流式细胞仪是集现代物理电子技术、激光技术、光电测量技术、计算机技术以及细胞荧光化学技术、单克隆抗体技术于一体的先进科学技术设备，从功能应用上可分为两大类型：分析型流式细胞仪和分选型流式细胞仪。

分析型流式细胞仪包含有液流、光路、电子三个系统，各种型号的流式细胞仪虽然差别较大，但其基本结构都是相同的。

液流系统是流式细胞仪非常重要的部分，它使细胞悬液和鞘液形成高速流动的单细胞直线层流，并在细胞被激光激发后使液流流到废液桶。上述操作主要由流动室完成。流动室由样品管、鞘液管和喷嘴等组成，常用光学玻璃、石英等透明、稳定的材料制作。设计和制作均很精细，是液流系统的心脏。样品管贮放样品，单个细胞悬液在液流压力作用下从样品管射出;鞘液由鞘液管从四周流向喷孔，包围在样品外周后从喷嘴射出。为了保证液流是稳液，一般限制液流速度υ<10m/s。由于鞘液的作用，被检测细胞被限制在液流的轴线上。流动室上装有压电晶体，受到振荡信号可发生振动。

光路系统用于产生和收集光学信号，主要由发射激光的激光器、引导激光到检测区的透镜和反射镜以及引导产生的光信号到对应光学接收器的滤光片组成。

光路系统始于激光器，激光器是流式细胞仪的必需组成元件之一。不同型号和用途的流式细胞仪配备的激光器差别较大，但是必须至少有1个激光器。激光器的分类方法很多，最常用 的分类方法是根据其发射的激光的波长来分，如488 nm的蓝激光器就能发出488 nm的激光，它是最常用的激光器，所有型号的流式细胞仪一般都配备有此激光器，其他常用的还有635 nm的红激光器、405 nm的紫激光器和355 nm的紫外激光器等。不同的激光器发出的激光照射到细胞后产生的光信号会经过不同的光路系统被不同的通道接收。

目前台式FCM，大多采用氩离子气体激光器。激光是一种相干光源，它能提供单波长、高强度及稳定性高的光照，是细胞微弱荧光快速分析的理想光源。激光束在达到流动室前，先经过透镜将其聚焦，形成几何尺寸约为22 μm x 66 μm，即短轴稍大于细胞直径的光斑，这种椭圆形光斑激光能量分布属正态分布，为保证样品中细胞受到的光照强度一致，须将样本流与激光束正交，且相交于激光能量分布峰值处。

激光照射到样品流中的细胞后会发生散射光，如果细胞上结合有荧光素，而这种荧光素刚好可以被这种波长的激光激发，荧光素就会向四周发射荧光。流式细胞仪采集的光信号就包括散射光信号和荧光信号两种。散射光信号包括正对激光方向接收的前向角散射光（forward scatter，FSC）和与激光方向在同一个水平面并与激光成90°角的侧向角散射光（side scatter，SSC）。荧光素向四周发射荧光，理论上各个方向上接收的荧光信号都应该是相同的，为了仪器设计方便，荧光信号在与激光方向同一水平面并与激光束成90°角方向被接收，与SSC相同。

电子系统主要是将接收到的光信号转化为电子信号，因为此时的电信号很弱，所以电信号先经过放大器放大后再输入计算机。计算机通过特定的软件实时反映收集到的信息，并且控制流式细胞仪的工作，用户也是通过计算机系统操控流式细胞仪，并且分析采集到的信息。每种型号的流式细胞仪都有相应的软件来操控与分析，软件虽然千差万别，但基本内容是相似的，一般操作都比较简单。

流式细胞仪分析细胞都是高速的，目前流式细胞仪一般都能达到每秒上万细胞的分析速度，每个被分析的细胞都能得到几方面的信息，最基本的有FSC值和SSC值，如果同时标记有荧光素偶联抗体，就会再加上几个荧光通道的信息，如样品细胞标记有4种荧光素偶联抗体时，每个细胞就含有6个通道的信息值，1 s如果分析1万个细胞，那么1 s就有6万个信息需要储存和分析，流式细胞仪如何显示如此大量的信息，如何才能既全面又直观地让用户掌握这些信息呢？就是采用流式图的方式显示这些大量的信息。

流式图有直方图、二维散点图、等高线图、密度图、三维图等。

直方图

每一个细胞单参数的测量数据可整理成分布统计，以分布直方图来显示。在图中，横坐标表示荧光信号或散射光信号相对强度的值，其单位是道数，横坐标可以是线性的，也可以是对数的，纵坐标一般是细胞数。

二维散点图

二维散点图用于显示双参数数据，双参数数据的显示是用于表达来自同一个细胞两个参数与细胞数量的关系，常用的表达方法除了二维散点图，还有等高线图和二维密度图。在二维图中，横坐标为某细胞一个参数的数值，而纵坐标为该细胞另一个参数的数值。从双参数图形中可以将各细胞亚群区分开，同时可获得细胞相关的多种重要信息。

等高线图

密度图

三维图

分选型流式细胞仪相比于分析型流式细胞仪多了一个系统，就是分选系统。样品细胞经分析型流式细胞仪分析后最后流到废液桶内，无法再回收，而分选型流式细胞仪能够从样品细胞中分离出目标细胞，回收后可以再培养，即分选后得到的细胞是具有活性的、无菌条件下的细胞，可以进行下一步的功能试验。

分选系统位于可见液流部分，主要是对可见液流的操作。分选型流式细胞仪在喷嘴部位多了一个高速振荡器，在分选过程中使喷嘴高速震荡，带动从喷嘴出来的可见液流高速震荡，从而使可见液流在下段形成互相独立的液滴。

震荡的可见液流上段是连续的液滴，下段是独立的液滴，激光照射点位于上段的连续液滴。当液滴位于激光照射点时，仪器收集该点内细胞的散射光信号和荧光信号，经过后台的电子系统分析该液滴内的细胞是否为目标细胞，然后判断该液滴是否需要被分选。

如果是多路分选，就是一次同时分选多种目标细胞，最多可同时分选4路不同的目标细胞，电子系统也同时判断该液滴在内的目标细胞属于哪一路，当该液滴到达可见液流的当断未断处时，系统根据对该液滴的判断对上段的液流做出施加相应分选液路的电流（如果该液滴内的细胞不是目标细胞，则系统不做处理）。然后，该液滴从上段连续的液流中分离，形成独立的液滴，如果系统刚才给上段液流施加电流，此时形成的独立液滴就会带上相应的电荷。带有相应处理的独立液滴进入到位于可见液流下段的由高压形成的强电场中，有些型号的流式细胞仪的高电压可以达到4000 V，带有电荷的独立液滴就会在强电场中发生偏转，从而进入不同的收集管中，实现分选单个细胞的目的。