流式细胞仪是一种利用流式细胞术对悬浮在流体中的单细胞或微粒进行高通量、多参数定量分析和分选的精密仪器。其核心原理是:将细胞制备成单细胞悬液后,在鞘液的包裹下形成单细胞液流,依次通过激光检测区域,细胞或微粒受激光激发后产生散射光和荧光信号,这些信号被光电检测器捕获并转化为电信号,再通过计算机软件分析,实现对细胞的物理特性(如大小、内部结构)和生物学特性(如抗原表达、核酸含量、细胞活性等)的定量检测。
流式细胞仪的显著优点
1. 高通量快速分析
检测速度高:可在每秒检测数千至数万个细胞,短时间内完成大量样本分析(如临床血常规检测中,流式细胞术可快速分析白细胞亚群比例)。
适合大规模筛选:例如在药物筛选中,可快速检测药物对细胞凋亡、周期的影响,提高实验效率。
2. 多参数同步检测
同时分析多种指标:通过配置不同波长的激光(如 488nm、633nm、561nm 等)和荧光检测器,可同时检测细胞的散射光信号(反映细胞大小、颗粒度)和多种荧光标记物(如细胞表面抗原、核酸染料、功能探针等),单个细胞可获取 10-30 个参数
应用场景广泛:例如在免疫分型中,可同时标记 CD3、CD4、CD8 等多种抗体,精确区分 T 细胞亚群;在细胞周期分析中,结合 DNA 染料(如 PI)和增殖标志物(如 Ki-67),同步分析细胞增殖状态。
3. 单细胞水平的精确量化
单细胞分辨率:对每个细胞进行独立检测,避免群体细胞的平均化误差,可捕捉细胞异质性(如肿瘤组织中不同亚型的癌细胞)。
定量数据准确:通过荧光微球校准,可将荧光信号转化为绝对定量值(如荧光分子数),数据重复性高(CV 值通常<5%)。
4. 细胞分选功能(分选型流式)
高纯度分选:可根据设定的参数(如荧光强度、散射光特性)对目标细胞进行物理分选,纯度可达 99% 以上,适用于稀有细胞获取(如循环肿瘤细胞、造血干细胞)。
活细胞保留:分选过程中通过优化液流和压力,可保持细胞活性,分选后的细胞可用于培养、测序或功能研究。
5. 灵活性与兼容性强
样本类型多样:可检测血液、骨髓、组织消化液、培养细胞、微生物等多种样本,甚至可分析微米级的人工微球或纳米颗粒。
技术拓展性广:可与其他技术联用(如单细胞测序、质谱流式),或结合功能探针(如钙离子荧光探针、活性氧探针)研究细胞动态功能。
6. 自动化与标准化程度高
操作流程规范:仪器自带校准程序(如微球校准激光和检测器),减少人为误差;数据分析软件(如 FlowJo、FCS Express)可标准化处理数据,支持批量分析和结果可视化(如流式图、热图、火山图等)。
质量控制完善:通过定期校准和性能验证(如 CV 值检测),确保数据的可靠性,符合临床或科研的标准化要求。
7. 微创或非破坏性检测(部分场景)
在临床检测中,仅需少量样本(如几微升血液)即可完成多项指标分析,适合新生儿、重症患者等特殊人群;对于细胞分选,可在不破坏细胞结构的前提下获取目标细胞,保留其生物学功能。
流式细胞仪的显著优点
1. 高通量快速分析
检测速度高:可在每秒检测数千至数万个细胞,短时间内完成大量样本分析(如临床血常规检测中,流式细胞术可快速分析白细胞亚群比例)。
适合大规模筛选:例如在药物筛选中,可快速检测药物对细胞凋亡、周期的影响,提高实验效率。
2. 多参数同步检测
同时分析多种指标:通过配置不同波长的激光(如 488nm、633nm、561nm 等)和荧光检测器,可同时检测细胞的散射光信号(反映细胞大小、颗粒度)和多种荧光标记物(如细胞表面抗原、核酸染料、功能探针等),单个细胞可获取 10-30 个参数
应用场景广泛:例如在免疫分型中,可同时标记 CD3、CD4、CD8 等多种抗体,精确区分 T 细胞亚群;在细胞周期分析中,结合 DNA 染料(如 PI)和增殖标志物(如 Ki-67),同步分析细胞增殖状态。
3. 单细胞水平的精确量化
单细胞分辨率:对每个细胞进行独立检测,避免群体细胞的平均化误差,可捕捉细胞异质性(如肿瘤组织中不同亚型的癌细胞)。
定量数据准确:通过荧光微球校准,可将荧光信号转化为绝对定量值(如荧光分子数),数据重复性高(CV 值通常<5%)。
4. 细胞分选功能(分选型流式)
高纯度分选:可根据设定的参数(如荧光强度、散射光特性)对目标细胞进行物理分选,纯度可达 99% 以上,适用于稀有细胞获取(如循环肿瘤细胞、造血干细胞)。
活细胞保留:分选过程中通过优化液流和压力,可保持细胞活性,分选后的细胞可用于培养、测序或功能研究。
5. 灵活性与兼容性强
样本类型多样:可检测血液、骨髓、组织消化液、培养细胞、微生物等多种样本,甚至可分析微米级的人工微球或纳米颗粒。
技术拓展性广:可与其他技术联用(如单细胞测序、质谱流式),或结合功能探针(如钙离子荧光探针、活性氧探针)研究细胞动态功能。
6. 自动化与标准化程度高
操作流程规范:仪器自带校准程序(如微球校准激光和检测器),减少人为误差;数据分析软件(如 FlowJo、FCS Express)可标准化处理数据,支持批量分析和结果可视化(如流式图、热图、火山图等)。
质量控制完善:通过定期校准和性能验证(如 CV 值检测),确保数据的可靠性,符合临床或科研的标准化要求。
7. 微创或非破坏性检测(部分场景)
在临床检测中,仅需少量样本(如几微升血液)即可完成多项指标分析,适合新生儿、重症患者等特殊人群;对于细胞分选,可在不破坏细胞结构的前提下获取目标细胞,保留其生物学功能。