血液分析仪五分类技术原理

血液分析仪五分类技术原理（精选3篇）

血液分析仪五分类技术原理 篇1

随着电子技术、流式细胞技术、激光技术、电子计算机技术和新荧光化学物质等各种高新技术在血细胞分析仪中的应用.使血细胞分析仪的检测原理不断完善、测量参数不断增加、检测水平不断提高.尤其在白细胞五分类技术方面，已发展到利用多项技术(如射频、细胞化学染色、流式细胞术和荧光染色技术等)联合同时检测一个白细胞.再用先进的计算机技术区分、辨别经上述方法处理后的各自细胞间的细胞差别.综合分析实验数据，得出较为准确的白细胞分类结果。为临床疾病的诊断、治疗提供了重要的实验室依据。近年来。可以对白细胞进行五分类计数的血细胞分析仪已经普遍使用。本文就目前血细胞五分类测定中常用技术及其最新应用进展作一综述。血细胞五分类技术的原理

1.1 流式细胞术

流式细胞术(flow cytometry，FCM)是一种综合应用光学、机械学、流体力学、电子计算机、细胞生物学、分子免疫学等学科技术，使被测溶液流经测量区域，并逐一检测其中每一个细胞的物理和化学特性，从而对高速流动的细胞或亚细胞进行快速定量测定和分析的方法。首先，待测细胞经处理或染色后被压人流动室，与此同时，不含细胞的缓冲液在高压下从鞘液管喷出，鞘液管人口方向与待测样品流成一定角度，这样鞘液就能被包绕着样品高速流动，组成一个圆形的流束，待测细胞在包绕下单行排列，依次通过检测区域.在激光束的照射下产生散射光和激发荧光。这两个光源信号分别反映了细胞体积的大小和内部的信息.经光电倍增管接收后可转换为电信号，再通过模，数转换器.将连续的电信号转换为可被计算机识别的数字信号，经计算机处理，可将分析结果显示在屏幕上。

为了保证细胞单个排列地逐一通过检测区域，鞘流技术在流式细胞术中被广泛应用。根据层流理论，由于两种液体的流速和压力不同。在一定条件下样品溶液与包裹它的鞘液在流动中可以保持相互分离并且同轴。同时鞘液流可以加速样品溶液中颗粒的流动并迫使他们的流动轨迹保持在液流的中轴线上，使细胞单排列地逐一通过检测区域，这便是所谓的液流聚焦原理

1_2 阻抗法 根据库尔特原理，将不良导体血液按一定比例稀释于等渗的电解液中，在小孔电极的两侧加一恒流源.在负压作用下，使稀释的血细胞通过小孔。当细胞通过截面时会由于电阻增大产生相应的脉冲，其脉冲的幅度与细胞的体积成正比，脉冲的频度与细胞的数量成正比。这便是著名的库尔特原理或称变阻脉冲原理。利用库尔特原理可以有效地区分淋巴及单核细胞。1.3 激光散射法／多角度偏振光散射技术

根据光散射理论，当激光照射到流动室内流过的每一个细胞时，由于细胞的物理特性，部分光线从细胞上经不同的角度散射。其中，前向小角度散射光的光强可以反应细胞体积；大角度散射光的光强可以反应细胞核，浆复杂度和细胞颗粒的信息；而侧向散射光的光强可以反应细胞膜、核膜、细胞质的变化。因此，可以依据细胞表明光散射的特点对细胞进行分类。用激光光源产生的单色光束直接进入计数池的敏感区，在不同角度(10度～7O度)对每个细胞进行扫描分析，测定其散射光强度，从而提供细胞结构、形态的光散射信息。由于粗颗粒细胞的散射强度比细颗粒细胞更强，故光散射对细胞颗粒的构型和颗粒质量具有很好的区别能力。

多角度偏振散射技术用偏振激光束射照单个排列细胞，并进一步分辨细胞。该技术采用了l0度窄角和偏振加消偏振检测法，分辨能力有所提高。它首先测试中性，单核细胞，用0度～90度的散射数据，再测得90度D的衍射差，将嗜酸性和中性细胞分开.而嗜碱性粒细胞、淋巴细胞及单核细胞则按其大小和内部结构不同的复杂性，所产生的散射光也各异，用可调较的门限加以区分。其采用特定程序自动储存分析数据，并经计算机软件处理，在屏幕上显示6个散点图和2个直方图。

1.4 各种细胞化学特性应用技术

利用五种白细胞自身不同的化学性质.应用相应的化学试剂加以区分

由于嗜酸性(或嗜碱性)粒细胞均有较强的碱性(或酸性)，因此在特殊的溶血剂作用下，经过特定时间及温度的孵育，可使除嗜酸性(嗜碱性)粒细胞之外的所有细胞溶解或萎缩.经处理之后的细胞根据阻抗脉冲计数法，可得相应嗜酸性(嗜碱性)细胞有效数值。

利用五种白细胞过氧化物酶活性的差异对白细胞进行染色，测定其酶反应强度，对白细胞进行分析。血液中五种白细胞的过氧化物酶活性排列顺序为：嗜酸性粒细胞>中性粒细胞>单核细胞。淋巴细胞和嗜碱性粒细胞均无过氧化物酶。将待测血液加入清洗剂和甲醛的等渗液体内经孵育，再加入过氧化氢和四氯一萘酚，细胞内过氧化酶分解产生氧离子，使四氯一萘酚显色并沉淀，并定位于酶反应部位。根据酶反应强度的不同，利用光电检测技术测定相应吸光度值的方法,用以区分嗜酸性粒细胞、中性粒细胞、单核细胞。

1.5 电导，射频法

与早期的三分类血液分析仪利用库尔特原理不同的是，它在内外电极上加了一个RF射频发生器。RF是射频电流的简称.它是一种高频交流变化电磁波。按照工作频率的不同，RF可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波等不同种类.不同频段的RF工作原理不同，和HF频段一般采用电磁耦合原理，而UHF及微波频段的RF一般采用电磁反射原理。在血液分析仪中多采用高频电磁波，其原理是交变电流通过导体时，会在导体周围形成交变电磁场，形成电磁波。因导体的密度及导电性质等差异，其周围所形成的电磁场也不相同。因此当射频电流穿透细胞膜透入胞内时，由于核的大小、化学组分、颗粒多少以及浆核比例的不同，使RF信号发生不同的变化。借此可以将体积大小相同但内部结构不同的细胞区分开来，如淋巴细胞与嗜碱性细胞。

1.6 荧光法

利用不同细胞的细胞膜、胞内因子以及胞内DNA、RNA、胞内离子钙等不同染色特性，选用具有特异性抗原或抗体的荧光染料载体，使待分离的细胞分别标记相应的荧光物质，经过特定波长的激光照射激发出不同波长的荧光，利用各种PMT管检测荧光信号的个数，可以完成待检细胞的计数 如进一步分析计数淋巴细胞或网织红细胞等 血细胞五分类技术的应用及展望

2.1 五分类血液分析仪的现状

全自动五分类血细胞分析仪是多学科相互交叉、渗透、综合的产物，涉及技术领域包括电子技术、计算机技术、传感器技术、信号处理技术、生物化学、临床医学、精密机械、光学、自动控制、流体力学等领域。绝大多数“五分类”分析仪采用了流式细胞分析方法，而联合检测法则代表了五分类血细胞分析仪的最新发展趋势。

BECKMAN COULTRER GENS全自动五分类血球分析仪采用其独特的VCS技术，其中V(体积法)用于分析细胞体积；C(电导法)用于分析细胞核型；S(散射法)则用于分析细胞的颗粒特性。测试时。患者标本经过分血片等样本分配系统进入搅拌杯中，再加入溶血剂搅拌.溶血.完全破坏红细胞，剩下的白细胞在样本压力作用下进入流式通道。运用VCS联合检测方法，在流式通道的某一位点。对通过的单列白细胞，进行逐个的、同时的、三重的检测以及三维分析，以确定其亚群性质。

雅培公司新推出的CELL-DYN Ruby全自动血液分析仪运用合并流式细胞术及多角度偏振散射分离技术检测白细胞。其采用多角度偏振散射技术对白细胞进行区分和按序分离，通过四个角度的光学检测进行白细胞分析。其中，0度用于区分细胞体积大小；10度用于区分细胞的复杂性；90度用于区分细胞核的分叶性；90度D用于区分细胞的颗粒性。通过90度偏振和90度去偏振区分嗜酸性粒细胞和嗜中性粒细胞，同时通过多个散点图分析来鉴别和分类未成熟细胞和干扰物质。

拜尔公司的ADV IA120利用化学特性中过氧化物酶活性与激光散射技术结合原理进行白细胞五分类测定。该仪器有4个测量通道：血红蛋白测量通道、红细胞／血小板测量通道、嗜碱性粒细胞测量通道、过氧化物酶测量(白细胞分类)通道。其利用五种白细胞过氧化物酶活性的差异对白细胞进行染色.测定其酶反应强度，对自细胞进行分析。在测试过程中.每个细胞产生2个信号：组化染色结果与光散射结果。以X轴代表吸光率(组化染色酶反应强度)，Y 轴代表光散射(细胞大小)，一起定位于细胞图上(cytogram)。计算机系统对存储资料进行分析处理，并结合嗜碱性或分叶细胞通道结果计算出白细胞总数及分类。值得一提的是，该设备对RBC及PLT的测定也摒弃了传统的阻抗法，而是采用激光法对其进行测定的。

希森美康(SYSMEX)公司五分类血液分析仪的检测原理按生产时间的先后可分为三大类：多通道阻抗与射频联合检测技术.代表机型有SE一9000；激光流式细胞检测结合细胞组化染色技术，代表机型有SF一3000；激光流式细胞检测结合核酸荧光染色技术，代表机型有SF一2l00。SYSMEX XE一2100全自动血细胞分析仪是综合了前向散光、侧向散光和侧向荧光三种光学检查技术，结合电阻抗技术来进行白细胞分类的。直流电阻抗法(DC)用于测量细胞体积大小。激光散射产生的前向散射光、侧向散射光可用于探测白细胞体积大小、细胞内含物的情况(细胞核以及颗粒情况)，侧向荧光则可以反映细胞内脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的含量。综合各个测量方法，得到白细胞五分类的图形和数据。SYSMEX XT一2000i全自动血液分析仪运用核酸荧光染色技术，配合激光流式分析系统，保证了精确的WBC五项分类结果。

HORIBA ABX 公司生产的Pentra系列五分类血液分析仪采用独有的双鞘流通道，结合阻抗法、化学染色技术及吸光度法对白细胞进行精确的分析。流式通道内有两个检测装置，60um的鞘流微孔用于阻抗法体积检测，42um 的光窗用于吸光度测定分析细胞内容物。实现对大量细胞进行的顺序、快速、准确地分析与测定。以上所介绍的几种血液分析仪是目前我国医疗机构常见的具有代表性的几种测定白细胞五分类的机型。另外，日本光电公司生产的MEK一8222K在中国的拥有量也较大.因其工作原理与雅培公司的CELL—DYN Ruby相似.也是采用半导体激光法和多角度激光散射技术，只是试剂的配方有所区别，因此不再赘述。

国内迈瑞公司生产的BC一5500的白细胞分类结合了液流聚焦技术、激光散射技术和化学染色技术。其光源采用半导体激光系统，通过多角度的激光散射，提供细胞的大小、细胞核、细胞颗粒大小及复杂性的信息.并结合试剂对嗜酸性细胞和嗜碱性细胞的特异处理，将嗜酸性细胞和嗜碱性细胞区分开来，刚筛选出各类异毒细胞，实现精确的五分类检测结果。

由于不同仪器的检测原理及相关试剂的差异，各类设备均有其相应的特点。总体来讲，光学检测法结合特种化学试剂如染色物质等.由于其针对某一被检物质的特异性，因此其测定及分析结果较电阻法精确度要高，但相应的试剂成本加大，同时对操作人员及环境的要求也会有所提高。

2.2 五分类血液分析仪的展望

血液分析仪五分类技术原理 篇2

现将维修该机工作过程中碰到的分类故障和处理方法总结如下,供同行参考。

1 分类的检测原理

LH750血液分析仪对通过流动室的每一个细胞进行3种测量VCS(体积、电导性和散射)。低频率阻抗测量可确定细胞的体积,高频率电导性测量表明内部电导性,光散射测量可表明细胞的结构和形状。三种原始模拟信号被发送到分析仪进行放大和信号处理,分析仪将这些原始数据发送到工作站进行计算和绘制5种鉴别参数的数据标绘图。分析仪将CBC结果发送到工作站,同时显示所有结果。

分析样本与E-LYSE同时进入混匀池,E-LYSE是酸性的,低渗的含有表面活化剂的试剂,它使所有的细胞都膨胀,由于RBC的膜表面含有较多的胆固醇,它先于WBC被胀破,接着S-LYSE进入混匀池,S-LYSE是碱性的,高渗的试剂,补偿样本的渗透压与PH值,它使WBC保持为原态的渗透压与PH值,这时水分离开WBC,WBC皱缩,E-LYSE中的表面活化剂继续溶解RBC,而此时WBC的微环境已经达到了原态。当WBC内外的离子浓度平衡时,细胞停止皱缩,在分类压力的作用下通过流动池,并在中心检测位置通过VCS的检测来判断细胞类型。对于进入流动池的样本,有以下两个要求:一是只能是WBC,二是接近于人体自然状态的WBC。

2 分类报警及处理方法

2.1 故障一

故障现象:FC报警(流动池完全堵住)。

FC报警的可能原因:(1)样本没有进入流动池。处理方法:观察样本有没有进入混匀池,从混匀池到流动池的管子是否被电磁阀VL52压扁。做FO5/52检查VL52是否有动作,检查经过VL52的管路。(2)由于某个样本有凝块或灰尘使流动池堵住。处理方法:做样本分类时观察流动池上端管路中是否有血样通过,如果没有则流动池堵塞,做F45或F46仪器自动清洗流动池,如果效果不好也可手工用次氯酸钠清洗流动池。

2.2 故障二

故障现象:PC1报警(流动池部分堵塞,计数时间太长)。WBC结果在1k与56k之间,且计数时间超过允许时间的50%。

PC1报警的可能原因:(1)流动池部分堵塞,造成样本流速慢,计数时间延长。处理方法:做F45或F46仪器自动清洗流动池。(2)WBC计数偏高,造成允许时间偏短。处理方法:检查WBC计数结果是否准确,如果结果偏高需要处理WBC计数。(3)到达混匀池的样本浓度偏低。处理方法:检查进样管路中的血样速度是否正常,如果速度偏慢则要检查进样管路是否有破裂漏液。(4)分类的压力偏低。一般是混匀池上有管子破裂,分类压力=样本压力-鞘液压力。正常范围是0.1~1.0Psi,一般调在0.5~0.6Psi。处理方法:检查混匀池上是否有管子破裂。

2.3 故障三

故障现象:PC2报警(流动池部分堵住,计数时间太短)。WBC结果在1k与56k之间,且第一秒就数完8192个细胞或0个细胞。

PC2报警的可能原因:(1)流动池污染(蛋白纤维)。处理方法:做F45或F46仪器自动清洗流动池。(2)E-LYSE和S-LYSE量不准。到达混匀池的量偏低或偏高。处理方法:通过F21/F22(为S-LYSE:134μL/205μL),F23/F24(为E-LYSE:350μL/540μL)来测试。如果不准确,则需要调节E-LYSE或S-LYSE泵。观察E-LYSE,S-LYSE的管道内是否有气泡,E-LYSE,S-LYSE的泵内是否有结晶,泵上下运动时是否顺畅,是否发出异常的声音。如有上诉问题拆下E-LYSE或S-LYSE泵清洁、上密封油、重新安装。可能SOL60,SOL63损坏,SOL60(S-LYSE),SOL63(E-LYSE),通过F05,60,STOP,63听声音(是否一样响亮)来判断是否正常。E-LYSE或S-LYSE试剂放错,造成细胞膨胀缩小不在控制之中,更换试剂。(3)流动池中有从鞘液罐(Sheath tank)中进入的气泡。处理方法:检查从鞘液罐到流动池之间的管路是否有破裂,清洗鞘液罐(鞘液罐中长期没有清洗会导致内部有悬浮物)。(4)混匀池动作异常:一直在动作或一直不动作。如果混匀池的动作异常,就会影响RBC的破坏与WBC的最终形态。混匀池一直动作就会过度溶血,WBC的形态会被破坏。混匀池一直没有动作就会溶血不充分,RBC没有完全被破坏。处理方法:如果是一直不动作,则做F05,73,回车一次的情况下,轻轻敲击混匀池马达,使混匀池动作或更换混匀池马达。如果是一直动作,则在READY状态下,轻轻敲击混匀池马达,使混匀池不动作或更换混匀池马达。(5)31μL的样本进入混匀池的速度慢,造成过度溶血。处理方法:观察31μL的样本到达混匀池的速度是否正常。(6)进样管破,造成1s内没有细胞经过流动池。处理方法:观察混匀池的底部是否有漏液,如有,检查相关管路。(7)温度问题。包括室温是否在16~32℃之间;环境温度与仪器测定的温度不一致,造成仪器在选择分类条件时错误;AMC板的温度条件设置错误,SW1-1,SW1-4应该为ON状态;分类管路加热的温度不当。

摘要：本文简要介绍了库尔特LH750全自动血液分析仪的分类原理、常见故障现象、故障原因及处理方法。

关键词：全自动血液分析仪,检验设备维修,分类故障

参考文献

[1]赵泽明,袁帅,孟祥湖.Sysmex XT-1800i全自动血细胞分析仪故障检修一例[J].中国医疗设备,2008(1):96.

[2]韩丽君,费选文,黄宇泽.贝克曼库尔特LH750血液分析仪白细胞分类计数应用评价[J].实用医技杂志,2004(16):60-62.

白细胞五分类技术 篇3

这种方法最初只能进行细胞计数，美国科学家库尔特采用电子阻率与电子技术相结合，设计出了世界第一台电阻抗三分群血液细胞分析仪，第一次将白细胞分为了大细胞群、中间细胞群、小细胞群，并应用于临床，开创了血细胞分析的新纪元。三分类的方法中大细胞相当于中性粒细胞，中间细胞相当月嗜酸、嗜碱及单核细胞，小细胞相当于淋巴细胞。这种技术只起到了筛选的作用。随着科学技术的迅速发展，三分群血细胞分析技术在临床实践中的局限日益明显，因此，对血液白细胞进行五分类的仪器开始出现。1982年，Technicon公司生产的H6000型血液细胞分析仪器是第一部具有白细胞五分类能力的仪器。同时代的日本日立公司推出的图像分析法的白细胞分析仪HITACHI8200型，仅仅可以完成白细胞血片分类并没有其他血细胞计数分析能力。1990年前后，欧洲和题本许多厂家都陆续推出了各种类型的具有白细胞五分类功能的血细胞分析仪器。

目前已有的白细胞分类技术仪器按原理主要有三种类型：第一类是物理法，第二类是物理——化学法，第三类是图像分析法。1.物理法 1.1 VCS法

Beckman-Coulter公司生产的血细胞分析仪将电学与光学结合，该方法称为体积、电导、激光散射血细胞分析法（VCS）。V是利用电阻抗法测定细胞体积；C是利用高频电磁波，根据各种细胞核浆的电导性不同测理细胞内部结构、核浆比例；S是利用光散射原理测量细胞内颗粒的大小密度等结构特性。计算机根据3种技术得到的资料综合分析，将中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性细胞、嗜碱性细胞一一分开，以白细胞分类散点图显示这些细胞，并提示异常淋巴细胞、幼稚细胞、有核细胞、抗溶血红细胞等信息。1.2 多角度偏振光激光散射技术

美国ABBOTT推出的五分类血细胞分析仪，采用了多角度偏振光散射技术（MAPSS）。MAPSS原理：血标本在特殊鞘液的作用下，红细胞内血红蛋白游离出细胞外，红细胞变得透明，而白细胞的内部结构和膜结构基本保持自然状态。当细胞悬液的鞘流经过检测器时，仪器从4个不同的角度得到每个细胞的光信号，这4个角度分别为0°前向角光散射测定细胞的大小；7°～10°狭角光散射测定细胞内部结构及其复杂特征；90°垂直光散射测定细胞内部颗粒和胞浆成分；90°消偏振光散射利用嗜酸性细胞内颗粒特有的消偏振特性，将嗜酸性细胞直接分离。计算机综合4个角度的光信号，将白细胞分类，并提供提示信息和相关图谱。2.物理——化学法

2.1 流式细胞法、激光散射和细胞化学染色技术相结合技术

日本Sysmex公司全系列五分类血液细胞分析仪均采用此技术，这也是现在国内应用最广泛的仪器。这种方法通过连续流动的系统，将待测细胞经处理或染色后压入流动室，不含细胞的缓冲液在高压下从鞘液管喷出，鞘液管入口方向与待测样品流成一定角度，这样鞘液就能被包绕着样品高速流动组成一个圆形的流束，待测细胞单行排列依次通过检测区域，通过光电效应将电信号转换为可被计算机识别的数字信号，经处理，可分析出血细胞中白细胞总数，各分类细胞的百分率和绝对值，细胞体积大小和内部信息，并且显示在屏幕上。2.2 激光散射和过氧化物酶染色相结合技术

西门子公司的全自动血液分析仪采用了这种技术。血标本进入仪器，在一系列的预处理液和白细胞过氧化物酶染色后流经检测器。每个细胞在激光束的照射下，各类细胞因过氧化物酶含量不同，具有不同的光吸收信号；根据每个细胞的前向角大小可以得到细胞的体积数据，同时仪器有单独的嗜碱性细胞直接计数通道，计算机根据这些信息得出细胞分类结果。2.3 双鞘流技术和细胞化学染色法

ABX公司生产的血细胞分析仪采用了双鞘流（DHSS）分析法。标本首先在第一鞘流液中经过电阻抗测定分析，得到细胞体积测定结果．然后通过第二鞘流引导再行光吸收率分析．对细胞内容物进行测定，最终将细胞测定信息在散射图相应的位置表现出来。2.4 迈瑞激光散射和细胞化学染色技术

深圳迈瑞（Mindray）公司是国内最早生产五分类血细胞仪的厂家，采用半导体激光散射技术和细胞化学染色技术，配合改良的流式分析装置对白细胞进行精确的五分类分析。激光散射分析技术是五分类法常用的分析技术。由于细胞的物理特性，当激光照射到细胞时，会有不同角度的散射光出现。低角度(1°～5°)散射光可反映细胞体积大小信息；中高角度（10°～20°）。散射光可反映细胞颗粒的复杂性信息。综合这两个角度散射光的信息．结合其他特殊技术来完成自细胞的五分类测定。3.图像分析法

近年来，瑞典CellaVision AB公司开发出一种新型自动影像血细胞分析系统。国内南昌百特公司也已经研制出了新一代同类数字化血细胞形态分析仪。其工作原理模仿人“脑——眼”系统的智能识别过程，运用计算机图像处理和模式识别，将从显微镜与摄像机得到的数字化细胞图像进行自动处理分析和分类。这种仪器的主要特点是运用图像处理分析技术提取细胞形态，色彩，纹理等方面的多种特征信息，并用模式识别技术进行细胞分类。