单分子光电管照亮四十纳米微尘：颜晓梅与纳米流式细胞仪（Nano-FCM）
2014 年 5月20日 · 超窄微米级内径石英毛细管流动室（Flow Cell < 100 μm）与窄带低噪声单光子雪崩探测器（SPAD）
你知道吗？
传统流式在微米的喧嚣中检票，它却在几十微米的微缩管道深处屏住呼吸；当单个光子雪崩探测器在静默中亮起，四十纳米的微小病毒与外泌体终于有了自己的户口簿。
自20世纪60年代富尔维勒（Fulwyler）发明流式细胞术以来，它一直统治着细胞生物学，但其检测极限几乎被死死钉在 200 到 500 纳米的铁壁上。面对直径只有 30 到 150 纳米的外泌体胞外囊泡、单个病毒衣壳或纳米药物颗粒，传统流式仪巨大的鞘液流动池产生的宏观背景散射光，宛如白昼阳光完全淹没了纳米颗粒微弱的瑞利散射光子，使其在仪器直方图上彻底隐形。
厦门大学的分析化学家颜晓梅团队历经十余年攻关，彻底打破了这一桎梏，打造出国产分析仪器的传奇标杆——纳米流式细胞仪（Nano-FCM）。颜晓梅团队将石英毛细管流动室的内径极限压缩，配合流体力学精细控制将样品鞘流束收紧至仅有数微米直径；聚焦激光光斑也被极致压窄，使得每次穿过光斑的探测体积缩小了几个数量级，背景杂散散射光暴跌上万倍！
在探测端，他们彻底抛弃了传统的模拟放大光电倍增管，全面换装具备极高量子效率的单光子雪崩二极管（SPAD）。哪怕一颗直径仅 40 纳米的单颗粒外泌体穿过微米光束、只引发了微弱的数十个侧向散射光子，SPAD 也能以离散电脉冲的方式精确捕获记录。