CASY細胞分析儀利用血細胞通過微孔時瞬間的電阻變化產生脈沖電流而計數。白細胞、紅細胞的稀釋標本在一個負壓的控制下，分別通過各自的計數微孔，流入各自通道，然后通過兩個光電傳感器，將細胞信號甄別、放大、計數。
計算機將白細胞體積從30～450fl分為256個通道，每個通道1.64微升，樣本中的白細胞依照大小被分別放在不同的通道中，由此，就產生了按照大小，數量繪制得直方圖，將各個通道的峰值點用曲線相連產生報告。由三種細胞的直方圖，經儀器內存程序可進一步分析的出：平均紅細胞體積、紅細胞分布寬度、平均血小板體積以及白細胞三分群的結果。
由于CASY細胞分析儀需要對全血進行自動取樣和稀釋，因此取樣量也同樣需要精確控制。最初的儀器是需要進行手工取樣和稀釋的，后來逐漸有了外置式專用取樣稀釋器。再后來儀器內部設置了內置式負壓取樣稀釋器，根據負壓量的大小來吸取血液樣品，這對控制負壓的精確度要求很高，此外還有微量注射器取樣技術，依靠光電管控制血液取樣量的技術等。
目前認為采用旋轉閥取樣技術是比較精確的方法，旋轉閥內部有多個按一定體積設計的小孔，當血液進入后，旋轉閥從吸入的小孔轉向排出的小孔，此時血液不能再進入，而孔內保留的固定量的血液進入儀器的稀釋部，然后清洗，再進入下一次循環。目前許多更加先進的血液分析儀均采用陶瓷制的旋轉閥來分配血液標本。
最初的儀器清洗靠人工浸泡或使用毛刷清洗，如果測定完一個很高值的標本，則需要用空白液清洗一下，以防止對下一個標本的攜帶污染。而現在許多儀器在完成一個標本的檢測后可自動對計數小孔、管道進行沖洗，還可同時對取樣器、稀釋器、取樣針內外進行全面清洗，減少交叉污染的機會。許多儀器在開機和關機時可自動執行清洗程序或按事先設定的清洗程序進行定時清洗，保證儀器正常工作。
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