in the first Fluorescence channel;
  • - Vergleichen des gemessenen Signals mit dem gespeicherten Signal und mit dem bei der Messung in Schritt D erhaltenen Signal.- Compare the measured signal with the stored signal and with the during measurement in Step D signal obtained.

Diese zusätzliche Kontrolle setzt vorteilhafterweise voraus, daß die oben skizzierte Speicherung des Messwertes erfolgt ist.This additional control advantageously requires that the storage of the measured value outlined above takes place is.

Mit diesen Verfahrensschritten und ihren Kombinationen lässt sich eine genaue, kontrollierte Messung zweier Fluorochrome in einem Ein-Laser-Durchflußzytometer durchführen, wodurch sich bisherige, methodische Schwierigkeiten ausräumen lassen.With these procedural steps and their combinations an accurate, controlled measurement of two fluorochromes in perform a one-laser flow cytometer, which makes Get rid of previous methodological difficulties.

Beispielsweise liegt die methodische Schwierigkeit der simultanen Messung von Rhodamin 110 und den potential-sensitiven Fluorochromen in der Überlappung der Fluoreszenzspektren, die es im Stand der Technik nicht erlaubt, beide Fluorochrome gleichzeitig zu messen. Rhodamin 110 hat eine starke Emission bei 540 nm, der Wellenlänge, bei der die potential-sensitiven Fluorochrome gemessen werden. Das bedeutet, daß ein positives Rhodamin 110-Signal im ersten Fluoreszenzkanal (beispielsweise Kanal FL2 bei Becton-Dickinson-Durchflußzyometern) ein zusätzliches Signal im zweiten Fluoreszenzkanal (FL1) des Durchflußzytometers hervorruft. Reduziert man die Photomultiplier-Röhrenspannung von FL1 wird auch die Sensitivität für die Einstrahlung von Rhodamin 110 aus dem ersten in den zweiten Fluoreszenzkanal vermindert.For example, the methodological difficulty of simultaneous measurement of Rhodamine 110 and  potential-sensitive fluorochromes in the overlap of the Fluorescence spectra that are not in the prior art allows to measure both fluorochromes at the same time. rhodamine 110 has a strong emission at 540 nm, the wavelength at which the potential-sensitive fluorochromes are measured. The means that a positive rhodamine 110 signal in the first Fluorescence channel (e.g. channel FL2 at Becton-Dickinson flow meters) an additional signal in the second fluorescence channel (FL1) of the flow cytometer causes. Reduce the photomultiplier tube voltage FL1 also increases the sensitivity to the radiation of Rhodamine 110 from the first to the second fluorescence channel reduced.

Nach Reduktion der Photomultiplier-Röhrenspannung gelingt es die Einstrahlung in den FL1-Kanal (zweiter Kanal) zu verhindern. Für die Messung des mitochondrialen Membranpotentials mittels DiOC6(3) ist die Reduktion der Photomultiplier-Röhrenspannung unschädlich, da ein normales Membranpotential ein extrem starkes Fluoreszenz-Signal produziert und auch bei reduzierter Photomultiplier-Röhrenspannung gemessen werden kann. Auch die Erniedrigung des mitochondrialen Membranpotentials kann trotz Reduktion der Photomultiplier-Röhrenspannung verläßlich detektiert werden.After reducing the photomultiplier tube voltage, it succeeds the radiation into the FL1 channel (second channel) prevent. For measuring the mitochondrial DiOC6 (3) is the reduction of membrane potential Photomultiplier tube voltage harmless, as a normal one Membrane potential is an extremely strong fluorescence signal produced and even at reduced Photomultiplier tube voltage can be measured. Also the Mitochondrial membrane potential can be lowered despite Reliable reduction of the photomultiplier tube voltage can be detected.

Wenn die vorliegende Erfindung für das Rhodamin 110/DiOC6(3) Fluorochrompaar verwendet werden soll, sollten die Peptid-Rhodamin 110-Substratkonzentration und die DiOC6(3)-Konzentration für die Anwendung der erfindungsgemäßen Methode in einem engen Bereich gehalten und an die Durchflußzytometer-Einstellungen angepaßt werden. Die Fluoreszenz des freigesetzten Rhodamin 110 und des Membranpotential-sensitiven Fluorochroms können dann simultan auf Einzelzellebene mittels Einlaser-Durchflußzytometrie quantifiziert werden.If the present invention for the Rhodamine 110 / DiOC6 (3) Fluorochrome pair should be used, the Peptide-Rhodamine 110 substrate concentration and the DiOC6 (3) concentration for the application of the invention Method kept in a narrow area and adhered to the Flow cytometer settings can be adjusted. The Fluorescence of the released rhodamine 110 and Membrane potential sensitive fluorochrome can then simultaneously at single cell level using single laser flow cytometry be quantified.

Daher wird das Verfahren vorzugsweise zur gleichzeitigen fluorometrischen Bestimmung von zumindest zwei Apoptose-Parametern verwendet.Therefore, the method is preferably for simultaneous  fluorometric determination of at least two Apoptosis parameters used.

Hierbei können, wie dargestellt, die ausgewählten Parameter die Caspasen-Aktivierung und die Mitochondrien-Aktivierung sein. Die Caspasen-Aktivierung wird vorzugsweise durch Messung der Degradierung eines Caspasen-Zielpeptids bestimmt, während die Mitochrondrien-Aktivierung durch Messung von Membranpotential-Veränderungen, insbesondere von Minderungen der Mitochrondrienmembran bestimmt werden kann.Here, as shown, the selected parameters activation of caspases and activation of mitochondria his. Caspase activation is preferably by measurement the degradation of a caspase target peptide determined during mitochrondrial activation by measuring Changes in membrane potential, especially of reductions the mitochrondrial membrane can be determined.

Gemäß dem Einsatzzweck kann das erste Fluorochrom zumindest ein Caspase-spaltbares Rhodamin 110-Derivat sein. Beispielsweise kann es ein Peptid-Rhodamin 110 aufweisen.According to the intended use, the first fluorochrome can at least be a caspase-cleavable rhodamine 110 derivative. For example, it may have a peptide rhodamine 110.

Da eine ganze Reihe von Caspasen in Zellen vorhanden ist, läßt sich durch spezifische Anpassung der Rhodamin-Derivate das Verhalten einer bestimmten für dieses Rhodamin-Derivat spezifischen Caspase herausfinden.Since there is a whole range of caspases in cells, leaves through the specific adaptation of the rhodamine derivatives Behavior of a specific one for this rhodamine derivative find out specific caspase.

Auch ist es möglich, mehr als ein Rhodamin 110-Derivat zu verwenden. Typische Caspasen-spezifische, bevorzugte Rhodamin 110-Derivate sind (AspGluValAsp)2-Rhodamin 110 [= (DEVD)2- Rhodamin 110] und/oder (Asp)2-Rhodamin 110.It is also possible to add more than one rhodamine 110 derivative use. Typical caspase-specific, preferred rhodamine 110 derivatives are (AspGluValAsp) 2-rhodamine 110 [= (DEVD) 2- Rhodamine 110] and / or (Asp) 2-Rhodamine 110.

Das zweite Fluorochrom kann vorzugsweise ein Membranpotential-sensitives Fluorochrom, beispielsweise 3,3'-Dihexyloxacarbocyaniniodid sein.The second fluorochrome may preferably be one Membrane potential sensitive fluorochrome, for example 3,3'-dihexyloxacarbocyanine iodide.

In Abhängigkeit von den verwendeten Fluorochromen wird sich die durch den Laserstrahl vermittelte Anregung in ihrer Wellenlänge unterscheiden. Im bevorzugten Setting zum Testen des Apoptose-Verhaltens von Zellen erfolgt die Anregung vorzugsweise bei einer Wellenlänge von 488 nm, beispielsweise mittels eines Argon-Lasers.Depending on the fluorochrome used, there will be the excitation mediated by the laser beam in its Distinguish wavelength. In the preferred setting for testing the apoptosis behavior of cells is stimulated preferably at a wavelength of 488 nm, for example using an argon laser.

In einer spezifischen Ausführungsform kann durch die Anwendung von Substraten, die spezifisch die Aktivität einzelner Caspasenisoenzyme detektieren, die Stellung einzelner Caspaseniosoenzyme im Verhältnis zur Aktivierung der Mitochondrien identifiziert werden (Initiator- und Effektorcaspase). Für die Fortentwicklung von Zytostatika ist es entscheidend, Substanzen zu identifizieren, die beide Signalwege aktivieren, da nur dann von einer sicheren Apoptoseinduktion ausgegangen werden kann. Durch die Anwendung der Durchflußzytometrie ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders für die Testung der Chemosensitivität primärer Tumor- und Leukämiezellen geeignet, da damit in diesen heterogenen Zellpopulationen potentiell resistente Subpopulationen identifiziert werden können.In a specific embodiment, by application of substrates that specifically the activity of individual  Detect caspase isoenzymes, the position of individual Caspaseniosoenzyme in relation to the activation of the Mitochondria are identified (initiator and Effector caspase). For the further development of cytostatics is it is crucial to identify substances that are both Activate signal paths, because only then from a safe Apoptosis induction can be assumed. Through the application Flow cytometry is the method according to the invention especially for testing chemosensitivity primary Tumor and leukemia cells are suitable because they are in them heterogeneous cell populations potentially resistant Subpopulations can be identified.

Weiterhin erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine Verbindung der Aktivitätsmessung zweier Signalwege mit der Detektion von Oberflächenepitopen mittels fluorchromatierter Antikörper. Damit ist es möglich, resistente und sensitive Subpopulationen weiter, zum Beispiel bezüglich ihres Differenzierungsgrades zu charakterisieren. Schließlich ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren durch die Verbindung mit der Detektion von Phosphatidylserinexternalisierung mittels Annexin-V ein umfassendes Monitoring von den frühen Apoptoseschritten der Caspasen- und Mitochondrienaktivierung bis zu einem späten Schritt.Furthermore, the method according to the invention permits Connection of the activity measurement of two signal paths with the Detection of surface epitopes using fluorochromated Antibody. This makes it possible to be resistant and sensitive Subpopulations continue, for example regarding their Characterize degree of differentiation. Finally enables the inventive method through the connection with the detection of phosphatidylserine externalization a comprehensive monitoring of the early ones using Annexin-V Apoptosis steps of caspase and mitochondrial activation up to a late step.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei einer Reihe von Anwendungsgebieten einsetzbar, die über die Aufklärung von Apoptosesignalwegen hinausgehen und generell unabhängige Ereignisse in Zellen miteinander korrelierbar machen. Das der Erfindung zu Grunde liegende Prinzip ist nicht von der Verwendung von Rhodamin und Membranpotential-sensitiven Fluorochromen abhängig, sondern kann in beliebigen Problemstellungen mit ähnlichen Fluorochromanforderungen eingesetzt werden. Der entscheidende Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der geringe Kostenaufwand, eine einfache und schnelle Durchführbarkeit, sowie die Möglichkeit, derzeit verfügbare Routinedurchflußzytometer für die Messung zu verwenden. Damit ist gewährleistet, daß das erfindungsgemäße Verfahren als diagnostische Anwendung zur Chemosensitivitätsmessung bei Leukämien und Tumoren, beispielsweise rasche Verbreitung finden wird.The method according to the invention is applicable to a number of Areas of application can be used that are about the clarification of Go beyond apoptosis signal paths and generally independent Make events in cells correlated with each other. That the Principle underlying the invention is not of the Use of rhodamine and membrane potential sensitive Fluorochrome dependent but can be in any Problems with similar fluorochrome requirements be used. The decisive advantage of The inventive method is the low cost, a simple and quick feasibility, as well as the Possibility of currently available routine flow cytometers for to use the measurement. This ensures that  Method according to the invention as a diagnostic application for Chemosensitivity measurement in leukaemias and tumors, for example, will spread rapidly.

Die Erfindung wird weiter anhand der Figuren erläutert, welche zeigen:The invention is further explained with reference to the figures, which demonstrate:

Fig. 1a: Jurkat-Zellen ohne Cytarabin-Behandlung; Fig. 1a: Jurkat cells without cytarabine treatment;

Fig. 1b: Jurkat-Zellen mit einer dreistündigen Cytarabin-Behandlung; und FIG. 1b: Jurkat cells with a three-hour cytarabine treatment; and

Fig. 1c: Jurkat-Zellen mit einer sechsstündigen Cytarabin-Behandlung. Der Konturenplot der Fig. 1 zeigt hierbei das DiOC6(3)-Signal in FL1 versus dem Rhodamin 110-Signal in FL2. Fig. 1c: Jurkat cells with a six-hour cytarabine treatment. The contour plot of FIG. 1 in this case shows the DiOC6 (3) signal in the FL1 versus Rhodamine 110 signal in FL2.

Im folgenden soll die Erfindung an einem Beispiel erläutert werden, wobei auf die beigefügte Figur Bezug genommen werden wird.The invention is illustrated below using an example be, with reference to the accompanying figure becomes.

Beispielexample

Zur Verwendung kommen in diesem Ausführungsbeispiel Jurkat-Zellen und primäre Leukämiezellen, die in einem RPMI 1640-Puffer mit 10% Hitze-inaktiviertem fötalem Kalbserum, 200 mM Glutamin, und 100 U/ml Penicillin/Streptomycin in einer Konzentration von 0,5 bis 1,0 × 106 Zellen/ml gezogen wurden. Rhodamin 110 (R)-markierte Peptide der Struktur (Asp)2-Rhodamin 110 (D2R) und (Z-DEVD)2R mit einer zusätzlichen N-Benzoylcarbonyl-Gruppe am N-terminalen Asp-Rest, wurden synthetisiert, wobei die gekoppelten Peptide eine Reinheit von mindestens 95% aufwiesen. Die Stammlösung ist ein DSMO-Ethanol-Gemisch in einem Verhältnis von 1 : 1. In this exemplary embodiment, Jurkat cells and primary leukemia cells are used, which are in a RPMI 1640 buffer with 10% heat-inactivated fetal calf serum, 200 mM glutamine, and 100 U / ml penicillin / streptomycin in a concentration of 0.5 to 1 , 0 × 10 6 cells / ml. Rhodamine 110 (R) -labeled peptides of the structure (Asp) 2-Rhodamine 110 (D2R) and (Z-DEVD) 2R with an additional N-benzoylcarbonyl group on the N-terminal Asp residue, were synthesized, the coupled peptides had a purity of at least 95%. The stock solution is a DSMO-ethanol mixture in a ratio of 1: 1.

Die CD-95-Rezeptor-Stimulation, welche im vorliegenden Beispiel der Erfindung verwendet wird, wird mittels des monoklonalen Antikörpers anti-APO-1 (3) bei einer Konzentration von einem 1 µg/ml in der Anwesenheit von 10 ng/ml Protein A als Crosslinker durchgeführt, wobei die Apoptose in 1 ml (bei 106 Zellen/ml) an Zellen durchgeführt wurde. Die Zellen werden in PBS gewaschen und 2-Mercaptoethanol zu einer Endkonzentration von 10 mM zugegeben.The CD-95 receptor stimulation, which is used in the present example of the invention, is carried out by means of the monoclonal antibody anti-APO-1 (3) at a concentration of 1 µg / ml in the presence of 10 ng / ml Protein A. performed as a crosslinker, the apoptosis being carried out in 1 ml (at 10 6 cells / ml) on cells. The cells are washed in PBS and 2-mercaptoethanol is added to a final concentration of 10 mM.

Die derart vorbehandelnden Zellen können nunmehr mit den Fluorochromen untersucht werden. Hierzu werden die Rhodamin-markierten Peptidsubstrate in einer Endkonzentration von typischerweise 50 µm der Zellsuspension zugegeben. Nach Waschen in 1 × PBS und Resuspension in 300 µl 1 × PBS kann dieser Ansatz einer FACS-Analyse unterzogen werden, um als Kontrolle zu dienen.The cells pretreated in this way can now be treated with the Fluorochromes are examined. For this, the Rhodamine-labeled peptide substrates in a final concentration of typically 50 microns of the cell suspension added. To Washing in 1 × PBS and resuspension in 300 μl 1 × PBS can this approach will be subjected to a FACS analysis to as To serve control.

Um Mitochrondrienmembranpotential-Veränderungen und Rhodamin-Derivat-Spaltung messen zu können, werden Zellen mit PBS-FACS in einer Konzentration von 5 × 105 Zellen/ml resuspendiert und mit beispielsweise D2R und DiOC6(3) bei einer Konzentration von 460 ng/ml für zwölf Minuten bei 37° im Dunkeln inkubiert. Unmittelbar daran schließt sich eine Analyse im Durchflußzytometer an. Als eine Kontrolle für herunter regulierte Mitochondrienmembranpotential Differenzen werden die Zellen auch mit Carbonylcyanid-m-chlorophenylhydrazon (mCICCP) inkubiert.In order to be able to measure mitochrondrial membrane potential changes and rhodamine derivative cleavage, cells are resuspended with PBS-FACS in a concentration of 5 × 10 5 cells / ml and with for example D2R and DiOC6 (3) at a concentration of 460 ng / ml for incubated for twelve minutes at 37 ° in the dark. This is immediately followed by an analysis in the flow cytometer. As a control for downregulated mitochondrial membrane potential differences, the cells are also incubated with carbonylcyanide-m-chlorophenylhydrazone (mCICCP).

Folgende Kontrollstandards werden dabei eingeführt:
The following control standards are introduced:

  • 1. Mit unmarkierten Zellen, also ohne Rhodamin 110 und ohne DiOC6(3), wird das Signal in allen Fluoreszenzkanälen auf einen mittleren Wert innnerhalb der ersten Dekade der logarithmischen Meßskala des Zytometers eingestellt (Autofluoreszenzstandard).1. With unlabelled cells, ie without and without Rhodamine 110 DiOC6 (3), the signal appears in all fluorescence channels an average value within the first decade of logarithmic measuring scale of the cytometer set (Autofluorescence Standard).
  • 2. Mit DiOC6(3) markierte Zellen, die nicht mit Rhodamin 110 inkubiert worden sind, wird die elektronische Kompensation für den ersten Fluoreszenzkanal, beispielsweise FL2 bei Becton-Dickenson-Geräten, so eingestellt, daß keine Fluoreszenz oberhalb von 101 in FL2 gemessen wird (Kompensationsstandard für die erste Fluoreszenz). Diese Geräteeinstellung wird für Schritt 4 gespeichert.2. Cells labeled with DiOC6 (3) that have not been incubated with rhodamine 110, the electronic compensation for the first fluorescence channel, for example FL2 in Becton-Dickenson devices, is set so that no fluorescence above 10 1 is measured in FL2 (compensation standard for the first fluorescence). This device setting is saved for step 4.
  • 3. Mit Rhodamin 110 markierte Zellen, in denen Apoptose induziert wurde, die also ein positives Caspase-Signal in beiden verwendeten Fluoreszenzkanälen geben, wird nun die Fluoreszenz im zweiten Kanal, beispielsweise FL1, kompensiert. Dazu wird die elektronische Kompensation auf Werte um 80% eingestellt und die Photomultiplier-Röhrenspannung als Verstärkung für den zweiten Kanal soweit reduziert, daß kein Fluoreszenz-Signal im zweiten Kanal detektiert wird (Kompensationsstandard für das erste Fluorochrom, Rhodamin 110).3. cells labeled with rhodamine 110, in which apoptosis was induced, which is a positive caspase signal in the two fluorescence channels used, the Fluorescence in the second channel, for example FL1, compensated. To do this, the electronic compensation is on Values set by 80% and the Photomultiplier tube voltage as reinforcement for the second channel reduced so far that no Fluorescence signal is detected in the second channel (Compensation standard for the first fluorochrome, Rhodamine 110).
  • 4. Mit DiOC6(3) markierten Zellen, die nicht mit Rhodamin 110 markiert sind und in denen eine Apoptose ausgelöst wurde, wird nunmehr geprüft, ob ein korrektes DiOC6(3)-Signal am zweiten Fluoreszenzkanal FL1 gemessen werden kann (Standard für DiOC6(3)). Dazu werden die Geräteeinstellungen, welche unter 2. abgespeichert wurden, kurzzeitig wieder hergestellt und das aufgenommene Signal mit dem Signal der Geräteeinstellung unter 3. verglichen.4. DiOC6 (3) labeled cells that are not rhodamine 110 are marked and in which apoptosis is triggered has now been checked, whether a correct one DiOC6 (3) signal measured on the second fluorescence channel FL1 can be (standard for DiOC6 (3)). To do this, the Device settings, which are saved under 2. were restored for a short time and that recorded signal with the signal of the device setting compared under 3.
  • 5. Als zusätzliche Kontrolle werden Rhodamin 110-markierte Zellen, in denen Apoptose induziert wurde, mit den Geräte-Einstellungen unter 2. und den endgültigen Einstellungen unter 3. gemessen und die Signale verglichen.5. Rhodamine 110 is labeled as an additional control Cells in which apoptosis was induced with the Device settings under 2. and the final Settings measured under 3. and the signals compared.

Zusätzlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Konzentration von DiOC6(3) so angepasst werden, daß bei konventioneller Durchflußzytometer-Einstellung (nach Autofluoreszenzstandard ein normales Mitochondrien-Membranpotential) ein Signal in der vierten Dekade (103-104) im zweiten Fluoreszenzkanal, im vorliegenden Beispiel FL1 erzeugt, während ein Apoptose-bedingt reduziertes Membranpotential in der dritten Dekade gemessen wird. Damit lässt sich auch bei erheblich reduzierter Photomultiplier-Röhrenspannung, welche für die Kompensation des Rhodamin 110-Signals erforderlich ist, eine Mitochondrienmembranpotential-Erniedrigung zuverlässig messen.In addition, in the method according to the invention, the concentration of DiOC6 (3) can be adjusted so that with a conventional flow cytometer setting (according to the autofluorescence standard a normal mitochondrial membrane potential) a signal in the fourth decade (10 3 -10 4 ) in the second fluorescence channel, in The present example FL1 is generated while an apoptosis-related reduced membrane potential is measured in the third decade. A mitochondrial membrane potential reduction can thus be reliably measured even with a considerably reduced photomultiplier tube voltage, which is required for the compensation of the Rhodamine 110 signal.

Da Rhodamin 110 eine Emission bei 540 nm hat, erzeugt es ein Signal im Fluoreszenzkanal 1 (FL1), indem auch das DiOC6(3)-Signal gemessen wird. Um dieses Problem zu beseitigen, wird die Photomultiplier-Röhrenspannung von FL1 erniedrigt, um die Sensitivität für das Rhodamin 110-Signal zu senken. Nach Senkung der Photomultiplier-Röhrenspannung ist es möglich, das Rhodamin 110-Signal zu kompensieren und es damit vollständig vom FL1-Kanal zu eliminieren.Since rhodamine 110 has an emission at 540 nm, it produces an Signal in fluorescence channel 1 (FL1) by also DiOC6 (3) signal is measured. To solve this problem will eliminate the FL1 photomultiplier tube voltage decreased to increase sensitivity to the Rhodamine 110 signal reduce. After lowering the photomultiplier tube voltage, it is possible to compensate for the Rhodamine 110 signal and thus it to be completely eliminated from the FL1 channel.

Die Detektion eines erniedrigten Mitochondrienmembranpotentials wird durch die Reduktion der Photomultiplier-Röhrenspannung nicht beeinträchtigt, da das Mitochondrienmembranpotential ein starkes DiOC6(3)-Signal erzeugt, das auch noch bei reduzierter Photomultiplier-Röhrenspannung detektiert werden kann.Detection of a degraded Mitochondrial membrane potential is reduced by reducing the Photomultiplier tube voltage is not affected as that Mitochondrial membrane potential a strong DiOC6 (3) signal generated, even with reduced Photomultiplier tube voltage can be detected.

Die in Fig. 1 gezeigten Analysen sind mit einem im Handel erhältlichen Zytometer durchgeführt worden, der mit einem 488 nm Argon Laser und einem 650 nm rotem Diodenlaser ausgestattet ist. Mindestens 50.000 Ereignisse pro Probe wurden aufgenommen, in Listmode-Dateien gespeichert und im Anschluß mit der zugehörigen Software analysiert.The analyzes shown in Fig. 1 were carried out with a commercially available cytometer equipped with a 488 nm argon laser and a 650 nm red diode laser. At least 50,000 events per sample were recorded, saved in list mode files and then analyzed with the associated software.

Die Detektion der D2R-Spaltung kann mit der Messung des Mitochondrienmembranpotentials kombiniert werden. Hierzu werden Jurkatzellen mit 10 µg Cytarabin für drei beziehungsweise sechs Stunden behandelt. Die Zellen werden gleichzeitig mit D2R und DiOC6(3) inkubiert. Detection of the D2R cleavage can be done by measuring the Mitochondrial membrane potential can be combined. For this become Jurkat cells with 10 µg cytarabine for three or treated for six hours. The cells will incubated simultaneously with D2R and DiOC6 (3).  

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit die simultane Messung zweier voneinander unabhängiger Fluorochromsignale mittels konventioneller Durchflußzytometrie in lebenden Zellen.The inventive method thus allows simultaneous Measurement of two independent fluorochrome signals using conventional flow cytometry in living Cells.

Claims (16)

1. Verfahren zur gleichzeitigen Bestimmung der Fluoreszenz-Emmissionen eines ersten Fluorochroms und eines zweiten Fluorochroms, welches einen mit dem ersten Fluorochrom überlappenden Emissionswellenlängenbereich aufweist, in einem Ein-Laser-Durchflußzytometer mit zwei Fluoreszenzkanälen unterschiedlicher Empfangswellenbereiche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
  • A) Anregen des ersten Fluorochroms von mit diesem Fluorochrom markierten Referenzzellen mit einem für beide Fluorochrome geeigneten Laserstrahl;
  • B) Einstellen der Photomultiplier-Röhrenspannung des zweiten Fluoreszenzkanals, welcher an die Emission des zweiten Fluorochroms angepasst ist, auf einen Wert, bei dem kein vom ersten Fluorochrom im zweiten Fluoreszenzkanal erzeugtes Fluoreszenz-Emissions-Signal detektiert wird;
  • C) Anregen der Flurochrome von mit erstem und zweitem Fluorochrom markierten, zu messenden Zellen mit dem Laserstrahl;
  • D) Messen des Fluoreszenz-Emissions-Signals des ersten Fluorochroms in den zu messenden Zellen im ersten Fluoreszenzkanal, welcher an die Emission des ersten Fluorochroms angepasst ist;
und
  • A) Messen des Fluoreszenz-Emissions-Signals des zweiten Fluorochroms in den zu messenden Zellen im zweiten Fluoreszenzkanal.
1. A method for the simultaneous determination of the fluorescence emissions of a first fluorochrome and a second fluorochrome which has an emission wavelength range overlapping with the first fluorochrome, in a single-laser flow cytometer with two fluorescence channels of different reception wavelength ranges, the method comprising the following steps:
  • A) exciting the first fluorochrome of reference cells labeled with this fluorochrome with a laser beam suitable for both fluorochromes;
  • B) adjusting the photomultiplier tube voltage of the second fluorescence channel, which is adapted to the emission of the second fluorochrome, to a value at which no fluorescence emission signal generated by the first fluorochrome in the second fluorescence channel is detected;
  • C) exciting the flurochromes of cells to be measured marked with the first and second fluorochrome with the laser beam;
  • D) measuring the fluorescence emission signal of the first fluorochrome in the cells to be measured in the first fluorescence channel, which is adapted to the emission of the first fluorochrome;
and
  • A) Measuring the fluorescence emission signal of the second fluorochrome in the cells to be measured in the second fluorescence channel.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Fluoreszenzkanal zusätzlich eine elektronische Kompensation von 60-90% vorgenommen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that on second fluorescence channel additionally an electronic one Compensation of 60-90% is made. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Kompensation am zweiten Fluoreszenzkanal 80% beträgt.3. The method according to claim 2, characterized in that electrical compensation on the second fluorescence channel Is 80%. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor Schritt A folgende Schritte durchgeführt werden:
  • - Anregen unmarkierter Referenzzellen mit dem Laserstrahl; und
  • - Einstellen des von den Fluoreszenzkanälen erzeugten Signals auf einen mittleren Wert innerhalb der ersten Dekade einer Meßwertskala.
4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the following steps are carried out before step A:
  • - excitation of unmarked reference cells with the laser beam; and
  • - Setting the signal generated by the fluorescence channels to an average value within the first decade of a measurement scale.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende zusätzliche Schritte vor Schritt C aufweist:
  • - Anregen des zweiten Fluorochroms von mit diesem Fluorochrom markierten Referenzzellen mit dem Laserstrahl;
  • - Einstellen einer elektronischen Kompensation am ersten Fluoreszenzkanal, so daß kein Signal oberhalb der ersten Dekade (101) am ersten Fluoreszenzkanal gemessen wird;
  • - Speichern der Einstellung;
und daß es folgende weiteren Kontrollschritte nach Schritt D aufweist:
  • - Anregen des zweiten Fluorochroms von mit diesem Fluorochrom markierten zu messenden Zellen mit dem Laserstrahl;
  • - Einstellen der gespeicherten Einstellung;
  • - Messen des Fluoreszenz-Emissions-Signals des zweiten Fluorochroms in den zu messenden Zellen im zweiten Fluoreszenzkanal; und
  • - Vergleichen des gemessenen Signals mit dem in Schritt D gemessenen Signal.
5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it has the following additional steps before step C:
  • - Excitation of the second fluorochrome from reference cells marked with this fluorochrome with the laser beam;
  • - Setting an electronic compensation on the first fluorescence channel so that no signal is measured above the first decade (101) on the first fluorescence channel;
  • - save the setting;
and that it has the following further control steps after step D:
  • - Excitation of the second fluorochrome of cells to be measured marked with this fluorochrome with the laser beam;
  • - Setting the saved setting;
  • - Measuring the fluorescence emission signal of the second fluorochrome in the cells to be measured in the second fluorescence channel; and
  • - Compare the measured signal with the signal measured in step D.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende weitere Kontrollschritte aufweist:
  • - Anregen des ersten Fluorochroms von mit diesem Fluorochrom markierten zu messenden Zellen mit dem Laserstrahl;
  • - Messen des Fluoreszenz-Emissions-Signals des ersten Fluorochroms in den zu messenden Zellen im ersten Fluoreszenzkanal;
  • - Vergleichen des gemessenen Signals mit dem gespeicherten Signal und mit dem bei der Messung in Schritt D erhaltenen Signal.
6. The method according to claim 5, characterized in that it has the following further control steps:
  • - Excitation of the first fluorochrome of cells to be measured marked with this fluorochrome with the laser beam;
  • - Measuring the fluorescence emission signal of the first fluorochrome in the cells to be measured in the first fluorescence channel;
  • - Compare the measured signal with the stored signal and with the signal obtained in the measurement in step D.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es zur gleichzeitigen fluorometrischen Bestimmung von zumindest zwei Apoptose-Parametern verwendet wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized that it is for simultaneous fluorometric determination of at least two Apoptosis parameters is used. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter die Caspasen-Aktivierung und die Mitochondrien-Aktivierung sind.8. The method according to claim 7, characterized in that the parameters the caspase activation and the Mitochondrial activation are. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Caspasen-Aktivierung durch Messung der Degradierung eines Caspasen-Zielpeptids bestimmt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the activation of caspases by measuring the degradation  of a caspase target peptide is determined. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitochondrien-Aktivierung durch Messung von Membranpotentialveränderungen der Mitochondrien-Membran bestimmt wird.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that mitochondrial activation by measuring Changes in the membrane potential of the mitochondrial membrane is determined. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fluorochrom zumindest ein Caspase-spaltbares Rhodmin 110-Derivat ist.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized characterized in that the first fluorochrome at least one Caspase-cleavable Rhodmin 110 derivative. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rhodamin 110-Derivat ein Peptid-Rhodamin 110 aufweist.12. The method according to claim 11, characterized in that the rhodamine 110 derivative is a peptide rhodamine 110 having. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rhodamin 110 Derivat (AspGluValAsp)2-Rhodamin 110 und/oder (Asp)2-Rhodamin 110 enthält.13. The method according to claim 11 or 12, characterized characterized in that the rhodamine 110 derivative (AspGluValAsp) 2-rhodamine 110 and / or (Asp) 2-rhodamine 110 contains. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Fluorochrom ein Membranpotential-sensitives Fluorochrom ist.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized characterized in that the second fluorochrome one Is membrane potential sensitive fluorochrome. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranpotential-sensitive Fluorochrom 3,3'-Dihexyloxacarbocyaniniodid ist.15. The method according to claim 14, characterized in that the membrane potential-sensitive fluorochrome 3,3'-dihexyloxacarbocyanine iodide. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregung bei einer Wellenlänge von 488 nm erfolgt.16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized characterized that the excitation at one wavelength of 488 nm.
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