1. 標(biāo)記細(xì)胞
   • 首先，利用能夠特異性結(jié)合細(xì)胞表面或內(nèi)部成分的熒光染料來標(biāo)記細(xì)胞。這些熒光染料可以是直接標(biāo)記細(xì)胞表面抗原的抗體 - 熒光染料復(fù)合物，也可以是能夠進(jìn)入細(xì)胞并結(jié)合到特定細(xì)胞器或核酸上的染料。例如，用一種熒光標(biāo)記的抗體來標(biāo)記淋巴細(xì)胞表面的 CD4 蛋白，這樣 CD4 + 淋巴細(xì)胞就會(huì)帶有熒光信號(hào)。
2. 激光檢測(cè)
   • 標(biāo)記后的細(xì)胞被制成單細(xì)胞懸液，然后通過一個(gè)高速流動(dòng)的液流系統(tǒng)，使細(xì)胞逐個(gè)通過激光檢測(cè)區(qū)域。當(dāng)細(xì)胞經(jīng)過激光照射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的光學(xué)信號(hào)。
   • 其中，前向散射光（FSC）與細(xì)胞的大小有關(guān)，細(xì)胞越大，前向散射光越強(qiáng)；側(cè)向散射光（SSC）與細(xì)胞內(nèi)部的復(fù)雜性（如顆粒度、細(xì)胞器的數(shù)量等）有關(guān)，細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，側(cè)向散射光越強(qiáng)。同時(shí)，結(jié)合在細(xì)胞上的熒光染料被激光激發(fā)后會(huì)發(fā)出特定波長的熒光，熒光信號(hào)的強(qiáng)度與細(xì)胞上標(biāo)記的熒光染料的數(shù)量有關(guān)，也就是和細(xì)胞表面或內(nèi)部被標(biāo)記成分的量有關(guān)。
3. 信號(hào)識(shí)別與分選
   • 儀器中的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)收集這些光學(xué)信號(hào)（FSC、SSC 和熒光信號(hào)），并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)（如特定的熒光強(qiáng)度范圍、細(xì)胞大小范圍等）來識(shí)別目標(biāo)細(xì)胞。
   • 當(dāng)識(shí)別到目標(biāo)細(xì)胞時(shí)，分選系統(tǒng)會(huì)給細(xì)胞帶上電荷。帶電荷的細(xì)胞在通過一個(gè)高壓電場(chǎng)時(shí)，會(huì)根據(jù)所帶電荷的性質(zhì)（正電荷或負(fù)電荷）和電場(chǎng)的方向，偏轉(zhuǎn)到不同的收集容器中，從而實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞分選。

1. 微流控芯片結(jié)構(gòu)與流體控制
   • 微流控芯片是一種微小的通道系統(tǒng)，通常在微米級(jí)別。其通道結(jié)構(gòu)可以精確地控制細(xì)胞懸液和其他液體的流動(dòng)。通過外部的壓力控制系統(tǒng)或者電動(dòng)泵，可以使細(xì)胞在微通道中以單細(xì)胞的形式流動(dòng)。
2. 單細(xì)胞捕獲
   • 利用微流控芯片中的微阱或微閥結(jié)構(gòu)來捕獲單個(gè)細(xì)胞。例如，在一些基于微阱的單細(xì)胞捕獲系統(tǒng)中，微阱的大小剛好可以容納一個(gè)細(xì)胞。當(dāng)細(xì)胞在流體的推動(dòng)下流經(jīng)微阱時(shí)，會(huì)因?yàn)槲锢碚系K或者流體動(dòng)力學(xué)原理而被捕獲在微阱中。
   • 還有一些基于微閥的系統(tǒng)，通過控制微閥的開閉，可以將單個(gè)細(xì)胞隔離在特定的區(qū)域。
3. 單細(xì)胞釋放與收集
   • 一旦細(xì)胞被捕獲，就可以對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的操作，如觀察、分析或者標(biāo)記。之后，通過改變流體的壓力或者方向，將捕獲的單細(xì)胞從微阱或微閥中釋放出來，并引導(dǎo)到收集區(qū)域，完成單細(xì)胞分選。

1. 液滴生成
   • 將細(xì)胞懸液和反應(yīng)試劑（如用于細(xì)胞裂解或核酸擴(kuò)增的試劑）分別通過不同的通道引入到微流控芯片中。在芯片的特定區(qū)域，利用油相和水相不相溶的原理，將細(xì)胞包裹在微小的液滴（通常是納升級(jí)別）中。每個(gè)液滴中理論上可以包含一個(gè)細(xì)胞。
2. 細(xì)胞識(shí)別與分選
   • 可以在液滴生成過程中或者生成后，對(duì)液滴中的細(xì)胞進(jìn)行識(shí)別。例如，通過檢測(cè)液滴中的熒光信號(hào)來判斷細(xì)胞是否帶有特定的標(biāo)記。對(duì)于符合要求的含有單細(xì)胞的液滴，可以通過電場(chǎng)、磁場(chǎng)或者機(jī)械力等方式進(jìn)行分選。
   • 比如，帶有電荷的液滴在電場(chǎng)中會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而將目標(biāo)單細(xì)胞所在的液滴收集到特定的容器中。

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