光谱流式细胞仪荧光采集系统研制

发布时间：2020-06-17 09:06

【摘要】：流式细胞术是对液流中成单一排列匀速运动的生物颗粒进行快速测量的技术,广泛应用于研究生物细胞周期和动力学、细胞凋亡、免疫学等领域。在细胞荧光多色分析中,传统流式细胞术采用光电倍增管,所采集的荧光信号非全光谱且荧光通道有限,且需要繁琐的荧光补偿。光谱流式细胞术采用光栅或棱镜对细胞经过激光探测区发出的荧光进行分光,利用阵列传感器对全荧光光谱进行采集,再通过数据处理方法对全光谱进行解析,可以更方便而准确地实现细胞的多色分析。本文通过对流式荧光光谱检测机制的研究,采用光栅为分光元件,面阵CCD为光电传感器,设计了一套荧光全光谱数据采集系统,系统由光学模块、数据检测模块、人机交互模块三个部分组成。用户通过人机交互界面控制数据检测模块控制CCD的正常工作,实现对经过光学模块聚焦于CCD传感器上的荧光进行全光谱采集。同时,本文提出基于主成分分析和多元曲线分辨相结合的荧光光谱解析算法,利用主成分分析和渐进因子分析得到纯光谱的初始估计,最后通过交替最小二乘法的迭代处理得到纯组分和组分浓度。系统经过功能测试并进行波长标定实验,实验结果表明该系统能够对Ne-Ar标准光源进行光谱信号测量且其光谱分辨率小于1nm。利用提出的解析算法对蓝细菌的自发荧光混合光谱进行处理,结果表明本方法能够准确地估计混合光谱中纯组分的个数并对其谱峰进行拟合,进而准确地估计各个组分的浓度。本方法不但适用于光谱流式的荧光光谱分析,还可用于其他多元混合光谱体系的解析。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH744.1
【图文】：

波谱,流式细胞术,光谱型,流式细胞技术

时受激发导致光谱重叠［２１］，因此如何分解重叠的混合光谱是进行细胞荧光多色分逡逑析的关键。根据多色荧光检测方法及分析方法，流式细胞术可以分为传统流式细逡逑胞术和光谱型流式细胞术［２２，２３］。图１－２为传统流式细胞术与光谱流式细胞术的比逡逑较图。逡逑传统流式细胞术检测原理：经多种荧光染料染色的细胞经过激光探测区后受逡逑激发发出荧光信号，使用滤光片对荧光信号按照不同波段进行分光，通过光电倍逡逑增管对每个通道的光信号进行检测，每个光电倍增管为一种颜色的荧光检测通道。逡逑理论上通过合适的滤光片及光学组件可以将多色荧光信号分开，使得一种荧光只逡逑被一种荧光探测器收集处理，而检测不到另外一种荧光。实际上由于荧光素之间逡逑的宽波谱导致光谱重叠现象，使得某一个特定波长荧光检测通道检测的信号不单逡逑单只是此特定波长荧光的信号，还掺杂着其他波长通道泄露的荧光信号，影响信逡逑２逡逑

尽管一些国内仪器公司逐步进军流式细胞仪制造领其微。美国ＢＤ、Ｂｅｃｋｍａｎ产品功能种类齐全，既有大型有个人小型化流式细胞仪；前者价格昂贵、配备齐全、功是一些高校、科研单位以及医疗机构，后者主要侧重于小自动化程度高。逡逑１－３是ＢＤ邋Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ公司生产的一款科研型的流式细胞ｅｓｔａ流式细胞分析仪配有多个激光器和检测器，提供ｍＷ，邋４０５ｎｍ／５０ｍＷ，４８８ｎｍ／２０ｍＷ，５６１ｎｍ／５０ｍＷ，６４０ｎ二极管、光电倍增管ＰＭＴ及阵列传感器分别来检测前向号及荧光信号。此款仪器提供的用光学布局可容纳四种激时检测１２色荧光信号，具有每秒２５０００个细胞的检测速能配置不同数量的对激光器和检测器，来进行多色的应用。逡逑

【参考文献】