臨床血液檢驗儀器.ppt

1、現(xiàn)代醫(yī)學儀器,第三章 第六節(jié) 血細胞分析儀 ( Blood Cell Analyzer ) 南京醫(yī)科大學第一臨床醫(yī)學院 臨床醫(yī)學工程處 劉堅,血細胞分析儀概述,血細胞分析儀 ( Blood Cell Analyzer ) 是指對 一定體積全血內血細胞異質性進行自動分析的 常規(guī)檢驗儀器。 血液分析儀主要完成以下兩大功能: 血細胞計數：紅細胞、白細胞、血小板、血紅蛋白。 血細胞分類：白細胞中的 淋巴、中性、嗜酸、嗜堿、 單核、 幼稚細胞；紅細胞中的 網織紅細胞。 根據計數/分類的測定值計算間接測定值 紅血球容積比 (HCT)、平均紅血球血紅蛋白含量 (MCH)、 血小板容積比 (PCT)，等等,血

2、細胞分析儀概述,1947年 Coulter 發(fā)明了小孔電阻抗法 通過測量細胞的體積大小對 細胞進行分類計數 主要是用來計數紅、白細胞 該技術一直被各種血液分析 儀沿用至今 1953年庫爾特家族研制出全 世界第一臺血細胞計數儀： Model A,Wallace H. 橫坐標為 吸光度。 各種不同類型 的白細胞根據 其體積與吸光 度的的數值標 記在二維坐標 的相應位置。,聯(lián)合型檢測法基本原理,測定原理( Principle ) 散點圖(Scattergram),聯(lián)合型檢測法基本原理,圖中三維坐標分別為V、C、S，各種不同類型的白細胞 根據其VCS的值，標記在三維坐標的相應位置。,白細胞三維散點圖,

3、測定原理( Principle ) 散點圖(Scattergram),（1）電阻抗(DC)、高頻傳導(RF)和激光散射(Scatter) 聯(lián)合檢測法：即所謂“VCS 技術”。（Coulter公司） V 代表體積(Volume)， 采用電阻抗法計數血 細胞和測量其體積； C 代表傳導性 (Conductivity)，主要 測量細胞內部的結構， 細胞內核漿比例，質 粒的大小和密度。,GENS System ,（1）電阻抗(DC)、高頻傳導(RF)和激光散射(Scatter) 聯(lián)合檢測法：即所謂“VCS 技術”。（Coulter公司） S 代表散射(Scatter)， 用于測量細胞表面不 同的結構及

4、顆粒。 單一通道上同時用這 三種方法對同一白細 胞進行測量，在三維 的圖像上將各細胞較 好地分開，準確分類。,Total CellVolume,Coulter Principle,DirectCurrent,細胞體積,Conductivity Principle,HighFrequencyCurrent,核/漿比例,顆粒,Light Scatter Principle,Laser,細胞表面 特征,細胞體積,（2）激光散射和細胞化學染色聯(lián)合檢測法 ： ( Bayer 公司ADVIA120）、(Abx公司 Pentra120) 稀釋液中加入髓過氧化物酶 (MPO)的底物，過氧化氫和 色原可使含MP

5、O的細胞胞漿 染色。由于不同種類白細胞 含MPO不同，因此可以通過 染色的深淺加以區(qū)別。 加入特殊溶血劑使得除嗜堿 細胞以外的細胞全部裸核化。,ADVIA 120,（2）激光散射和細胞化學染色聯(lián)合檢測法 ： ( Bayer 公司ADVIA120）、(Abx公司 Pentra120) 用兩個流式通道進行測定， 髓過氧化物酶通道( 鹵素燈 光源，測吸光度與散射光)； 嗜堿性核葉通道（激光光 源，測高角度散射光與低角 度散射光)。通道還同時進行 紅細胞、血小板及網織紅細 胞的測定。,Pentra 120,（3）多角度激光偏振光散射檢測電阻抗聯(lián)合檢測法： （Abbott 公司CD-3500） 完全用激

6、光散射方 法進行白細胞分類， 其測散射光所用的 角度為四個。即 0o、 10o、90o 和90o 消偏 振 (depolarized) 。 電阻抗法用于計 數白細胞總數。,CELL-DYN 3500,（3）多角度激光偏振光散射檢測電阻抗聯(lián)合檢測法： （Abbott 公司CD-3500） 完全用激光散射方 法進行白細胞分類， 其測散射光所用的 角度為四個。即 0o、 10o、90o 和90o 消偏 振 (depolarized) 。 電阻抗法用于計 數白細胞總數。,CELL-DYN 3500,（4）電阻抗和射頻傳導聯(lián)合檢測特殊溶血劑法： （Sysmex公司 NE-8000、SE-9000 ） 淋

7、巴細胞、單核細胞和中性粒細胞檢測通道(DC+RF) 嗜堿性細胞檢測通道 （特殊溶血劑 ） 嗜酸性細胞檢測通道 （特殊溶血劑 ） 幼稚細胞檢測 通道(硫化氨基酸),SE-9000,計數網織紅細胞的方法： 在紅細胞稀釋液中加入可染RNA的熒光染料， 經激光激發(fā)后在檢測器中加以計數。 各公司生產的儀器計數網織紅細胞時基本都 采用這種方法。 多數儀器中網織紅細胞的測定使用單獨的激 光檢測通道，不少儀器生產廠家將此功能做 成獨立儀器或選購件供用戶選擇。,血細胞分析儀 檢測流程,血細胞分析儀工作流程圖,維護工作的基本要點 電路系統(tǒng)（儀器供電電壓、各種傳感器狀態(tài)） 流體系統(tǒng)（各種管道、電磁閥、正負壓力） 機

8、械運動（加樣針、注射器、旋轉閥） 比色通道（光源燈、濾光片） 維修軟件（各點電壓檢測、運動部件檢測） 基本要點可能因為各種儀器的型號不同而不盡 適用，可依據具體情況來分別對待，但經過仔細觀 察和深入了解一定可以掌握對自己使用的機型的基 本維護。,現(xiàn)代醫(yī)學儀器,第三章 第七節(jié) 流式細胞分析儀 （Flow cytometer） 南京醫(yī)科大學第一臨床醫(yī)學院 臨床醫(yī)學工程處 劉堅,流式細胞分析儀概述,流式細胞分析儀（flow cytometer）是集計算機技術、 電子物理技術、光電測量技術、激光技術、流體力學技 術、細胞化學技術、細胞免疫學技術于一體的高科技細 胞分析儀。 流式細胞術(Flow Cyt

9、ometry) 是利用流式細胞儀對處 于快速流動的細胞或生物顆粒進行多參數、快速（每秒 可達1000-10000個）的定量分析和分選（純度可達99% 以上）的技術。 流式細胞儀在細胞生物學、免疫學、腫瘤學、血液學、 病理學、遺傳學、臨床檢驗等學科中得到廣泛應用。,流式細胞儀基本原理,待測標本制備成單細胞懸液通過熒光染色后加 壓進入充滿鞘液的流動室。 鞘液壓力與樣品流壓力差異達到一定比例時， 鞘液包裹著樣品流中細胞排成單列逐個經過激 光聚焦區(qū)。 通過激光檢測區(qū)的細胞受激光照射，產生散射 光；部分被標上特異性熒光染料的細胞，產生 特定波長的熒光。,流式細胞儀基本原理,通過一定波長選擇通透性的濾光片

10、，將散射光、 不同波長的熒光信號區(qū)分開來，并送到不同的 光電檢測通道。 經過一系列信號轉換、放大，數字化處理，就 可以在計算機上直觀的得到染上各種熒光染料 的細胞各自的百分率。 細胞分選功能可以將具有某種特征的細胞分選 出來，以便進一步培養(yǎng)、研究。,流式細胞儀基本結構,(一）流動室及液流驅動系統(tǒng) （二）激光光源及光束形成系統(tǒng) （三）光學系統(tǒng)：透鏡,濾光片,小孔,聚焦光源， 收集不同波長的熒光信號 (四）信號檢測與存儲、顯示、分析系統(tǒng)：光電倍 增管（PMT）、補償電路。熒光信號轉換為 電信號，并將信號放大 （五）細胞分選系統(tǒng),FCM基本結構圖解,流式細胞儀基本結構,流動室及液流驅動系統(tǒng),流動室與

11、液流驅動系統(tǒng),空氣泵 壓力傳感器 壓力調節(jié)器 石英流動室,流式細胞儀基本結構,流動室及液流驅動系統(tǒng),空氣泵 壓力傳感器 壓力調節(jié)器 石英流動室,流式細胞儀基本結構,激光光源及光束形成系統(tǒng),氬離子激光器 （Argon） 半導體激光器 （He-Ne） 紫外UV激光器 （He-Cd） 按功率大小可 分為水冷/空冷 到達流動室前 經透鏡聚焦,流式細胞儀基本結構,激光光源及光束形成系統(tǒng),氬離子激光器 （Argon） 半導體激光器 （He-Ne） 紫外UV激光器 （He-Cd） 按功率大小可 分為水冷/空冷 到達流動室前 經透鏡聚焦,流式細胞儀基本結構,光學系統(tǒng)：透鏡、濾光片、小孔，聚焦光源， 收集不同波

12、長的熒光信號,流式細胞儀基本結構,光學系統(tǒng)：透鏡、濾光片、小孔，聚焦光源， 收集不同波長的熒光信號,LP-長通濾光片,SP-短通濾光片,BP-帶通濾光片,DLP、DSP 雙色性長通 短通濾光片,流式細胞儀基本結構,光學系統(tǒng)：透鏡、濾光片、小孔，聚焦光源， 收集不同波長的熒光信號,流式細胞儀基本結構,信號檢測與存儲、顯示、分析系統(tǒng)：光電倍 增管（PMT）、補償電路。熒光信號轉換為 電信號，并將信號放大,前向角散射光檢 測（FSC）采用 光電二極管 側向角散射光檢 測（SSC）采用 光電二極管 熒光檢測（FL） 采用光電倍增管,流式細胞儀基本結構,信號檢測與存儲、顯示、分析系統(tǒng)：光電倍增 管( P

13、MT )、補償電路、將熒光信號轉換為電信 號，并將信號放大，處理分析。,Log,熒光信號的線性測量 與對數測量 熒光信號的面積測量 與寬度測量 熒光光譜的重疊校正,流式細胞儀基本結構,信號檢測與存儲、顯示、分析系統(tǒng)：光電倍增 管( PMT )、補償電路、將熒光信號轉換為電信 號，并將信號放大，處理分析。,熒光信號的線性測量 與對數測量 熒光信號的面積測量 與寬度測量 熒光光譜的重疊校正,流式細胞儀基本結構,信號檢測與存儲、顯示、分析系統(tǒng)：光電倍增 管( PMT )、補償電路、將熒光信號轉換為電信 號，并將信號放大，處理分析。,數據存儲采用 列表排隊方式 數據顯示通常 有一維直方圖 二維散點圖、

14、 等高線圖、密 度圖等,流式細胞儀基本結構,信號檢測與存儲、顯示、分析系統(tǒng)：光電倍增 管( PMT )、補償電路、將熒光信號轉換為電信 號，并將信號放大，處理分析。,數據存儲采用 列表排隊方式 數據顯示通常 有一維直方圖 二維散點圖、 等高線圖、密 度圖等,SS,FS,流式細胞儀基本結構,細胞分選系統(tǒng),捕獲管分選和 靜電分選 水滴形成部件 分選邏輯電路 水滴充電及偏轉,捕獲管分選,流式細胞儀基本結構,細胞分選系統(tǒng),捕獲管分選和 靜電分選 水滴形成部件 分選邏輯電路 水滴充電及偏轉,細胞分選系統(tǒng),捕獲管分選和 靜電分選 水滴形成部件 分選邏輯電路 水滴充電及偏轉,流式細胞儀主要性能指標,流式細胞

15、儀可分為科研型（大型機） 和臨床型（臺式機）兩種類型,流式細胞儀主要性能指標,流式細胞儀可分為科研型（大型機） 和臨床型（臺式機）兩種類型,流式細胞儀主要性能指標,流式細胞儀可分為科研型（大型機） 和臨床型（臺式機）兩種類型,流式細胞儀主要性能指標,流式細胞儀可分為科研型和臨床型兩種類型 （臺式機）,流式細胞儀主要性能指標,流式細胞儀可分為科研型（大型機） 和臨床型（臺式機）兩種類型 流式細胞儀會在硬件上不斷更新，采用更新的器件（如半導體激光、大規(guī)模集成電路），以實現(xiàn)小型化；用數字電路取代模擬電路，充分發(fā)揮微處理器的功能以實現(xiàn)簡單化；在軟件上提高數據自動分析能力，充分發(fā)揮圖形界面的優(yōu)點， 使操

16、作更加簡便。,流式細胞儀主要性能指標,流式細胞儀可分為科研型（大型機） 和臨床型（臺式機）兩種類型 流式細胞儀會在硬件上不斷更新，采用更新的器件（如半導體激光、大規(guī)模集成電路），以實現(xiàn)小型化；用數字電路取代模擬電路，充分發(fā)揮微處理器的功能以實現(xiàn)簡單化；在軟件上提高數據自動分析能力，充分發(fā)揮圖形界面的優(yōu)點， 使操作更加簡便。,謝謝！,流式細胞儀小結 174頁,待測標本制備成單細胞懸液通過熒光染色后加 壓進入充滿鞘液流的流動室。(細胞染色） 鞘液流壓力與樣品流壓力差異達到一定比例時，鞘液包裹著樣品流中細胞排成單列逐個 經過激光聚焦區(qū)。（鞘流技術） 通過激光檢測區(qū)的細胞受激光照射，產生散射 光；部分

17、被標上特異性熒光染料的細胞，產生 特定波長的熒光。（激光光源）,流式細胞儀小結 175頁,通過一定波長選擇通透性的濾光片，將散射光、 不同波長的熒光信號區(qū)分開來，并送到不同的 光電檢測通道。（散射光檢測，熒光檢測） 經過一系列信號轉換、放大，數字化處理，就 可以在計算機上直觀的得到染上各種熒光染料 的細胞各自的百分率。（各項參數及散點圖） 細胞分選功能可以將具有某種特征的細胞分選 出來，以便進一步培養(yǎng)、研究。（細胞分選）,血液分析儀復習,小孔電阻抗法測定原理 （164頁） 在負壓的吸引下血細胞依次通過小孔， 依次排 開等體積電解液； 小孔截面內的電解液電阻值的變化，在恒流源 的負載電阻上引起等比例的電壓變化，產生電 壓脈沖； 電壓脈沖的個數與細胞個數相當，脈沖幅度與 細胞體積成正比。 將脈沖送入相應的計數通道，通過計算得到某 類細胞個數。,細胞計數時計算機將不同幅度(體積)的脈沖送入 相應的計數通道并計數，得到直方圖。 儀器對其測定的直方圖中三種體積不同的白細 胞進行初步分類。,血液分析儀復習,白細胞的“三分群”檢測原理（ 165頁）,白細胞分布直方圖 （256或512通道）,細胞計數時使用多項技術（激光、射頻傳導、電阻抗 細胞