看一看4π扫描流式细胞仪

niwanmao

在血细胞等分散系统研究中，光散射分析对于表征具有复杂形态的单个颗粒至关重要。

4π扫描流式细胞仪 (4πSFC) 是一种用于测量单个颗粒的角分辨光散射曲线 (LSP) 的仪器,旨在增强细胞和其他形态复杂颗粒的鉴别和表征。俄罗斯的Evgeniy A. Alexandrov等人展示了如何扩展4π扫描流式细胞仪（4πSFC）的工作角度范围，使其可以在10至170°的角度区间内测量单个粒子的极角光散射，并对方位角进行积分，覆盖了4π角98.5%的空间角度。接着对聚合物微球、成熟和球化红细胞以及血小板的分析，证明了4πSFC在测量LSP方面的性能。此外，4πSFC在识别血小板二聚体和无标记粒细胞、表征淋巴细胞、单核细胞和异常红细胞方面有着非常有用的潜力。

4π扫描流式细胞仪 (4πSFC) 由几个组件组成，共同用于测量单个颗粒的角分辨光散射曲线 (LSP)。其配置或结构概述如下：
- 激光器：4πSFC通常使用三种激光器。使用波长为 405 nm 的激光 (LAt) 触发 4πSFC 的电子单元并产生前向散射信号。另外两种激光器 LAf(660 nm) 和 LAb(635 nm) 分别用于照亮前半球和后半球的颗粒。
- 光学单元：4πSFC具有单个光学单元 (OC)，在光学单元中，激光照亮待检测的颗粒并收集散射光。
- 光电倍增管：4πSFC配有三个光电倍增管 (PMT)-PMTb、PMTf和PMTt。PMTb和 PMTf 分别检测颗粒在后半球和前半球散射的光。PMTt用于测量触发脉冲。
- 反射镜和光圈：光学设置包括一个球面镜 (SM)，当粒子在 4πSFC 的测试区内移动时，扫描粒子散射的光。光圈 (D) 用于控制光路并确保准确检测。
- 滤波器和二向镜：带通滤波器 (Ft、Ff、Fb) 用于减少背景信号并分离不同的激光波长。使用二向色镜 (DMLP650) 分离 660 nm 和 635 nm 辐射。


下图是本次实验中使用的扫描流式细胞仪的光学装置。PMTb、PMTf、PMTt：光电倍增管：分别为后向 LSP、前向 LSP 和触发器；LAb、LAf、LAt： Lb、Lf、Lt：透镜；D：光圈；OC：光学单元；HM：带孔镜；Fb、Ff、Ft：带通滤光片；DM：二色性反射镜。插页展示了球面镜 (SM) 等细节，虚线表示粒子在 OC 毛细管内的轨迹。右图 聚苯乙烯微球、原生红细胞和球化红细胞的典型实验光散射轨迹（分别从 A 到 C）。




为了证明 4pSFC 在分析血细胞方面的性能，作者检测了低渗处理的红细胞样本。裂解过程持续了大约 5 分钟，在此期间观察到红细胞的形状从双凹盘转变为近乎完美的球体 。这种转变反映在散射中 LSP 振荡和振幅的增加上。在图下图中，通过比较成熟红细胞和球化红细胞典型的 10-170 LSP，我们可以成功地识别这一现象。



4π扫描流式细胞仪 (4πSFC) 的优点和缺点
优点：
1. 综合表征：4πSFC通过测量形态学和功能指数提供血细胞的综合表征。可以测量表征红细胞形态和功能的各种参数，以及与止血相关的血小板形态和功能。
2. 无标记分析：4πSFC可对血细胞进行无标记鉴定和表征。无需标记试剂，降低了分析的复杂性和成本。
3. 准确性提高：通过扩展血细胞的特征，4πSFC提高了确定形态和功能指标的准确性。提供了关于单个细胞的形状、大小和其他特征的详细信息。
4. 血小板聚集分析的潜力：4πSFC有量化血小板聚集的功能指数，可通过测定二聚化的动力学，特别是激活剂诱导的血小板二聚体的形成过程。

缺点：
1. 可用性有限：4πSFC是一种专用工具，目前可能无法在所有实验室或研究机构中广泛使用。其使用可能仅限于特定的研究环境或机构。
2. 需专业技术知识：4πSFC的操作和数据分析需要技术专业知识和培训。

总体而言，4πSFC在分析血细胞方面提供了有价值的优势，包括全面表征和无标记分析。但是，在评价其是否适用于特定研究或临床应用时，应考虑其适用场景、技术专业知识要求、成本和耗时性质。

参考文献：Alexandrov EA, Litvinenko AL, Yastrebova ES, et al. 4π light scattering flow cytometry: enhancing the identification and characterization of individual cells [published online ahead of print, 2023 Oct 2]. Anal Methods. 2023;10.1039/d3ay01171b. doi:10.1039/d3ay01171b