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血球计数仪发明历史你知道多少?
来自 : 发布时间:2016-04-14

血细胞分析仪亦称血球计数仪,说到血细胞自动化分析,就不得不提到“库尔特原理”,这是由WALLACE H. COULTER先生在1940年代创立的用电阻法检测悬液中颗粒数量和大小的方法。

  • 中文名

  • 血球计数仪

  • 别称

  • 血球计数仪

  • 成立时间

  • 1940年

  • 提出者

  • WALLACE H. COULTER

目录
  1. 1库尔特

  2. 2发明历史

  3. 3原理

  4. 4特性

  5. 5实现

血球计数仪库尔特

库尔特先生1913年出生在美国阿肯色州,距小石城不远。由于对电子和电工技术的爱好,他从密苏里转学到佐治亚理工学院,二年后由于30年代的美国大萧条,无法再继续完成学业。1935年他加入了美国通用电气的X射线诊断部门General Electric X-Ray,在芝加哥工作,由于工作上的便利,他在这时候频繁地接触到医学实验室方面的工作。在二次世界大战前,他抓住了机会到远东工作。此后的二年中,他先后到过马尼拉、上海和新加坡。尤其是在上海工作阶段,库尔特先生对于中国文化有了浓厚的兴趣,特别是对中国玉器收藏方面,这个爱好贯穿了他的一生。当日本军国主义势力发动对上海的进攻前,库尔特不得不选择搭乘一只开往印度的小邮轮,冒着日军的轰炸逃离上海,辗转南亚、非洲、南美,一年后才回到美国。

战后,库尔特为多家电子电气公司工作,他后来为美国海军研究所工作,具体的项目是尝试改善舰船用的油漆,使油漆中的颗粒大小能够标准化,能更好地附着在船体外壳上。在一个寒冷的冬天,他实验室内的油漆冻结了,这时他想到用点什么东西代替油漆进行研究,而不是溶化油漆。他想到了血液,并从自己的身体抽取一些血液样品,配合针头、玻璃纸。用电阴法去计数悬浮在液体中微粒大小的库尔特原理就这样被发现了。

血球计数仪发明历史

回想起他以前在医学实验室里遇见的情形,化验员们在实验台上繁忙地用显微镜来计数血细胞,库尔特原理就被应用于第一个实验,即血细胞计数仪,或者称血球仪。(Coulter ® Counter)

这个“简单”的仪器装置,增加了血球计数中的取样量,比手工镜检的办法,多计100倍的细胞,从而使计数的结果更具有代表性。血细胞计数这个传统上用显微镜人工镜检的繁重的实验室工作,现在被一个能在15秒中完成一次计数的机器所代替,并减少了许多可能存在的人为计数误差。

1949年库尔特顺利地提交了发明专利,并在1953年获得了此项专利,同年,二台细胞计数仪原型机被制造出来,并送交美国国立健康研究所(NIH)进行评估。随即,NIH发表了二篇非常关键的学术论文,明确了血细胞分析仪在临床实验室中应用的优势,库尔特也在美国全美电工大会上发表了他一生中唯一的技术论文。《高速自动化细胞计数仪和细胞大小分析仪》(“High Speed Automatic Blood Cell Counter and Cell Size Analyzer”)

库尔特原理,不光在医学检验领域获得了巨大的成功,库尔特原理也在对材料有颗粒度要求的各个工业领域有着深远的影响,象食品、制药、化工等,NASA同样也用库尔特原理来检测其火箭燃料的纯度。


原理



血细胞是电的不良导体,将血细胞置于电解液中,由于细胞很小,一般不会影响电解液的导

库尔特原理示意图库尔特原理示意图

通程度。但是如果构成电路的某一小段电解液截面很小,其尺度可与细胞直径相比拟,那么当有细胞浮游到此时,将明显增大整段电解液的等效电阻。如果该电解液外接恒流源(不论负载阻值如何改变,均提供恒定不变的电流),则此时电解液中两极间的电压是增大的,产生的电压脉冲信号与血细胞的电阻率成正比。如果控制定量溶有血细胞的电解溶液,使其从小截面通过,也即使血细胞顺序通过小截面,则可得到一连串脉冲,对这些脉冲计数,就可求得血细胞数量。由于各种血细胞直径不同,所以其电阻率也不同,所测得的脉冲幅度也不同,根据这一特点就可以对各种血细胞进行分类计数。这就是变阻脉冲法原理。


特性



总原理图总原理图

变阻法计数在大多数细胞计数器中是利用小孔管换能器装置实现的。

在仪器的取样杯内装有一根吸样管,吸样管下部开有一个小孔(宝石制作),因此也叫做小孔管。小孔管内外各置一只铂金电极,两电极间施加一个恒定的电流。测试时,先将待测血液用洁净的电解液充分稀释,使血细胞在电解液中成为游散状态,然后在小孔管上端施以负压,在负压的抽吸下,混有血细胞的电解液便被均匀地抽进小孔管。当血细胞通过小孔时,排开了等体积的电解液,使电解液的等效电阻瞬间变大,这个变大的电阻在恒流源的作用下引起一个等比例增大的电压。当细胞离开小孔附近后,电解液的等效阻值又恢复正常,直到下一个细胞到达小孔。这样血细胞连续地通过小孔,就在电极两端产生一连串电压脉冲。脉冲的个数与通过小孔的细胞个数相当,脉冲的幅度与细胞体积成正比。


实现



在分析换能原理时,总是理想地让细胞一个个地通过宝石微孔。但是红、白细胞的直径一般是7-10μm,大者也只有20μm左右,而宝石微孔的孔径却为100μm。实际上会存在两个、三个甚至更多细胞,一同或前后尾随进入小孔“敏感区”的可能性,虽然这种情况产生的脉冲幅度比单个细胞要高,但它只能产生一个信号脉冲,使计数有所丢失。这种现象称为重合损失。为了弥补这种损失,电路中设有重合校正电路或用软件校正。重合损失通常都是按泊桑(Poisson)分布规律加以校正的,校正规律是:计数值在8000以下时不校正。计数值在8000-38000时,每计数1000个含补充的100个数。即在这个范围内,计数电路每计900个便向千位进1。在38000以上时,每计数1000含补充的200个。即在38000以上,计数器每计数800个向千位进l。经重合校正后,计数结果接近实际值。


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发布于 : 2016-04-14 阅读(104)