血液分析仪的基本原理和检测方法
血液分析仪的基本原理和检测方法
血细胞分析仪又叫血液细胞分析仪、血球仪、血球计数仪等，是医院临床检验应用非常广泛的仪器之一，随着近几年计算机技术的日新月异的发展，血细胞分析的技术也从三分群转向五分群，从二维空间进而转向三维空间，而且我们也注意到现代血细胞分析仪的五分类技术许多采用了和当今非常先进的流式细胞仪相同的技术，如散射光检测技术、鞘流技术、激光技术等等。本文重点就五分群血细胞分析仪器的检测方法及其应用加以阐述。
基本原理
根据血细胞信号的获取方式不同，其原理可以归纳为5种：光电式、电容式、电阻式、离心式和激光散射式。
检测方法
体积、电导、激光散射法(VCS)
这是Beckman-Coulter公司生产的血细胞分析仪所采用的经典分析方法，它集三种物理学检测技术于一体，在细胞处于自然原始的状态下对其进行多参数分析。该方法也称为体积、电导、激光散射血细胞分析法。此技术采用在标本中首先加入红细胞溶血剂溶解掉红细胞，然后加入稳定剂来中和红细胞溶解剂的作用，使白细胞表面、胞浆和细胞体积保持稳定不变。然后应用鞘流技术将细胞推进到流动细胞计数池(Flowcell)中，接受仪器VCS三种技术的检测。
V代表体积(Volume)测量法，是采用经典的库尔特专利技术，用低频电流准确分析细胞体积。体积是区分白细胞亚群的一个重要的参数，它可有效区分体积大小差异显著的淋巴细胞和单核细胞。
C代表高频电导性(Conductivity)，采用高频电磁探针原理测量细胞内部结构间的差异，也是该公司的专利技术。细胞膜对高频电流具有传导性，当电流通过细胞时，细胞核的化学组份可使电流的传导性产生变化，其变化量可以反映出细胞内含物的信息。该参数可用来区分体积相近而内部性质不同的细胞群体，如淋巴细胞和嗜碱性粒细胞，由于它们的细胞核特性不同而在传导性参数上有所区别。
S代表激光散射(Scatter)测量技术，采用氦氖激光源发出的单色激光扫描每个细胞，收集细胞在10°～70°角度内出现的散射光 (MALS)信号。该激光束可穿透细胞，探测细胞内核分叶状况和胞浆中的颗粒情况，提供有关细胞颗粒性的信息，可以区分出颗粒特性不同的细胞群体。例如细胞内颗粒粗的要比颗粒细的散射光更强，因此可以用于区分粒细胞中的嗜中性、嗜酸性和嗜碱性三种细胞。
电阻抗、射频与细胞化学联合检测技术
典型机型如SysmexSE-9000/SE-9500/XE-2100等。这类仪器共有四个不同的检测系统，将标本用特殊细胞染色技术处理后再应用RF和DC技术对白细胞进行分类和计数。其共采用如下四个检测系统：
嗜酸性粒细胞检测系统：该系统是利用电阻抗方式计数。血液经分血器分血后部分与嗜酸性粒细胞计数溶血剂混合，特异的溶血剂使嗜酸性粒细胞以外的所有细胞均溶解或萎缩，这种含完整嗜酸性粒细胞的液体经阻抗电路计数。
嗜碱性粒细胞系统：该系统检测原理与嗜酸性粒细胞相同，不同的是其溶血剂只能保留血液中的嗜碱性粒细胞。
淋巴、单核、粒细胞(中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞)检测系统：该系统采用电阻抗与射频联合检测方式，使用作用较温和的溶血剂，对核及细胞型态影响不大。在内外电极上存在直流和高频两个发射器。由于直流电不能达到细胞质及核质，而射频电能透入胞内测量核大小和颗粒多少，因此这两种不同的脉冲信号的个数及高低综合反映了细胞数量、大小(DC)和核及颗粒密度(RF)。由于淋巴细胞、单核细胞及粒细胞的大小、细胞质含量、核形态与密度均有较大差异，故可通过扫描得出其比例。
幼稚细胞检测系统：该系统也是利用电阻抗方式计数。其原理是由于幼稚细胞上的脂质较成熟细胞少，在细胞悬液中加入硫化氨基酸后，由于脂质占位不同，结合在幼稚细胞上的硫化氨基酸较成熟细胞多，且对溶血剂有抵抗作用，故能保持幼稚细胞的形态完整而溶解成熟细胞，即可通过阻抗法检测。
激光散射和细胞化学染色技术
在白细胞分类上，仪器采用两个通道进行，一个为过氧化酶检测通道，另一个为嗜碱细胞检测通道。
过氧化酶反应(peroxidase，POX)是血涂片染色的一个常用细胞化学染色方法，用于鉴别原始细胞与成熟的粒细胞，鉴别粒细胞与非粒细胞。染色后的细胞内无蓝黑色颗粒出现为阴性反应，出现细小颗粒或稀疏样分布的黑色颗粒为弱阳性反应，出现黑色粗大而密集的颗粒为强阳性反应。过氧化物酶主要存在于粒细胞系和单核细胞系中，各类白细胞对过氧化物酶的反应是这样的：早期的原始粒细胞为阴性，早幼粒以后的各阶段都含有过氧化物酶，并随着细胞的成熟过氧化酶含量逐渐增强，中性分叶核粒细胞会出现强阳性反应，嗜酸性粒细胞具有最强的过氧化物酶反应，嗜碱粒细胞不含此酶呈阴性反应。在单核细胞系统，除早期原始阶段外，幼稚单核和单核细胞会出现较弱的过氧化物酶反应。淋巴细胞、幼稚红细胞、巨核细胞等都为过氧化物酶阴性反应。过氧化酶检测通道就是根据这个原理设计的，它检测每一个通过流动计数池中的白细胞，经过激光照射所产生的过氧化酶散射光吸收率，来当然试剂和辅助试剂均进行了改良。
1)过氧化酶最强阳性的嗜酸性粒细胞;
2)过氧化酶强阳性的嗜中性分叶核粒细胞;
3)体积较大、过氧化酶弱阳性的单核细胞;
4)体积较小、过氧化物酶阴性的淋巴细胞;
5)体积大于淋巴细胞且过氧化物酶阴性的未染色大细胞，此类细胞增加提示幼稚或原始的各类细胞可能出现。
在嗜碱细胞通道中采用的检测原理是：专用的嗜碱细胞试剂将除了嗜碱细胞以外的白细胞除去细胞膜，使其裸核化并体积变小，仅将嗜碱性粒细胞保持原有状态，体积明显大于其他类的白细胞。
多角度偏振光激光散射技术
美国雅培公司(ABBOTT)推出的血细胞分析仪，在白细胞分类中采用独特的多角度偏振光散射(MAPSS)技术，其所生产的血细胞计数仪从CELL-DYN 3000，3200，3500，3700，4000，以及Sapphire(蓝宝石)，在白细胞分类上均采用了MAPSS技术。该技术基本原理是细胞在激光束的照射下，在多个角度都产生散射光，仪器在四个角度的四个检测器将接收到的相应的散射光信号，然后经过微处理器分析处理，将各类细胞安置在散点图上的相应位置，并计算出白细胞分类结果。
多角度偏振光散射白细胞分类技术(Multi—Angle Polatised Scatter Separation of white cell，MAPSS)其原理是一定体积的全血标本用鞘流液按适当比例稀释。其白细胞内部结构近似于自然状态，因嗜碱性粒细胞颗粒具有吸湿的特性，所以嗜碱性粒细胞的结构有轻微改变。红细胞内部的渗透压高于鞘液渗透压而发生改变，红细胞内的血红蛋白从细胞内游离出来，而鞘液内的水分进入红细胞中，细胞膜的结构仍然完整，但此时的红细胞折光指数与鞘液的相同，故红细胞不干扰白细胞检测。在鞘流系统的作用下，样本被集中为一个直径30μm的小股液流，该液流将稀释的血细胞单个排列，然后通过激光束，激光照射于细胞上，在各个方向都有其散射光出现。
1) 0°为前向角散射光，可粗略地测定细胞大小;
2) 10°为狭角散射光，可测细胞结构及其复杂性的相对特征;
3) 90°垂直光散射，主要对细胞内部颗粒和细胞成分进行测量。
4) 90°为消偏振光散射，基于颗粒可以将垂直角度的偏振激光消偏振的特性，将嗜酸细胞从中性粒细胞和其它细胞中分离出来。
5) 这四个角度同时对单个白细胞进行测量和分析后，即可将白细胞划分为嗜酸性粒细胞、中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞5种。ABBOTT的五分类法定量很有意思，不用传统的体积定量，而是采用数量定量，每次计数时完成10000个细胞测定即停止。
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