涨姿势啦!流式细胞仪的原理简介

流式细胞仪的原理简介
流式细胞分析（flow cytometry，FCM）即流式细胞术，是用流式细胞仪测量液相中悬浮细胞或微粒的一种现代分析技术。

它凝结众多不同学术背景、不同科研领域科学家的心血。

现代流式细胞术更是由于结合单克隆抗体技术、定量细胞化学技术和定量荧光细胞化学，使其在生物学、临床医学、药物学、材料学等众多领域研究中的应用有更加突飞猛进的发展。

一、流式细胞仪的原理
流式细胞仪主要由4部分组成：液流系统、光学系统、电子系统、分析系统。

（如图1）它只能检测悬浮的单细胞或微粒的信号。

图1 流式细胞仪组成结构图2 流动室和液流驱动系统
一般是将待测细胞或微粒进行荧光染色后制成悬液标本，在一定气体压力下将待测样品压入流动室，用不含细胞或微粒的缓冲液（又称鞘液）在高压下从鞘液管喷出，鞘液管入口方向与待测细胞或微粒流成一定角度，使鞘液包绕着细胞或微粒高速流动（如图2），形成一个圆形的流束（即鞘流），待测细胞在鞘流的包裹下单行排列，依次通过流式细胞仪的检测区域，经激发光激发后产生荧光信号。

流式细胞仪通常以激光作为激发光源，经过聚焦整形后的光束垂直照射在样品流上，被荧光染色的细胞在激光束的照射下产生散射光和激发荧光（如图3）。

这两种信号同时被前向光电二极管和90°方向的光电倍增管接收。

光散射信号在前向小角度进行检测，称为前向散射（forward scatter，FSC），这种信号基本上反映细胞体积的大小；90°散射光又称侧向散射（side scatter，SSC），是指与激光束-液流平面垂直的散射光，其信号强度可反映细胞部分结构的信息。

荧光信号的接收方向与激光束垂直，经过一系列双色性反射镜和带通滤光片的分离，形成多个不同波长的荧光信号。

这些荧光信号的强度代表所测细胞膜表面抗原的强度或其细胞内、核内物质的浓度，经光电倍增管接收后可转换为电信号，再通过模/数转换器，将连续的电信号转换为可被计算机识别的数字信号。

计算机采集所测量到的各种信号进行计算处理，将分析结果显示在计算机屏幕上，也可以打印出来，还可以数据文件的形式存储在硬盘上，以备日后的查询或进一步分析。

检测数据的显示视测量参数的不同而有多种形式可供选择——单参数数据以直方图的形式表达；对于双参数或多参数数据，既可以单独显示每个参数的直方图，也可以选择二维散点图、等高线图或三维的立体视图等。

图3 光学系统图4 分选系统
流式细胞仪还可以对分析中的目的细胞进行分选提取，它通过分离含有单细胞的液滴而实现的。

在流动室的喷嘴上安装有超高频压电晶体，可以产生高频振荡，使液流断裂为均匀的液滴，待测细胞就包含在液滴之中。

将这些液滴充上正或负电荷，当带电液滴通过电场，在电场的作用下发生偏转，然后落入相应的收集器之中，从而实现细胞分选（如图4）。

二、流式细胞仪的测量对象
1、大小：悬浮在溶液中的相互离散的颗粒，范围为0.2μm – 300μm。

2、类型：
细胞类型：1）高等真核细胞；2）酵母；3）细菌；4）多细胞的聚集体，如胰岛等。

非生命颗粒：细胞核、染色体、其他细胞器以及乳化微球等。

三、能够检测的细胞属性、组分（应用）
1、不需要染色
大小，胞浆颗粒度，细胞自发荧光，色素，细胞精确计数等。

2、需染色或标记
1）细胞膜：流动性，通透性，膜电位
2）细胞内离子：H+（可检测pH值），Na+，K+，Ca2+（结合的和自由的）
3）核酸：DNA含量，DNA成分，DNA合成，RNA，染色质结构等。

4）总蛋白质
5）蛋白质分子间相互作用
6）抗原
7）细胞骨架成分
8）受体。