自動(dòng)生化分析技術(shù)和相關(guān)儀器

1、第十五章第十五章 自動(dòng)生化分析技自動(dòng)生化分析技術(shù)和相關(guān)儀器術(shù)和相關(guān)儀器 自動(dòng)生化分析儀，就是把生化分析中的取樣、加試劑、去干擾、混合、恒溫、反應(yīng)、檢測(cè)、結(jié)果處理以及清洗等過(guò)程中的部分或全部步驟進(jìn)行自動(dòng)化操作的儀器。自動(dòng)生化儀的發(fā)展趨勢(shì)：是隨意連續(xù)高速度，組合化，超微量化，智能化和尖端化。自動(dòng)生化儀的發(fā)展史:自動(dòng)生化儀的共同特點(diǎn):Q：何謂自動(dòng)生化分析儀？自動(dòng)生化分析儀的發(fā)展方向如何？第二節(jié)自動(dòng)生化自動(dòng)分析儀的分類(lèi)第二節(jié)自動(dòng)生化自動(dòng)分析儀的分類(lèi) 根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)原理不同：分為連續(xù)流動(dòng)式（管道式）、分立式、離心式和干片式四類(lèi)。根據(jù)自動(dòng)化程度的高低：分為全自動(dòng)和半自動(dòng)。根據(jù)同時(shí)可測(cè)項(xiàng)目數(shù)量：分為單通道和

2、多通道。根據(jù)反應(yīng)載體的不同：分為普通液體型和干式生化分析儀。根據(jù)選擇方式：分為隨機(jī)任選式（多通道分析儀）和固定項(xiàng)目式。生化分析儀的分類(lèi)原則有哪些？根據(jù)結(jié)構(gòu)原理分類(lèi)，全自動(dòng)生化分析儀有哪幾種類(lèi)型？ 全自動(dòng)生化分析儀是從加樣開(kāi)始到結(jié)果打印完全由儀器自動(dòng)完成的自動(dòng)化儀器。 儀器功能全、靈活性大、易于操作、主觀誤差小、準(zhǔn)確度、精密度和分析效率高。 一、全自動(dòng)生化分析儀 它們大多采用吸光度法，也有熒光光度法、光散射法、濁度測(cè)定法和離子選擇性電極法。 應(yīng)用于常規(guī)生化、特種蛋白和藥物監(jiān)測(cè)等，既能用于終點(diǎn)法測(cè)定，又可用于各種動(dòng)態(tài)法測(cè)定。 主要的功能有隨機(jī)安排程序、急診優(yōu)先；可選擇不同的組合分析，根據(jù)需要選擇打

3、印方式，有強(qiáng)大的貯存記憶功能，自檢和自動(dòng)報(bào)警功能；以及多種統(tǒng)計(jì)學(xué)處理功能。 連續(xù)流動(dòng)式分析儀的特點(diǎn)是測(cè)定項(xiàng)目相同的各待測(cè)樣品與試劑混合后的化學(xué)反應(yīng)，是在同一管道中經(jīng)流動(dòng)過(guò)程完成的。這類(lèi)儀器一般可分為空氣分段系統(tǒng)和非分段系統(tǒng)。 （一）連續(xù)流動(dòng)式分析儀 離心式分析儀的全部檢驗(yàn)過(guò)程是在一個(gè)類(lèi)似離心機(jī)轉(zhuǎn)頭樣的圓盤(pán)上完成的，離心式分析儀由加樣部和分析部?jī)蓚€(gè)部分組成。（二）離心式分析儀 加樣部分包括樣品盤(pán)、試劑盤(pán)、吸樣臂（或管）、試劑臂和電子控制部分等。分析部分，除安裝轉(zhuǎn)頭的離心機(jī)外，還有溫控和光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，并有微機(jī)信息處理和顯示系統(tǒng)。 工作原理是將樣品和試劑分別置于轉(zhuǎn)頭內(nèi)，當(dāng)離心機(jī)開(kāi)動(dòng)后，受離心力的作用

4、，試劑和樣品相互混合發(fā)生反應(yīng)，最后流入圓盤(pán)外圈的比色槽內(nèi)，通過(guò)比色計(jì)檢測(cè)。 所謂分立式，是指按手工操作的方式編排程序，并以有節(jié)奏的機(jī)械操作代替手工，各環(huán)節(jié)用轉(zhuǎn)送帶連接起來(lái)，按順序依次操作。（三）分立式自動(dòng)生化分析儀（四）干化學(xué)自動(dòng)生化分析儀 干化學(xué)自動(dòng)生化分析儀采用的是干化學(xué)方法，就是將原來(lái)發(fā)生在液相反應(yīng)物中的反應(yīng)，轉(zhuǎn)移到一個(gè)固相載體上被檢測(cè)。（五）附加式和組合式自動(dòng)生化分析儀 附加式自動(dòng)生化分析儀就是將幾個(gè)具有不同功能的生化儀融合在一臺(tái)儀器中，可同時(shí)完成血?dú)?、電解質(zhì)、酶學(xué)、生化分析等。采用“同步分析”原理的自動(dòng)化分析儀是下列哪種？A.流動(dòng)式 B.分立式 C.離心式 D.干片式E.袋式答案：C

5、二、半自動(dòng)生化分析儀 半自動(dòng)生化分析儀指在分析過(guò)程中的部分操作（如加樣、加試劑、混勻、結(jié)果記錄等步驟）由手工完成，而吸入反應(yīng)液、保溫、比色測(cè)定、吸光度監(jiān)測(cè)、結(jié)果的計(jì)算、打印等功能由儀器自動(dòng)完成。第一節(jié)基本結(jié)構(gòu)和原理第一節(jié)基本結(jié)構(gòu)和原理 自動(dòng)生化分析儀由分析部分和操作部分構(gòu)成。分析部分由檢測(cè)系統(tǒng)、樣品和試劑處理系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)和清洗系統(tǒng)等組成，負(fù)責(zé)樣品的分析。操作部分就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，貯存所有的系統(tǒng)軟件，控制儀器的運(yùn)行和操作以及進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。一、檢測(cè)系統(tǒng)一、檢測(cè)系統(tǒng) 檢測(cè)系統(tǒng)由光學(xué)系統(tǒng)和信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)組成，是分析部分的核心，它的功能是將化學(xué)反應(yīng)的光學(xué)變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。（一）光學(xué)系統(tǒng) 光學(xué)系統(tǒng)由光

6、源、光路系統(tǒng)、分光器等組成。它們的作用是提供足夠強(qiáng)度的光束、單色光及比色的光路。1、光源：自動(dòng)生化儀的光源一般采用鹵素?zé)?。壽命?00小時(shí)左右，提供波長(zhǎng)范圍為340nm800nm的光源。2、光路系統(tǒng)：光路系統(tǒng)包括從發(fā)出光源到信號(hào)接收的全部路徑，由一組透鏡、聚光鏡、光徑（比色杯）和分光元件等組成。有直射式光路、集束式光路、前分光和后分光之分。光源 分光元件 樣品 檢測(cè)器光源 樣品 分光元件 檢測(cè)器前分光與后分光的主要區(qū)別在于前分光先分出多個(gè)單色光，再照射到比色杯窗口，其他原理基本一樣。后分光可連續(xù)不斷檢測(cè)不同波長(zhǎng)的反應(yīng)，前分光不能進(jìn)行不同波長(zhǎng)項(xiàng)目的不間斷檢測(cè)，通常只能單項(xiàng)一次測(cè)完后，再測(cè)第二項(xiàng)。

7、目前全自動(dòng)生化分析儀多采用后分光。自動(dòng)生化分析儀的光路系統(tǒng)根據(jù)分光的先后可分為哪幾種方式，各有何特點(diǎn)？直射式光路：由于通過(guò)比色杯的光束較寬，難于減少所測(cè)試反應(yīng)液的體積。集束式光路：是通過(guò)一個(gè)透鏡使光束變窄，可檢測(cè)低于180l的反應(yīng)液，使生化分析儀的超微量檢測(cè)成為可能。近來(lái)又出現(xiàn)了點(diǎn)光源技術(shù)，它的光束更小，照射到樣品杯時(shí)僅為一個(gè)點(diǎn)，可使反應(yīng)液的量降至120l。3 、分光元件：分光元件有濾光片、全息反射式光柵和蝕刻式凹面光柵三種形式，均為紫外可見(jiàn)光。4、比色杯：比色是通過(guò)一定的厚度的比色杯進(jìn)行的，比色杯的厚度即為光徑。比色杯的厚度有1cm、 0.6cm 、 0.5cm三種。光徑小的可以節(jié)省試劑，減

8、少樣品用量，是目前的流行式。流動(dòng)比色杯：吸液器將試管內(nèi)的有色溶液吸入固定的比色杯，進(jìn)行比色后再吸出，此為單通道比色方式。也稱(chēng)流動(dòng)比色池。半自動(dòng)生化分析儀和單通道的全自動(dòng)生化分析儀都采用流動(dòng)比色方式。反應(yīng)杯兼作為比色杯：反應(yīng)杯以不同形式逐個(gè)連接在一起，形成一個(gè)盤(pán)結(jié)構(gòu)，按指定順序通過(guò)光路，進(jìn)行連續(xù)比色，是多通道全自動(dòng)生化分析儀的比色系統(tǒng)。（二）信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)（二）信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)功能：接收由光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的光信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后放大，再把它們傳送至數(shù)據(jù)處理單元。二、樣品、試劑處理系統(tǒng)二、樣品、試劑處理系統(tǒng) 該系統(tǒng)包括放置樣品和試劑的場(chǎng)所、識(shí)別裝置、機(jī)械臂和加液器。功能是模仿人工操作，識(shí)別樣品和試劑，并

9、把它們加入到反應(yīng)器中。（一）樣品架（盤(pán)）和試劑盤(pán)樣品架是放置樣品管的試管架。樣品盤(pán)是圓形的，可以放置樣品管或樣品杯，通過(guò)圓周的機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳送樣品。試劑盤(pán)用于放置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所用的試劑，為圓形。（二）識(shí)別裝置 識(shí)別樣品和試劑的一種方法是根據(jù)樣品的編號(hào)及在樣品架或盤(pán)上所處位置來(lái)識(shí)別，另一種則是條碼識(shí)別裝置。條碼識(shí)讀器通過(guò)條形碼對(duì)樣品和試劑進(jìn)行識(shí)別。（三）機(jī)械臂機(jī)械臂的功能是控制加液器的移動(dòng)，根據(jù)儀器的指令攜帶加液器運(yùn)動(dòng)至指定位置。自動(dòng)生化分析儀可有24個(gè)機(jī)械臂，它們是樣品臂和試劑臂等。（四）加液器加液器由吸量注射器和加樣針組成。1、吸量注射器：用特殊的硬質(zhì)玻璃制成，包括閥門(mén)注射器和閥門(mén)。2、探針和加樣針

10、：探針包括樣品探針和試劑探針，設(shè)置在加樣針上，組成一體化探針。早期分立式生化分析儀的加液器由采樣器和加第一試劑的加液器組合而成，也稱(chēng)稀釋器。現(xiàn)代的加液器都是采用各自的管路和加樣針進(jìn)行樣品和試劑的添加，加上特殊的沖洗技術(shù)，減少了交叉污染。目前較為先進(jìn)的定量吸取技術(shù)是采用脈沖數(shù)字步進(jìn)電機(jī)定位，定位準(zhǔn)確，故障率低。（五）攪拌器攪拌器由電機(jī)和攪拌針組成。電機(jī)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)攪拌針轉(zhuǎn)動(dòng)，速度可達(dá)數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，使反應(yīng)液被充分混勻。三、反應(yīng)系統(tǒng)三、反應(yīng)系統(tǒng)反應(yīng)系統(tǒng)由反應(yīng)盤(pán)和恒溫箱兩部分組成。（一）反應(yīng)盤(pán)：反應(yīng)盤(pán)是生化反應(yīng)的場(chǎng)所，全部的反應(yīng)杯位于其中，目前的全自動(dòng)生化分析儀都用反應(yīng)杯兼作比色杯，置于恒溫箱中。（二）恒

11、溫系統(tǒng)：其保持恒溫的方式有干式恒溫、水浴循環(huán)加熱式、恒溫液循環(huán)間接加熱式三種。清洗系統(tǒng)一般由吸液針、吐液針和擦拭塊組成，可有五至九段清洗，段就是沖洗的步驟。四、清洗系統(tǒng)四、清洗系統(tǒng)清洗的工作流程為：吸出反應(yīng)液 吐入清洗劑 吸干 吐入去離子水 吸干 擦干。 五、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)五、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的功能主要包括結(jié)果計(jì)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和輸出等，這些都由機(jī)內(nèi)或外接單獨(dú)的計(jì)算機(jī)來(lái)完成。自動(dòng)生化分析儀的基本結(jié)構(gòu)有哪幾種主要部分？各有何功能？第三節(jié)自動(dòng)生化自動(dòng)分析儀的性能及評(píng)價(jià)第三節(jié)自動(dòng)生化自動(dòng)分析儀的性能及評(píng)價(jià)（一）自動(dòng)化程度（一）自動(dòng)化程度 自動(dòng)化程度指在人發(fā)出指令后，能夠由儀器自己獨(dú)立完成工作的程度

12、。除此之外，自動(dòng)化程度還包括單位時(shí)間可處理標(biāo)本的能力、可同步分析的項(xiàng)目數(shù)及儀器所使用微機(jī)處理功能的大小等等。一、自動(dòng)生化分析儀的性一、自動(dòng)生化分析儀的性能能（二）分析效率（二）分析效率 分析效率是指在測(cè)定方法相同的情況下分析儀的分析速度。顯然，分析速度決定于一次測(cè)定中可測(cè)樣品多少和可測(cè)項(xiàng)目的多少。全自動(dòng)生化分析儀的分析速度一般表示為“test/h”（三）精度和準(zhǔn)確度（三）精度和準(zhǔn)確度 自動(dòng)生化分析儀測(cè)定的精度和準(zhǔn)確度是儀器的重要性能指標(biāo)，取決于儀器各部件（加液、溫控、波長(zhǎng)、記時(shí)等）的加工精確度及其精確的工作狀態(tài)。 （四）應(yīng)用范圍及功能（四）應(yīng)用范圍及功能 儀器的應(yīng)用范圍指所能進(jìn)行的分析方法以及

13、可測(cè)定項(xiàng)目的種類(lèi)，這是儀器的綜合性指標(biāo)，與儀器的設(shè)計(jì)原理及結(jié)構(gòu)有關(guān)。（五）其它性能（五）其它性能 儀器的取液量、最小反應(yīng)液體積、反應(yīng)時(shí)間、可測(cè)吸光度范圍也是評(píng)價(jià)儀器的指標(biāo)。自動(dòng)生化分析儀的主要性能和技術(shù)指標(biāo)是什么？（一）精密度評(píng)價(jià)（一）精密度評(píng)價(jià) 1、批內(nèi)重復(fù)性：就是對(duì)樣品的某一個(gè)或幾個(gè)項(xiàng)目各重復(fù)測(cè)定20次，它的CV值即不精密度，然后與廠家的該項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行比較。 二、自動(dòng)生化分析儀的評(píng)價(jià)二、自動(dòng)生化分析儀的評(píng)價(jià)2、總精密度：選擇某一常用的臨床項(xiàng)目的兩個(gè)濃度（有醫(yī)學(xué)決定水平的正常和異常值），每天做室內(nèi)質(zhì)量控制。然后計(jì)算總精密度。（二）互染率（二）互染率方法：先用低濃度的連續(xù)比色三次（L1，L2

14、，L3），然后用高濃度的比色三次（H1，H2，H3），再用低濃度的連續(xù)比色三次（L4，L5，L6）。計(jì)算公式：（H3H1）/H3 100互染率（高濃度對(duì)低濃度）（L4L6）/L6 100互染率（低濃度對(duì)高濃度） 互染率越小越好，應(yīng)小于廠商估計(jì)的互染率。目前自動(dòng)生化分析儀的互染率一般都小于1，有些近乎于0。（三）波長(zhǎng)校正（三）波長(zhǎng)校正線性檢查：是用系列標(biāo)準(zhǔn)溶液在最大吸收處讀取吸光度，然后繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線或用回歸法計(jì)算線性相關(guān)。準(zhǔn)確性檢查：檢查的方法有兩種。（四）相關(guān)性（四）相關(guān)性相同項(xiàng)目用不同儀器測(cè)定結(jié)果必然存在差別，為了取得一致的結(jié)果，擁有兩臺(tái)儀器以上的實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)該進(jìn)行兩臺(tái)儀器之間的校正。方法是相

15、同的試驗(yàn)項(xiàng)目在不同的儀器上測(cè)定，然后用線性回歸進(jìn)行比較和校正。自動(dòng)生化分析儀的評(píng)價(jià)主要通過(guò)哪幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)？第四節(jié)自動(dòng)生化自動(dòng)分析儀的使用第四節(jié)自動(dòng)生化自動(dòng)分析儀的使用 要點(diǎn)及方法要點(diǎn)及方法（一）工作環(huán)境生化分析儀對(duì)電壓、電流、溫度、濕度及水的電導(dǎo)率均有要求。（二）生化分析儀的安裝半自動(dòng)生化分析儀的安裝與分光光度計(jì)相似，全自動(dòng)生化分析儀的安裝需專(zhuān)業(yè)工程師。一、生化分析儀使用的基本常識(shí)一、生化分析儀使用的基本常識(shí)（三）儀器的操作操作和注意事項(xiàng)應(yīng)嚴(yán)格按照儀器的說(shuō)明書(shū)建立操作規(guī)程，然后以此為依據(jù)進(jìn)行操作。（四）儀器的維護(hù)保養(yǎng)各種自動(dòng)生化分析儀的維護(hù)保養(yǎng)都有一定的程序：每日、每周、每月、三個(gè)月、半年

16、等。主要的內(nèi)容就是清洗和易損部件的更換，以及一些性能的檢查，如反應(yīng)杯（比色杯）的清洗或更換，燈泡的光量檢查或更換等。（五）建立配套的分析系統(tǒng)分析系統(tǒng)是把方法、儀器、試劑和校準(zhǔn)物（標(biāo)準(zhǔn)物）相配套，組成一個(gè)分析系統(tǒng)。（一）樣品與試劑的比例（一）樣品與試劑的比例1、按試劑說(shuō)明書(shū)比例設(shè)定。2、結(jié)合儀器特性進(jìn)行設(shè)置。二、生化分析儀的參數(shù)設(shè)置二、生化分析儀的參數(shù)設(shè)置（二）測(cè)定方法（二）測(cè)定方法 1、一點(diǎn)終點(diǎn)法2、兩點(diǎn)終點(diǎn)法3 、連續(xù)監(jiān)測(cè)法（三）校正方法（三）校正方法儀器內(nèi)設(shè)置的校正方法一般包含：兩點(diǎn)校正、多點(diǎn)校正、線性、非線性校正等。（四）反應(yīng)時(shí)間（四）反應(yīng)時(shí)間 生化反應(yīng)的時(shí)間是某一項(xiàng)目所特有的，根據(jù)所采

17、用的測(cè)定方法不同而異。（五）測(cè)定波長(zhǎng)（五）測(cè)定波長(zhǎng)1、單波長(zhǎng)2、雙波長(zhǎng)副波長(zhǎng)的有效性：干擾物在主次波長(zhǎng)的吸光度越近越好（六）其他條件（六）其他條件生化分析儀的參數(shù)設(shè)置有哪幾個(gè)主要內(nèi)容？（一）終點(diǎn)法（一）終點(diǎn)法 是實(shí)驗(yàn)室最常用的方法之一。反應(yīng)混合物經(jīng)一定時(shí)間反應(yīng)后達(dá)到平衡（終點(diǎn)），即顯色達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，檢測(cè)吸光度，計(jì)算待測(cè)物的濃度。三、自動(dòng)生化分析方法三、自動(dòng)生化分析方法1.一點(diǎn)終點(diǎn)法：特點(diǎn)是使用一種或兩種試劑，當(dāng)樣品和試劑混合后，待測(cè)物與試劑的物理化學(xué)反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，測(cè)定一次吸光度，計(jì)算待測(cè)物的濃度。代表試驗(yàn)：總蛋白、白蛋白、葡萄糖氧化酶法。2、兩點(diǎn)終點(diǎn)法：固定時(shí)間法。加入樣品后讀一次吸光度，反應(yīng)

18、一定時(shí)間后（到終點(diǎn)或沒(méi)到終點(diǎn)）再讀取一次吸光度。計(jì)算時(shí)用后一次吸光度減去前一次吸光度，以消除樣品、試劑顏色及濁度影響。單試劑二點(diǎn)終點(diǎn)法：在樣品與試劑混合后的延滯期讀取A1，一定時(shí)間后讀取A2，AA2A1代表試驗(yàn)：Jaffe氏法測(cè)定肌酐。雙試劑的二點(diǎn)法：加入樣品試劑1讀取A1，加入試劑2讀取A2，也是讀取兩次吸光度，第一次是相當(dāng)于讀出樣品空白的值，加入試劑2至第二次讀數(shù)才是實(shí)際呈色反應(yīng)，因此A=A2-A1。（二）連續(xù)監(jiān)測(cè)法（二）連續(xù)監(jiān)測(cè)法在反應(yīng)恒定期連續(xù)測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)底物或產(chǎn)物量的吸光度變化，通過(guò)該變化率計(jì)算出濃度。兩點(diǎn)速率法：觀察兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的吸光度，與單試劑二點(diǎn)法相似，但必須是在零級(jí)反應(yīng)期。用兩個(gè)吸光度的差值（A)除以時(shí)間（分），計(jì)算出每分鐘的吸光度值。速率A法：也稱(chēng)最小二乘法，它是用最小平方法求得每分鐘的吸光度變化（A），從而求出濃度或活性值，是全自動(dòng)生化分析儀最常使用的速率法。多點(diǎn)deta法：該法是求出各吸光度