流式细胞仪流动室的聚焦特性分析

刘 成，汤 勃，孔建益，王兴东

（武汉科技大学 机械自动化学院，湖北 武汉 430081）

1 引言

Flow Cytometry是一种对沿直线状态中快速流动的单细胞悬液或其它微小生物颗粒进行多参数、定量、定性分析的生命科学仪器[1]，它包含了光电技术、电子物理技术、流体力学、细胞荧光化学技术、电子计算机、图像处理技术等众多学科范围的知识成果，目前其已被广泛应用于临床医学、细胞学、生物学、微生物学等领域，被誉为细胞生物实验室的CT[2-3]。其主要结构可以概括为3部分：液流系统、光学系统、数据处理系统[4]。流动室作为流式细胞仪的关键部件，是样本液聚焦成直线快速状态的场所，流动室是根据液流在层流前提下呈分层流动的特点设计而成的。在该流动室中，样品流被鞘液流聚焦限制在流动室的中心轴线上，而鞘液包裹它周围，激光光束经光学系统聚焦直接照在样品流的中心，从而完成对细胞或生物颗粒的检测[5]。

样品聚焦宽度过大，位置偏移等均会导致检测误差加大，检测精度下降，因此对流动室的合理设计是保证仪器高精确性的重要前提[6-7]。而现在大多数的对于流动室液力聚焦的研究主要是针对对鞘液入口角度，聚焦锥面角度，进样针位置，鞘液和样本液的速率比这些影响参数展开的[8]，接下来在尝试加入鞘液入口直径，样本流入口直径以及检测区直径等新的影响参数扩展应用于流动室层流聚焦技术中，推导样本流聚焦直径的理论计算公式，利用Fluent仿真模拟不同的结构参数对样本流聚焦直径的影响规律，并通过设计正交实验[9]为流式细胞仪工程在实际中的应用提供参考依据。……