3.1. Hệ thống tạo dòng chất lỏng (fluidics system)
Hệ thống tạo dòng chất lỏng là bộ phận căn bản nhất của một máy đếm tế bào dòng chảy. Hệ thống tạo dòng chất lỏng gồm có 2 vùng chất lỏng có áp lực khác nhau. Dòng dịch lỏng bên ngoài (sheath fluid) còn được gọi là dung dịch tạo dòng bao: có tác dụng “nắn chỉnh” dòng dịch lỏng chứa mẫu bên trong (core fluid) còn gọi là dòng lõi thành một dòng hẹp tới mức các tế bào/hạt vật chất trong mẫu chỉ có thể đi qua khe hẹp đó từng cái một từ đó giúp tập trung tế bào/vật thể nhỏ có trong mẫu thành dòng tế bào đơn và vận chuyển dòng tế bào đơn này đi qua hệ thống quang học với tốc độ rất cao, khoảng 1000 tế bào/giây.
Điều chỉnh mức độ chênh lệnh áp lực giữa dòng bao và dòng lõi có thể mở rộng hoặc thu hẹp tiết diện dòng lõi, phù hợp với yêu cầu phân tích (ví dụ phân tích tế bào máu thì cần dòng lõi lớn, phân tích ADN thì cần dòng lõi hẹp). Nhờ cơ chế này hệ thống mới có thể phân tích đồng thời nhiều đặc tính trên từng tế bào một cách chính xác, giảm được yếu tố nhiễu. Dịch dùng tạo dòng sheath thường phải đáp ứng 2 yêu cầu: (1) không gây ảnh hưởng tới tế bào (không làm tan tế bào); và (2) không là ảnh hưởng đến độ chiết quang và độ huỳnh quang của hệ thống. Ở một số dòng máy người ta sử dụng ống vi mao thay thế cho dòng bao.
25
Hình 8. Hệ thống dòng chất lỏng trong buồng mẫu (flow cell) 3.2. Hệ thống quang học
Bao gồm nguồn phát tia sáng (thường là các đèn laser hoặc đèn hồ quang), hệ thống kính lọc và các kênh thu tín hiệu quang học và tính hiệu huỳnh quang (FSC – Forward Scatter Chanel, dùng thu nhận tín hiệu ánh sáng tán xạ góc thẳng; SSC – Side Scatter Chanel, dùng thu nhận tín hiệu ánh sáng tán xạ góc bên, các FL (Fluoressen Light), dùng thu nhận tín hiệu ánh sáng huỳnh quang từ kênh màu huỳnh quang và số kênh màu huỳnh quang có thể dao động từ 2 đến 18 FL tùy dòng máy; PMT – Photo Multiplier Tube, các ống nhân quang tương ứng với các kênh màu huỳnh quang có vai trò khuếch đại tín hiệu ánh sáng huỳnh quang).
Khi một tế bào hay một vật thể đi qua nguồn sáng, ánh sáng của nguồn sáng sẽ tương tác với vật thể sẽ tạo ra các ánh sáng tán xạ (tán xạ góc thẳng và tán xạ góc bên) và nếu tế bào/vật thể đó được nhuộm màu huỳnh quang, dưới kích thích của nguồn sáng, chất màu huỳnh quang đó sẽ phát ra ánh sáng huỳnh quang. Sau đó các tia sáng này sẽ đi qua hệ thống kính lọc (đó là các thấu kính chỉ cho phép các tia sáng có bước sóng nhất định đi xuyên qua). Với hệ thống kính lọc này các tia sáng tán xạ và ánh sáng huỳnh quang sẽ được phân chia và đi đến hệ thống thu nhận tín hiệu một cách chính xác.
Dòng lõi (core fluid) Buồng mẫu
Dòng tế bào đơn
26
Hình 9. Hệ thống quang học
3.3. Hệ thống điện tử (electronics system)
Hệ thống điện tử về bản chất là một hệ thống có trong máy, các tín hiệu của ánh sáng tán xạ và tín hiệu huỳnh quang sau khi được khuếch đại ở PMT sẽ được hệ thống điện tử chuyển thành tín hiệu số đo đếm được và được biểu hiện dưới dạng biểu đồ cột, biểu đồ mật độ hay biểu đồ điểm trên máy tính thông qua các phần mềm chuyển đổi chuyên dụng theo máy.
Hình 10. Hiển thị tín hiệu huỳnh quang bằng đồ thị điểm trên máy tính Ánh sáng từ nguồn laser tương tác với tế bào nhuộm kháng thể gắn huỳnh quang sẽ sinh ra các ánh sáng sau:
FSC liên quan tới kích cỡ tế bào, SSC liên quan đến độ phức tạp nhân và bào tương tế bào, các ánh sáng huỳnh quang như FITC, PE, PC5 đặc trưng cho các kháng nguyên tương ứng có trên bề mặt tế bào.
Chuyển tín hiệu ánh sáng huỳnh quang thành tín hiệu điện tử và biểu diễn dưới dạng đồ thị (ví dụ trong hình vẽ, tín hiệu quang được chuyển thành tín hiệu điện tử và thể được thể hiện trên màn hình máy tính dưới dạng các điểm- đồ thị Dot Plot.
27