流式細(xì)胞儀（flow cytometer）是以流式細(xì)胞術(shù)為核心技術(shù)，集光學(xué)、電子學(xué)、流體力學(xué)、細(xì)胞化學(xué)、生物學(xué)、免疫學(xué)以及激光和計算機(jī)等多門學(xué)科和技術(shù)于一體的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)設(shè)備。是現(xiàn)代科學(xué)研究中的先進(jìn)儀器之一。流式細(xì)胞儀主要由液流系統(tǒng)、光路系統(tǒng)、檢測分析系統(tǒng)三部分組成。具有分選功能的流式細(xì)胞儀還包括分選系統(tǒng)。

流式細(xì)胞儀的檢測原理

流式細(xì)胞術(shù)作為一種自動分析細(xì)胞的高技術(shù)，其原理是懸浮在液體中的分散細(xì)胞一個一個地依次通過測量區(qū)，當(dāng)每個細(xì)胞通過測量區(qū)時產(chǎn)生電信號，這些信號可以代表熒光、散射光、光吸收或細(xì)胞的阻抗等。這些信號可以被測量、存儲及顯示，于是細(xì)胞的一系列重要的物理性質(zhì)和生化性質(zhì)就被快速地、大量地測定。這些特性可以是細(xì)胞的大小、活性、核酸的數(shù)量、酶、抗原等等。流式細(xì)胞儀也可以根據(jù)規(guī)定的參數(shù)把指定的細(xì)胞亞群從整個群體中分選出來。

如上圖，待測細(xì)胞被制備成單個細(xì)胞懸液，經(jīng)特異性熒光染料染色后放入樣品管中，在氣體的壓力下進(jìn)入流動室。流動室內(nèi)充滿鞘液，在鞘液的約束下，細(xì)胞排列成單列并由流動室噴嘴噴出，成為細(xì)胞液柱。液柱與入射的激光束垂直相交，相交點(diǎn)稱為測量區(qū)。通過測量區(qū)的細(xì)胞被激發(fā)產(chǎn)生熒光。在與入射光和液柱垂直的方向放置光學(xué)系統(tǒng)來收集熒光信號。

液流系統(tǒng)

負(fù)責(zé)將樣品轉(zhuǎn)移至流動室。流動室是流式細(xì)胞儀的核心部件。在流動室，被測細(xì)胞逐個通過，并在此與激光正交。在實(shí)驗(yàn)時進(jìn)入和通過儀器的細(xì)胞流必須保持穩(wěn)定，才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的計數(shù)和檢測?；趬毫腕w積的液流系統(tǒng)是兩種常見的機(jī)械動力學(xué)裝置。
基于壓力的液流系統(tǒng)通過產(chǎn)生壓力使含有大量細(xì)胞的樣本快速進(jìn)入儀器，在封閉的樣本管中利用樣本和鞘液之間的壓力差，將樣本聚焦至光學(xué)系統(tǒng)。壓力系統(tǒng)可保持平穩(wěn)持續(xù)進(jìn)樣，進(jìn)樣體積更大且樣本耗盡的風(fēng)險較小。

基于體積的液流系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)更靈活的細(xì)胞進(jìn)樣方式，并準(zhǔn)確測量進(jìn)入流式細(xì)胞儀的樣本體積。體積系統(tǒng)可以進(jìn)行細(xì)胞絕對計數(shù)，處理復(fù)雜樣品且裝置抗堵性能好。

光路系統(tǒng)

不同的激光器發(fā)射出的激光照射到細(xì)胞表面產(chǎn)生光信號，而后經(jīng)過不同的光路系統(tǒng)被接收。流式細(xì)胞儀采集的光信號有兩種：散射光信號和激發(fā)熒光信號。散射光信號與標(biāo)記熒光素?zé)o關(guān)，是細(xì)胞本身的固有參數(shù)，又分為前向散射光（forward scatter，F(xiàn)SC）和側(cè)向向散射光（side scatter，SSC），F(xiàn)SC反映了細(xì)胞體積的大??；SSC反映了細(xì)胞內(nèi)顆粒的復(fù)雜情況。熒光信號是自發(fā)熒光或被標(biāo)記的熒光素分子發(fā)出的熒光，激發(fā)熒光信號代表了所標(biāo)記的被測細(xì)胞內(nèi)部顆粒的信息。這些光信號會轉(zhuǎn)化成電信號，被傳送到計算機(jī)。常用的熒光素有FITC，PE，APC，PerCP等，具有不同的激發(fā)光波長和發(fā)射光波長。

檢測分析系統(tǒng)

以通道為單位將細(xì)胞的各個通道的光信號匯總分析，最后得出樣品群體中細(xì)胞的物理化學(xué)特征。通道可以理解成光電倍增管，它的作用是將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺⑶曳糯箅娦盘枴?/p>

細(xì)胞分選

細(xì)胞分選器可使被指定的細(xì)胞從細(xì)胞群體中分離出來。流式細(xì)胞術(shù)所測定的任何參數(shù)都可做為流式細(xì)胞分選器選定細(xì)胞的依據(jù)，而且被選出來的細(xì)胞的均一性與所測參數(shù)有關(guān)。關(guān)于詳細(xì)的細(xì)胞分選技術(shù)，可查看文章細(xì)胞分選。

流式細(xì)胞儀的應(yīng)用

在細(xì)胞生物學(xué)中的應(yīng)用

• 細(xì)胞周期分析：在細(xì)胞的不同周期，細(xì)胞內(nèi)DNA含量不同，使用特定的熒光染料對細(xì)胞的DNA染色，用流式細(xì)胞儀可分析DNA的含量，從而判斷細(xì)胞周期；
• 細(xì)胞內(nèi)鈣離子的測定：鈣離子作為細(xì)胞內(nèi)許多功能蛋白的輔基及重要細(xì)胞內(nèi)信使。測定細(xì)胞內(nèi)鈣離子變化，對于了解細(xì)胞內(nèi)信息傳遞，細(xì)胞凋亡等都具有一定意義。通過鈣離子特異的染料標(biāo)記細(xì)胞，可用流式細(xì)胞儀測定鈣離子變化；
• 細(xì)胞內(nèi)pH測定：利用流式細(xì)胞儀可測定細(xì)胞內(nèi)pH，例如癌細(xì)胞在受到加熱或化療時，細(xì)胞內(nèi)的pH下降；
• 細(xì)胞凋亡研究：細(xì)胞凋亡不僅與個體形成等基本生命現(xiàn)象有關(guān)，而且與癌癥等多種疾病的發(fā)生密切相關(guān)。使用流式細(xì)胞儀能精確定量凋亡細(xì)胞，并進(jìn)行多參數(shù)分析。

在免疫學(xué)的應(yīng)用

• 淋巴細(xì)胞表面標(biāo)志的檢測；
• 在血栓與出血性疾病中的應(yīng)用：①血小板功能的測定；②血小板相關(guān)抗體的測定；
• 通過流式細(xì)胞儀檢測移植后CD34＋/CD33＋造血干細(xì)胞。