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正文:

流式細(xì)胞技術(shù)（flow cytometry）是指在流體狀態(tài)下觀測細(xì)胞的一種技術(shù)，而流式細(xì)胞儀（flow cytometer）則是指細(xì)胞于流體狀態(tài)下移動時，能夠觀測及記錄細(xì)胞特質(zhì)的儀器。流式細(xì)胞儀的發(fā)展，就像其它的科技發(fā)展般，是在科技演進(jìn)的歷史過程中逐漸發(fā)展出來的。

現(xiàn)代流式細(xì)胞儀的產(chǎn)生主要是來自
(a) 顯微鏡的技術(shù)發(fā)展，
(b) 血球計數(shù)儀器（cell countinginstrument）的技術(shù)演進(jìn)及
(c) 于 1960 年代為了發(fā)展電腦用印表機的噴墨技術(shù)（ink-jettechnology）等三方面為基石而發(fā)展出來的。

自 17 世紀(jì)以來，顯微鏡已被廣泛用來觀察細(xì)胞及組織切片。到了 19 世紀(jì)末，細(xì)胞染色技術(shù)也被陸續(xù)開發(fā)出來，使得細(xì)胞內(nèi)部的各式各樣的結(jié)構(gòu)在顯微鏡之下變得更清晰可見。

1940 及 1950 年代發(fā)明的螢光顯微鏡技術(shù)（fluorescence microscopy）
，使人類可利用螢光染劑（fluorescent dye）來偵測 DNA 以利癌癥細(xì)胞的觀察。多株抗體（polyclonal antibody）
的發(fā)展，使 Albert Coons 得將螢光染劑與抗體結(jié)合，更大幅提昇螢光染劑的用途。照相機及

光偵測器
（photodetector）
的發(fā)展，使我們得以記錄顯微鏡下螢光圖像。由 Köhler 及 Milstein

（1984 年諾貝爾獎生理學(xué)得主）發(fā)展的單株抗體（monoclonal antibody）技術(shù)，使得人類可

生產(chǎn)具有高度特異性（specificity）及同質(zhì)性 (homogeneity) 的單株抗體，這些抗體可分別

與不同的細(xì)胞成份結(jié)合（binding）
，對后來的流式細(xì)胞技術(shù)的發(fā)展有極大的貢獻(xiàn)。

1934 年，位于 Montreal 的 Andrew Moldavan 是將靜態(tài)顯微鏡（static microscopy）轉(zhuǎn)

換成流式系統(tǒng)（flowing system）的先驅(qū)人員。他建議發(fā)展一種顯微儀器，使我們可觀察到通過毛細(xì)管的白血球及被中性紅（neutral red）染上顏色的酵母菌細(xì)胞，此儀器因加上了光偵測器
（photodetector）
，所以可記錄通過顯微鏡下的細(xì)胞形狀及數(shù)目。雖然我們不清楚 Andrew

Moldavan 后來是否可真正地製造出此機器，但此種觀念卻是今日流式細(xì)胞儀的雛型。

1960 年代中期，Louis Kamentsky 依 Moldavan 的觀念，發(fā)展出一種以顯微鏡為基礎(chǔ)的
分光光度計（microscope-based spectrophotometer），使我們首次得以在每秒超過 500 顆細(xì)
胞通過顯微鏡觀察點的速度下，仍能觀察到細(xì)胞吸收紫外線（ultraviolet absorption）及藍(lán)色
的散色光（scatter of blue light）的能力。1967 年 Kamentsky 及 Melamed 更進(jìn)一步加以改進(jìn)，增加細(xì)胞篩選系統(tǒng)（sorting system）。至 1969 年，居住于德國 Münster 的 Dittrich 及Göhde，描繪出一種流式細(xì)胞儀，使我們可偵測到由酒精固定的 DNA 與 ethidium bromide結(jié)合所產(chǎn)生的螢光。
在這一段流式細(xì)胞技術(shù)進(jìn)展的時期 Nallace Coulter 發(fā)展了所謂的 ”Coulter Technology”
，以分析血球細(xì)胞。在 1950 年代，Coulter 製造了一種儀器以計數(shù)在液相系統(tǒng)（liquid system）流動的細(xì)胞。其原理是當(dāng)血球細(xì)胞經(jīng)過孔洞
（orifice）
時，會排擠等張生理食鹽水溶液
（isotonicsaline solution）而提高電阻（electrical resistance）
，大的細(xì)胞排出的等張生理食鹽水的體積大，因此產(chǎn)生的電阻也大于小的細(xì)胞經(jīng)過孔洞時產(chǎn)生的電阻。依據(jù)電阻的改變次數(shù)及大小，即可記錄通過的細(xì)胞數(shù)目及細(xì)胞的相對大小尺寸。這個 Coulter 計數(shù)器在當(dāng)時很快就變成醫(yī)院血液科不可或缺的機器，因為它可提供自動化的計數(shù)血液中紅血球及白血球的數(shù)目。這機器就是今日流式細(xì)胞儀的前身，因為它具備流式細(xì)胞儀的所有特性：(a)能使單一細(xì)胞一個接一個的快速通過孔洞，
(b)能以電子訊號來偵測細(xì)胞，及
(c)具有訊號分析的自動化。為了進(jìn)一步將細(xì)胞分離，F(xiàn)ulwyler 結(jié)合了 Coulter technology 及 RG Sweet 原先設(shè)計給
電腦噴墨印表機使用的噴墨技術(shù)（ink jet technology）而發(fā)展出第一臺具有篩選（sorting）
功能的流式細(xì)胞篩選儀，也就是今天被大家稱為 cell sorter 的前身。噴墨技術(shù)的基本原理即
是利用高頻率振盪的噴嘴（vibration of nozzle），將水柱（stream）分裂成水滴（drop）并使
打算篩選的水滴帶上電荷 再利用高壓電場使水滴產(chǎn)生偏折而被導(dǎo)入收集管中
，。后來 Fulwyler再加以改進(jìn) 使含有細(xì)胞的水滴帶電 再依照 Coulter 機器測量到的電子訊號 ‘coulter volume’來決定給予含有特定細(xì)胞大小的水滴帶電，再利用電場使之偏折，如此即可分離出特定的細(xì)胞種類。然而，當(dāng)時的技術(shù)無法在液體流動時使細(xì)胞保持一個接一個的順序，時常會有 2 個或更多的細(xì)胞同時通過一個觀測點 造成溷亂的訊號 因此 Crosland-Taylor 利用 laminar flow的原理設(shè)計了一個水流系統(tǒng)（flow system）使細(xì)胞能在水柱的中央內(nèi)一個接一個地流動，
而不會有 2 個或更多的細(xì)胞同時通過一個觀測點的干擾現(xiàn)象，此即所謂的 ‘hydrodynamicfocusing’ 系統(tǒng)。

1969 年，位于 Los Alamos 的 Marvin Van Dilla 及同仁發(fā)展了第一部可偵測螢光的細(xì)胞儀（cytometer）
。此機器利用 argon laser 取代傳統(tǒng)的顯微鏡燈源以激發(fā)螢光物質(zhì)，并結(jié)合hydrodynamic focusing 及 Fulwyler’s sorter 的 技 術(shù) ， 發(fā) 展 了 今 日 流 式 細(xì) 胞 儀 FACS（fluorescence activated cell sorter）的前身。不久之后，以 Stanford 大學(xué)Herzenberg 教授為首的研究群也發(fā)展出類似的機器，除了具有上述機器的特點外，并結(jié)合了 multiple

parameter fluorescence、light scatter、coulter volume 及 cell sorting 的功能，確立了今日大家使用的 FACS 的架構(gòu) 當(dāng)今兩大 FACS cytometer 的製造廠商 總部位于美國東岸的 Coulter
公司、西岸的 Becton Dickinson，即分別由 Coulter Technology 及與 Stanford 大學(xué)的研究人員技術(shù)合作所衍生出來的。

出自http://www.bjsgyq.com/北京顯微鏡百科