流式细胞术的原理

流式细胞术（Flow Cytometry，FCM）是一种对单细胞或其他生物粒子膜表面以及内部的化学成分进行定量分析和分选的检测手段，它可以高速分析上万个细胞，并能同时从一个细胞中测得多个参数，同传统的荧光镜检查相比，具有速度快，精度高准确性好等特点，成为当代最先进的细胞定量分析技术。自20世纪70年代以来，随着流式细胞技术水平的不断提高，其应用范围也日益广泛。目前，流式细胞已普遍应用于免疫学、血液学、细胞生物学、细胞遗传学、生物化学及肿瘤学等临床医学和基础医学领域。

流式细胞仪集电子技术，计算机技术、流体理论于一体，是一种非常先进的检测仪器。流式细胞仪的发展始于1953年，Parker和Horst设计一种全血细胞计数器装置，该仪器成为流式细胞仪的雏形。其原理是先将全血细胞进行染色，白细胞染为蓝色，红细胞仍为红色，当细胞悬液通过检测细玻璃管时用一束光进行照射，不同细胞所发出的蓝光或红光经过滤光片后分别由两个光电转换器转换为电信号，再由计数电路分别计数。

流式细胞仪是由流动室及液流驱动系统、激光光源及光束成形系统、光学系统、信号检测与存贮、显示、分析系统及细胞分选系统等五部分组成。

流式细胞仪的基本原理是将待测细胞染色后制成单细胞悬液。用一定压力将待测样品压入流动室，不含细胞的磷酸缓中液在高压下从鞘液管喷出，鞘液管入口方向与待测样品流成一定角度，这样鞘液就能够绕着样品高速流动，组成一个圆形的流束，待测细胞在鞘液的包被下单行排列，依次通过检测区域。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。

这两种信号同时被前向光电二极管和90度方向的光电倍增管（PMT）接收，光散射信号在前向角度10.5-2.0度进行检测，这种信号基本上反映了细胞体积大小；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了所测细胞膜表面抗原的强度或其核内物质的浓度，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。

计算机采集所测量得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贮在硬盘上以备日后的查询或进一步分析。细胞的分选是通过分离含有单细胞的液滴而实现的。在流动室的喷口上配有一个超高频的压电晶体，充电后振动，使喷出的液流断裂为均匀的液滴，待测细胞就分散在这些液滴之中。将这些液滴以正负不同的电荷，当液滴流经带有几千伏的偏转板时，在高压电场的作用下偏转，落入各自的收集容器中，不予充电的液滴落入中间的废液容器，从而实现细胞的分离。

流式细胞仪在免疫学、血液病学、细胞增殖及肿瘤病理、细胞凋亡和流式核型分析等领域均发挥着重要的作用。