流式细胞仪(Flowcytometer)是对细胞进行自动分析和分选的装置。它可以快速测量、存贮、显示悬浮在液体中的分散细胞的一系列重要的生物物理、生物化学方面的特征参量，并可以根据预选的参量范围把指定的细胞亚群从中分选出来。
发展历程
流式细胞术(FlowCytometry,FCM)是20世纪70年代发展起来的一项利用流式细胞仪完成的细胞分析新技术，主要是对血液、体液、骨髓、活检组织以及动植物的单细胞悬液成人工合成微球等的多种生物学特征和物理、生化特性以及功能进行计数和定量分析，并能对特定细胞群体加以分选的细胞参量分析技术。目前已普遍应用于免疫学、血液学、肿瘤学、细胞生物学、细胞遗传学、生物化学等的基础和临床研究的各个领域。
在20世纪30年代初，Caspersson和Thorell就开始研究细胞的计数，1936年，Caspersson等将显微分光光度法引入细胞计数中，1949年，Coulter提出在悬液中计数粒子的方法并获得专利，1954年，Beirne和Hutcheon发明光电粒子计数器，1969年，发明第一台荧光细胞检测仪，1972年，对细胞分选器进行新的改进，1975年，Milstein和Kohler发明单克隆抗体技术，进一步促进了流式细胞仪的发展。从此，流式细胞仪进入了飞速发展的时代，Bekmancoulter、BD、DAKO、Cytopcia等公司等相继推出各具特色的流式细胞仪并不断升级完善，使检测性能不断提高。
国产流式细胞仪最早研制于20世纪80年代初，但受到当时科技发展和国内生产力的限制，而没有商业化的产品问世。至2010年起开始流式细胞仪的设计、研发和生产，迄今已推出了中国自主研发的具有绝对计数功能的从单激光至三激光甚至可同时分析高达13种荧光颜色的流式细胞分析仪BricyteE6,NovoCyte系列等。这些流式细胞仪不仅从性能上能够和国外仪器比肩，也有着自身的特色和优势。例如，具有对插拔滤光片、通道配置更改及升级简便、灵活，能够24管/40管及6/24/96x多孔板上样等功能。进入21世纪，随着光电技术、计算机技术进一步发展，流式细胞仪已开始向模块化、经济型发展。其光学系统、检测器单元和电子系统更加集成化，并可按照使用要求进行灵活的调整和更换。临床型的仪器追求更加自动化的操作，包括自动样本处理及与LS的双向通讯等。
分类样式
流式细胞仪大体可以分为三类。第一类为临床型，亦称台式机。其机体较小，仪器的光路调整系统固定，自动化程度高，操作简便，功能相对简单，容易掌握，适合临床实验室常规分析使用。第二类为科研型，又称大型机、综合型。这类仪器体积较大，功能齐全，分辨率高，既具有分析功能又有快速分选功能。除能满足临床实验室的需求外，还可以进行细胞内的PH值、膜电位、染色体核型分析等科研工作。快速高效的分选功能可将含量较低的目的细胞从细胞群中分离出来，进行选择性细胞培养或单细胞的生物学行为测试，广泛用于单克隆抗体的筛选和细胞株的纯化。科研型仪器每天开机时需进行光路调整，须有经验的人员操作。第三类为近几年问世的新型仪器，选用了2-4根激光管，可提供的分析参数多。分选仪可实现高速4路分选，分析速度可以达到每秒50000个，通过软件自动调控仪器，能满足多种学科研究的要求。
分析分选原理
样本在专用试管内经特异荧光染料染色后，插入仪器的采样槽(也称样品台)中。在仪器提供的压力作用下，样品悬液被进样针吸进仪器并喷射人流动室。在流动室内销液的沉体动力学聚焦作用下，悬液中的细胞或颗粒被排列成一个一个的单细胞流。高速流动的圆形鞘流束通过检测区域时，单个排列的细胞或颗粒与激光束垂直相交，与样本结合的荧光染料被激发后发出特定波长的荧光，同时产生散射光。特征荧光信号被呈90°角方向放置的光电倍增管检测；散射光强度由前向角和侧向角(90∞)光电二极管接收，信号经放大、整理并转换为电信号，输入计算机系统进行相应的数据处理。分析结果在显示器屏幕上显示，或打印出来，还可以数据文件的形式存储在硬盘上作进一步分析或备份。前向小角度进行的光散射信号检测主要反映细胞的体积大小和形态90°散射光信号强度可反映细胞部分结构的信息，如细胞内颗粒的结构的数量与形状、细胞核的形状；荧光信号的接收方向与激光束垂直，经过一系列双色性反射镜和带通滤光片的分离，形成多个不同波长的荧光信号。这些荧光信号的强度代表了所测细胞与膜表面抗原的强度，或细胞质中靶蛋白的含量、细胞DNA/RNA的含量、细胞DNA断裂等信息。
流式细胞仪的分选功能是根据所测定的各个参数将指定的细胞从细胞群中分离出来。细胞的分选是通过分离含有单细胞的液滴而实现的，多采用液滴偏转技术。流式细胞仪的分选方法分为通道式和电荷式两种。通道式分选的速度较慢，逐渐被电荷式分选所替代。电荷式原理分选特定细胞时，流动室喷口上方的压电晶体在高频倍号的控制下产生机械振动，流动室也产生同频率的振动，使通过检测区域的液流束断裂成为一连串均匀的液滴，液滴的形成速率约为每秒3万个，其中仅有少量的液滴中含有细胞，大部分是不含细胞或颗粒的空白液滴。由于各类细胞或颗粒的特征信息已经在光学检测区被测量并储存，因此当某类细胞的性质符合分选的条件时，FCM就在形成液滴时给含有此类细胞的液滴充以特定的电荷。带电荷的液滴向下落入偏转板间的静电场，依据所带电荷的不同分别向左或向右偏转，落入指定的收集器内，不符合分选条件的液滴不被充电，直接落入废液槽中，完成细胞分类收集的工作。
流式细胞技术从20世纪80年代开始用于AIDR诊断、病情判断和疗效监测，流式细胞仪正式加入临床检验仪器的行列，并不断延伸到血液病、肿瘤学、免疫监测、感染、骨髓移植和器官移植等各个临床学科领域，尤其是白细胞免疫分型和造血干细胞移植治疗已经离不开流式细胞仪。未来的流式细胞仪将向着多元化发展：一方面，临床型流式细胞仪的发展方向是更高通量、更加自动化、性能更稳定和更符合生物安全要求；同时，更快的检测速度、更强大和专业化的数据处理能力以及软件分析功能也是追求的目标；另一方面，为满足蛋白质组学、细胞组学和细胞治疗发展的需求，用于科研的流式细胞仪在分析能力、分选的纯度和精确度上将会有更大的提高。
注：本文摘自《医学检验的仪器与管理》
参考资料：
佟威威主编,医学检验的仪器与管理,吉林科学技术出版社,2019.05,第212-216页
