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现代医学仪器,第三章第六节血细胞分析仪(BloodCellAnalyzer)南京医科大学第一临床医学院临床医学工程处刘坚,血细胞分析仪概述,血细胞分析仪(BloodCellAnalyzer)是指对一定体积全血内血细胞异质性进行自动分析的常规检验仪器。血液分析仪主要完成以下两大功能:血细胞计数：红细胞、白细胞、血小板、血红蛋白。血细胞分类：白细胞中的淋巴、中性、嗜酸、嗜碱、单核、幼稚细胞；红细胞中的网织红细胞。根据计数/分类的测定值计算间接测定值红血球容积比(HCT)、平均红血球血红蛋白含量(MCH)、血小板容积比(PCT)，等等,血细胞分析仪概述,1947年Coulter发明了小孔电阻抗法通过测量细胞的体积大小对细胞进行分类计数主要是用来计数红、白细胞该技术一直被各种血液分析仪沿用至今1953年库尔特家族研制出全世界第一台血细胞计数仪：ModelA,WallaceH.横坐标为吸光度。各种不同类型的白细胞根据其体积与吸光度的的数值标记在二维坐标的相应位置。,联合型检测法基本原理,测定原理(Principle)散点图(Scattergram),联合型检测法基本原理,图中三维坐标分别为V、C、S，各种不同类型的白细胞根据其VCS的值，标记在三维坐标的相应位置。,白细胞三维散点图,测定原理(Principle)散点图(Scattergram),（1）电阻抗(DC)、高频传导(RF)和激光散射(Scatter)联合检测法：即所谓“VCS技术”。（Coulter公司）V代表体积(Volume)，采用电阻抗法计数血细胞和测量其体积；C代表传导性(Conductivity)，主要测量细胞内部的结构，细胞内核浆比例，质粒的大小和密度。,GENSSystem,（1）电阻抗(DC)、高频传导(RF)和激光散射(Scatter)联合检测法：即所谓“VCS技术”。（Coulter公司）S代表散射(Scatter)，用于测量细胞表面不同的结构及颗粒。单一通道上同时用这三种方法对同一白细胞进行测量，在三维的图像上将各细胞较好地分开，准确分类。,TotalCellVolume,CoulterPrinciple,DirectCurrent,细胞体积,ConductivityPrinciple,HighFrequencyCurrent,核/浆比例,颗粒,LightScatterPrinciple,Laser,细胞表面特征,细胞体积,（2）激光散射和细胞化学染色联合检测法：(Bayer公司ADVIA120）、(Abx公司Pentra120)稀释液中加入髓过氧化物酶(MPO)的底物，过氧化氢和色原可使含MPO的细胞胞浆染色。由于不同种类白细胞含MPO不同，因此可以通过染色的深浅加以区别。加入特殊溶血剂使得除嗜碱细胞以外的细胞全部裸核化。,ADVIA120,（2）激光散射和细胞化学染色联合检测法：(Bayer公司ADVIA120）、(Abx公司Pentra120)用两个流式通道进行测定，髓过氧化物酶通道(卤素灯光源，测吸光度与散射光)；嗜碱性核叶通道（激光光源，测高角度散射光与低角度散射光)。通道还同时进行红细胞、血小板及网织红细胞的测定。,Pentra120,（3）多角度激光偏振光散射检测电阻抗联合检测法：（Abbott公司CD-3500）完全用激光散射方法进行白细胞分类，其测散射光所用的角度为四个。即0o、10o、90o和90o消偏振(depolarized)。电阻抗法用于计数白细胞总数。,CELL-DYN3500,（3）多角度激光偏振光散射检测电阻抗联合检测法：（Abbott公司CD-3500）完全用激光散射方法进行白细胞分类，其测散射光所用的角度为四个。即0o、10o、90o和90o消偏振(depolarized)。电阻抗法用于计数白细胞总数。,CELL-DYN3500,（4）电阻抗和射频传导联合检测特殊溶血剂法：（Sysmex公司NE-8000、SE-9000）淋巴细胞、单核细胞和中性粒细胞检测通道(DC+RF)嗜碱性细胞检测通道（特殊溶血剂）嗜酸性细胞检测通道（特殊溶血剂）幼稚细胞检测通道(硫化氨基酸),SE-9000,计数网织红细胞的方法：在红细胞稀释液中加入可染RNA的荧光染料，经激光激发后在检测器中加以计数。各公司生产的仪器计数网织红细胞时基本都采用这种方法。多数仪器中网织红细胞的测定使用单独的激光检测通道，不少仪器生产厂家将此功能做成独立仪器或选购件供用户选择。,血细胞分析仪检测流程,血细胞分析仪工作流程图,维护工作的基本要点电路系统（仪器供电电压、各种传感器状态）流体系统（各种管道、电磁阀、正负压力）机械运动（加样针、注射器、旋转阀）比色通道（光源灯、滤光片）维修软件（各点电压检测、运动部件检测）基本要点可能因为各种仪器的型号不同而不尽适用，可依据具体情况来分别对待，但经过仔细观察和深入了解一定可以掌握对自己使用的机型的基本维护。,现代医学仪器,第三章第七节流式细胞分析仪（Flowcytometer）南京医科大学第一临床医学院临床医学工程处刘坚,流式细胞分析仪概述,流式细胞分析仪（flowcytometer）是集计算机技术、电子物理技术、光电测量技术、激光技术、流体力学技术、细胞化学技术、细胞免疫学技术于一体的高科技细胞分析仪。流式细胞术(FlowCytometry)是利用流式细胞仪对处于快速流动的细胞或生物颗粒进行多参数、快速（每秒可达1000-10000个）的定量分析和分选（纯度可达99%以上）的技术。流式细胞仪在细胞生物学、免疫学、肿瘤学、血液学、病理学、遗传学、临床检验等学科中得到广泛应用。,流式细胞仪基本原理,待测标本制备成单细胞悬液通过荧光染色后加压进入充满鞘液的流动室。鞘液压力与样品流压力差异达到一定比例时，鞘液包裹着样品流中细胞排成单列逐个经过激光聚焦区。通过激光检测区的细胞受激光照射，产生散射光；部分被标上特异性荧光染料的细胞，产生特定波长的荧光。,流式细胞仪基本原理,通过一定波长选择通透性的滤光片，将散射光、不同波长的荧光信号区分开来，并送到不同的光电检测通道。经过一系列信号转换、放大，数字化处理，就可以在计算机上直观的得到染上各种荧光染料的细胞各自的百分率。细胞分选功能可以将具有某种特征的细胞分选出来，以便进一步培养、研究。,流式细胞仪基本结构,(一）流动室及液流驱动系统（二）激光光源及光束形成系统（三）光学系统：透镜,滤光片,小孔,聚焦光源，收集不同波长的荧光信号(四）信号检测与存储、显示、分析系统：光电倍增管（PMT）、补偿电路。荧光信号转换为电信号，并将信号放大（五）细胞分选系统,FCM基本结构图解,流式细胞仪基本结构,流动室及液流驱动系统,流动室与液流驱动系统,空气泵压力传感器压力调节器石英流动室,流式细胞仪基本结构,流动室及液流驱动系统,空气泵压力传感器压力调节器石英流动室,流式细胞仪基本结构,激光光源及光束形成系统,氩离子激光器（Argon）半导体激光器（He-Ne）紫外UV激光器（He-Cd）按功率大小可分为水冷/空冷到达流动室前经透镜聚焦,流式细胞仪基本结构,激光光源及光束形成系统,氩离子激光器（Argon）半导体激光器（He-Ne）紫外UV激光器（He-Cd）按功率大小可分为水冷/空冷到达流动室前经透镜聚焦,流式细胞仪基本结构,光学系统：透镜、滤光片、小孔，聚焦光源，收集不同波长的荧光信号,流式细胞仪基本结构,光学系统：透镜、滤光片、小孔，聚焦光源，收集不同波长的荧光信号,LP-长通滤光片,SP-短通滤光片,BP-带通滤光片,DLP、DSP双色性长通短通滤光片,流式细胞仪基本结构,光学系统：透镜、滤光片、小孔，聚焦光源，收集不同波长的荧光信号,流式细胞仪基本结构,信号检测与存储、显示、分析系统：光电倍增管（PMT）、补偿电路。荧光信号转换为电信号，并将信号放大,前向角散射光检测（FSC）采用光电二极管侧向角散射光检测（SSC）采用光电二极管荧光检测（FL）采用光电倍增管,流式细胞仪基本结构,信号检测与存储、显示、分析系统：光电倍增管(PMT)、补偿电路、将荧光信号转换为电信号，并将信号放大，处理分析。,Log,荧光信号的线性测量与对数测量荧光信号的面积测量与宽度测量荧光光谱的重叠校正,流式细胞仪基本结构,信号检测与存储、显示、分析系统：光电倍增管(PMT)、补偿电路、将荧光信号转换为电信号，并将信号放大，处理分析。,荧光信号的线性测量与对数测量荧光信号的面积测量与宽度测量荧光光谱的重叠校正,流式细胞仪基本结构,信号检测与存储、显示、分析系统：光电倍增管(PMT)、补偿电路、将荧光信号转换为电信号，并将信号放大，处理分析。,数据存储采用列表排队方式数据显示通常有一维直方图二维散点图、等高线图、密度图等,流式细胞仪基本结构,信号检测与存储、显示、分析系统：光电倍增管(PMT)、补偿电路、将荧光信号转换为电信号，并将信号放大，处理分析。,数据存储采用列表排队方式数据显示通常有一维直方图二维散点图、等高线图、密度图等,SS,FS,流式细胞仪基本结构,细胞分选系统,捕获管分选和静电分选水滴形成部件分选逻辑电路水滴充电及偏转,捕获管分选,流式细胞仪基本结构,细胞分选系统,捕获管分选和静电分选水滴形成部件分选逻辑电路水滴充电及偏转,细胞分选系统,捕获管分选和静电分选水滴形成部件分选逻辑电路水滴充电及偏转,流式细胞仪主要性能指标,流式细胞仪可分为科研型（大型机）和临床型（台式机）两种类型,流式细胞仪主要性能指标,流式细胞仪可分为科研型（大型机）和临床型（台式机）两种类型,流式细胞仪主要性能指标,流式细胞仪可分为科研型（大型机）和临床型（台式机）两种类型,流式细胞仪主要性能指标,流式细胞仪可分为科研型和临床型两种类型（台式机）,流式细胞仪主要性能指标,流式细胞仪可分为科研型（大型机）和临床型（台式机）两种类型流式细胞仪会在硬件上不断更新，采用更新的器件（如半导体激光、大规模集成电路），以实现小型化；用数字电路取代模拟电路，充分发挥微处理器的功能以实现简单化；在软件上提高数据自动分析能力，充分发挥图形界面的优点，使操作更加简便。,流式细胞仪主要性能指标,流式细胞仪可分为科研型（大型机）和临床型（台式机）两种类型流式细胞仪会在硬件上不断更新，采用更新的器件（如半导体激光、大规模集成电路），以实现小型化；用数字电路取代模拟电路，充分发挥微处理器的功能以实现简单化；在软件上提高数据自动分析能力，充分发挥图形界面的优点，使操作更加简便。,谢谢！,流式细胞仪小结174页,待测标本制备成单细胞悬液通过荧光染色后加压进入充满鞘液流的流动室。(细胞染色）鞘液流压力与样品流压力差异达到一定比例时，鞘液包裹着样品流中细胞排成单列逐个经过激光聚焦区。（鞘流技术）通过激光检测区的细胞受激光照射，产生散射光；部分被标上特异性荧光染料的细胞，产生特定波长的荧光。（激光光源）,流式细胞仪小结175页,通过一定波长选择通透性的滤光片，将散射光、不同波长的荧光信号区分开来，并送到不同的光电检测通道。（散射光检测，荧光检测）经过一系列信号转换、放大，数字化处理，就可以在计算机上直观的得到染上各种荧光染料的细胞各自的百分率。（各项参数及散点图）细胞分选功能可以将具有某种特征的细胞分选出来，以便进一步培养、研究。（细胞分选）,血液分析仪复习,小孔电阻抗法测定原理（164页）在负压的吸引下血细胞依次通过小孔，依次排开等体积电解液；小孔截面内的电解液电阻值的变化，在恒流源的负载电阻上引起等比例的电压变化，产生电压脉冲；电压脉冲的个数与细胞个数相当，脉冲幅度与细胞体积成正比。将脉冲送入相应的计数通道，通过计算得到某类细胞个数。,细胞计数时计算机将不同幅度(体积)的脉冲送入相应的计数通道并计数，得到直方图。仪器对其测定的直方图中三种体积不同的白细胞进行初步分类。,血液分析仪复习,白细胞的“三分群”检测原理（165页）,白细胞分布直方图（256或512通道）,细胞计数时使用多项技术（激光、射频传导、电阻抗细胞化学染