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从流式细胞仪的结构浅析维修

初学者&九点虎

2013/08/07
药物分析

乳制品检测

DHI测定设备主要由三部分组成，乳成分测定仪，体细胞测定仪和自动进样器，其中乳成分测定仪和体细胞测定仪则用同一个自动进样器。本文主要从体细胞测定仪的结构和工作原理分析阐述维修该设备的一些步骤。

1、流式细胞仪的结构

体细胞测定仪主要采用流式细胞仪OR术的原理。流式细胞术（flow cytometery, FCM）是20世纪70年代发展起来的一种可以快速、准确、客观，可同时检测单个微粒（通常是细胞）的多项特性，并加以定量的技术。

流式细胞仪是一种集激光技术、电子物理技术、光电测量技术、电子计算机以及细胞荧光化学技术为一体的新型高科技仪器设备。一般其结构分为3部分：样品室及液流驱动系统；激光光源及光学系统；信号检测、储存、数据处理系统。仪器内部光学结构见图1。

从图1可以清晰的看出仪器的内部结构。其中样品室（也称为观察室）是仪器的核心部件之一，在样品室中被检测样品与激光相交，而样品室由石英玻璃制成，其形状为细孔，只供单列细胞流过，检测区在该孔的中心，这种结构的样品室的光学特性良好，流速较慢，因而细胞受照射时间长，可收集的细胞信号光通量大，配上广角收集透镜，可获得很高的检测灵敏度和测量精度。

图2为流式细胞仪的模拟图，从图2更能直观的看到仪器的构造。通过仪器的构造了解仪器的工作原理，为仪器的维修打下坚实的基础。

图2 流式细胞仪的模拟图

1．1激光光源和光学系统

目前流式细胞仪的光源采用激光（laser）光源。激光是一种相干光源，它能提供单波长、高强度及稳定性高的光照，是细胞微弱荧光快速分析的理想光源。

由于细胞快速流动，每个细胞经过光照区的时间仅为1μs左右，每个细胞所携带荧光物质被激发出的荧光信号的强弱，与被照射的时间和激发光的强度有关，因此细胞需要足够的光照强度。

1.2流式细胞仪的分析原理

经过染色液染色的样品溶液通过样品管被压进喷嘴的中央，同时无细胞的鞘液也被压入喷嘴，形成包绕细胞的鞘液流，使细胞以单列进入样品室，与水平方向的激光光束（波长488nm）垂直相交。稳定的液流推进装置，使染色的样品呈单列，每个细胞以均等的时间依次通过激光照射区。

被荧光染色的细胞受照射后，产生两种信号，一种是散射光信号，其又分为前向散射光（Forward scatter,FSC）和侧向散射光（Side scatter,SSC），前者一般与细胞体积的大小呈正比，而后者与细胞的颗粒度和复杂性有关。

2、故障分析

2.1光源散射

当用离子液或标样对体细胞进行测定时，如果测定结果偏低，其原因很有可能是激光聚焦的问题，发生激光的散射，导致结果偏低。其现象见图3。

图3 光源发生散射

当光源发生散射时，会出现图3的光斑，其光源没有聚焦到一个点上，导致光源散射，照射到样品室的激光减弱，所产生的荧光信号降低，导致测定结果偏低。

光源散射解决方案：采用新鲜的生奶样品，对激光进行调节。一般由专业的仪器维修人员来调节，或经过培训的实验室人员也可自行进行调节。

2.2 液流流量降低

液流系统的作用是依次传送待测样品中的细胞到激光照射区，其理想状态是把细胞传送到激光束的中心。而且在特定时间内，应该只有一个细胞或粒子通过激光束。因此，必须在流动室内把细胞注入鞘液流。流动室是液流系统的核心部件，在流动室内细胞液柱聚焦于鞘液中心，细胞在此与激光相交，被激光照射的染色细胞产生荧光，被检测器感应到，再转化为电信号，通过计算机统计后得出样品中体细胞的含量。鞘液的工作原理见图4。

图4 鞘液的工作原理

从图4可以看出，鞘液在整个体细胞测定仪中的重要性，鞘液要将染色的样品带入流式细胞仪样品室进行检测，类似于液相色谱中的流动相。

如果鞘液的载液泵发生故障，将导致没有足够的鞘液流携带样品进入样品室，导致结果偏低。

上述现象解决方案：一般通过测量一定时间段内通过流式细胞仪的鞘液的流量，用量筒在废液出口处量取。本特利公司的鞘液流流量为4.5ml/min。因厂家不同，仪器不同，其流量可能会有所差异。

如果流量在3.5-4.5 ml/min时之间，可能是鞘液的载液泵长期磨损，导致其流量偏低，可通过软件调节，增加载液泵的转速可解决此问题。如果流量低于3.5ml/min时，则通过软件调节转速已经不能达到4.5ml/min的流量，这时需要更换载液泵的配件。

2.3注射泵故障

一般规定注射泵在使用25万次后要进行更换，蠕动泵管使用20万次后进行更换。而但在实际工作过程中，如果未出现故障不坏，则还会允许继续使用，以达到节约成本的目的。

建议每天做质控样，观察质控样的准确性和重复性，如果准确性和重复性不理想好，很有可能是注射泵的故障，要进行更换内部里面活塞。

图5 注射泵和捏阀

3、总结

以我本人个人经验，当仪器发生故障时，一定要仔细观察明确发生了哪些条件发生了改变，先从发生改变的条件进行排查。单从体细胞测定仪来讲，如果出现故障，先进行质控样的测定，从仪器测定结果和峰型上进行判断，从而确定故障的部位，再进行维修，不可盲目的进行拆卸和对激光进行调节。

精
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zhw19811005

第1楼2013/08/07

维修需要对症下药

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阿宝

第2楼2013/08/07

又见二虎大作
对于第三部分总结的故障，应该是能重复出现的异常算是故障偶尔一次的异常未必是故障当然了这些和本作片无关哦

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初学者&九点虎

第3楼2013/08/07

黄兄感动了我，特此原创，谢谢

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水星

第4楼2013/08/07

也来采购版发篇原创唄
初学者&九点虎(zhouyuhu) 发表:黄兄感动了我，特此原创，谢谢

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初学者&九点虎

第5楼2013/08/07

修改了很多次，也希望大家帮我多提提意见

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穿越时空

第6楼2013/08/07

很难得的一篇精品。

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翠湖园

第7楼2013/08/07

兄弟啊，我让你下午再发贴撒，你中午发贴太早了哦，我中午正睡午觉功夫你就发出原创了，我上午不是说的先加团队再发贴的啊！呜呜呜呜，这篇原创不在团队里，你发早了两小时！
初学者&九点虎(zhouyuhu) 发表:黄兄感动了我，特此原创，谢谢

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初学者&九点虎

第8楼2013/08/07

那怎么办？
翠湖园(hhx050) 发表:兄弟啊，我让你下午再发贴撒，你中午发贴太早了哦，我中午正睡午觉功夫你就发出原创了，我上午不是说的先加团队再发贴的啊！呜呜呜呜，这篇原创不在团队里，你发早了两小时！

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nicexxh

第9楼2013/08/07

应助达人

很难得的分享

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初学者&九点虎

第10楼2013/08/07

要不我删了重新发
翠湖园(hhx050) 发表:兄弟啊，我让你下午再发贴撒，你中午发贴太早了哦，我中午正睡午觉功夫你就发出原创了，我上午不是说的先加团队再发贴的啊！呜呜呜呜，这篇原创不在团队里，你发早了两小时！

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