血細胞分析儀是臨床檢驗最常用的儀器之一,可進行全血細胞計數及其相關參數的檢測。血細胞分析儀的應用,不但提高了工作效率和質量,而且為臨床提供了更多具有臨床價值的參數,對疾病的診斷與治療有著重要的臨床意義。近年來,隨著科學技術的發展,血細胞分析儀的檢測原理不斷改進,應用多種檢測技術,使血細胞分析儀具有“精度高、速度快、易操作、功能強”等特點,將全自動血細胞分析儀與全自動推片染色機結合形成血細胞分析工作站。
一、基本檢測原理
1.電阻抗法
懸浮在電解質溶液中的血細胞在通過計數小孔時,引起小孔內、外電流或電壓發生變化,形成脈沖信號,根據信號的多少和大小進行血細胞數量和體積測定,這種方法稱為電阻抗法。該方法由美國科學家庫爾特(W.H.Coulter)發明,故又稱為庫爾特原理。該原理主要應用與細胞計數;二分類、三分類血細胞分析儀的白細胞分群;也與其他方法聯合使用,用于血細胞分析儀的五分類計數。
血細胞直方圖(histogram):利用電阻抗原理對血細胞進行數量和體積測定,以細胞體積(大小)為橫坐標,細胞出現的相對頻率(數量)為縱坐標,繪制曲線圖。主要包括白細胞、紅細胞和血小板三種直方圖。由于不同儀器內設置的技術參數及使用的試劑不同,使細胞直方圖存在一定差異。
2.分光光度原理
分光光度法應用朗伯-比爾定律,即A=-lgT=K.b.c。其中,A為吸光度(光密度);T為透光度;K為常數;b為液層厚度;c為溶液濃度。被測有色溶液對單色光的吸收程度與液體性質、液層厚度和濃度有關,當液體性質和液層厚度固定時,吸光度與液體濃度成正比。該原理應用于所有的血細胞分析儀的血紅蛋白測定。
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五分類血液分析儀和三分群血液分析儀相比,由于增加了對嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞的常規檢測,更能滿足臨床需要,因此將逐漸進入各級醫院檢驗科 為能選擇一臺適合自己醫院的五分類血液分析儀,現對五分類血液分析儀的白細胞分類原理和代表型號做簡要分析。
1 電阻抗、高頻電導及激光散射聯合檢測法即庫爾特公司的VCS技術.
V:代表體積容量(volume)也就是庫爾特首創發明的電阻抗原理.把電阻法微孔技術應用于計數血細胞和測定其體積的大小。
C:代表傳導性即電導(conductivity).指一束電磁波或稱射頻.穿透細胞的傳導性,它取決于細胞的大小和內部結構;經校正后的傳導性叫opacity即“不透明性”.這時不再反映細胞大小.而是反映細胞內部的結構.像核的大小,核漿比例和密度等。
S:代表散射(scatter).指在不同角度測得的散射光強度。由于各類細胞的表面結構不同和顆粒大小不同而對光的散射各異,進而區分各類細胞。
庫爾特公司設計在單一通道上同時用這三種方法對同一白細胞進行測量,避免了有些血液分析儀要設計好幾個通道或加染色試劑的麻煩。儀器具體的運作是:根據流體力學的原理,應用鞘流技術使溶血后剩余的白細胞和網織紅細胞單個通過檢測器,接受VCS三種技術的同時檢測,完成白細胞分類過程。VCS技術在Coulter公司的STKS型、MAXM 型以及Gen.s型五分類血液分析儀上均已成功的應用。而且MAXM 型和Gen.s型可計數網織紅細胞,Gel1.S型可選配自動制血片機。以上幾種型號還可直接計數CD 和CD。淋巴細胞,并算出其比率。
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2 光散射和細胞化學染色聯合檢測法
即利用激光散射和過氧化物酶染色技術進行細胞分類。利用光散射的原理計數血細胞,因細胞表面結構不同,在不同角度上散射光有差別,有助于對白細胞的區分。白細胞化學染色即是在稀釋液中加入過氧化酶(MPO)的底物及現色劑,根據白細胞對MP0的反應分類。中性細胞MP0 為強陽性,嗜酸性細胞陽性更強,單核細胞為弱陽性,淋巴細胞性,嗜堿性細胞亦為陰性,故綜合光散射和細胞化學染色的特點,在電腦顯示屏上可得到類似流式細胞儀的二維或三維圖像一一不同顏色的散點圖.并可打出分類結果。由于嗜堿性細胞不含此酶,不能被檢測.因此一些儀器專門設置了嗜堿性細胞檢測系統.它的測量通道采用時間差的方法,與RBC/PLT的測量系統共用一個通道。在激光技術中目前有半導體激光和氣體激光。半導體激光功率弱,但作為細胞分類自己足夠;氣體激光功率強 二者比較半導體激光具有壽命長(7~1O年)體積小,啟動快.耗電小,對穩壓要求低,更為’經濟適用等特點。Bayer公司的的ADVIA 120型和2120型血細胞分析儀是用光散射原理進行血細胞分析的代表。Sysmex公司的SF-3000型血細胞分析儀也用此原理進行工作。
3 電阻抗和射頻電導聯合檢測法
這種方法是分別采用四個檢測系統來檢測不同類型的細胞
① 淋巴細胞、單核細胞和中性粒細胞檢測系統:在細胞懸浮淮中加入溶血劑使紅細胞溶解,而使白細胞保持完整,細胞漿及核形態近似于生理狀態,當這些細胞通過檢測系統時,對白細胞進行電阻抗法(測量細胞體積)和射頻電導法(檢測細胞核和顆粒密度)的聯合檢測,結果將細胞分成淋巴細胞、單核細和中性粒細胞三個群體。
② 嗜酸性細胞和嗜堿性細胞兩種檢測系統:在細胞懸浮液中加入特殊的溶血劑,除嗜酸性細胞和嗜堿性細胞外,其他細胞均被溶解或萎縮.再對保持完整的嗜酸性細胞或嗜堿性細胞進行計數。
③幼稚細胞檢測系統:在細胞懸浮液中加入硫化氨基酸,由于占位不同,結合在幼稚細胞的氨基酸比成熟細胞多.且對溶血劑有抵抗作用,當加入溶血劑時.成熟細胞被溶解,只保留著可能存在的幼稚細胞用來計數。
Sysmex公司的SE一9000血細胞分析儀就是采用這種方法進行五分類的。該儀器可顯示及打印四個直方圖、兩個散點圖.一個報告表以及FLAG信息等。但該儀器配套的Labman中文軟件卻無法打印散點圖。SE一9000血細胞分析儀有監測造血干細胞的功能。SE一9000血細胞分析儀和該公司研制的SP100自動制片染色機以及R3000/2000網織紅細胞計數儀組合起來,加上一個電腦工作站.構成一套該公司稱為HST的系列,即可形成全部血細胞分析自動化系統。
4 多角度激光偏振光散射檢測法
采用這種技術的儀器使用鞘流液將標本血稀釋,稀釋后白細胞的內部結構近似于自然狀態,只有嗜堿性細胞由于其吸濕的特性而使細胞結構有輕微改變。紅細胞內的血紅蛋白在高滲透壓的作用下.從細胞中分離出來。而鞘流的水分則進入紅細胞內.使細胞膜結構仍然完整,它與鞘流的折光系數相同,不影響白細胞的檢測。
儀器同時從四個角度來檢測通過激光束的細胞所產生的散射光,因為細胞大小、折射指數、核形、核漿比率以及顆粒性質等,均可影響在不同角度測得的散射光量。O。前角散射光用來測定細胞的體積,1O。狹角散射光用來測定細胞結構.9O。垂直散射光對細胞內部顆粒及細胞質進行測量,9O。消偏振光散射將嗜酸性細胞從中性粒細胞和其它細胞中分離出來。所有原始數據,借助先進的電腦軟件處理,在屏幕上顯示6個散點圖和2個直方圖。