細(xì)胞分選器

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。流式細(xì)胞術(shù)所測定的任何參數(shù)都可作為流式細(xì)胞分選器選定細(xì)胞的依據(jù)，而且被選出來的細(xì)胞的均一性與所測參數(shù)有關(guān)。

   在以上所述的流式細(xì)胞測量術(shù)中，如果能夠把噴出來的液柱破壞成一連串小水滴，并對帶有指定特性細(xì)胞的液滴充電。當(dāng)此帶電液滴通過靜電場時發(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、快速決定細(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。安裝在流動室上的壓電晶體加有每秒數(shù)萬周的電信號，于是壓電晶體帶動流動室一起振蕩。液流從噴孔出來后，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個波長，測量區(qū)應(yīng)盡量靠近噴嘴以避免受振動干擾。

通常，在這樣一個系統(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頻率為40khz時，兩個水滴間的距離即波長為250um。由于實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，應(yīng)重新設(shè)計而不能單純更換噴嘴。

     以上討論中，噴嘴的振動頻率也就是每秒鐘產(chǎn)生水滴的數(shù)目，噴嘴直徑50um時，信號頻率為40khz，即每秒鐘產(chǎn)生4萬個水滴，若每秒鐘流出的細(xì)胞是1000個，則平均每4G個水滴中只有一個水滴是有細(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給整個流速充電，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未對流束充電，則離開流束的水滴不帶電荷。下落的水滴通過一對平行板電極形成靜電場時，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動方向，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)過測量區(qū)時判斷出哪個細(xì)胞滿足了分選的條件，并產(chǎn)生一個邏輯信號，此信號驅(qū)動充電脈沖發(fā)生器，使之產(chǎn)生充電脈沖，當(dāng)滿足分選條件的細(xì)胞形成水滴時充電脈沖正好對它進行充電�？梢�，水滴充電的脈沖并不是在做出分選決定時立即產(chǎn)生并加到流束上的，而是當(dāng)細(xì)胞達到分離點時才加上的。這一段等待時間依賴于噴孔的直徑、細(xì)胞與激光束相交點的位置等因素。由細(xì)胞通過測量區(qū)到小水滴分離的時間大約為數(shù)10毫秒。這個時間稱為延遲時間。從原理上說，可用單穩(wěn)態(tài)振蕩器產(chǎn)生分選所要求的時延。然而，實際上商品儀器都是用一個稱為移位寄存器的數(shù)字電路產(chǎn)生時延，這種時延便于調(diào)整，以適應(yīng)使用中的各種情況。

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