Cơ chế hoạt động của Flow cytometry là dựa trên các định luật cơ bản của vật lý bao gồm kỹ thuật lưu thể, quang học và điện tử học [67]. Nó gồm một hệ thống cảm biến ghi lại tín hiệu mỗi khi có tế bào đi theo dòng chất lỏng cắt ngang qua chum tia laser ở vị trí đo, mức độ tán xạ cũng như cường độ sáng của các bước sóng đơn sắc khác nhau phát ra từ mỗi tế bào được ghi lại. Các tế bào được phân tích dựa trên các đặc điểm về kích thước, cấu trúc cũng như tín hiệu huỳnh quang được gắn trên các phân tử kháng thể hay thuốc nhuộm [10].
Tia laser sẽ bị tán xạ khi chiếu qua tế bào. Tín hiệu ánh sáng thẳng thể hiện kích thước của tế bào, tín hiệu ánh sáng bên thể hiện mức độ phức tạp trong cấu trúc của tế bào. Ngoài ra, các tế bào có thể được đánh dấu bằng các kháng thể có phát huỳnh quang, hoặc chất nhuộm huỳnh quang đặc hiệu với màng tế bào, tế bào chất. Nhờ đó, cho phép phân biệt các nhóm tế bào khác nhau, xác định sự có mặt của các kháng nguyên bề mặt, xác định điện thế màng cũng như pH, hoạt động của các enzyme, và hàm lượng DNA.
Flow cytometry là một kỹ thuật phân tích đa thông số cùng một lúc, cho phép đánh giá nhiều chỉ tiêu khác nhau của tế bào vì thế có thể xác định một loại tế bào trong quần thể không đồng nhất. Đây là một trong những tính năng hữu ích nhất của Flow cytometry và làm cho chúng thích hợp hơn so với các kỹ thuật khác. Hầu hết các máy phân tích dòng chảy tê bào thương mại nhất hiện nay có thể đánh giá đồng thời 5 hoặc nhiều hơn các thông số trên một loại tế bào, ngoài ra một số thiết bị nghiên cứu chuyên dụng với 3 nguồn laser có thể phân tích lên đến 11 thông số khác nhau [8].
Một hệ thống Flow cytometry điển hình gồm có 3 đơn vị chức năng:
• Một hoặc nhiều nguồn sáng laser và một hệ thống cảm biến mà kiểm soát sự di chuyển của tế bào.
• Một hệ thống thủy lực kiểm soát dòng tế bào chảy qua hệ thống đọc.
• Một hệ thống vi tính tổng hợp và phân tích dữ liệu thu được từ hệ thống đọc.
Các tế bào huyền phù trong dung dịch đẳng trương được đưa qua hệ thống đọc. Sự định vị chuẩn xác dòng tế bào trong ống chất lỏng là rất quan trọng để hoạt động
hiệu quả của Flow cytometry, và đảm bảo rằng từng tế bào lần lượt đi qua điểm phát hiện [18].
Hình 5. Sơ đồ của một máy Flow cytometry điển hình
Laser được dùng trong Flow cytometry vì chúng có khả năng phát ra chùm sáng đơn sắc có cường độ cao và trong một số hệ thống có thể điều chỉnh để có được các bước sóng đơn sắc khác nhau. Loại laser được dùng phổ biến nhất trong Flow cytometry là laser argon, phát ra ánh sáng nằm trong bước sóng 351–528 nm.
Huỳnh quang phát sáng khi tế bào đi qua laser và được kích thích. Số lượng và cường độ huỳnh quang được ghi nhận bởi hệ thống máy tính và hiển thị trên một đơn vị hiển thị hình ảnh trên đó thể hiện nhiều thông số khác nhau [10].
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU