流式細胞儀的原理及其在畜牧獸醫中的應用

王彬彬 劉鑫 田曉鵬2

近些年來，隨著和學技術的快速更迭，流式細胞技術也在各個領域取得了長足發展，并在發展過程中也在不斷更新和完善。其廣泛應用于當代的醫學、生物學、物理學以及化學等多種學科領域中。流式細胞儀是生物學、電子學、免疫學、醫學等諸多學科的綜合產物，它是一種能對細胞、細菌等微小顆粒作出高效分析的先進的高科技儀器。流式細胞儀的產生是當今科技發展的重要進步，并且對未來社會科學技術的發展產生了深遠影響，是科學實驗中不可或缺的研究工具。隨著流式細胞儀未來的普及和發展，其在畜牧獸醫領域的應用方面也越來越廣泛。本文將進一步闡述流式細胞儀的原理及其在畜牧醫學中的應用。

1.流式細胞儀的基本組成

流式細胞儀的基本組成包括四個部分。分別為流動室和液流系統；激光源和光學系統；光電管和檢測系統；計算機和分析系統。流式細胞儀還有三個重要的基本常識，分別是前向角散射、側向角散射以及其他參數。其中，前向角散射可以用來檢測生物細胞和微粒的不同大小；側向角散射通常用來反映生物細胞或微粒的分布形態、表面形態以及生物細胞內顆粒的大小情況，并且還能精確的了解生物細胞內的微觀結構等；其他參數通常利用熒光光源的強弱來檢測待測物質的多少以及待測物質在生物細胞中的含量多少、存在位置等。

2.流式細胞儀的原理

2.1細胞參數測量原理

參數測量是流式細胞儀中最主要的功能之一，其可以同時對生物細胞進行多種參數的測量，其測量參數主要是利用熒光的光源強弱和熒光信號來獲取主要測量信息。在利用流式細胞儀對生物細胞進行參數測量時通常用到兩種散射光進行測量，即前向角散射和側向角散射，又稱作角散射。在實際測量當中，流式細胞儀需要先對熒光散射的信號進行檢驗，包括自發熒光和特征熒光。而在實際測量過程中應該盡量降低自發熒光的干擾和提高信噪比。所以在測量過程中要選擇比較亮的熒光材料以及選擇合適的濾片光學系統。

2.2細胞樣品分選原理

細胞樣品的分選是一個比較嚴密的過程，需要利用細胞分選器對細胞進行分選。流式細胞儀大體的分選原理是把流式細胞儀的噴嘴射出的液體分成若干個液體水珠，邏輯電路會按照之前選好的參數進行初步判斷和分選，然后流式細胞儀的充電裝置會為分選的水珠進行充電，細胞收集器會收集攜帶細胞的帶電水珠。如果對這種分選結果不滿意的話還可以采用捕獲管來進行分選。當然，細胞樣品的分選要根據實際情況來定。

2.3細胞數據分析原理

流式細胞儀的數據分析原理可以分為兩個方面，包括參數方法以及非參數方法。如果被檢測醫學系統、物理學系統或者畜牧獸醫學系統能夠用數學模型技術的方式展現出來的時候，我們通常采用參數方法來對數據進行分析。例如，在測定小白兔精子的DNA含量時，如果采用正態函數來描述數據，我們通常采用最小二乘法。而這時候就不適合利用非參數方法來進行分析。由于數據分析常常和最后得出的結果有關系，所以具體的分析方法要根據實際情況而定。

3.流式細胞儀在畜牧獸醫中的應用

3.1對哺乳動物精子的分離

流式細胞儀在畜牧獸醫領域有著非常廣泛的應用，其在哺乳動物的產肉、產毛、產奶等方面有著重要作用，可以大幅度提高相關方面的經濟效益。

例如，流式細胞儀可以在哺乳動物的染色體方面發揮作用。正常情況下雙倍體馬的染色體總共有64條，其中公馬常染色體為64條，其中一條X染色體，一條Y染色體；而母馬常染色體為64條，其中兩條X染色體。對馬來說X精子的DNA比Y精子的DNA多出3.0%到4.5%。利用流式細胞術可以對馬的精子進行分離，而且對馬精子的活力、胚胎以及馬后代的發育不會造成明顯的損傷。據相關研究顯示，利用流式細胞儀對馬精子進行分離后，X精子分離準確率可以達到88%以上，其效果還是不錯的。

3.2 在傳染病中的應用

流式細胞術在檢測各種生物細胞方面已得到了比較廣泛的推廣，尤其是在免疫細胞的表面標志和細胞內的細胞因子方面已取得了技術上的快速提升。流式細胞儀可以通過對生病的哺乳動物（家畜）淋巴細胞各亞種群的數量進行測定，用得到測定數據來監控其免疫狀態，從而可以及時制定預防機制，避免各種傳染病的傳播以及避免給相關企業帶來不必要的損失。流式細胞儀還可以通過檢測乙型肝炎患者的單個核細胞來判斷其病情惡化情況，并且為今后的臨床治療方案提供較為可靠的依據。

當然，除了在以上兩個方面當中的應用，流式細胞儀還可以對雞、鴨、鵝等家禽的胚胎作出鑒定以及在家禽淋巴細胞變化規律的研究等方面也起著重要的作用。

隨著科學技術的發展，尤其是互聯網技術與計算機技術的快速發展，流式細胞儀不僅僅局限于發明初期時的細胞分選上，在其他各個領域也越來越受到推崇，比如細胞調亡、細胞分型等領域都取得了不錯的效果。由此看來，不論是在畜牧醫學領域還是其他方面，流式細胞儀的應用空間會不斷加大，同時也會得到更好的更新和完善。

（作者單位：1.132200 吉林省吉林市永吉縣畜牧業管理局；2.132000吉林市昌邑區畜牧獸醫工作總站）