2024/9/29 14:42:00

流式细胞术的液流系统:流式细胞术之所以被称为“流式”,是因为该技术使悬浮在液流中的细胞或亚细胞粒子流过检测区,进行细胞检测。

流式细胞仪的液流系统的主要功能是将细胞以单列对齐的方式输送至检测区

图1流式细胞仪通过管道将样本和鞘液在压力下输送到聚焦部分,形成同心流动,以便在感应区进行检测。

主要液流系统功能:

样品流和鞘液流:流式细胞仪的液流组成包括样品流和鞘液流。样品流将细胞样品送至检测区,而鞘液流提供载体液流,帮助定位样品流和细胞。

液流动力学聚焦:大多数流式细胞术检测都是基于光学的,为了进行准确的光学检测,需要保持粒子在流动中的稳定位置。流式细胞仪使用一种称为液流动力学聚焦的方法来控制粒子在液流中的位置。

图2流式细胞仪通过流体动力学聚焦,使细胞在通过检测区之前对齐到流体中心。样本注入鞘流中间,流经锥形部分时直径减小,推动细胞至流中心。

 

图3样本核心的宽度由流速而非管径决定。高流速时样本核心宽,低流速时样本核心窄,后者有助于细胞在检测区更精确地定位。

检测区的类型:

空气式(Jet-in-Air):在空气式激发流式细胞仪中,鞘液液和样品流在喷嘴中汇合,形成连续的液柱或喷流,细胞在空气中和激光正交,激发产生散射或荧光信号。

 

图4空中喷射流式细胞仪通过喷嘴形成喷射流,喷射流离开喷嘴后进行检测。

流动室(Flow Cell):在流动室内流过液流动力学聚焦的同轴流,细胞在流动室中和激光正交,激发产生散射或荧光信号。

图5流动室的感应区位于透明腔室内,通常呈正方形或矩形。

样品输送类型:

标准设置:通常将悬浮细胞样品装入试管中,试管放到仪器上,进样针插入到达管底,密封加压将细胞压入系统。

替代技术:其他方法和设备如注射泵,负压方式将样品引入细胞仪。

 

影响样品流的潜在问题:

瞬态流动效应:液体在小管内流动时,边缘流动较慢,中心流动较快,形成抛物线速度剖面。

细胞沉降:细胞会因大小和密度以不同的速率沉降。

堵塞:小直径检测区的堵塞是流式细胞术的常见问题,尤其是喷气式系统。

随机细胞到达:在良好混合的细胞悬浮液中,细胞随机分布在整个样品中。

 

分选:

流式细胞仪的实用性通过仪器基于检测结果分离细胞的能力得到了极大的增强。大多数分选流式细胞仪使用带电液滴偏转方法,有些使用其他液流系统方法如封闭系统机械分选,封闭系统流动室的感应区域下游的机械执行器,将收集管移动到粒子流中,并在它们流过时挑选所需的细胞,这种方法比空中喷射方法更适合生物危害实验,其缺点包括分选速率较慢和分选部分更稀。

 

图6空中喷射分选器通过振动产生均匀间隔的液滴,这种间隔称为液滴波长。

其他液流系统功能:流式细胞仪的液流系统除了主要功能外,通常还具备各种管路冲洗、排堵和维护的辅助功能,如瞬间加速功能(Boost Function)和填充功能(Fill Function),反冲(Backflush)以及废液移除能力等。

 

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