流式细胞仪的基本结构简介

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：图8-17 流式细胞仪细胞流动室是流式细胞仪的主要部件之一。现在大多数激光流式细胞仪都使用方形的内检测流动室，由样品管、鞘液管和喷嘴组成。激光器是流式细胞仪的典型光源。除氩离子激光器外，现代的激光流式细胞仪中还有使用氪离子激光器、氦镉激光器和氦氖激光器等。激光流式细胞仪中常用焦平面检测法或像平面检测法。激光流式细胞仪中的计算机是用来分析输出信号的。

流式细胞仪主要由流动室、激光光源、光电检测装置、电子线路和计算机等部分组成，如图8-17所示。

图8-17 流式细胞仪

细胞流动室是流式细胞仪的主要部件之一。细胞制成悬浮液后使其在流动室中作稳定流动，尤其当细胞经过光学检测区时，细胞的流速必须相等而巨恒定。不仅如此，还要求每个细胞在检测区的固定位置流动，一般都是沿圆形或方形管道的中心轴流动。解决的办法是用一很小的针头不断地将细胞流注入稳定流动的鞘流中，注入沿鞘流管轴心进行，然后，自然形成鞘流包围样品流通过50～100μm的圆形或方形管道，由于液流的动力学聚焦作用，细胞流以微细的流束沿细管道的轴流动。

实际应用的流动室有两种：一种为内检测型；另一种为空气中检测型。空气中检测型比较简单，用一不锈钢针头作样品管，外套一根流线型玻璃管作鞘流通道。检测区在出口管管口1～2mm处的空气中，这种细胞流动室用在细胞分选时比较稳定。细胞荧光的搜集透镜可尽量靠近细胞流，增加荧光的搜集角，减少荧光因角度分布不均匀产生的测量误差。但它使细胞荧光的像发生畸变，干扰光学系统的成像。

现在大多数激光流式细胞仪都使用方形的内检测流动室，由样品管、鞘液管和喷嘴组成。喷嘴的下方镶有宝石，宝石的中心有一个直径为几十微米的小孔。根据流体动力学原理，当样品管和鞘液管的形状、内径和材料选择适当，压缩气体的压力控制在一定范围内，细胞悬浮液和鞘液两者就能分层流动。由于鞘液的作用，细胞极限制在液流的中心，以每秒几百至几千个细胞的速度，顺序排列由宝石中心的小孔向下喷射。

激光器是流式细胞仪的典型光源。该种激光器必须有选频装置，如腔的全反镜用涂膜棱镜，允许操作者选择合适的谱线激发染料。除氩离子激光器外，现代的激光流式细胞仪中还有使用氪离子激光器、氦镉激光器和氦氖激光器等。采用氩离子激光器作激光光源，激光光束直径约1.5mm。为了使细胞得到均匀的照射，应使激光工作在TEM₀单模状态。激光光束通过会聚透镜后会聚成很细的光束，其光斑直径d的计算公式如下：

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式中 λ——激光波长；

f——会聚透镜焦距；

D——激光光束直径。

通过设计的会聚透镜后，光斑直径可以缩小到与待测细胞的直径相近，从而提高了光强和分辨率。

由喷嘴喷出的细胞在激光的照射下产生荧光和散射光。在检测中，为了获得较强的荧光信号，尽可能提高接收系统的数值孔径，缩短接收透镜与细胞流的距离，使接收的空间角增大。如能增加透镜与细胞流间介质的折射率，也是提高数值孔径的方法。激光流式细胞仪中常用焦平面检测法或像平面检测法。接收到的光束有90°散射光、DNA荧光、RNA荧光或细胞表面荧光等。一般采用分束器或滤波器将它们一一分离，然后送到光电倍增管，或经光导纤维送入光电倍增管。

激光流式细胞仪中的计算机是用来分析输出信号的。顺序通过激光照射区的细胞所发生的两路荧光和两路散射光，分别由四个光电倍增管检测，其光学信号转换成电脉冲信号，脉冲的幅度与光学信号的强度成正比，其宽度约为10μs（与细胞大小、激发光斑直径及细胞的流速有关）。这些脉冲信号经前置放大器加到线性脉冲放大器或对数放大器放大。放大后的信号送到计算机多道分析器。

流式细胞仪的基本结构简介

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