流式細(xì)胞儀的原理及其在畜牧獸醫(yī)中的應(yīng)用

王彬彬 劉鑫 田曉鵬2

近些年來，隨著和學(xué)技術(shù)的快速更迭，流式細(xì)胞技術(shù)也在各個(gè)領(lǐng)域取得了長足發(fā)展，并在發(fā)展過程中也在不斷更新和完善。其廣泛應(yīng)用于當(dāng)代的醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)以及化學(xué)等多種學(xué)科領(lǐng)域中。流式細(xì)胞儀是生物學(xué)、電子學(xué)、免疫學(xué)、醫(yī)學(xué)等諸多學(xué)科的綜合產(chǎn)物，它是一種能對細(xì)胞、細(xì)菌等微小顆粒作出高效分析的先進(jìn)的高科技儀器。流式細(xì)胞儀的產(chǎn)生是當(dāng)今科技發(fā)展的重要進(jìn)步，并且對未來社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，是科學(xué)實(shí)驗(yàn)中不可或缺的研究工具。隨著流式細(xì)胞儀未來的普及和發(fā)展，其在畜牧獸醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用方面也越來越廣泛。本文將進(jìn)一步闡述流式細(xì)胞儀的原理及其在畜牧醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。

1.流式細(xì)胞儀的基本組成

流式細(xì)胞儀的基本組成包括四個(gè)部分。分別為流動(dòng)室和液流系統(tǒng)；激光源和光學(xué)系統(tǒng)；光電管和檢測系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)和分析系統(tǒng)。流式細(xì)胞儀還有三個(gè)重要的基本常識(shí)，分別是前向角散射、側(cè)向角散射以及其他參數(shù)。其中，前向角散射可以用來檢測生物細(xì)胞和微粒的不同大??；側(cè)向角散射通常用來反映生物細(xì)胞或微粒的分布形態(tài)、表面形態(tài)以及生物細(xì)胞內(nèi)顆粒的大小情況，并且還能精確的了解生物細(xì)胞內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)等；其他參數(shù)通常利用熒光光源的強(qiáng)弱來檢測待測物質(zhì)的多少以及待測物質(zhì)在生物細(xì)胞中的含量多少、存在位置等。

2.流式細(xì)胞儀的原理

2.1細(xì)胞參數(shù)測量原理

參數(shù)測量是流式細(xì)胞儀中最主要的功能之一，其可以同時(shí)對生物細(xì)胞進(jìn)行多種參數(shù)的測量，其測量參數(shù)主要是利用熒光的光源強(qiáng)弱和熒光信號(hào)來獲取主要測量信息。在利用流式細(xì)胞儀對生物細(xì)胞進(jìn)行參數(shù)測量時(shí)通常用到兩種散射光進(jìn)行測量，即前向角散射和側(cè)向角散射，又稱作角散射。在實(shí)際測量當(dāng)中，流式細(xì)胞儀需要先對熒光散射的信號(hào)進(jìn)行檢驗(yàn)，包括自發(fā)熒光和特征熒光。而在實(shí)際測量過程中應(yīng)該盡量降低自發(fā)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(xué)系統(tǒng)。

2.2細(xì)胞樣品分選原理

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

2.3細(xì)胞數(shù)據(jù)分析原理

流式細(xì)胞儀的數(shù)據(jù)分析原理可以分為兩個(gè)方面，包括參數(shù)方法以及非參數(shù)方法。如果被檢測醫(yī)學(xué)系統(tǒng)、物理學(xué)系統(tǒng)或者畜牧獸醫(yī)學(xué)系統(tǒng)能夠用數(shù)學(xué)模型技術(shù)的方式展現(xiàn)出來的時(shí)候，我們通常采用參數(shù)方法來對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。例如，在測定小白兔精子的DNA含量時(shí)，如果采用正態(tài)函數(shù)來描述數(shù)據(jù)，我們通常采用最小二乘法。而這時(shí)候就不適合利用非參數(shù)方法來進(jìn)行分析。由于數(shù)據(jù)分析常常和最后得出的結(jié)果有關(guān)系，所以具體的分析方法要根據(jù)實(shí)際情況而定。

3.流式細(xì)胞儀在畜牧獸醫(yī)中的應(yīng)用

3.1對哺乳動(dòng)物精子的分離

流式細(xì)胞儀在畜牧獸醫(yī)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，其在哺乳動(dòng)物的產(chǎn)肉、產(chǎn)毛、產(chǎn)奶等方面有著重要作用，可以大幅度提高相關(guān)方面的經(jīng)濟(jì)效益。

例如，流式細(xì)胞儀可以在哺乳動(dòng)物的染色體方面發(fā)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(xì)胞術(shù)可以對馬的精子進(jìn)行分離，而且對馬精子的活力、胚胎以及馬后代的發(fā)育不會(huì)造成明顯的損傷。據(jù)相關(guān)研究顯示，利用流式細(xì)胞儀對馬精子進(jìn)行分離后，X精子分離準(zhǔn)確率可以達(dá)到88%以上，其效果還是不錯(cuò)的。

3.2 在傳染病中的應(yīng)用

流式細(xì)胞術(shù)在檢測各種生物細(xì)胞方面已得到了比較廣泛的推廣，尤其是在免疫細(xì)胞的表面標(biāo)志和細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞因子方面已取得了技術(shù)上的快速提升。流式細(xì)胞儀可以通過對生病的哺乳動(dòng)物（家畜）淋巴細(xì)胞各亞種群的數(shù)量進(jìn)行測定，用得到測定數(shù)據(jù)來監(jiān)控其免疫狀態(tài)，從而可以及時(shí)制定預(yù)防機(jī)制，避免各種傳染病的傳播以及避免給相關(guān)企業(yè)帶來不必要的損失。流式細(xì)胞儀還可以通過檢測乙型肝炎患者的單個(gè)核細(xì)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(jù)。

當(dāng)然，除了在以上兩個(gè)方面當(dāng)中的應(yīng)用，流式細(xì)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(xì)胞變化規(guī)律的研究等方面也起著重要的作用。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，流式細(xì)胞儀不僅僅局限于發(fā)明初期時(shí)的細(xì)胞分選上，在其他各個(gè)領(lǐng)域也越來越受到推崇，比如細(xì)胞調(diào)亡、細(xì)胞分型等領(lǐng)域都取得了不錯(cuò)的效果。由此看來，不論是在畜牧醫(yī)學(xué)領(lǐng)域還是其他方面，流式細(xì)胞儀的應(yīng)用空間會(huì)不斷加大，同時(shí)也會(huì)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(yè)管理局；2.132000吉林市昌邑區(qū)畜牧獸醫(yī)工作總站）