测量红细胞的变形性是临床血液流变学的一项重要指标，最常用的测量方法是微孔滤膜筛滤法和激光衍射法。这些方法测出的是大量红细胞的平均结果。但是，在微循环中即使只有2～3%的红细胞变形性很差，也会严重影响红细胞通过毛细血管的流动。早在80年代中期，国际血液学标准化委员会血液流变学专家组“关于血液粘度及红细胞变形性测定的指导意见”中就指出：“这种少数的异常细胞对于体内血液有不成比例的作用，它在体外孔道滤过实验中也可能对结果有决定性的影响。为了研究红细胞变形性的这一方面问题，有必要发展相应的仪器。

单个或少量红细胞的变形性可用微吸管法或单孔过滤法来测量，但是这些方法测量的红细胞数目太少，操作太慢，无法给出足够多的数据供统计分析之用，所以大多局限于实验室从事基础研究之用，无法用于临床检测。为了克服这一缺点，80年代末美国和法国的一些科学工作者发明了“细胞过孔分析仪”（Cell Transit Analyser，简称CTA），它可以在大约1分钟内分析大约2000个红细胞通过膜孔时间的分布。随后这一仪器由法国Montpellierr的ABX公司制成商品，并在90年代初通过改进软件设计得到完善。下面就对这一仪器的工作原理和性能加以介绍。

仪器的工作原理

细胞过孔分析仪的构造如图1所示。滤膜由聚碳酸酌材料制成，含有约30个孔（孔直径D有5.0μm和4.5μm两种，孔长度L介于11μm和21μm之间，尺寸公差都在±0.1μm范围）。红细胞悬浮液很稀薄（压积H=0.04%，即每毫升含5xl0⁴个红细胞），在压差△P作用下通过滤膜。滤膜两侧的电极连接电导测量仪（在100KHz交流电下运行），当细胞通过膜孔时电导值变低，记录下如图2所示的电信号.这些电信号全部由计算机记录，随后算出每一细胞的过孔时间γ，并用直方图形式给出过孔时间的分布和平均过孔时间<γ>（图3）。图2和图3中A组的膜孔较短（L=11μm），红细胞刚刚完全入孔就开始在另一端出孔，所以图2（A）的电信号较狭窄陡峭，而B组的膜孔较长（L=21μm），红细胞入孔后有一段时间完全在孔内，所以图2（B）的电信号较宽阔，而且有一小段平台状。图3（A）和（B）的<γ>值也有差别。由图3还可以看出，γ的分布是非对称的，平均值<γ>偏于时间较短的一侧。

细抱过孔分析仪的优点在于，它不仅能给出大量细胞过孔的平均时间，而且能给出它们过孔时间的分布，这对于分析红细胞中有多大比例变形性不正常是很有用的。此外，这一仪器通过探测电信号的形状能够自动剔除两个或多个膜孔同时有细胞通过时的数据（尽管由于悬浮液很稀薄，这种情形发生的概率已经很小），而且由于白细胞过孔时间多在10ms量级，而红细胞过孔时间多在1～2ms量级，所以即使红细胞悬浮液中含有少量白细胞亦很容易分辨出而不致于影响数据处理精度。这些都是通常的核孔滤膜筛滤法无法做到的。

初步性能试验

Koutsouris等人对他们研制的细胞过孔分析仪的性能进行了广泛的试验，试验都是对成人静脉取血4小时内进行的，试验温度为25℃。由于仪器对悬浮液中含有少量白细胞或血小板能自动进行数据处理，血样无需事先漂洗。

首先令驱动压差△P在2.5至10.5cmH₂O之间变化，测得红细胞过孔平均速度L/<γ>随△P成线性变化，且当△P→0时直线外插基本上通过原点。这说明，在试验参数范围内，红细胞通过膜孔的流动遵从泊肃叶定理。由此推算出平均表观粘度在3.1～3.9cP范围（与孔的几何尺寸无关）。

其次试验不同抗凝剂的影响，发现用两种肝素（Li-H earin和Na-H eparin)抗凝测得的<γ>值无显著差异，而用EDTA抗凝测得的<γ>值则有显著差异（P<0.05）。而且用EDTA抗凝测得的<γ>值散布较大，其变异系数相当于用肝素时变异系数的5倍。所以推荐用肝素抗凝。

再次考察悬浮液pH值和渗透压的影响。试验表明，在生理pH值和生理渗透压下，红细胞过孔时间最短。pH值或渗透压中任一因素偏高或偏低都会使过孔时间变长。

然后，将红细胞置于48℃之下加热，发现当加热时间小于或等于15分钟时，平均过孔时间随加热时间线性增加。当加热时间为15分钟时，平均过孔时间增加约30%，再延长加热时间，则平均过孔时问不再显著变化。

最后，在红细胞悬浮液中加入二硝基酚（DNP）引起红细胞皱缩，发现红细胞过孔速度随DNP浓度增大（由0m M到5m M）而下降，但下降的快慢与驱动压差的大小有关（压差>6.5cmH₂O时为线性关系）。更为有趣的是，DNP对于年轻细胞与年老细袍的影响程度的很大不同。通过高速离心分离可得比较年轻的（顶部）和比较年老的（底部）红细胞，将它们分别悬于含5m MDNP的悬浮液中，在L=21μm，D=4.5μm，△P=8.5cmH₂O的条件下试验，年老细胞的速度比年轻细胞低22%，而未用DNP处理的年老细胞只比年轻细胞慢9%，图4画的是上述经过DNP处理的年轻与年老红细胞按照1：1的比例混合后测得的过孔时间分析。注意，这一分布有两个峰值，分别对应于年轻与年老红细胞这两个亚群（年轻的过孔快）。

新软件所做的改进

1992年，Fisher等人对于软件做了改进。他们把图2中每一个电信号倒置（如图5所示），由此定义了8个参数。其中5个参数的定义示于图5：过孔时间（TT），高度（H），上升时间（RT），下落时间（FT），阈值宽度（TW，阈值取为脉冲高度的55%，相应于细胞体积恰有一半入孔的时刻）。此外还有3个参数：上升速率（RR）和下落速率（FR）分别指上升与下落段导数的最大绝对值，峰谷时间（PTT）指的是定义RR与FR的两点问的时间差。脉冲高度的单位用数字化之后的比特数表示（记作1sb）。

用镰状细胞病（Hbss）患者的红细胞做试验，发现脉冲高度（H）与平均细胞体积（MCV）高度线性相关（图6），尽管这些患者的红细胞变形性并不相同。这可能是因为：对于D=5μm，，L=15μm的膜孔说来，细胞在膜孔内的最大长度主要由细胞体积所决定，而较少受细胞变形性所影响。

为了检验各项参数对于红细咆变形性变化的敏感性，他们用不同浓度的戊二醛处理红细胞从而使红细胞硬化。如图7所示，最敏感的参数是RT，最不敏感的是FT。当戊二醛浓度为0.005%时，FT、PTT和TT依次比未加戊二醛时增大145%，125%和68%。由图7还看到，RT总是比FT大，而且随着红细胞硬化，二者的比值进一步加大（从未加戊二醛时的1.39增加到戊二醛浓度0.005%时的2.69）。从图8可知，RT/FT和RT/TT也随渗透压增大而单调上升（例如当渗透压由175mOsm/kg增加到500mOsm/kg时，RT/TT由23%增到55%）。这说明RT对于细胞形状和内粘度的变化也是非常敏感的。

RT应该包含细胞逼近膜孔、发生变形以进入孔口的时间，而FT应该反映细胞出孔口的时间，由于细胞出孔时不像入孔时变形那么费时间，所以FT理应小于RT。但用不变形的乳胶小球做试验，发现RT也比FT大30%，这可能是由于小球入孔时要带动周围流体获得动量的缘故。正常红细胞的RT/FT约为1.60，也就是说，RT比FT大的60%中有30%是由于红细胞入孔变形所需的时间。

结束语

细胞过孔分析仪不仅能更细致地研究红细胞的变形性，而且也已用于研究白细胞的变形性。邵金雨等根据白细胞过孔时间的分布提出了一个新的理论模型，首次考虑了白细胞的个体差异，所算出的白细胞过滤曲线与实验观测完全一致。

细胞过孔分析仪优于一般的核孔滤膜筛滤法，因为它不仅能给出大量红细胞的平均特性，还能给出其中变形性差的细胞所占的比例。细胞过孔时间分析仪也优于微吸管法，因为它给出的不是个别细胞的个体性质而是大量细胞的统计分布。它具有方便、迅速、准确的优点，对于临床应用有着广阔的前途。作者希望本文能引起国内同行的注意，把这一新技术移植到我国，并结合国情进一步加以改进，推动我国血液流变学的发展。