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流式細胞儀主要由液流系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、分選系統(tǒng)(可選)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)五部分組成,工作流程如下: - 樣本制備與懸浮
- 將細胞或顆粒(如血細胞、腫瘤細胞、微生物)懸浮于液體介質(zhì)(如磷酸鹽緩沖液)中,形成單細胞懸液。
- 若需分析特定標記物(如表面抗原、DNA),需用熒光染料或熒光標記抗體對樣本進行染色。
- 液流系統(tǒng):單細胞排列
- 鞘液(Sheath Fluid):通過高壓泵將無細胞的緩沖液(鞘液)注入流動室,形成穩(wěn)定的層流。
- 樣本液:細胞懸液從噴嘴中心注入,被鞘液包裹并壓縮,形成單細胞液柱(直徑約3-10μm)。
- 作用:確保細胞逐個通過激光檢測區(qū),避免重疊或聚集,提高分析精度。
- 光學(xué)系統(tǒng):激光激發(fā)與信號產(chǎn)生
- 激光器:通常采用氬離子激光(488nm,用于激發(fā)FITC、PE等熒光染料)或半導(dǎo)體激光(如633nm,用于激發(fā)APC)。
- 細胞通過激光束:當單細胞經(jīng)過激光聚焦點時,發(fā)生以下相互作用:
- 前向散射光(FSC):與激光同軸方向的光散射,反映細胞大?。ù蠹毎⑸涓鼜姡?。
- 側(cè)向散射光(SSC):垂直于激光方向的光散射,反映細胞內(nèi)部復(fù)雜度(如顆粒多少、核質(zhì)比)。
- 熒光信號:若細胞被熒光染料標記,激光激發(fā)后發(fā)射特定波長的熒光,被光電倍增管(PMT)或雪崩光電二極管(APD)檢測。
- 檢測系統(tǒng):信號轉(zhuǎn)換與放大
- 光電轉(zhuǎn)換:PMT將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,其增益可調(diào)以適應(yīng)不同熒光強度。
- 信號放大與數(shù)字化:電信號經(jīng)放大器處理后,由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,形成數(shù)據(jù)脈沖。
- 多參數(shù)檢測:現(xiàn)代流式細胞儀可同時檢測10-20種熒光信號,通過不同波長的濾光片分離。
- 分選系統(tǒng)(可選):細胞分離
- 電荷分選:對目標細胞施加正/負電荷,通過偏轉(zhuǎn)板將其導(dǎo)入特定收集管。
- 微流控分選:利用微流體芯片精確控制細胞路徑,實現(xiàn)高純度分選(如用于單細胞測序)。
- 應(yīng)用:分離特定細胞亞群(如CD4+ T細胞、干細胞)用于后續(xù)培養(yǎng)或分析。
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