未来的二代光谱流式会变得怎么样？

niwanmao

Purdue大学的J Paul Robinson教授最近写了一篇文章，题目是《Flow cytometry: past and future》https://www.future-science.com/doi/10.2144/btn-2022-0005:159-169. doi:10.2144/btn-2022-0005)，通篇看下来，大部分其实在为光谱流式造势，原因可能是因为光谱流式的发明，当初也有他的一份贡献，不过对于他里面提到的二代光谱流式的发展趋势，尤其那些新式应用领域（如不同仪器之间的绝对定量可直接比较；可扩展检测指标，包括微小颗粒和周期、代谢、结构等平时难以检测的领域），令我产生了极大的触动，故编译了其中对未来展望的部分，个别语句表述根据个人理解略作改动。本文不代表流式中文网和我个人的观点，我个人未做过光谱流式，与光谱流式厂家无利益相关，仅做分享，供大家参考，欢迎大家一起参与讨论。


不少人认为光谱流式细胞术是流式细胞术的未来。但是，以目前的形式，仍然有许多功能需要改进。下一代流式细胞仪建立在当前的光谱流式细胞仪的基础上，但将重点关注和实现光谱提供但现有仪器无法实现的功能，例如，今天的大多数光谱流式细胞仪都集中在免疫表型上，但免疫分型绝不是光谱流式细胞术的唯一机会，如果将流式细胞术中无法常规检测的指标与细胞周期、代谢和结构组分等相结合起来，未来的应用场景几乎是无限的。光谱细胞仪的强大功能在于它建立在40多年前Ketttic和Landgrebe以及其他人开发多光谱遥感系统数十年分析知识的基础上，应用范围广泛。随着技术的进步，光谱流式细胞仪完全可以利用这个庞大的知识库，实现应用的扩展。

通过新的技术方法，许多这些新的应用机会将被证明是可能的。

例如，借助最新一代的高速单光子传感器（Yamamoto M, Robinson JP. Quantum approach for nanoparticle fluorescence by sub-ns photon detection. Cytometry A 99(2), 145–151 (2020).），流式细胞术将发展成为可能的最灵敏的荧光检测系统，从而将带来新的可能性，例如在进行lifetime fluorescence analysis，从而可以观察到蛋白构象变化。

此外，随着高度冷却、低噪声的单光子传感器技术完全数字化，随着新系统完全数字化，当前模拟技术中的固有噪声将成为过去。这将使绝对定量成为可能，这个意义十分巨大，因为测量的将是实际光子数，而不是现在流式中常用的arbitrary units，所以会将现在流式的绝对定量提上一个大台阶，使得世界各地的仪器之间绝对定量结果可以进行直接比较，读数可采用标准单位（定量科学中最常用的 SI ），这可能对临床流式和药理学产生巨大影响。

二代光谱流式将不再需要大功率的激光。下一代单光子方法的另一个优势是能够分析更小的粒子。目前的常规流式检测20 到 200 nm 大小的颗粒会存在很大问题，造成这种情况的原因有很多，但主要原因是流式细胞仪流体和光学组件的基本设计只针对 5 到 15 微米的细胞或颗粒进行了优化，当要检测的颗粒到了衍射极限以下时，就容易出问题。然而，单光子传感的设计将推动该领域的新应用。

dawen0606

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