CASY细胞分析仪利用血细胞通过微孔时瞬间的电阻变化产生脉冲电流而计数。白细胞、红细胞的稀释标本在一个负压的控制下，分别通过各自的计数微孔，流入各自通道，然后通过两个光电传感器，将细胞信号甄别、放大、计数。
计算机将白细胞体积从30～450fl分为256个通道，每个通道1.64微升，样本中的白细胞依照大小被分别放在不同的通道中，由此，就产生了按照大小，数量绘制得直方图，将各个通道的峰值点用曲线相连产生报告。由三种细胞的直方图，经仪器内存程序可进一步分析的出：平均红细胞体积、红细胞分布宽度、平均血小板体积以及白细胞三分群的结果。
由于CASY细胞分析仪需要对全血进行自动取样和稀释，因此取样量也同样需要精确控制。最初的仪器是需要进行手工取样和稀释的，后来逐渐有了外置式专用取样稀释器。再后来仪器内部设置了内置式负压取样稀释器，根据负压量的大小来吸取血液样品，这对控制负压的精确度要求很高，此外还有微量注射器取样技术，依靠光电管控制血液取样量的技术等。
目前认为采用旋转阀取样技术是比较精确的方法，旋转阀内部有多个按一定体积设计的小孔，当血液进入后，旋转阀从吸入的小孔转向排出的小孔，此时血液不能再进入，而孔内保留的固定量的血液进入仪器的稀释部，然后清洗，再进入下一次循环。目前许多更加先进的血液分析仪均采用陶瓷制的旋转阀来分配血液标本。
最初的仪器清洗靠人工浸泡或使用毛刷清洗，如果测定完一个很高值的标本，则需要用空白液清洗一下，以防止对下一个标本的携带污染。而现在许多仪器在完成一个标本的检测后可自动对计数小孔、管道进行冲洗，还可同时对取样器、稀释器、取样针内外进行全面清洗，减少交叉污染的机会。许多仪器在开机和关机时可自动执行清洗程序或按事先设定的清洗程序进行定时清洗，保证仪器正常工作。
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