流式细胞仪(Flow_Cytometer)基础简介

流式细胞仪及流式细胞术流式细胞仪技术流式细胞仪技术，主要是测量群体中单个细胞经适当染色后其成分所发出的散射光和荧光，经染色的细胞在悬液中以单行流过高强度光源的焦点，当每个细胞经过焦点时，发出一束散射光/或荧光。

它们经过过滤及光镜系统收集到达一个光电检测器(光电倍增管或一个固态装置)，光检测器把散射光定量转化成电信号，经数字转换器进行数字化后而成整数，然后进行电子存储，以后数据可以调出显示和进行分析。

其优点如下：1、具有操作简便，只要将染色的单个细胞推入仪器中，就会得出数据。

2、具有较高的灵敏度及测定速度，而且每次可测出许多数据，一般情况下，每秒可测5000个细胞，能迅速分析和记数大量细胞，并能准确统计群体中荧光标记细胞的比例。

3、应用广泛，即可用于测定细胞活力、繁殖周期和细胞定型分析，也可区别死亡细胞、分裂细胞和静止细胞群，既可测定DNA和RNA、测凋亡峰，又可测蛋白含量，特别是胞浆蛋白。

基本流程原理：1、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，不含细胞的磷酸缓冲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的角度，这样，鞘液就能够包绕着样品高速流动，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。

2、流式细胞仪通常以激光作为发光源。

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接收。

散射光不依赖任何细胞样品的制备技术，被称为细胞的物理参数或固有参数，散射光有包括前向角散射和侧向叫散射，前向角散射与被测细胞直径的平方密切相关，侧向角散射光对细胞膜、胞质、核膜的折射率更敏感，可提供有关细胞内精细结构和颗粒性质的信号。

荧光信号也有两种，一种是细胞自身在激光照射下发出的微弱荧光信号，另一种是经过特异荧光素标记后的细胞受激发照射后得到的荧光信号。

流式细胞仪(flowcytometer)基本原理，详细流式细胞仪（Flow Cytometer）是一种用于细胞计数、细胞分类和细胞特性分析的重要实验室装置。

它能够快速地对成千上万的细胞进行分析，并且可以同时对多种细胞特性进行检测。

流式细胞仪的基本原理涉及到光学和流体力学的结合，这里是一个详细的解释：流体系统（Fluidics）流式细胞仪的流体系统负责将样本中的细胞悬液通过一个狭窄的管道（通常称为流室或喷嘴）输送，使细胞单个通过。

为了实现单个细胞的流动，采用了水力聚焦技术（hydrodynamic focusing），即使用一个不含细胞的剪切流（通常为盐溶液）将细胞流包围起来，迫使它们以单列的形式通过检测区。

光学系统（Optics）当细胞单个通过检测区时，流式细胞仪的光学系统开始发挥作用。

它通常包含一个或多个激光，激光束照射穿过流室的细胞。

细胞对光的散射和吸收会产生前向散射光（Forward Scatter, FSC）和侧向散射光（Side Scatter, SSC），分别与细胞的大小和内部复杂性（如颗粒性或结构）相关。

荧光检测（Fluorescence Detection）除了散射光，如果细胞被荧光标记，那么激光也会激发荧光染料，细胞将发出荧光信号。

不同的染料可以被激发并发出不同波长的荧光，这些荧光通过光学滤镜和分光器被检测，使得可以同时检测多个不同的荧光标记。

数据采集与分析（Data Acquisition and Analysis）每个通过检测区的细胞都会产生散射光和荧光信号，这些信号被光电管或光电倍增管（PMTs）检测，并转换为电信号。

这些电信号随后被数字化，并由计算机软件分析。

软件可以根据用户的需要进行细胞的分类、计数以及各种参数的量化，如细胞大小、颗粒性、荧光强度等。

通过流式细胞仪，研究人员可以进行多种分析，包括但不限于细胞周期分析、活细胞和死细胞的鉴别、细胞亚群的鉴定以及细胞内信号传导的研究。

流式细胞仪分类1. 简介流式细胞仪（Flow Cytometer）是一种常用的生物学实验仪器，用于对细胞进行分类和分析。

它通过将细胞悬浮液注入仪器中，利用激光束照射细胞，测量细胞在不同参数上的散射和荧光信号，从而对细胞进行分类和计数。

流式细胞仪广泛应用于生物医学研究、临床诊断和药物研发等领域。

2. 流式细胞仪的分类方式根据不同的参数和功能，流式细胞仪可以分为以下几种类型：2.1. 基础型流式细胞仪基础型流式细胞仪是最常见的类型，它可以测量细胞在不同波长的激光照射下的散射和荧光信号。

基础型流式细胞仪通常具有多个激光器和多个探测器，可以同时测量多个参数。

常见的参数包括细胞大小、形态、颜色、荧光标记物等。

2.2. 高通量流式细胞仪高通量流式细胞仪是一种能够快速处理大量样本的流式细胞仪。

它通常具有多个样本载体和多个样本接口，可以同时处理多个样本，提高实验效率。

高通量流式细胞仪广泛应用于大规模细胞筛选、细胞库构建和高通量药物筛选等领域。

2.3. 分选型流式细胞仪分选型流式细胞仪是一种能够根据细胞的特定特征进行分选的流式细胞仪。

它通常具有一个或多个分选器，可以根据预设的分选条件将特定类型的细胞分选出来。

分选型流式细胞仪广泛应用于细胞克隆、单细胞测序和细胞治疗等领域。

2.4. 成像型流式细胞仪成像型流式细胞仪是一种能够对细胞进行高分辨率成像的流式细胞仪。

它通常具有高倍率物镜和高灵敏度的相机，可以对细胞进行三维成像和时间序列成像。

成像型流式细胞仪广泛应用于细胞动力学研究、细胞迁移和细胞内信号传导等领域。

3. 流式细胞仪的工作原理流式细胞仪的工作原理包括激光照射、散射信号检测和荧光信号检测三个步骤。

3.1. 激光照射流式细胞仪通过激光器产生高能量的激光束，将激光束聚焦到细胞悬浮液中的单个细胞上。

激光束的波长和功率可以根据需要进行选择，常用的波长包括488nm、532nm和633nm等。

3.2. 散射信号检测当激光束照射到细胞上时，细胞会发生散射现象。

流式细胞仪的发展历史及其原理和应用进展一、本文概述流式细胞仪（Flow Cytometry，FCM）作为一种先进的细胞分析技术，自其诞生以来，在生物医学领域发挥了重要的作用。

本文旨在全面概述流式细胞仪的发展历史，深入剖析其基本原理，以及探讨其在不同领域的应用进展。

我们将从流式细胞仪的初步概念出发，追溯其技术的演进过程，分析其在细胞生物学、免疫学、肿瘤学等领域的应用实例，并展望未来的发展趋势。

通过对流式细胞仪的深入研究，我们希望能够为相关领域的研究人员提供有价值的参考，推动流式细胞仪技术的进一步发展。

二、流式细胞仪的发展历史流式细胞仪（Flow Cytometry，FCM）是一种在液流中快速测量和分析细胞特性的高科技仪器。

自其诞生以来，流式细胞仪在生物医学研究领域发挥了重要作用，其发展历史可追溯至20世纪60年代末。

1965年，美国科学家Wallace H. Coulter首次提出了流式细胞仪的基本概念，并设计出了第一台原型机。

这台机器利用了液流原理和荧光检测技术，可以对单个细胞进行快速、定量的分析。

1970年，Coulter Science公司正式推出了世界上第一台商用流式细胞仪，标志着流式细胞技术的诞生。

随着科技的进步，流式细胞仪在随后几十年中经历了不断的改进和创新。

在硬件方面，流式细胞仪的激光源从最初的单一波长发展到多波长，甚至引入了紫外、红外等多种激光，使得可以同时检测多种细胞参数。

在软件方面，数据分析和处理能力得到了显著提升，可以实现对大量数据的快速、准确分析。

流式细胞仪的应用领域也不断拓宽。

从最初的免疫学研究，到现在的肿瘤学、细胞生物学、分子生物学等多个领域，流式细胞仪已经成为了不可或缺的研究工具。

随着单细胞测序技术的发展，流式细胞仪与单细胞测序技术的结合，为深入研究细胞异质性和疾病发生机制提供了新的手段。

流式细胞仪的发展历史是一部科技进步的缩影。

从最初的原型机到现在的多功能仪器，流式细胞仪在硬件、软件和应用领域都取得了显著的进步。

流式细胞仪（Flow Cytometry）1 流式细胞仪的概念及其发展历史1．1 流式细胞仪的基本概念流式细胞仪（flow cytonletry，FCM）是对高速直线流动的细胞或生物微粒进行快速定量测定和分析的仪器，主要包括样品的液流技术、细胞的计数和分选技术，计算机对数据的采集和分析技术等。

流式细胞仪以流式细胞术为理论基础，是流体力学、激光技术、电子工程学、分子免疫学、细胞荧光化学和计算机等学科知识综合运用的结晶。

流式细胞术是一种自动分析和分选细胞或亚细胞的技术。

其特点是：测量速度快、被测群体大、可进行多参数测量，即对同一个细胞做有关物理、生物化学特性的多参数测量，且在统计学上有效。

1．2 流式细胞仪的发展简史最早的流式细胞仪雏形诞生于1934年，Moldavan提出使悬浮的单个血红细胞流过玻璃毛细管，在亮视野下用显微镜进行计数，并用光电记录装置测量的设想。

1953年Crosland-T aylor根据牛顿流体在圆形管中流动规律设计了流动室。

其后又经过Coulter、Parker & Horst、Kamentsky、Gohde、Fulwyler、Herzenberg等人的不断改进，设计了光电检测设备和细胞分选装置、完成了计算机与流式细胞仪的物理连接及多参数数据的记录和分析、开创了细胞的免疫荧光染色及检测技术、推广流式细胞仪在临床上的应用。

近20年来，随着流式细胞仪及其检测技术的日臻完善，人们越来越致力于样品制备、细胞标记、软件开发等方面的工作，以扩大FCM的应用领域和使用效果。

宋平根的《流式细胞术的原理和应用》是迄今为止对流式细胞仪及其技术阐述的最为详尽和透彻的中文著作。

这本书非常详细地介绍了流式细胞术的历史、结构、原理、技术指标等，例举了其在医学和生物工程中的应用，非常适合从事此方面专业研究的人。

由于这本书是13年前出版的，所以基本上没有涉及植物流式细胞仪检测技术。

此外对于只需要对流式细胞仪有些基本认识的人士来说，这本书太复杂太深奥。

1流式细胞仪基础知识介绍流式细胞仪（Flow Cytometry）是一种通过流式技术对细胞进行快速分析和计数的仪器。

它结合了光学、电子和计算机技术，可以对单个细胞进行高效的多参数分析，可广泛应用于生命科学研究、临床诊断、药物研发等领域。

流式细胞仪的基本原理是通过激光束照射样本中的细胞，并利用光学系统收集和分析由细胞散射、荧光等产生的光信号。

其主要组成部分包括激光器、光学系统、流体系统和电子计算机系统。

激光器是流式细胞仪的光源，产生高强度的单色激光束。

常用的激光器有氩离子激光器、固态激光器和半导体激光器等，不同波长的激光器可用于激发不同荧光染料。

光学系统包括一系列透镜和滤光片，用于聚焦和收集激光束，并选择感兴趣的荧光信号进行检测。

透镜系统可以调整激光束的聚焦位置和扩展角度，使样品中的细胞逐个通过激光束。

流体系统通过将样品溶液注入流式细胞仪的流体管道中，使细胞以单个细胞的形式通过激光束，避免了背景信号的干扰。

流体系统还可以调节细胞的流速，以控制细胞之间的间隔，避免细胞重叠。

电子计算机系统是流式细胞仪的核心部分，用于控制仪器的运行和获得并分析光信号。

通过相应的软件，可以对细胞进行多参数分析，如细胞大小、形态、DNA含量、荧光标记等。

在流式细胞仪中，细胞通过激光束照射后，会产生散射光和荧光光信号。

散射光主要分为正向散射光（Forward Scatter，FSC）和侧向散射光（Side Scatter，SSC）。

FSC信号反映细胞的大小和复杂度，SSC信号反映细胞内部的结构和颗粒物质。

这些散射光信号可以提供有关细胞的一些形态信息。

荧光染料是流式细胞仪中常用的标记物质，通过与细胞中的特定成分结合，可以用来标记不同的细胞类型、活性分子和细胞内的蛋白质等。

荧光染料在激发后发出特定的荧光信号，可以通过滤光片选择性地收集和检测。

通过同时使用多种荧光染料，可以对不同的生物学参数进行同时分析。

流式细胞仪的数据分析可以通过绘制细胞密度分布曲线、细胞聚类分析、细胞亚群分析等方法进行。