細(xì)胞分選器

   細(xì)胞分選器可使被指定的細(xì)胞從細(xì)胞群體中分離出來(lái)。流式細(xì)胞術(shù)所測(cè)定的任何參數(shù)都可作為流式細(xì)胞分選器選定細(xì)胞的依據(jù)，而且被選出來(lái)的細(xì)胞的均一性與所測(cè)參數(shù)有關(guān)。

   在以上所述的流式細(xì)胞測(cè)量術(shù)中，如果能夠把噴出來(lái)的液柱破壞成一連串小水滴，并對(duì)帶有指定特性細(xì)胞的液滴充電。當(dāng)此帶電液滴通過靜電場(chǎng)時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，落入收集器中。于是完成了分選。為此，需要有形成水滴、快速?zèng)Q定細(xì)胞是否應(yīng)被分選的邏輯電路，以及充電電路等部分。下面分別介紹各主要部分。

小水滴的形成

   為使細(xì)胞分選的質(zhì)量較高，首先要求能形成穩(wěn)定的水滴。安裝在流動(dòng)室上的壓電晶體加有每秒數(shù)萬(wàn)周的電信號(hào)，于是壓電晶體帶動(dòng)流動(dòng)室一起振蕩。液流從噴孔出來(lái)后，需要經(jīng)過一段距離才被破壞形成水滴。這段距離大約10—20個(gè)波長(zhǎng)，測(cè)量區(qū)應(yīng)盡量靠近噴嘴以避免受振動(dòng)干擾。

通常，在這樣一個(gè)系統(tǒng)中液流噴出的速度大約8—10米/秒，如噴孔直徑50um，當(dāng)壓電晶體上所加的信號(hào)頻率為40khz時(shí)，兩個(gè)水滴間的距離即波長(zhǎng)為250um。由于實(shí)際上液流束的直徑比噴孔直徑略大一些，所以形成穩(wěn)定水滴的條件經(jīng)修改后可由下式表示：

F=v/4.5d

式中f是電信號(hào)頻率，V是液流速度，D是噴孔直徑。如果孔徑是70um，相應(yīng)的電信號(hào)頻率約28khz左右最合適，大于100um的噴嘴不適用于分選細(xì)胞，當(dāng)分選較大細(xì)胞時(shí)，應(yīng)重新設(shè)計(jì)而不能單純更換噴嘴。

     以上討論中，噴嘴的振動(dòng)頻率也就是每秒鐘產(chǎn)生水滴的數(shù)目，噴嘴直徑50um時(shí)，信號(hào)頻率為40khz，即每秒鐘產(chǎn)生4萬(wàn)個(gè)水滴，若每秒鐘流出的細(xì)胞是1000個(gè)，則平均每4G個(gè)水滴中只有一個(gè)水滴是有細(xì)胞的，其他皆為空白，可見被分選的細(xì)胞數(shù)僅占每秒鐘形成水滴中的一個(gè)很小的部分。

水滴的充電與偏轉(zhuǎn)

當(dāng)水滴從流束上將要斷開時(shí)給整個(gè)流速充電，則水滴從流束上斷開后便帶有同極性的多余表面電荷。如水滴在與流束將分離時(shí)未對(duì)流束充電，則離開流束的水滴不帶電荷。下落的水滴通過一對(duì)平行板電極形成靜電場(chǎng)時(shí)，帶正電荷的水滴向帶負(fù)電壓的電極偏轉(zhuǎn)；帶負(fù)電荷的水滴向帶正電壓的電極偏轉(zhuǎn)；不帶電的水滴垂直下落不改變其運(yùn)動(dòng)方向，這樣就可用容器分別收集各種類型的水滴。用于給流束充電的電壓大約是正150V或負(fù)150V，偏轉(zhuǎn)板間電位差約2000V—6000V。

決定邏輯

 為了分選細(xì)胞，需要細(xì)胞在經(jīng)過測(cè)量區(qū)時(shí)判斷出哪個(gè)細(xì)胞滿足了分選的條件，并產(chǎn)生一個(gè)邏輯信號(hào)，此信號(hào)驅(qū)動(dòng)充電脈沖發(fā)生器，使之產(chǎn)生充電脈沖，當(dāng)滿足分選條件的細(xì)胞形成水滴時(shí)充電脈沖正好對(duì)它進(jìn)行充電�？梢姡�水滴充電的脈沖并不是在做出分選決定時(shí)立即產(chǎn)生并加到流束上的，而是當(dāng)細(xì)胞達(dá)到分離點(diǎn)時(shí)才加上的。這一段等待時(shí)間依賴于噴孔的直徑、細(xì)胞與激光束相交點(diǎn)的位置等因素。由細(xì)胞通過測(cè)量區(qū)到小水滴分離的時(shí)間大約為數(shù)10毫秒。這個(gè)時(shí)間稱為延遲時(shí)間。從原理上說(shuō)，可用單穩(wěn)態(tài)振蕩器產(chǎn)生分選所要求的時(shí)延。然而，實(shí)際上商品儀器都是用一個(gè)稱為移位寄存器的數(shù)字電路產(chǎn)生時(shí)延，這種時(shí)延便于調(diào)整，以適應(yīng)使用中的各種情況。

精確的測(cè)定延遲時(shí)間是決定分選質(zhì)量的關(guān)鍵。延遲時(shí)間受到一系列因素的影響，例如測(cè)定所需平均延遲時(shí)間的不準(zhǔn)確性，噴射液流的變化，水滴分離點(diǎn)的變化，細(xì)胞本身對(duì)水滴形成條件的影響等。

由于具體的分選方法在不同儀器上差異較大，故我們只能介紹一些原則，具體操作難以詳述。