血液分析仪概述

2021年3月3日发(作者：治疗痤疮粉刺)
血液分析仪（综述）
(
一
)

2016-6-9
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第一节

概述

血液分析仪（
Hematology Analyzer
），又称血细胞分析仪
（
Blood Cell Analyzer
），也可称为血细胞计数仪（
Blood Cell Counter
）
,
主要用于检测血液标本，
能对血液中有形成分进行定性、
定量分析，< br>并提供相
...

第一节概述

血液分析仪（
Hematology Analyzer
），又称血细胞分析仪（
Blood Cell Analyzer
），也可称为血细胞计数仪
（
Blood Cell Counte r
）
,
主要用于检测血液标本，能对血液中有形成分进行定性、定量分析，并提供相关 信
息的仪器。

一、产品定义、性能及应用特点

自
50
年代初库尔特先生发明了粒子计数技术的专利
,
制造了第一台血液分析仪并应用于临床 以来
,
血液分析
仪的发展已有
60
年的历史。
血液分析仪实 质上是指对一定体积内血细胞数量及异质性进行分析的仪器。
最
初的血球计数仪
(Ce ll Counter)
仅能计数红细胞
(RED)
和白细胞
(WBC),< br>后来又有了血红蛋白
HBG),
血小板
(PLT),
红细胞压积
(HCT),
平均红细胞体积
(MCV)
等几个参数。
而发展成为血液分析 仪

(Hematology Analyzer)
后
,
又增加了许 多分析和计算参数
,
如红细胞体积分布宽度
(RDW),
平均血小板体积(MPV),
血小板体积分布宽
度
(PDW),
血小板压积
(P CT),
大血小板比率
,
白细胞三分群
,
白细胞五分类
,< br>血红蛋白浓度分布宽度
,
异常淋巴细
胞提示
,
幼稚细胞提示等 各种参数和功能也不断地添加到一些品牌的仪器上。

为了纪念库尔特先生对血液分析仪的贡献，特将其计数原理命名为库尔特原理（
the coulter principle
）即电
阻抗原理，该原理现已成为血细胞计数和分析中最 经典的原理。库尔特原理的基本含义是
:
在待测液体中置
一微孔
,
在 微孔的两端各加一定电压的电极
,
当液体中的颗粒经过微孔时
,
电极间的电阻 就会产生瞬间的变化
,
以因而产生电脉冲
,
对这种电脉冲进行计数就可得到颗 粒的数量
,
脉冲幅度的大小表示颗粒的体积的大小
,
经
过对各种细胞 所产生脉冲的大小的电子的选者择
,
可以区分出不同种类的细胞
;
在液体中加 上一定的负压就
能使经过微孔的液体流动。

随着电子技术
,
流式细 胞技术
,
激光技术
,
电子计算机技术和新荧光化学物质等多种高科技技术在临 床检验工
作的应用
,
使血液分析仪在自动化程度
,
先进功能和完美设 计方面提高到了一个崭新的阶段
,
血液分析仪已经
不仅仅局限在进行常规的血细胞分析
,
还增加了许多扩展功能
,
例如将网织红细胞
(RET)
的 计数和分析功能加
入其中
,
一些仪器还另外增加了幼稚细胞分析和有核红细胞分析功能
,
甚至对血液细胞中某些寄生虫进行提
示
,
更有一些仪器把流式细胞 分析仪的某些功能合并到血液分析仪上
,
在进行常规血细胞分析时可得到某些
淋巴细胞 亚群的分析结果。

在常规血细胞计数仪上
,
红细胞
(RBC),< br>血小板
(PLT)
共用一个测量通道
,
血红蛋白含量
(HGB )
的测定在任何类
型
,
档次的仪器中其测试原理都是相同的。
白细胞 的计数和分类有其专用的通道
,
现就对分析仪上各测试项目
所使用的技术方法和原理作 些简要介绍。

1
、血红蛋白含量测定

血红蛋白含量的测定是在被 稀释的血液中加入溶血剂后
,
使红细胞释放出血红蛋白
,
后者与溶血剂结合形 成
血红蛋白衍生物
,
进入血红蛋白测试系统
,
在特定波长
(
一般在
530-550nm)
下比色
,
吸光度的变化与液体中
Hb
含量成比例
,
仪器便可显示
Hb
浓度。不同系列的血液分析仪 配套溶血剂配方不同
,
形成的血红蛋白衍生物也
不同
,
但大多数的最 大吸收光谱接近
540nm
。
近年来许多高档的分析仪上采用了激光散射法进行单个血 红细
胞血红蛋白的分析
,
以尽量减少高
WBC,
乳糜血
,< br>高胆红素等对
HBG
比色的影响。

2
、血红细胞及血小板的检测

血红细胞的检测是血液分析仪的重要组成部分
,
红细胞的检测以往主要还是使用阻抗法对红细胞的数目和
体积计数
,
以此分选出不同大小的信号并打印出红细胞体积分布直方图。但现在也采用光学和电阻抗法结合
的处理 方法对红细胞体积进行三维空间分析
(3D)
以期得到更正确的结果。
如拜尔的
ADVIA 120
以光散射法
检测红细胞
,
以低角度前向光散射和高角度 散射两个测量系统同时测量
1
个红细胞
,
根据低角度光转换能量
的 大小测量单个红细胞体积与总数
;
根据高角度的光散射得出单个血红蛋白浓度
,
可准确得出
MCV(
平均红
细胞体积
),MCH(
平均血红蛋白含 量
),MCHC(
平均血红蛋白浓度
)
测定值
,
并绘出红细 胞散射图
,
单个红细胞体
积及红细胞内
Hb
含量的直方图及求出RWD(
红细胞体积分布宽度
),HDW(
红细胞血红蛋白分布宽度
)< br>等参
数。

由于血小板和红细胞体积的明显差异
,
很容易用一 个限定阈值将两者同时测得的光电信号区分。
因此
,
迄今为
止全血分析中血小 板
,
红细胞检查均采用一个共用的分析系统。但由于血小板和红细胞测量信号常有交叉
,
如大血小板的脉冲信号可能被误认为红细胞而计数
,
小红细胞的脉冲信号可能进入血 小板通道
,
造成实验误
差。各血液分析仪生产厂家采用多种先进技术以减少血小板计数 的干扰
,
以下我们就分别给予介绍
:

扫流技术
(sweep flow):
由于血小板和红细胞在同一个计数池中计数,
红细胞体积较大
,
在通过正中计数感应区
时会形成一个大脉冲
,
若有回流会同时又产生一个因涡流再度进入感应区边缘而形成的小脉冲使电极可能
感应到相当 于血小板大小的小脉冲
,
使血小板计数假性增多。
扫流技术是在进行红细胞和血小板计 数的同时
,
在红细胞计数小孔的后面有一个稳定的液流通过
,
这样可以使后的 红细胞被立即冲走
,
以防止回到感应区被
计数为血小板。

传统血液 学常规检查方法是借助于显微镜进行人工血液红细胞、白细胞计数和血涂片染色后显微镜进行肉
眼人工白 细胞分类，每检测一份标本至少要
20
分钟才能出检测报告，不仅检测项目少，且费时费力，准 确
性、可靠性受到一定影响，难以进行质量控制。到
20
世纪
50
年代血细胞分析仪
(Automated Heamatology
Analyze r)
问世以来，血细胞自动分析从单一的电阻抗技术发展成为多种技术的融合包括物理学、化学、免疫学、流式细胞术、信息处理技术、如体积传导光散射（
VCS
）、多角度偏振光散射（< br>MAPSS
）等，使对
各种血细胞分析结果更加准确可靠；自动化方面，血细胞自动分析 已由单一半自动不分类到的三分群
/
五分
类（
3/5-part diffe rential
）发展为血细胞自动分析的流水线，即将全血细胞计数（
CBC
）、网 织红细胞（
Ret
）
计数、外周血推片和染色等过程实现全自动化，临床应用方面，血 细胞自动分析的检测参数由单一的血细
胞计数结果发展为可向临床诊断，鉴别诊断、治疗和预后监测提供 数二十多个参数。

近年来，我国在血液自动分析领域也取得了十分可喜的成绩。目前，各级医 院、乡镇、社区医疗机构血液
分析仪已逐步得到普及，
CBC
检测结果的精密度和准 确度明显提高；
大中型医院检验科拥有多台血液分析
仪，有的大型或教学医院还拥有血液自动分 析的流水线；同时，各级医院已基本建立血液自动分析的质控
程序，大大提高了全血细胞计数（
CBC
）的工作效率。

第二节血液分析仪的发展历程

近年来，< br>随着先进仪器的普及应用和技术人员素质的提高，
我国的检验医学事业有了飞速的发展。
近
10
年
来，
各种类型的血液分析仪在国内迅速普及。
血液分析仪 的应用，
不但提高了检验结果的质量和工作效率，
而且为临床提供了更多更可靠的试验指标，对 疾病的诊断和鉴别诊断起了重要的作用。同时也取得了较好
的经济效益和社会效益。

一、血液分析仪的发展

传统的血液学检查：显微镜手工检验法。血细胞计数、白细胞 分类结果准确性、可靠性受到一定影响，检
验人员费时费力。
1947
年美国科学家 库尔特
（
r
）
发明了用电阻法计数粒子的专利技术。
1956 年
他又将这一技术应用于血细胞计数获得成功，其原理是根据血细胞非传导的性质，以电解质溶液中 悬浮血
细胞在通过计数小孔时引起的电阻变化进行检测为基础，进行血细胞计数和体积测定，这种方法称 为电阻
法或库尔特原理。
60
年代末血细胞分析仪除可进行血细胞计数外，
还可以同时测定
HBG
血红蛋白。
70
年
代计算机技术快速发展，将血小板计数的繁琐手续（手工 分离富血小板血浆后在进行血小板计数），改进
成血小板与红细胞同时计数。
80
年代，发展迅速，在
8
项检测基础上加上红细胞指数、三个直方图的报
告， 不仅提供是否贫血，且可对贫血的类型和原因进行分析；血小板参数对止血和血栓疾病的诊断及一些
疾病 的疗效观察有重要价值。开发了白细胞
3
分群血细胞分析仪。
90
年代， 开发出五分类血液分析仪和
可对网状红细胞进行计数的血细胞分析仪，同时，将激光、射频、化学染色计 数应用于对细胞检测更成熟，
发展成为血液分析流水线。

二．白细胞分类技术的进展

最早进行白细胞分类的设备仅根据白细胞的体积分布情况将淋巴细胞单独划分出来。在
1970
年起
Coulter
公司开始设计对白细胞进行分类的仪器，并首先推出了二分类的
S-PLUS
系列仪器，然后在
1980
年又推
出了
T
系列，都是可进行白细胞二分群的仪器，大家比较熟悉的
SysmexF800
和
F820
型也是根据白细胞
体积分布直方图进行粗略两分类的仪器。目前 半自动或全自动型具有
18
参数含白细胞三分类的血细胞分
析仪已经成为我国医院检 验科的主流血细胞分析仪。仅仅根据简单的体积分析法就将血细胞进行分类，无
论是三分类（
3 -partdifferential
）还是二分类（
2- partdifferentia l
），其实是将细胞按照体积大小进行了简单
的分群处理，实际上是不科学的，因此国内专家建 议将此分类统一称呼为分群（
group
），即二分群型或三
分群型血细胞分析仪。< br>
第三节现代血液分析仪的主要进展

随着高科技的应用和基础医学的发展，各 种先进的血细胞分析测试技术被应用到血液分析仪上。
1987
年
Coulter
公司发明的
VCS(Volume
，
V
，体积；
condu ctivity
，
C
，电导性；
Scatter
，
S
，光散射
)
技术可使血细
胞未经任何处理，在与体内形态完全相同的自然状态下得出 检测结果。而在
SYSMEX
的
NE-8000
和
SF-3000
血细胞分析仪中采用了阻抗和射频技术联合的白细胞分类法。进入
90
年代后，仪器的自动化程
度增高
(
达到
120
份
/
小时
)
；可进行多参数分析
(
高达
30
余项< br>)
；精密度高
(
重复计数；保证微孔管清洁；取
中段血；运动流式细胞 计数原理；鞘流原理
……)
；向
5
分类及鉴别幼稚细胞发展；准确度好，全 面质量管
理，保证仪器检测可靠性；具有智能化，可对同一病人诊断的前后进行对比，提出综合意见，确 定诊断方
向；更加注意保护操作人员的安全
(SLS-Hb
、自动混匀、进样、吸样针 内外清洗等
)
；向流水线发展，将血
液分析仪、网织红细胞计数仪、推片、染色机联成 流水操作线。

第四节血液分析仪白细胞五分类法原理和散点图特征

一、简要发展史

1974
年，一种名为
HEMALOG D
的具有初步白细胞分类功能的白细胞分析仪问世。
1982
年，
Technicon
公司生产了
H6000
型血液细胞分析仪 器，
应该是首款具有白细胞五分类能力的仪器。
同时代日本日立公司
推出图像分析法的 白细胞分析仪
HITACHI 8200
型，仅仅是用于完成白细胞血片分类的仪器，没有其 他血
细胞计数分析能力。
Technicon
公司
1985
年开发了比较成熟的具有白细胞五分类功能的
Technicon H1
型
血液细胞分析仪，
随后升级为
H2
型和
H3
型。
COULTER
公司在
1987
年开发研制其经典
VCS
技术，
并
推出持续具有多年影响力的、具 有白细胞五分类功能的血液细胞分析仪
MAXM
型。

1990
年前后，
欧洲和日本许多厂家都陆续推出了各种类型的具有白细胞五分类功能的血液分析仪。
各 厂家
设计生产的此类血细胞分析仪，其在白细胞分类技术上原理各不相同，分析测定项目略有不同，且形 式多
样，结构复杂，试剂种类和成分也趋于复杂。不断改进和升级的新产品使得仪器在白细胞分类技术上 更加
成熟和可靠。而技术的提高也带来了仪器和消耗品（试剂）价格的增加。

二、仪器原理和散点图特点

1
、体积、电导和激光散射原理

这是
Beckman
－
Coulter
公司生产的血液分析仪所采 用的经典分析方法，他集三种物理学检测技术于一体，
在细胞处于自然原始的状态下对其进行多参数分析 。该方法也称为体积、电导、激光散射血细胞分析法。
此技术采用在标本中首先加入红细胞溶血剂溶解掉 红细胞，然后加入稳定剂来中和红细胞溶解剂的作用，
使白细胞表面、
胞浆和细胞体积保持稳定 不变。
然后应用鞘流技术将细胞推进到流动细胞计数池
（
Flowcell
）
中，接受仪器
VCS
三种技术的检测。
V
代表体积（
V olume
）测量法，是采用经典的库尔特专利技术，用
低频电流准确分析细胞体积。体积是区 分白细胞亚群的一个重要的参数，它可有效区分体积大小差异显著
的淋巴细胞和单核细胞。
C
代表高频电导性（
Conductivity
），采用高频电磁探针原理测量细胞内部 结构间
的差异，也是该公司的专利技术。

细胞膜对高频电流具有传导性，当电流通过 细胞时，细胞核的化学组份可使电流的传导性产生变化，其变
化量可以反映出细胞内含物的信息。该参数 可用来区分体积相近而内部性质不同的细胞群体，如淋巴细胞
和嗜碱性粒细胞，由于它们的细胞核特性不 同而在传导性参数上有所区别。
S
代表激光散射（
Scatter
）测量技术，
采用氦氖激光源发出的单色激光扫描每个细胞，
收集细胞在
10°
～
70°
角度内出现的散射光
(MALS)
信号。该激光束可穿透细胞，探 测细胞内核分叶状况和胞浆中的颗粒情况，提供有关细胞颗粒性的信息，
可以区分出颗粒特性不同的细胞 群体。例如细胞内颗粒粗的要比颗粒细的散射光更强，因此可以用于区分
粒细胞中的嗜中性、嗜酸性和嗜 碱性三种细胞。

仪器将分析每个细胞在
V
、
C
、
S
三种检测技术 上的测量结果，因为不同类别的细胞会在体积、表面特征、
内部结构等方面呈现明显的不同。将这些特征 性信息被定义到以
VCS
为三维坐标
(
分辨率为
256×
256×
256=16,777,216)
所形成的立体散点图中，这五类细胞可在三维空间中 形成特定的细胞群。通过计
算某群细胞数量占白细胞总数的百分比，即可得到五项白细胞分类结果。仪器 不仅仅做出对正常白细胞的
五项分类结果，给出典型的散点图型，还可以提示许多异常细胞区域的报警。

VCS
技术可通过
DF1
、
DF2
、
DF3
三个散点图 将五种类型白细胞明显区分开。
三个散点图的纵坐标均定义
为细胞体积。
DF1
为细胞体积和激光散射的直方图，
DF2
和
DF3
为细胞体积和高频电导性的直方图，
DF3
为除去粒细胞群体后显示出淋巴细胞后面的嗜碱性粒细胞图像。
VCS
技术是
Beckman
－
Coulter
公司开发
研制的 经典专有方法，到目前为止的各种高档血细胞分析仪均采用该方法对白细胞进行分析。该方法在白
细胞分 析上尚有特殊能力，例如可以测定和分析中性粒细胞的体积、核浆比例、细胞颗粒特性等参数，也
就是将 中性粒细胞的
VCS
三个参数分别给出，用于了解细菌感性疾病与其它疾病的区别。也可对淋 巴细
胞、单核细胞等均作出其细胞群体的三个技术参数值，是比较有前景的研究内容。

仪器在
RBC
、
PLT
、
WBC
计数上依然采用 电阻抗法，血红蛋白仍然采用比色法测定。该公司的五分类法
血细胞分析仪先后推出多种类型，如
MAXM
、
STKS
、
GEN·
S
、
HmX、
LH755
和最新的
LH780
等型号，
在某些机型还具有网织红细胞分析功能和
T
淋巴细胞亚群分析功能。

2
、电阻抗、射频和细胞化学技术
日本
Sysmex
公司系列血液分析仪是在国内应用非常广泛的仪器，从三分类法到五分类 法的各种型号仪器
都有大量用户。其仪器型号种类丰富，功能和测定参数各异，其各种仪器间均有近似的 检测原理，但在结
合特定的功能以达到不同的分析目的方面，其原理和所用试剂又有不完全相同之处。以
XE-2100
型血细胞
分析仪为例说明其在白细胞计数和分类方面的原理和特点。< br>
Sysmex XE-2100
在白细胞分类上采用半导体激光流式细胞技术结合核 酸荧光染色技术进行白细胞计数和
分类。半导体激光照射在通过鞘流技术处理的细

胞 上，可根据每个细胞所产生的三种信号来鉴别细胞类别。前向散射光（
FSC
）信号可反应细胞 体积大小；
侧向散射光（
SSC
）信号可反应细胞的颗粒和细胞核

等内含物的信息；侧向荧光（
SFL
）强度信号则用于分析细胞内脱氧核糖核酸（
DN A
）和核糖核酸（
RNA
）
的含量。

在白细胞分析上主要 采用两个通道进行细胞计数和分类，两个通道均采用激光和鞘流进样的方式测定。
DIFF
通道：

STROMATOLYSER-4DL
试剂中的表面活性剂可以溶 解掉标本中的红细胞和血小板，
并在白
细胞膜上打出小孔；
然后第二种试剂
S TROMATOLYSER-4DS
中的聚次甲基染料通过这个小孔进入白细胞
中，
与细胞核的核酸和细胞器结合，
在经过波长
633nm
的激光照射，
产生的 荧光强度与细胞的核酸含量成
正比。
STROMATOLYSER -4DL
试剂还 具有与嗜酸性颗粒特异性结合的能力，
可根据侧向散射光信号强度，
将嗜酸性粒细胞从中性粒细 胞中分离出来。这样可以将中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞
清楚的分离开。在
DIFF
散射图当中可以得到白细胞的四个分群（
LMNE
）。

WBC/BASO
通道是专用作检测嗜碱性粒细胞的通道，因为嗜碱性粒细胞数量非常少，因 此必须采用特殊
技术处理。
STROMATOLYSER
–
FB
是一种酸性试剂，可将红细胞和血小板形成淡影化，将除嗜碱性粒细
胞以外的白细胞处理成裸核形态，然 后采用前向散射光（
FSC
）信号和侧向散射光（
SSC
）信号使嗜碱性粒< br>细胞从其它细胞中分离出来。前向散射光与细胞体积测定相关，侧向散射光与裸核后的细胞结构复杂性有< br>关。在这个通道中可以获得白细胞总数和嗜碱性粒细胞的数量。

仪器在幼稚粒细胞分析上有特殊的
IMI
通道，在
IMI
检测通 道中主要应用射频（
RF
）技术和直流电阻抗
法（
DC
）。这个测定 通道根据幼稚细胞膜表面比成熟细胞膜表面含有脂质少的现象，在稀释液中加入硫化
氨基酸（
I M
试剂），由于占位不同，结合在幼稚细胞表面的氨基酸较多，对溶血剂有抵抗作用，对幼稚
细胞具有保护作用。当加入溶血剂后成熟细胞易被溶解掉，而幼稚细胞不易被溶解破坏，可通过电阻法检
测出来。射频技术用于测量细胞核的大小和颗粒的多少，而直流电信号可反应出细胞体积的大小。

在有核红细胞计数上通过专门的有核红细胞检测程序和专用通道
-NRBC
通道，在处理标本时加入
STROMATOLYSER
－
NR
专用试剂，它能使成熟红细胞溶解

又可保持有核红细胞的核结构，同时也将白细胞保 持完好。
STROMATOLYSER
－
NR
试剂中的聚次甲基荧
光 染料可渗透进入白细胞膜内，将白细胞和有核红细胞的核染色。通过检测荧光强度得到：白细胞核大荧
光 强度高，有核红细胞核小，荧光强度低，正常红细胞无细胞核和破碎，荧光强度极低。根据荧光强度差
和 前向散射光信号测定的细胞体积差，可将有核红细胞从其他细胞群中区分出来。该仪器在红细胞和血小
板 的计数和分析上仍然沿用了经典的电阻抗方法，
在血红蛋白测定上采用了无剧毒物质的
SLS
溶血剂比色
法。

3
、激光散射和细胞化学染色技术

最早采用该技术的是
Technicon
公司的
H1,H3
型，现在的最新型为西门子公司的
Advia120
型和
2120
型
（
2007
年以前为
Bayer
公司产品）
。
它是一款开发比较早的高等级仪器，
其在白细胞分类上采用了过氧化
酶测定通道和嗜 碱粒细胞测定通道。根据细胞化学染色的特性进行白细胞分类。在红细胞和血小板分析都
采用了双角度激 光法。在仪器的管路、电磁阀门、反应杯上采用了独特设计的集成液流版管路系统，是目
前血细胞分析仪 中所独有和特有的技术。集成液流板实际上是将各种管路和电磁阀门、反应杯等血球计数
仪的常用硬件进 行综合处理，系统化，微小化，透明化和集成化。形成的集成板被放置在仪器的明显部位，
方便观察，并 具一定的美观效果。其另一特点则是细小的管路和反应杯可是标本和试剂用量明显减少。

在白 细胞分类上，该仪器采用两个通道进行，一个为过氧化酶检测通道，另一个为嗜碱细胞检测通道。过
氧化 酶反应（
peroxidase
，
POX
）是血涂片染色的一个常用细胞化学 染色方法，用于鉴别原始细胞与成熟的
粒细胞，鉴别粒细胞与非粒细胞。染色后的细胞内无蓝黑色颗粒出 现为阴性反应，出现细小颗粒或稀疏样
分布的黑色颗粒为弱阳性反应，出现黑色粗大而密集的颗粒为强阳 性反应。过氧化物酶主要存在于粒细胞
系和单核细胞系中，各类白细胞对过氧化物酶的反应是这样的：早 期的原始粒细胞为阴性，早幼粒以后的
各阶段都含有过氧化物酶，并随着细胞的成熟过氧化酶含量逐渐增 强，中性分叶核粒细胞会出现强阳性反
应，嗜酸性粒细胞具有最强的过氧化物酶反应，嗜碱粒细胞不含此 酶呈阴性反应。在单核细胞系统，除早
期原始阶段外，幼稚单核和单核细胞会出现较弱的过氧化物酶反应 。淋巴细胞、幼稚红细胞、巨核细胞等
都为过氧化物酶阴性反应。
Advia 120/2120
血细胞分析仪的过氧化酶（
Perox
）检测通道就是根据这个原 理
设计的，它检测每一个通过流动计数池中的白细胞，经过激光照射所产生的过氧化酶散射光吸收率，来 当
然试剂和辅助试剂均进行了改良。

在
Perox
通道所产生的散 点图，横轴表示在
5°
-15°
激光散射获得的细胞过氧化物酶含量情况，纵轴是低角
度散射光测量的细胞体积大小。在此通道内细胞被分为五类。
1
）过氧化酶最强阳性的 嗜酸性粒细胞；
2
）
过氧化酶强阳性的嗜中性分叶核粒细胞；
3
）体 积较大、过氧化酶弱阳性的单核细胞；
4
）体积较小、过氧
化物酶阴性的淋巴细胞；< br>5)
体积大于淋巴细胞且过氧化物酶阴性的未染色大细胞，此类细胞增加提示幼稚
或原始 的各类细胞可能出现。在嗜碱细胞（
BASO
）通道中采用的检测原理是：专用的嗜碱性粒细胞 试剂
（
BASO
）将除了嗜碱性粒细胞以外的白细胞除去细胞膜，使其裸核化并体积变 小，仅将嗜碱性粒细胞保
持原有状态，体积明显大于其他类的白细胞。在散点图上处于上面区域的为嗜碱 性粒细胞；散点图的横坐
标可表示细胞核结构的复杂性，处于左侧的为单个核的细胞群，包括单核细胞和 淋巴细胞；处于右侧的为
分叶核细胞；中间部位则考虑为杆状核细胞；左下端为单个核的原始细胞区。< br>
该仪器在红细胞、
血小板的测定上也采用了光学检测技术。
通过激光照射扫描 每个通过
Flowcell
的红细胞，
低角度散射光
（
2 °
~3 °
）
用于测量细胞体积；
高角度
(5°
～
15°
)
散射光测量每个红细胞内的血红蛋白浓度
（
CH
）
和血红蛋白含量平均值
CHCM
。这两个值不受红细胞数量和血红蛋白测定的影响。还可根据每 个红细胞内
血红蛋白浓度，计算出红细胞内血红蛋白分布宽度（
HDW
）值。其根据红 细胞在体积大小和单个红细胞内
血红蛋白含量的分析，将红细胞划分为
9
个区域，得 到红细胞体积和色素含量分布的九分图，也是该仪器
在红细胞分析方面独有的特色，根据红细胞分布情况 可初步判断疾病类别。在血小板计数分析上也同样采
用了二维光散射分析法，即可获得血小板体积大小， 可测量
1~60fl
内的各种大小不同的血小板，还可对血
小板内容物含量（
MPC
）进行测定。血红蛋白测定采用连续流动比色法和红细胞散射光直接测定法两种方
法， 有助于高脂血和高胆红素血标本的血红蛋白测定准确性。

4
、双鞘流技术和细胞化学染色法

ABX
是法国生产血液分析仪的著名厂家，其生产的全自动血液分析仪
Pentra 120
型为其高端产品。在白
细胞分类上采用该公司特有的专利技术
-
双鞘流（
D HSS
）分析法。双鞘流是专利技术，而测定本身是通过
电阻抗和光吸收法双重原理。标本首先 在第一鞘流液中经过电阻抗测定分析，得到细胞体积测定结果，然
后通过第二鞘流引导再行光吸收率分析 ，对细胞内容物进行测定，最终将细胞测定信息在散射图相应的位
置表现出来。双鞘流技术的核心部件是 含有红宝石小孔的复杂的鞘流池，在双鞘流系统的上下两端分别加
上恒定电流，是保证电阻法的测量要素 。为了保证被检测的细胞能够正确通过计数孔和鞘流通道，需要利
用外来鞘流来进行矫正，因此通过左侧 鞘流泵注入稀释液形成第一鞘流液，其作用是保护溶液能够直接通
过计数小孔，并且保证其中携带的细胞 处于中心部位，液流不发生偏移和扭曲；溶液通过计数小孔后，再
通过中间鞘流泵注入稀释液形成第二股 鞘流，用以保证吸光度测量。这样的过程被称为双鞘流分析技术。

仪器通过两个通道来完成白 细胞的五项分类。其采用的细胞化学染色技术（
Cytochemistry
）的原理是经典< br>的细胞分类技术，此染色剂中含有溶血素及氯唑黑活体染料（
Chlorazol Black E
）。在仪器的
LMNE
检测
池中，全血样品与染色剂充分混匀，在
35
℃条件下进行孵育，此过程的作用是：①溶解红细胞②对单核细
胞的初级颗粒、嗜酸性粒 细胞和中性粒细胞的特异颗粒进行不同程度的染色，同时对细胞的膜（细胞膜、
核膜、颗粒膜）也进行不 同程度的着色③固定细胞的形态，使其保持自然状态。由于淋巴细胞、单核细胞、
中性粒细胞和嗜酸性粒 细胞对染色剂的着色程度不同、每种细胞特定的细胞核形态和颗粒的结构造成光散
射的强度不同，产生了 特定的吸光率。

染色后的标本被引导进入鞘流池进行双鞘流分析，首先经过
60mm
红宝石小孔进行电阻法分析，用于判断
细胞体积大小，
在
LMNE
散点图上的横坐标即可表示出细胞大小的特性。
然后样本迅速进入直径为
42mm < br>的第二鞘流检测通道进行光吸收率测定，以判断细胞形态和内容物等情况。根据每类细胞在这两个分析参< br>数上所表现出来的特性，形成二维分布的散点图。在此通道内可完成白细胞中淋巴细胞、单核细胞、中性< br>粒细胞和嗜酸细胞群的分类。此通道内在分析的同时还能够检测两群异常白细胞亚群：巨大未成熟细胞（
LIC
）百分比及绝对值，异型淋巴细胞（
ALY
）百分比及绝对值， 同时还可提供多达
82
种提示和报警信
息。

在
LMNE
散点图上，各类白细胞的特点是：①淋巴细胞：典型的淋巴细胞体积较小、形态规则、胞浆内没
有颗粒，其吸光率最低，所以定位在散点图的右下部矩阵中，正常淋巴细胞散点图为正态体积分布。②单
核细胞：典型的单核细胞体积较大、肾状核、胞浆内有初级颗粒（几乎不着色），细胞核大且不分叶，光
散射较少，所以位于吸光率轴的最下端，依据单核细胞的体积，位于体积轴的最右端，而异常单核细胞及
特大单核细胞则可能出现在
LIC
的矩阵中。③中性粒细胞：典型的中性粒细胞具有嗜中性颗 粒及分叶核的
结构，中性颗粒部分着色，同时由于颗粒及核的分叶等形态上的复杂性，而产生光散射。所 以中性粒细胞
群散点图位于中部。核分叶越多的中性粒细胞，吸光性越强，在散点图上的位置向右移。同 时杆状细胞
（
Bands
）
体积与中性粒细胞接近，
但核的复杂程度 低，
吸光率低，
散点图位于中性粒细胞与单核细胞之间。
④嗜酸性粒细胞：由于嗜酸性 粒细胞含有特异性颗粒，与染色液特异性着色，其着色强度最深，位于
Y-
轴
的最上端 ，此方法提高了嗜酸性粒细胞的分类的准确性。⑤巨大未成熟细胞（
Large Immature C ell
）：未成
熟粒细胞因其体积较大，可含有颗粒，光散射强，位于嗜中性粒细胞散点图的右 侧，在
LIC
矩阵图中从左
到右依次排列晚幼粒、中幼粒、早幼粒细胞，另外各种原 始细胞位于单核细胞的右侧区域中。由于此散点
图中可能有大单核细胞，
可引起
LIC
假性计数增加
（
LIC
的计数结果被计算到在嗜中性粒细胞中）
。
LIC
包
括：大单核细 胞、高嗜碱性的单核细胞、巨大中性粒细胞、早幼粒细胞、中幼粒细胞、晚幼粒细胞、原始
细胞。
⑥异型淋巴细胞
(Atypical Lymphs)
：在散点图中位于淋巴细胞与单核细胞 之间的一群细胞，
包括：小
原始粒细胞、大淋巴细胞等。

在
WBC/BASO
检测池中，全血样品与
BasolyseII
（
PH2.4
）溶血剂混合，在
35°
C
恒温下，溶解红细胞，< br>由于嗜碱性粒细胞具有抗酸性，能够保持形态完整，而其他白细胞胞浆溢出，成为裸核状态。细胞通过一< br>个直径为
80mm
的鞘流微孔时，根据电阻抗原理进行测定，以细胞体积大小为横坐标绘制
WBC/BASO < br>直
方图。依据阈值设定区分裸核化的白细胞与嗜碱性粒细胞。在直方图上可以看出在中心界标左侧 的是细胞
体积变小的其它细胞群，界标右侧是体积较大的嗜碱性粒细胞。因嗜碱性粒细胞数量极少，因此 在直方图
上基本见不到明显分布曲线和峰。

红细胞和血小板仍然采用电阻抗原理测定 ，血红蛋白采用比色法。此为在软件系统中采用了浮动界标技术
用于血小板计数及嗜碱细胞计数，直方图 的界标会依据细胞群的变化做出相应的自动调整。血小板计数上
还采用了防返流装置，目的为防止涡流现 象对血小板计数产生影响。在白细胞计数过程中还采用了白细胞
平衡检测原理（
WBC Count Balance
），使得白细胞计数在
WBC/HGB
通道中与
LMNE
双鞘流池计数结果
相联系，如果出现较大差别则可进行报 警提示。最近该厂推出新一代
ABX Pentra DX120
型血细胞分析仪，
其测定原理仍然采用双鞘流技术。采用新技术扩展了散点图分布范围，形成可对血液中未成熟的粒细胞、
单核细胞和淋巴细胞共
20
个参数的分类或提示性报告信息，这对异常血细胞的筛检提供了很大帮助。

5
、多角度偏振光激光散射技术

美国雅培公司（
ABBOTT）推出的血液分析仪，在白细胞分类中采用独特的多角度偏振光散射（
MAPSS
）
技术，其所生产的血细胞计数仪从
CELL-DYN 3000
，
3200
，
3500
，
3700
，
4000
，以及
Sapp hire
（蓝宝石），
在白细胞分类上均采用了
MAPSS
技术。该技术基 本原理是细胞在激光束的照射下，在多个角度都产生散
射光，仪器在四个角度的四个检测器将接收到的相 应的散射光信号，然后经过微处理器分析处理，将各类
细胞安置在散点图上的相应位置，并计算出白细胞 分类结果。

多角度偏振光散射白细胞分类技术（

Multi
—
Angle Polatised Scatter Separation of white cell
，
MAPSS
）其原
理 是一定体积的全血标本用鞘流液按适当比例稀释。其白细胞内部结构近似于自然状态，因嗜碱性粒细胞
颗 粒具有吸湿的特性，所以嗜碱性粒细胞的结构有轻微改变。红细胞内部的渗透压高于鞘液渗透压而发生
改 变，红细胞内的血红蛋白从细胞内游离出来，而鞘液内的水分进入红细胞中，细胞膜的结构仍然完整，
但 此时的红细胞折光指数与鞘液的相同，故红细胞不干扰白细胞检测。在鞘流系统的作用下，样本被集中
为 一个直径
30μm
的小股液流，该液流将稀释的血细胞单个排列，然后通过激光束，激光照射 于细胞上，
在各个方向都有其散射光出现。
0°
为前向角散射（
1°
～
3°
）光，可粗略地测定细胞大小；②
10°
为狭角散射
光（7°
～
11°
），可测细胞结构及其复杂性的相对特征；③
90°
为消偏振光散射（
70°
`
～
110°
），基于颗粒可
以 将垂直角度的偏振激光消偏振的特性，
将嗜酸细胞从中性粒细胞和其它细胞中分离出来。
④90°
垂直光散
射（
70°
～
110°
），主要对细胞 内部颗粒和细胞成分进行测量。这四个角度同时对单个白细胞进行测量和分
析后，
即可将白细胞 划分为嗜酸性粒细胞、
中性粒细胞、
嗜碱性粒细胞、
淋巴细胞和单核细胞
5
种。
ABBOTT
的五分类法定量很有意思，不用传统的体积定量，而是采用数量定 量，每次计数时完成
10000
个细胞测定
即停止。

该类型仪器 除了基本的白细胞五分类外，还提供了其它异常白细胞的信息和报警，提供给检验者参考，以
通过人工显 微镜检查复核这些结果，例如异常

淋巴细胞、原始细胞、未成熟粒细胞、杆状核中性粒细胞。 国内桂林优利特公司生产的
URIT
系列五分类
血细胞分析仪，采用相同的分类技术， 经过多年的发展，在市场上得到了用户的好评，并荣获
2013
年国家
高性能医学诊疗 设备重大专项奖。

6
、激光散射技术

日本光电公司是开发和生产 五分类血细胞分析仪的厂家之一，目前所知仅有两款类型的仪器投入市场，均
采用相同的测定原理，型号 是
MEK-7222K
和
MEK-8222K
。其
WBC
、
RBC
和
PLT
计数原理采用电阻法，
白细胞分类测定采用鞘流 技术和激光散射原理。在鞘流液中白细胞通过管路进入鞘流池内，激光照射白细
胞后发生的各种散射光， 根据血细胞的体积、血细胞的复杂性（有无颗粒、核的构造等）的不同，散射光
的强度和方向有所不同。 激光直进方向和同方向小角度的散射光（表示
Size
）、激光直进方向和同方向大
角 度的散射光（表示
Complexity
）、与激光直进方向相对垂直的方向的散射光（表示< br>Granularity
）为参数
的作为散点图，对淋巴细胞、单核细胞、嗜中性白细胞 、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞进行分类。
Size
表
示血细胞的大小、
Complexity
表示白细胞结构的复杂度、
Granularity
表示白细胞颗粒的程度。采用此原理
可提供了三个散射图，
MAIN
散点图、
NE-EO
散点图和
MO-BA
散点图。
在
MAIN
散点图上
（大图部分）
下面散点表示 淋巴细胞群，右侧为粒细胞群；两个小图，
NE-EO
为中性粒细胞和嗜酸性粒细胞散点图，
MO-BA
为单核细胞和嗜碱性粒细胞细胞散 点图。此外仪器还能给出大的不成熟细胞（
LIC
）提示信息。

7
、迈瑞激光散射和细胞化学染色技术

迈瑞（
MINDRAY）公司是国内最早有能力生产五分类血细胞分析仪的厂家，他们目前生产的五分类血细
胞分析仪、< br>BC-5800
检测速度快：全自动进样
90
个样本
/
小时 ，开放进样
80
个样本
/
小时型自动五分类血
液细胞分析仪，采用半 导体激光散射技术和细胞化学染色技术，配合改良的流式分析装置对白细胞进行精
确的五分类分析。BC-6900
检测速度：最高
125
个标本
/
小时为目 前最高配置，可选择使用静脉血或预稀
释末梢血，均能获得良好的各种细胞计数结果和白细胞五分类结果 。具有血液和体液检测功能，有六个通
道、九种模式。

鞘流技术是所有高档血细胞分 析仪均采用的细胞进样技术，为了达到更高的液流速度压力差和更稳定的液
体流动，该公司独创性地采用 了二次加速鞘流技术，分级实现鞘液的第二次加速，增加了单位时间内细胞
的通过流量，从而能够完成对 预稀释血液进行白细胞五分类分析。

仪器通过两个通道完成白细胞分类测定。在
DIFF
通道中增加了利用了可对嗜酸性 粒细胞进行染色的特殊
试剂。激光散射分析技术是五分类法常用的分析技术，由于细胞的物理特性，当激 光照射到细胞时，会有
不同角度的散射光出现。低角度
(1°
~5°
)
散射光可反映细胞体积大小信息；中高角度
(10°
~20°
)
散射光可反 映
细胞颗粒的复杂性信息。综合这两个角度散射光的信息，结合其他特殊技术来完成白细胞的五分类测定 。
标本在鞘流的带动下进入仪器的检测区域后，激光照射于细胞之上所发射出的低角度和中高角度散射光 信
号可表现出细胞大小和内容物复杂程度（包括细胞内颗粒等）的特性信息，经仪器检测分析，将其分布 在
一个二维空间的散点图中，可区分淋巴细胞、单核细胞、中性粒细胞和嗜酸性粒细胞。而化学染色技术 可
进一步实现对嗜酸性粒细胞的准确判定。

在
WBC/BASO
通道中通过强溶型试剂和特异性染色技术，可保留完整的嗜碱性粒细胞，并对其进行特异
性修饰，同时破 坏其它四类白细胞，使之形成膜包核状态，在激光的照射下同样形成两个角度的散射光，
完整的嗜碱性粒 细胞体积偏大，其他类别白细胞体积变小，通过激光信号的强弱来计数嗜碱性粒细胞并在
该通道中计数白 细胞总数。该方法可以有效排除难溶性红细胞、巨大血小板、血小板聚集及其它非细胞颗
粒等因素对计数 的影响，保证嗜碱性粒细胞及
WBC
总数的精确分类和计数。

第五节核酸荧光染色技术在血液分析仪的最新应用

一、概述

目前 ，五分类血液分析仪已经为许多大中型医院实验室所使用。五分类仪器不同于三分类仪器的主要区别
在于 ：
为了精确定量地检测白细胞的五种成份，各种五分类血液分析仪开始采用多种物理学原理（电阻抗、< br>光散射、高频波技术），甚至设置专用检测通道和化学染色方法检测数目最少的嗜酸、嗜碱性粒细胞。
而高档次的五分类血液分析仪，除了检测正常白细胞五项分类以外，还致力于高灵敏地检测幼稚、 异常成
份。对于外周血中的幼稚成份，过去一般依赖于显微镜镜检。而普通血液分析仪对异常标本报警的 灵敏度
有限，常常造成漏报。或者为了减少这种情况而提
**
性报警率（通过降低仪器 报警的阈值），提高了复片
的比例从而造成假阳性率偏高，失去了过筛的意义。鉴于以上这些问题，
SYSMEX
近年来开始致力于通
过化学染色方法对幼稚成份的标本进行自动 化检测，这相对于一般的阳性报警（即提供一种可能性）要进
步了很多。

对于红细胞 系统，
幼稚成份主要是网织红细胞和有核红细胞检测，
提供定量的参数甚而可以对
RE T
成熟度
作进一步的分类。在白细胞中，幼稚成份根据形态学的不同包括原始细胞、核左移细 胞、幼稚粒细胞、异
常
/
异型淋巴等。能否采用特殊的方法学（如核酸染色方法）高 灵敏度地测得幼稚白细胞的存在，甚至提
供定量的参数，是仪器优劣的标志之一。除了幼稚细胞以外，其 它一些异常标本的检出率和准确性也通过
技术的进步而得到提高。对于巨大血小板、血小板凝集、小红细 胞或细胞碎片等标本，使用传统的电阻抗
原理往往无法准确测的，而新的核酸染色技术结合光学流式原理 则可以较好地解决。因此，可以灵敏、准
确地检测出幼稚的红、白细胞存在（而非提供可能性），并具有 血小板的形态辨识功能，成为血液分析仪
发展的最前沿的功能。

二、核酸荧光染色技术

1.
在白细胞系分析的应用

a.
正常五项分类的分析应用

由于电阻抗原理的局限性，二分群、三分群仪器都无法准确 地检测出淋巴、单核、嗜酸性、嗜碱性、嗜中
性细胞。为了能够从细胞体积大小到内部结构全面分析细胞 并得到准确的白细胞分类结果，各种型号的五