流式细胞仪的光学组成及选型

流式细胞仪的光学系统是其核心组件之一，负责将细胞通过激光激发后产生的散射光和荧光信号转化为可以被计算机分析的电信号。流式细胞仪的光学部分主要由以下几个组件组成：

1. 激光源（Laser）

    激光源为流式细胞仪提供激发光，通过激光激发细胞上的荧光标记物或直接检测细胞的散射光。激光的波长是决定实验是否能够有效进行的关键因素。不同的激光波长能够激发不同类型的荧光染料。

  

常见的激光源包括：

氩离子激光（Argon laser）：常见的波长为488 nm。

氦氖激光（HeNe laser）：常见波长为632.8 nm。

二极管激光（Diode laser）：波长范围较广，可覆盖多个不同的波长，如405 nm、561 nm等。

激光二极管（Laser Diode）：常用于较小的设备，提供更为定制化的激发光。

2. 光束整形与聚焦

    激光从激光源发射后，会经过一些光学元件（如光学镜片、光纤）进行整形和聚焦。这些元件将激光束聚焦到流动通道中，使得细胞能够在光束的激发区域通过。

    光学透镜或光纤会精确地控制光的大小、角度和方向，以确保每个细胞或粒子都能被照射到适当的激光光束。

3. 光散射检测系统

流式细胞仪通过光散射来分析细胞的大小和复杂性，主要有两种类型的散射光：

    前向散射光（FSC, Forward Scatter）：反映细胞的大小，粒径较大的细胞会产生更强的前向散射光。

    侧向散射光（SSC, Side Scatter）：反映细胞的内部结构或颗粒度，例如细胞内的颗粒、核的复杂性等。侧向散射信号通常用来区分细胞类型。

    光散射信号的探测一般通过光电二极管（Photodiode）或光电倍增管（Photomultiplier Tube, PMT）来完成。

 4. 荧光检测系统

    荧光检测系统是流式细胞仪的重要组成部分。它负责探测由标记分子（例如抗体、染料等）激发后发射的荧光信号。流式细胞仪通常使用多个探测器（光电倍增管或光电二极管）来检测不同波长的荧光信号。

    流式细胞仪通常采用多个光学滤波器和分光镜来选择特定的波长范围，从而有效地捕捉不同荧光标记物的信号。系统会根据荧光信号的强度，判断细胞是否含有特定的目标分子。

    荧光滤波器：根据不同的荧光染料或标记物，选择适合的滤光片来提取特定波长的信号。

5. 光学分光器

    光学分光器（如分光镜、棱镜）用于将来自激光的光束分离成不同波长的光线，并将其引导到不同的探测器上。它们在荧光信号的分离和收集中起着重要作用。

    常见的光学分光器有：

    分光镜：将不同波长的光反射到不同的探测器。

    干涉滤光片：只允许特定波长的光通过，常用于将荧光信号和背景光分开。

6. 信号检测器

信号检测器负责收集由细胞发射的光信号并转化为电子信号。常用的信号检测器有：

    光电倍增管（Photomultiplier Tube, PMT）：用于探测弱光信号，具有较高的增益。广泛应用于荧光信号的检测。

    光电二极管（Photodiode, PD）：用于前向散射光和侧向散射光的检测，主要用于较强的光信号。

    光电倍增管和光电二极管可以将接收到的光信号转化为电信号，通过放大电路最终传递给计算机进行分析。

7. 光学分析与数据处理

    流式细胞仪的光学系统将细胞的散射光和荧光信号传递给计算机进行数据处理。计算机根据不同光信号的强度、光谱特征、时间序列等参数，对细胞进行分类、计数、分析等处理。

流式细胞仪光学元器件推荐

以下是一些流式细胞仪光学系统常用的元器件及推荐品牌：

1. 激光源

Coherent：提供各种波长的激光器，如488 nm（氩离子激光）和633 nm（氦氖激光）。

Thorlabs：提供激光二极管和其他定制波长激光源，适合流式细胞仪的应用。

Laser Components：专注于高精度、可靠性的激光器，适用于实验室研究。

2. 光学镜片与光纤

Edmund Optics：提供各种光学镜片、反射镜、透镜等，可以根据需要定制光学系统。

Thorlabs：提供多种光学元件，包括透镜、反射镜、光纤等，适用于流式细胞仪的光学系统。

Newport Corporation：提供精准的光学镜片与透镜，适合高性能流式细胞仪应用。

3. 滤光片与分光镜

Semrock：提供高质量的干涉滤光片和分光镜，具有极好的光谱分辨率，常用于流式细胞仪的荧光信号分离。

Chroma Technology：专注于荧光滤光片和光学元件，提供多种适用于流式细胞仪的产品。

Omega Optical：提供优质的光学滤片和分光镜，适用于精确的光谱分离和信号检测。

4. 光电倍增管（PMT）

Hamamatsu：提供各种类型的光电倍增管（PMT），适用于低光信号的检测。其PMT系列广泛应用于流式细胞仪、荧光显微镜等。

Thorlabs：提供光电倍增管和相应的放大电路，适用于精密光学仪器。

5. 光电二极管（Photodiode）

Vishay：提供高精度的光电二极管，适用于流式细胞仪中前向散射光和侧向散射光的检测。

Excelitas Technologies：提供高性能光电二极管，适用于不同波长的光信号检测。

总结

流式细胞仪的光学系统是其正常运行的关键部分，负责将细胞经过激光激发后产生的散射光和荧光信号转换为计算机可分析的电信号。该系统包括激光源、光学镜片、散射光和荧光信号探测器等多个元器件。选择合适的光学元器件，不仅可以提升流式细胞仪的性能，还能确保实验结果的准确性和重复性。