流体的聚焦
高流速适用于定 性测量，样本流 变宽，细胞间距 离缩短，这样在 单位时间内流经 激光照射区的细 胞数量增加，可 以快速获取数据。
光源系统
• 激发光源：需要良好的单色性和单向性 • 按光源种类：弧光灯和激光器 • 按冷却方式：空气冷却激光器和水冷却激光器 • BD公司FACSVantage SE分选型流式细胞仪： 488nm和紫外同时激发
Band Pass
600/100 Band Pass (600/100)
550 - 650 nm (600?0)
<550 nm & >650 nm
PMT
4
Dichroic Filters
PMT
3
PMT
1
PMT
2
Bandpass Filters
Laser
流式细胞仪的光信号
• 散射光信号：散射光分为前向角散射(forward scatter，FSC)和
侧向角散射(side scatter,SSC)，散射光不依赖任何细胞样品的制 备技术(如染色)，因此被称为细胞的物理参数或称固有参数。
• 前向角散射光检测细胞相对大小及其表面积 • 侧向角散射光检测细胞内相对复杂性
前向散射光（FSC）
Laser
FALS Sensor
前向散射光（FSC）
侧向散射光（SSC）
• 它们分别将不同波长的光信号送入到不同的探测器。
Wavelengths
LONG (700nm)
Short Pass
Pass Through Filters
SHORT (500nm)
Transmitted
Blocked
650 Short Pass (600SP)
<650 nm
>650 nm
LONG (700nm)
速直线流动状态中的单列细胞或生物颗粒进行逐个、多参数、快速 的定性、定量分析或分选的技术。
流式细胞仪的发展历史
• 起源: 1934年--- Moldvan毛细管细胞计数仪 • 雏形: 1947年--- Coulter细胞计数器 • 1953年---第一台流式细胞分析仪Coulter Counter Model A • 1974年世界上第一台激光流式细胞仪F• 1997年世界上第一台单激光四色数字化流式细胞仪 • 2003年世界上第一台单激光五色的流式细胞仪 • 2009年世界上第一台三激光十色的分析型流式细胞仪 • …… • 自1981年，北京师范大学生物系引进中国第一台流式细胞仪（FACS Ⅲ， • BDIS）至今，各种型号的流式细胞仪在国内安装使用已超过 400 台
Dichroic Filters
SHORT (500nm)
Transmitted Diflected 90?
650 Short Pass (600SP)
<650 nm >650 nm
Long Pass
550 Long Pass (650LP) >550 nm <550 nm
550 Long Pass (650LP) >550 nm <550 nm
分离不同波长的光信号分别到达不同的光电倍增管(PMT)，PMT将光 信号转换成电信号。
• 电信号输入到放大器放大，放大器分两类：线性放大和对数放大。
电信号的放大
• 细胞DNA含量、RNA含量、总蛋白质含量等的测量一般选用线性放大
测量。
• 在细胞膜表面抗原等的检测时，细胞膜表面抗原的分布有时要相差
几十倍，甚至几万倍。如用线性放大器，将无法在一张图上清晰地 将细胞阳性群、阴性群同时显示出来通常使用对数放大器。
的Coherent Enterprise水冷激光器； 633nm的空冷氦-氖激光器
• Beckman公司EPICS XL分析型流式细胞仪：488nm氩离子空冷激光器
光学系统
• FCM的光学系统是由若干组透镜、滤光片和分光镜等光学元件组成 • 其主要光学原件是滤光片，主要分成4类：
长通滤片(long-pass filter，LP)：允许长于设定波长的光通过； 短通滤片(short-pass filter，SP)：允许短于设定波长的光通过； 带通滤片(band-pass filter，BP)：允许一定带宽的波长通过； 二分镜(dichroic filter)
技术专题
流式细胞术 之
流式细胞仪的结构与原理
韦俊 2013.08
概念
• 流式细胞仪(flow cytometer ,FCM)是集现代物理电子技术、激
光技术、计算机技术于一体的先进科学技术设备，是生命科学研究 领域中先进的仪器之一。
• 流式细胞术(flow cytometry)就是利用利用流式细胞仪对处于快
厦大分析测试中心流式细胞仪
Beckman公司EPICS XL分析型流式细胞仪
BD公司FACSVantage SE分选型流式细胞仪
流式细胞仪的特点
• 实现对单列细胞或生物颗粒进行逐个检测； • 实现高通量检测，最快可达数万个每秒； • 可进行多参数测量，并具有明显的统计学意义； • 定性或定量分析细胞； • 分选特定性状或功能的细胞。
流式细胞仪的基本结构
四大模块：
• 液流系统
• 流动室 • 鞘液SHEATH • 样本流SAMPLE
• 光学系统
• 光源 • 滤片
• 信号检测与转换系统
• 放大电路 • 光电倍增管PMT
• 分析系统
• 计算机
• 分选系统
液流系统
• 流动室：仪器核心部件，被测样品在此与激光相交。 • 液流驱动系统（压力泵）：空气泵+压力传感器
Laser
FALS Sensor
90LS Sensor
侧向散射光（SSC）
荧光信号
荧光检测器
FALS Sensor
Fluorescence
Fluorescence detector ( FL1,FL2,FL3,FL4,FL5,SS)
Freq
信号检测与转换系统
• 当携带荧光素的细胞与激光正交时，受激发发出荧光，经过滤光片
Injector Tip
Sheath fluid
Fluorescence signals
Focused laser beam
流式细胞仪的流动室和液流驱动系统
低流速促使样本 流变窄，单个细 胞得以依次通过， 这样大多数细胞 可流经激光束的 中心，细胞受激 光照射的能量比 较均一，因而低 流速适用于检测 分辨率要求高的 实验，如DNA分 析。