揭秘流式细胞术：从原理到多领域的突破性应用

一、引言

在现代生命科学与临床诊断中，细胞及生物颗粒的精准分析是破解生命规律与疾病机制的核心。流式细胞术（FCM）融合多学科技术，可对快速流动的细胞或生物颗粒进行多参数定量分析与分选，为科研和临床提供强大支撑，在诸多领域不可或缺。

二、流式细胞术的定义与核心特点

流式细胞术借助流式细胞仪，对快速直线流动的细胞或生物颗粒实现多参数、快速定量分析与分选。流式细胞术（FCM）的核心原理：流式细胞术的原理是让悬浮的单细胞排成单列，依次高速通过激光检测区，通过检测细胞产生的散射光和荧光信号，来分析其物理和生化特性。

其核心特点显著：

适用范围广，只要样本制成单细胞或生物颗粒悬液即可分析，涵盖动物细胞、植物细胞及微生物颗粒等。

检测速度快，每秒能分析数千至数万个细胞，可短时间获取海量数据，满足大规模样本分析需求。

能同步测量单个细胞的多参数特征，结合荧光标记技术，可同时检测细胞大小、颗粒度、表面抗原表达等，全面掌握细胞特性。

具备分选功能，分析时可分离特定特征细胞，用于后续培养、克隆化等深入研究。

三、工作原理与分选流程

（一）单细胞悬液制备

先将待测样本制成单细胞悬液，用特异性荧光染料标记的抗体染色，使目标细胞带上荧光信号。样本在气压作用下进入流动室，高压鞘液从鞘液管喷出，包绕样本形成圆柱形液流束，让细胞单行依次通过检测区域。

（二）荧光信号收集

以激光为光源，聚焦后的激光垂直照射样品流，激发荧光染料产生散射光和荧光。前向小角度检测的散射光反映细胞体积；垂直方向的荧光经滤光片分离为不同波长信号，对应不同标记物，用于区分细胞类型或检测物质含量。

（三）结果统计分析

荧光强度体现抗原强度或物质浓度，光信号经光电转换为数字信号，计算机处理后以图形、数据形式呈现，助力了解细胞群体特征。

（四）细胞分选

通过分离含单细胞的液滴实现分选。流动室喷口上方的压电晶体振动使液流形成均匀液滴，细胞分散其中。根据细胞特征对液滴充电，液滴流经高压偏转板时受电场作用偏转，落入对应收集容器，未充电液滴进入废液容器，完成分离。

流式细胞仪的工作原理

四、流式细胞仪的关键组成

流式细胞仪系统复杂，关键组成部分如下：

（一）流动室与液流系统

流动室是核心，保障细胞有序通过检测区；液流系统输送样本和鞘液，形成稳定液流束，鞘液可包裹样本流、减少扩散，保证检测准确。

（二）光源系统

多采用激光（如氩离子、氦氖激光），不同波长激光激发不同荧光染料，仪器常配备多波长激光满足多参数检测，其稳定性和强度影响结果准确性。

（三）光学检测系统

包含透镜、滤光片和光电探测器。透镜聚焦激光、收集荧光；滤光片分离不同波长荧光；光电探测器将光信号转为电信号，为后续处理奠基。

（四）电子系统

由信号放大、模数转换模块构成。放大微弱电信号便于分析，模数转换将模拟信号转为数字信号，供计算机处理存储。

（五）计算机与分析系统

计算机控制仪器运行，接收处理数字信号；分析系统通过软件进行统计分析和图形显示，辅助解读结果。

五、多领域应用场景

（一）细胞生物学研究

广泛用于细胞周期分析、凋亡检测、增殖研究等。标记检测细胞周期各阶段，可了解增殖与分裂情况；检测凋亡有助于探索其机制与调控因素。

（二）免疫学研究

是免疫研究的关键工具，可分析 T 细胞、B 细胞等免疫细胞的表型和功能，检测细胞亚群比例、抗原表达水平等，深入解析免疫系统组成与应答机制。流式细胞术免疫分型临床应用：对血液疾病进行精确诊断与分型的重要手段

（三）临床医学诊断

在血液系统疾病（如白血病）诊断中，分析异常细胞表型可明确类型和分期；对自身免疫性疾病，可检测自身抗体和免疫细胞功能异常。

（四）其他科研领域

基础科学中，用于神经生物学的神经细胞分析、遗传学的染色体异常检测等；海洋生物学中，可分类计数浮游生物，研究海洋生态系统。

六、结语

流式细胞术凭借快速、高效、多参数检测与分选优势，在生命科学和医学领域作用日益凸显。随着技术发展，其性能将持续提升，应用范围不断扩大，为探索生命奥秘、疾病诊疗等提供更有力支持，推动相关研究迈向新高度。