Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

10 Flusszytometrie 217
Computer erlaubten eine Erhöhung des Durchsatzes an Probenmaterial und
gleichzeitig eine Miniaturisierung der Geräte. So bieten die relevanten Firmen
heute Geräte vom vollautomatischen Kompaktgerät, das für die Analyse
bestimmter Fluorochrome und Antikörper im immunologischen Routinelabor
optimiert ist, bis hin zum flexiblen Multilaser-Multiparameter-Hochleistungssorter
für jede Art der biologischen und klinischen Forschung. Der Nutzer
kann aus einem breiten Spektrum von Analysatoren und Sortern die für
seine Applikation optimierte Version auswählen. Umfangreiche Software erlaubt
es, auch große Datenmengen hinsichtlich einer Vielzahl von Parametern
zu analysieren und dem Nutzer graphisch, quantitativ darzustellen. Für die
Diagnostik optimierte Systeme liefern dem Mediziner alle Daten in einer für
eine schnelle Diagnose bestmöglichen Darstellung.
10.2 Allgemeiner Aufbau und Prinzip
eines Flusszytometers
Der allgemeine Aufbau und der Ablauf einer Messung lässt sich anhand von
Abb. 10.1 beschreiben: Die Zellen oder subzelluläre Partikel, z.B. Zellkerne,
Organellen, Chromosomen etc., müssen zunächst aus ihrem jeweiligen Verband
isoliert und in Suspension gebracht werden. Hierin muss auch eine
eventuelle Fluoreszenzfärbung, entweder direkt mit geeigneten spezifischen
Fluorochromen oder indirekt über Fluorochromantikörperkomplexe erfolgen.
Anschließend wird die Probensuspension vom System angesaugt und/oder
durch ein entsprechendes Drucksystem in den laminaren Strom der meist
elektrisch leitenden Hüllstromflüssigkeit (z.B. NaCl-Lösung oder PBS) eines
Düsensystems (Flusszelle) injiziert. Die Flusszelle ist so gebaut, dass der
Hüllstrom den Probenstrom hydrodynamisch auf einen Durchmesser in der
Größenordnung von typisch 10 µm fokussiert, sodass die Partikel einzeln nacheinander
den Analysepunkt durchqueren. Der fokussierte Flüssigkeitsstrom
durchquert den Analysepunkt entweder in einer rechteckigen Quarzküvette
oder, nach Verlassen der Flusszelle durch eine Düse, als freier Flüssigkeitsstrahl
( Jet-in-Air“). Die Quarzküvette hat typischerweise eine Kantenlänge
”
von 200–250 µm und wird meist in den reinen Analysegeräten eingesetzt. Sie
erlaubt auch geringere Flussgeschwindigkeiten von 1–2 m/s. Dagegen werden
für Tröpfchensorter meist keine Küvettensysteme eingesetzt (Ausnahme: die
früher von Ortho Diagnostics produzierten Geräte).
” Jet-in-Air“-Systeme arbeiten mit Flussgeschwindigkeiten von typisch
10 m/s. Der Jet wird durch eine Düse am Auslass der Flusszelle (meist durch
einen Uhr-Lagerstein hergestellt) auf 50–150 µm Durchmesser fokussiert. Zur
Herstellung der Tröpfchen wird die Flusszelle durch einen Piezokristall in
Schwingungen in Richtung des Flüssigkeitsstrahl versetzt. Bei fester Flussgeschwindigkeit
und gegebener Piezofrequenz von typischerweise 30–40 kHz
reißt der Flüssigkeitsstrahl an einer definierten Stelle ca. 5 mm unterhalb des
Analysepunkts tropfenweise ab.