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

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)，通常在微米級別。其通道結(jié)構(gòu)可以精確地控制細胞懸液和其他液體的流動。通過外部的壓力控制系統(tǒng)或者電動泵，可以使細胞在微通道中以單細胞的形式流動。
2. 單細胞捕獲
   • 利用微流控芯片中的微阱或微閥結(jié)構(gòu)來捕獲單個細胞。例如，在一些基于微阱的單細胞捕獲系統(tǒng)中，微阱的大小剛好可以容納一個細胞。當細胞在流體的推動下流經(jīng)微阱時，會因為物理障礙或者流體動力學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，可以將單個細胞隔離在特定的區(qū)域。
3. 單細胞釋放與收集
   • 一旦細胞被捕獲，就可以對其進行進一步的操作，如觀察、分析或者標記。之后，通過改變流體的壓力或者方向，將捕獲的單細胞從微阱或微閥中釋放出來，并引導到收集區(qū)域，完成單細胞分選。

1. 液滴生成
   • 將細胞懸液和反應試劑（如用于細胞裂解或核酸擴增的試劑）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，將細胞包裹在微小的液滴（通常是納升級別）中。每個液滴中理論上可以包含一個細胞。
2. 細胞識別與分選
   • 可以在液滴生成過程中或者生成后，對液滴中的細胞進行識別。例如，通過檢測液滴中的熒光信號來判斷細胞是否帶有特定的標記。對于符合要求的含有單細胞的液滴，可以通過電場、磁場或者機械力等方式進行分選。
   • 比如，帶有電荷的液滴在電場中會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而將目標單細胞所在的液滴收集到特定的容器中。

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