细胞分选介绍

BD FACSAria高速流式细胞分选仪

自从1974年BD公司与美国斯坦福大学合作研制出全球第一台流式细胞分选仪，BD公司就不断推陈出新，在流式细胞技术领域里始终保持领先地位。BD公司最新推出的革命性的流式细胞高速分选仪FACSAria，更是划时代的流式细胞仪。这一新型仪器是BD公司25年的流式细胞仪研制经验的集体智慧的结晶。

BD FACSAria流式细胞分选仪的名字来自音乐名词Aria, 取意引人注目的独奏，因为它不需要特殊的房间设备，也不要求使用者有多年的技术经验，就可以独立完成工作。BD FACSAria 的高速细胞分选和多色分析的性能极佳，而操作却非常简便。

BD FACSAria流式细胞分选仪为高性能流式细胞仪建立了更高的新标准。由于使用了全新的设计，BD FACSAria流式细胞仪成为世界上第一台使用石英杯流动池固定校准的，可以完成高速细胞分选的台式流式细胞仪。BD FACSAria流式细胞分选仪使用了许多先进技术，大大降低了高速分选的成本，易于使用，分选与分析性能无与伦比，是科学研究的一大进步。BD FACSAria流式细胞分选仪的核心技术

BD FACSAria流式细胞分选仪的核心是石英杯流动检测池。仪器使用了全新设计，实现了完全的固定光路系统。这一设计使用户从繁琐的仪器优化调整工作中解放出来，将主要精力集中在科学研究上。

使用这种新型石英杯流动检测池，可以在低功率激光器的条件下，获得非常高的检测灵敏度。因此，仪器可以使用空气制冷的固态激光光源，这样一来，BD FACSAria流式细胞分选仪就不再使用与高功率激光器配套的特殊电源和冷却设备了。

BD FACSAria使用光导纤维系统，将激光器发射出的激光束精确、稳定地聚焦在样本流轴心位置。光导纤维将三根激光束（波长分别为488 nm、633 nm和407 nm）精确汇聚在棱镜上，再通过棱镜，激光束聚焦在石英杯流动检测池的中间（图1）。由于样本轴流位于石英杯流动检测池的中心，而激光束聚焦的位置也固定在中心，所以每日开机不再需要做仪器的优化调整。

图1 488 nm、633nm和407 nm激发光束聚焦光路

使用石英杯流动检测池的设计有两个突出的优点：一是提高了激光的激发效率，二是增强了发射光信号的收集效率。在BD FACSAria流式细胞分选仪上，细胞受激光激发时，与空气中液流受激光激发的流式细胞分选仪不同，在BD FACSAria流式细胞仪上，细胞通过激光照射区的流速更慢，激光照射时间更长，液流只是从喷嘴进入空气时才被加速，然后振荡断裂为液滴，细胞被分选收集。

BD FACSAria流式细胞分选仪的另一优点是它的光信号收集系统。提高激发效率可以提高检测性能，但是，当大部分荧光素已经被饱和时，就只有使用更佳的收集系统设计，才能提高检测灵敏度了。BD FACSAria的石英杯流动检测池使用了光胶耦合的方法，光信号收集效率至少是液流空气激发的流式细胞分选仪的4倍。使用光胶耦合的石英杯流动检测池是BD FACSAria高速流式细胞分选仪的专利技术，大大提高了仪器的信号检测灵敏度（<125 MESF）。全新的光学系统

石英杯流动检测池被光胶耦合在荧光接收物镜上，光学接收系统收集到最大量的光信号（图2）。来自三个激光光源的荧光信号被荧光物镜收集，分别聚焦到三根光导纤维上，信号接收光导纤维再将检测产生的光信号传输到各自激光的信号收集系统上。光学接收系统的特殊设计可以保证最大程度地收集每根激光产生的荧光信号。首先，通过一组长通二分镜，荧光信号中波长最长的被传输到第一个光电倍增管（PMT）上，而其余较短波长的荧光信号则向下一个PMT方向反射。每一个PMT前都有带通滤光片收集特定波长的光信号，这样可以严格限制所接收荧光信号的波长。反射比透射的效率更高，因此，这种设计极大地提高了仪器在

多色分析时的检测性能（图3）。

图2 光胶耦合的石英杯流动检测池和荧光物镜组示意图

图3 八角形光信号接收器示意图

信号收集系统包括八角形和三角形荧光信号接收器。八角形荧光信号接收器是488 nm激光激发信号的检测器，可以检测多达7个荧光信号以及侧向角散射光信号。三角形荧光信号接收器是633 nm和407 nm的激光激发信号的检测器，每个激光器产生的荧光信号接收器可以检测3个荧光信号。再加上前向角散射光信号，BD FACSAria流式细胞仪可以同时检测总共15个独立的细胞参数。这种全新的光学装置大大提高了样本获取时所得细胞信息的数量和质量。

先进的液流系统

液流系统是BD FACSAria?流式细胞仪的另一核心技术。它使用了全新的样本流和鞘液流系统：新型的液流系统车控制着鞘液、洗液和废液流，而盛有鞘液、洗液和废液的容器内是没有压力的。这种一体化的液流系统车独立可以提供空气压力，并控制真空状态，完全不需要其它任何外部辅助设备。BD FACSAria流式细胞仪适合在任何实验室空间里操作，免除了传统高速流式细胞分选仪工作时特殊需要所造成的额外花费。气压泵提供了范围为2-75 psi（14-517 kPa）的压力，可以满足各种分选应用的需要。液流系统车上装有4个10 L大桶，两个装鞘液、两个装废液；3个5 L小桶，装洗液

图4 液流系统车图5 内置缓冲容器

在液流系统车上也可使用BD FACSFlow鞘液桶。

液流系统把鞘液从液流系统车输送到BD FACSAria系统的内置缓冲容器内（图5），然后再泵入到石英杯流动检测池中。这个内置缓冲容器里总是充满鞘液，可以保持鞘液压力恒定，不受任何外部压力改变的影响。因此，鞘液压力与鞘液桶内液面高低无关，同时，也可以随时排除鞘液里生的气泡。而且，整个液流系统的设计都使得仪器操作更为简便。

BD FACSAria流式细胞仪的进样仓很特别，可以配合不同实验设计的需要，使用不同规格的上样管（图6）。

图6 进样仓

进样仓的样品管支架上放上样品管后，整个进样仓自动加压。这时，即使管子有裂口，也可以正常进样。样品管支架震动混匀样本，保证在长时间分选时，样本细胞可以持续悬浮。独立的进样仓可以使用不同方式进行清洗。每次样品管换下来后，鞘液涌出，清洗进样管路的内外壁，清除可能存在的交叉污染。也可以使用特殊的清洗模式，用乙醇清洁整个进样仓。高速细胞分选的新纪元

由于BD FACSAria流式细胞分选仪的出现，高速细胞分选的设置和操作变得极其简单。BD FACSAria先进的仪器设计大大提高了分选性能，同时还增强了其它功能。在普通的空气中液流受激光激发的流式细胞分选仪中，液流高频振动常常会产生信号噪音，而BD FACSAria则完全消除了这一弊端。BD FACSAria产生液滴的高频振动发生在石英杯流动池的底部喷嘴处，也就是在样本与激光的正交点之后，这样就不会干扰激光与样本流的聚焦，因而不会产生干扰噪音。去除了这种噪音，检测就更加准确和灵敏了。

BD FACSAria流式细胞仪的喷嘴与石英杯底部精确吻合，保证液流垂直进入下面的废液吸引器（图7）。喷嘴位置是固定的，更换喷嘴后，液流仍然会保持在原来的正确位置上。