四款主流的激光捕获显微切割平台（上）

　　众所周知，哺乳动物组织并非同源的。它是由不同的细胞类型组成，其功能、形态和基因表达皆不同。在很多时候，我们开展组织水平的研究，测定肝脏或肿瘤的基因表达，其实这样只能得到混合群体的平均数。通常我们会忽略个体差异，但最近发表在《Cell》杂志上的一篇文章为我们敲响了警钟。

　　怀特黑德生物医学研究所的研究人员发现，并非所有的细胞都有着相似的mRNA水平，包括侵袭性癌细胞在内的一些细胞生成的mRNA比其他细胞要多好几倍。如此看来，平均数已经不能满足我们的要求，单细胞分析才是正道。

　　1996年，美国国家癌症研究所(NCI)的Lance Liotta与他的同事在《Science》上发表文章，提出了一种称为激光捕获显微切割(LCM)的技术。他们写道，这种方法需要在组织切片上放置一个透明薄膜，在显微镜下观察组织，并通过持续时间短的红外激光脉冲选择性地让目的细胞附着在膜上。随后取下膜，直接放入DNA、RNA或酶缓冲液中即可。

　　次年，这项技术由一家名为Arcturus的公司商业化。两年前，Life Technologies收购了Arcturus，将其产品收入囊中。同时，市场上还有三家公司在开发类似的产品，他们分别是蔡司(Carl Zeiss Microscopy)、徕卡(Leica Microsystems)和MMI(Molecular Machines & Industries)。尽管平台各有不同，但大致原理是类似的。

　　原理

　　通过显微镜选择靶细胞，之后划出所需要的目的细胞。激光沿着所划的轨迹切割细胞。切割之后，开展下游分析。据介绍，大部分用户开展RNA的qPCR或芯片分析，也有一些开展新一代测序和转录组分析。

　　目前只有Arcturus的LCM仪器能使用红外激光来捕获细胞;而蔡司、徕卡和MMI都使用紫外激光对样品中感兴趣的细胞进行切割和收集。这两者有何不同，且听下文分解。

　　LCM技术能够快速方便地从组织切片中分离和纯化单一类型的细胞群或单个细胞。无组织类型的限制，冷冻组织标本、石蜡包埋组织标本、细胞涂片、福尔马林或乙醛固定，以及HE染色或不染色的组织切片都能有效地进行捕获与转移，因此应用颇广。

　　四大平台

　　Arcturus(Life Technologies)

　　Arcturus于1997年推出了世界上第一台商用激光捕获显微切割系统。目前的旗舰产品ArcturusXT也是唯一将激光捕获显微切割(LCM)和紫外(UV)激光切割融为一体的显微切割仪器。其他三家公司都使用紫外激光对样品中感兴趣的细胞进行切割和收集。

　　红外激光带来了温和的捕获技术，能保留生物分子的完整性，是单细胞和少量细胞的理想选择。紫外激光实现了前所未有的速度和精确度，非常适合高密度组织结构的切割和大量细胞的捕获。两种激光结合起来，让您能够轻松地收集同一样本中的单细胞和大块结构。

　　ArcturusXT的基本原理是通过低能红外激光脉冲激活热塑膜――乙烯乙酸乙烯酯(EVA)膜，在直视下选择性地将目标细胞或组织碎片粘到该膜上。将带有热塑膜的塑料帽，放到组织切片上的目标部位。显微镜直视下选择目标细胞，发射激光脉冲，瞬间升温使EVA膜局部熔化。熔化的EVA膜渗透到切片上微小的组织间隙中，并在几毫秒内迅速凝固。组织与膜的粘合力超过了其与载玻片间的粘合力，从而可以选择性地转移目的细胞。

　　ArcturusXT激光捕获显微切割系统有着开放的平台，能够升级并扩展，以满足不断变化的研究需求。可用的显微镜接口让用户能修改系统，开展其他的应用，比如增加一台照相机用于高分辨率成像。开放的系统设计还实现了载物台插板的轻松互换，以容纳不同的样本形式，如神经生物学研究所用的更大玻片。

　　索取ArcturusXT的更多资料

　　徕卡

　　徕卡提供LMD6500和LMD7000激光显微切割系统，利用紫外激光分离显微镜头之下的目标区域，并通过重力这种温和的方法来收集样品。

　　为了获得纯净的样品，精度对于显微切割是不可忽视的。在徕卡LMD6500和LMD7000系统中，使用高精度的光学组件来控制激光束移动。光束焦点有自动修正功能，分别有两种模式可供选择：全自动模式和交互模式，同时显微镜样品台和样品本身保持不动。通过这种ZL方法，可以达到超乎想象的精度。

　　有时，快速收集样本对于下游分析来说也很重要。在显微切割过程中，只要移动轻巧的光学镜头就能控制激光束。这种方法可以在高倍率镜头下进行精确地切割，在低倍率镜头下进行快速切割，确保最快捕获目标样本，最大程度降低了组织降解的风险。

　　当目标区域被切割后，就会轻轻地掉落到收集管中，没有其他多余的复杂步骤。而且更重要的是，样品本身没有接触到任何其他物体，这就使污染的风险降至最低。收集装置可以预先加入培养液(针对活细胞)或缓冲液(针对下游分析)。

　　LMD6500和LMD7000这两款仪器的区别在于脉冲能量不同。LMD6500提供一个脉冲能量为50 μJ，固定重复频率的激光器，而LMD7000提供高达120 μJ的脉冲能量，且功率和频率可调。用户可以根据材料来调节激光的粗细、强弱和速度。