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在免疫学、肿瘤研究、干细胞分析等前沿生命科学领域,流式细胞术(Flow Cytometry)早已成为重要的“金标准”工具。近年来,随着实验越来越“卷”,多色标记实验需求呈现爆炸式增长,全光谱流式细胞仪(Full Spectrum Flow Cytometer)在荧光信号串扰、补偿调节及通道数量等方面进行了优化。
一、传统流式:基于“滤光片”的分光逻辑 传统流式细胞仪的核心在于光电倍增管(PMT),当激光照射到标记了荧光染料的细胞时,不同染料会发射特定波长的荧光。仪器通过一系列带通滤光片(Bandpass Filters)将宽谱荧光“切割”成若干离散通道(如FL1、FL2...),每个通道对应一个检测器。 图1 传统流式细胞仪光路示意图 二、全光谱流式:用“光谱指纹”替代“通道分割” 全光谱流式细胞仪改变了这一范式,它的核心原理是:不再预先分割荧光信号,而是完整采集每个细胞事件的全波段发射光谱(通常覆盖400-800nm),再通过算法解混。 图2 全光谱流式光路 VS 传统流式光路对比图 工作原理三步走: 01 全光谱采集 使用高灵敏度光谱探测器(如CCD或CMOS阵列)或衍射光栅,一次性记录每个荧光事件在数百个连续波长点上的强度,形成一条“光谱曲线”。 02 参考光谱库匹配 系统内置每种荧光染料(包括自发荧光)的标准发射光谱数据库。 03 线性解混算法(Unmixing) 通过最小二乘法等数学模型,将实测光谱分解为各染料贡献的加权和,从而精确还原每种标记的真实信号。 ✅关键优势:即使两种染料光谱高度重叠(如APC与Cy5),只要它们的“光谱形状”有细微差异,算法就能区分。 三、全光谱流式 VS 传统流式 四、谁需要全光谱流式? 全光谱流式并非取代传统,而是精准服务于对高维、高精度、高效率有极致追求的科研与临床场景。 基础科研实验室 免疫学:深度免疫分型(如T细胞亚群精细划分)、胞内因子多因子联检 肿瘤微环境研究:同时检测数十种免疫检查点、细胞状态标记 干细胞/发育生物学:复杂表面标志物组合鉴定稀有细胞群 转化医学与临床前研究中心 新药开发中的药效/毒性评估(多参数细胞功能分析) CAR-T等细胞治疗产品的质控(高维表型+功能联合检测) 高端临床检测机构(未来趋势) 高维流式用于白血病/淋巴瘤免疫分型(WHO指南已推荐≥8色) 自身免疫病、HIV等疾病的精细免疫监测。 📌新思路:如果您的实验常年卡在“补偿调不好”、“想加第19色但是没通道了”......那么,全光谱可能是破局的关键。 五、全光谱流式目前面临的挑战 数据量大 单次实验生成TB级光谱数据,对存储与分析提出新要求。 学习曲线 需适应新的软件界面与解混流程(主流厂商已优化用户体验)。 成本较高 目前设备价格仍高于中端传统流式。 💡随着算法优化、硬件成本下降,以及AI驱动的自动化分析(如自动门控、聚类)融入,全光谱正从“高端选项”走向“主流标配”。 六、国产新锐:诺亚源单激光全光谱流式细胞仪 在全光谱流式技术快速发展的浪潮中,中国本土企业也正加速布局。其中,诺亚源(NOKAYUN)Lymacyte S 作为一款专注性价比与易用性的单激光全光谱平台,受到中小实验室和临床前研究机构的广泛关注。 图3 诺亚源单激光全光谱流式细胞仪 技术亮点: 01 单激光高效激发 采用488nm蓝色激光作为主激发源,覆盖绝大多数常用荧光染料(如FITC、PE、APC、BV421等),兼顾成本与实用性。 02 全光谱连续采集 通过高分辨率体相位全息光栅(VPH Grating)与高灵敏度 CMOS 探测器阵列,实现400-800nm范围内每2-3nm一个采样点的精细光谱捕获。 03 智能解混引擎 内置自研光谱解混算法,支持自动扣除细胞自发荧光,并兼容主流商业荧光染料库,用户无需重新验证染料光谱。 04 紧凑化设计&低维护成本 整机体积小巧,适合空间有限的实验室;无复杂滤光片轮结构,减少光路校准需求,降低长期使用成本。 定位与优势: 诺亚源并非追求“最多激光”或“最高通量”,而是精准切入10-20色中高维实验,这一高频需求区间。对于预算有限,但又希望摆脱传统流式补偿困扰的用户(如高校课题组、CRO公司、区域医学研究中心),它提供了一条平滑过渡到全光谱时代的务实路径。 ✅典型应用场景 免疫表型精细分群(如Treg、Th17、记忆T细胞亚型) 胞内因子多因子联检(IFN-γ, IL-4, TNF-α等) 干细胞表面标志物组合分析(CD34+/CD38−/CD90+等) 国产全光谱流式设备不是简单的技术迭代,而是一次从“通道思维”到“光谱思维” 的范式转移。它释放了荧光染料的真正潜力,让研究者从繁琐的补偿中解放,专注于生物学问题本身。



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