12血细胞分析仪.ppt

1、血细胞分析仪,主要内容,电阻抗法血细胞分析仪的基本原理 血细胞分析仪的基本结构 白细胞分类技术,血细胞分析的基本参数,白细胞(WBC)：(4.510) 109个/L 血小板(PLT)：131011个/L，直径23um。,血细胞分析仪的发展历史,手工法血细胞计数:速度慢、精密度不高,Wallance H. Coulter,谈到血细胞计数仪的发展史，在这个领域首开先河的人是1912 年出生在美国阿肯色州一个小城的人Wallance H. Coulter 。,血液分析仪发展简史,粒子计数法专利 微小粒子通过特殊的小孔时可产生电阻变化这一现象，并根据这种电阻变化特点将其应用于微小粒子的粒子测量和计数上

2、。科技界为表彰他的发明，将其称为库尔特原理（Coulter principle ） 根据这个原理，Coulter 先生将其引入到血液细胞计数上 在1953 年获得美国发明专利 同年和他的兄弟约瑟夫（Joseph ）开创了自己的公司，并成功的设计和制造出了可以计数血细胞的专用仪器，然后开始了在这一领域的商业运作。,这种仪器看起来非常原始和简单，好象一个示波器另加一些管道、电极和瓶瓶罐罐（ 图） 。 它的计数原理是根据血细胞的不良导电性和产生电阻抗原理来计数血液中的细胞，也就是电阻式血细胞计数原理，这种原理现在已经成为血细胞计数和分析中最为经典的原理。,最初的血细胞计数仪是一种单参数测定仪器，只能

3、对血液中的红细胞和白细胞进行计数，并且需人工切换。 此后，欧洲、日本也开始了血液细胞计数仪的开发和研制,我国在60年代中期也开始了这种仪器的开发和生产。 以前因为只能进行细胞计数，因此我们一般将这类仪器叫做血细胞计数仪（Blood Cell Counter）,由于技术的进步目前这类仪器可以提供除了血细胞计数以外的更多参数的联合测定和分析，因此我们一般将这类仪器统称为血液细胞分析仪(Hematology Analyzer) 。 经过多年的发展，特别是近年来电子计算机技术的发展，血细胞分析仪无论在技术上、形式上、功能上、参数上、用户界面上等许多方面都有很大的改观和进步。,血细胞计数原理,血细胞计数

4、原理,变阻脉冲法血细胞计数原理,血细胞与等渗的电解质溶液相比为相对的不良导体 电阻值大于稀释液的电阻值 当细胞通过检测器微孔的孔径感受区时，在内外电极之间恒流源电路上，电阻值瞬间增大，产生一个电压脉冲信号 产生的脉冲信号数，等于通过的细胞数，脉冲信号幅度大小与细胞体积大小成正比,电 阻 抗 法 血 细 胞 检 测 原 理,血细胞的分类计数,血液中各种血细胞的体积不同，WBC体积范围1201000fl，RBC在8595fl，PLC在230fl,血细胞计数便是利用它们的体积及数量不同。 体积不同，脉冲大小不同，WBC最大，RBC次之，PLC最小。可根据阈值选择电路进行甄别。,为未加入溶血剂前体积,

5、血细胞的分类计数,实际进行血细胞分析时，白细胞为一个检测通道，红细胞和血小板为一检测通道。,1.白细胞的检测,(1)白细胞的检测,第一群：小细胞区，主要是淋巴细胞，体积在35-90fl; 第二群：单个核细胞区，也称为中间细胞群，体积在90-160fl，包括单核细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、核左移白细胞、原始或幼稚阶段白细胞； 第三群：大细胞区，主要是中性粒细胞，体积在160fl以上。,2.红细胞和血小板的检测,红细胞和血小板共用一个小孔管，正常人红细胞体积和血小板体积间有一个明显界限，血小板计数准确容易,CPU对血小板和红细胞分布图进行判断,2.红细胞和血小板的检测,浮动界标,血红蛋白测定

6、原理,采用光电比色原理 血细胞悬液中加入溶血剂后，红细胞溶解释放出血红蛋白，后者与溶血剂中有关成分结合形成血红蛋白衍生物，进入血红蛋白测试系统 特定波长(530550nm)下进行光电比色，吸光度值与所含血红蛋白含量成正比，经仪器计算显示血红蛋白浓度。,光源灯,透镜,狭缝,流动比色皿,半透反射镜,滤光片540nm,光电池,样品信号A,滤光片,690nm,光电池,参考信号B,血细胞分析仪基本流程,基本结构,1.机械系统 2.电学系统 3.血细胞检测系统 4.血红蛋白测定系统 5.计算机和键盘控制系统,1.机械系统,包括机械装置（如全自动有进样针、分血器、稀释器、混匀器、定量装置等）和真空泵，以完成

7、样本的定量吸取、稀释、传送、混匀，以及将样本移入各种参数的检测区。,定量原理,临床上所需的细胞计数是指单位体积内的细胞数，通常红细胞、白细胞和血小板的计量均指每升细胞数量。 设被测血量的体积为Y，稀释倍数为C，计算结果为S，则每升内细胞数X为 X=CS/Y 其中S由计数专用器读出，稀释倍率C由专用稀释器控制。 定量装置就是用来精确测定样品体积的装置。 常用的有水银压力式和光电检测式,光电检测式定量装置,负压泵,它是管路系统中的动力部件，样品液、稀释液、清洗液等均靠负压抽吸流动。 负压泵常以电磁感应原理设计，又称电磁泵。,液废瓶,盛放废液的容器 承担缓冲负压的作用 监控管路系统状况、防止废液逆流

8、,压力调节器,2.电学系统,包括主电源、电压元器件、控温装置、自动真空泵电子控制系统，以及仪器的自动监控、故障报警和排除等,3.血细胞检测系统,国内常用的血细胞分析仪，使用的检测技术可分为电阻抗检测技术和光散射检测技术两大类,（1）电阻抗检测系统,检测器：仪器配两个小孔管，一个小孔管的微孔直径约为80um，用来测定红细胞和血小板；另一个小孔管的微孔直径约为100um，用来测定白细胞总数及分类计数。 放大器 甄别器和阈值调节器 补偿装置,重合损失补偿,理想情况是细胞一个个的通过小孔，但是孔的直径100um，所以在实际操作过程中，会存在两个、三个甚至更多细胞，一同或前后尾随进入小孔的可能性，这种情

9、况虽然产生脉冲脉冲幅度比单个细胞要高，但它只能产生一个信号脉冲，使计数有所丢失，这种现象称为重合损失。,细胞A,细胞B,校正规律：计算值在8000以下时不校正，计数值在800038000时，每计数1000个，补充100个，即在这个范围内，计数电路每计900个便向千位进1，在38000以上时，每计数1000个补充200个，即在38000以上，计数器每计数800个向千位进1。,重合损失补偿,为了能够更好的从物理上最大限度地减少重合现象，开发了鞘流法。 具体方法为：用一毛细管对准小孔管，细胞单纯悬液从毛细管喷嘴喷出，同时与四周流出的鞘液一起流过敏感区，保证细胞悬液在中间形成单个排列的细胞液，四周被鞘

10、液包绕。,（2）流式光散射检测系统,4.血红蛋白测定系统 5.计算机和键盘控制系统,附：血细胞直方图,横坐标为血细胞体积大小 纵坐标为不同体积细胞的相对频率。,1、白细胞直方图 正常白细胞直方图,异常白细胞直方图,血细胞分析仪的性能指标,1.测试参数 2.细胞形态学分析：无论多么先进的血细胞分析仪，进行细胞分类都只是一种过筛手段，并不能完全取代人工镜检分类 3.测试速度：40-150个/小时 4.样品量：20-250ul 5.精密度与示值范围,联合型血细胞分析仪原理,白细胞分类计数三分群,根据细胞体积大小，可初步确认细胞分群 第一群（30-90fl）：小细胞群; 第二群（90-160fl）：中

11、间细胞群; 第三群（160fl以上）：是大细胞区.,三分群血细胞分析仪,BC-3000,五分类血细胞分析仪,（一）联合检测型原理,主要体现在白细胞分类，实质是选用较特异的方法将血中含量较少的嗜酸、嗜碱性粒细胞检出，发现异常细胞。共有特点是：均使用了鞘流技术。,1.容量、电导、光散射检测技术,光散射,电导性,电阻抗,每个细胞接受三维分析 定义到三维散点图的相应位置,VCS法血细胞分类流程图,体积(volume，V) 电阻抗原理测定细胞体积和数量 电导性(conductivity，C) 高频电磁探针，测量细胞内部结构，细胞内核浆比例、质粒的大小和密度，从而区别体积完全相同而性质不同的两个细胞 光散

12、射(scatter，S)细 胞内粗颗粒的光散射强 度要比细颗粒更强，通过 测定单个细胞的散射光强度 可以把粒细胞区分开,使用VCS技术后，每个细胞通过检测区时，接收三维分析，不同的细胞在细胞体积、表面特征、内部结构等方面完全一致的几率很小。 仪器根据细胞体积、传导性和光散射的不同，综合分析三种检测方法的测定数据，定义到三维散点图的相应位置，全部单个细胞在散点图上形成了不同的细胞群落图。,VCS可显示3种细胞散点图 DF1（体积值和散射光值） DF2（体积值和电导值） DF3（体积值和电导值,但除去了嗜酸粒细胞和中性粒细胞部分，只显示嗜碱粒细胞群）,2. 光散射与细胞化学联合检测技术,这类仪器是

13、应用激光散射与细胞化学染色技术对白细胞进行分类计数。,（1）激光与过氧化物酶检测通道：不同白细胞的过氧化物酶活性不同，从强到弱依次为：嗜酸粒细胞、中性粒细胞、单核细胞，而淋巴细胞和嗜碱粒细胞则无。 因此，细胞经过氧化物酶染色后，胞质内即出现细胞化学反应，以X轴为吸光率（酶反应强度），Y轴为光散射（细胞大小）显示检测结果，每个细胞产生的这2个信号可定位在细胞散点图上。由于淋巴细胞和嗜碱粒细胞均无过氧化物酶活性，仪器获得白细胞4个亚群(EO、NEUT、MONO、LYM十BASO)。,（1）过氧化物酶检测通道,酶反应强度,细胞体积大小,（2）嗜碱粒细胞细胞检测通道：该通道可进一步区分淋巴细胞和嗜碱粒

14、细胞。嗜碱粒细胞利用“时间差”与红细胞/血小板使用共同的检测通道。,当血液进入嗜碱粒细胞通道时（此时红细胞、血小板已检测完毕），血液与酸性表面活性剂反应，红细胞被溶解，除嗜碱粒细胞外，其他所有白细胞膜均被破坏，胞质溢出，仅剩裸核（图3-13）； 激光照射嗜碱粒细胞后，产生散射光的变化，形成二维细胞图。完整的嗜碱粒细胞呈高狭角散射，定位于图的上半部，裸核位于图下半部。,图3-13嗜碱粒细胞通道试剂反应示意图,3.多角度激光散射联合检测技术,基本原理是： 基于细胞大小、折射率、核形、核浆比值、以及颗粒性质等，均可影响不同角度下的散射光强度 不同白细胞在以上几个 方面完全一致的几率很 小，从而对白细

15、胞进行 分类,0：前角光散射（13），可粗略测定细胞大小。 10：狭角光散射（711），可测定细胞内部结构相对特征。 90：垂直光散射（70110），测定细胞核分叶情况。 90：消偏振光散射（70110），区分嗜酸性粒细胞与其他细胞。,0和 90垂直光散射 单核（淋巴、单核、嗜碱性） 多个核（嗜中性、嗜酸性） 90垂直光散射和90消偏振光散射 嗜酸性 嗜中性 0和 10 淋巴 单核 嗜碱性,嗜酸性粒细胞检测系统-嗜酸性粒细胞溶血素 嗜碱性粒细胞检测系统-嗜碱性粒细胞溶血素 5种白细胞分类检测系统-电阻抗(DC)和射频(RF)联合检测的原理(LMN) 幼稚细胞检测系统-幼稚细胞溶血素 IMI（immature myeloid information）未成熟细胞信息,4.电阻抗、射频与细胞化学联合,SE-9000血液分析仪射频与直流电联合检测技术,RF: 射频电流,DC: