全自動(dòng)生化儀原理與關(guān)鍵技術(shù)(公共培訓(xùn))

全自動(dòng)生化分析儀原理與關(guān)鍵技術(shù)報(bào)告人：王煒2/4/20231主要內(nèi)容介紹一、概述二、生化分析儀基本分析原理三、生化項(xiàng)目測(cè)定方法分類(lèi)四、臨床生化項(xiàng)目分類(lèi)五、全自動(dòng)生化分析儀關(guān)鍵技術(shù)六、BS-300全自動(dòng)生化分析儀介紹2/4/20232生化分析儀是醫(yī)院檢驗(yàn)科進(jìn)行臨床血清、尿液和其他各種體液生化指標(biāo)測(cè)定必不可少的儀器，它是光學(xué)、精密機(jī)械、電子技術(shù)、生物化學(xué)和計(jì)算機(jī)等多項(xiàng)技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物，可以實(shí)現(xiàn)臨床生化檢驗(yàn)的自動(dòng)化，提高分析效率和結(jié)果的正確性。一、概述2/4/20233二、生化分析儀基本分析原理吸收光譜法（分光光度法）透射比濁法2/4/20234吸收光譜法（分光光度法）

分光光度法是一種靈敏、快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單和具有較好選擇性的分析方法。它在分析領(lǐng)域中的應(yīng)用已有40年的歷史。在這段時(shí)期內(nèi)，雖然各種其他的分析方法有很大發(fā)展，但分光光度法仍是當(dāng)今分析領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的方法之一。它在分析化學(xué)、分析生化和醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中占有非常重要的地位。2/4/20235吸光度定義一束強(qiáng)度為Io的平行單色光通過(guò)一個(gè)含有濃度為C的吸光物質(zhì)、厚度為L(zhǎng)的吸收池時(shí)，一些光子被吸收，光強(qiáng)從Io衰減為It，則該溶液的吸光度A表示為A＝log(Io/It)。2/4/20236朗伯－比耳（Lamber-Beer）定律

溶液的吸光度等于該溶液的吸光系數(shù)、濃度C和光徑L(cm)的乘積，當(dāng)光徑不變時(shí)，濃度和吸光度成正比。

A=εCL2/4/20237紫外、可見(jiàn)吸收光譜用于定量分析的基本方法是：用選定波長(zhǎng)的光照射被測(cè)物質(zhì)溶液，測(cè)量它的吸光度，再根據(jù)吸光度計(jì)算被測(cè)組分的含量。計(jì)算的理論根據(jù)就是“吸收定律”，即朗伯－比耳定律。該定律同樣適用于紅外線(xiàn)吸收光譜法和原子吸收光譜法。2/4/20238透射比濁法

一束強(qiáng)度為Io的平行單色光通過(guò)一個(gè)含有懸浮質(zhì)點(diǎn)(顆粒大小與光源波長(zhǎng)接近)的懸浮液或膠體溶液時(shí)，其透射光強(qiáng)度I可用下式表示：

I=IoeιL

式中，L為懸浮液或膠體溶液在光前進(jìn)方向上的長(zhǎng)度，τ為濁度系數(shù)，與懸浮質(zhì)點(diǎn)的濃度C成線(xiàn)性關(guān)系。令τ=2.3KC，則：Lg(Io/I)=KCL

與Lamber-Beer定律相似，這是生化分析儀利用透射比濁法進(jìn)行定量測(cè)定的基礎(chǔ)。2/4/20239三、生化項(xiàng)目測(cè)定方法分類(lèi)終點(diǎn)法固定時(shí)間法動(dòng)力學(xué)法2/4/202310終點(diǎn)法(endpoint)

指經(jīng)過(guò)一段時(shí)間(一般為幾分鐘)的反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到完全，使全部底物(被測(cè)物)轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，稱(chēng)“終點(diǎn)”法，更確切地說(shuō)應(yīng)稱(chēng)“平衡”法，這是最理想的分析類(lèi)型。整個(gè)反應(yīng)達(dá)到平衡，由于正向反應(yīng)的平衡常數(shù)很大，可認(rèn)為所有的被測(cè)定物已轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物，反應(yīng)液的吸光度不再增加(或降低)，吸光度的增加(或降低)程度與被測(cè)定物的濃度成正比。 終點(diǎn)法對(duì)反應(yīng)條件(如酶量、pH、溫度)小的改變不敏感，只要這種改變不影響在一定時(shí)間內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡即可。

2/4/202311固定時(shí)間法(fixedtime)

固定時(shí)間法又被稱(chēng)為一級(jí)動(dòng)力學(xué)法(firstorderkinetic)、初速率法(initialkinetic)、二點(diǎn)動(dòng)力學(xué)法(twopointkinitic)等。 在一定的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度的一次方成正比，即v=k[S]。由于反應(yīng)物在不斷的消耗，因此整個(gè)反應(yīng)速度在不斷的減小，表現(xiàn)為吸光度的增加(或降低)速度越來(lái)越小，這類(lèi)反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間很長(zhǎng)，且平衡常數(shù)不算很大，必需在特定時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)于任何一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)開(kāi)始后在一給定時(shí)間t的底物濃度〔S〕為：〔S〕=〔So〕e-kt

〔So〕是最初的底物濃度，e是自然對(duì)數(shù)的底，k是速度常數(shù)。2/4/202312在t1到t2的固定時(shí)間間隔中，底物濃度的變化量Δ〔S〕與〔So〕的相互關(guān)系為：[So]＝(－△[S])/(e-kt1-e-kt2)

即在一固定時(shí)間間隔中，底物濃度的變化量正比于底物的初濃度。這是一級(jí)反應(yīng)的通性。該段時(shí)間內(nèi)吸光度的增加(或)降低與被測(cè)定物的濃度成正比。 固定時(shí)間法方法學(xué)上比終點(diǎn)法要求高，所有影響反應(yīng)速率的因素如pH、溫度及酶量必須在兩點(diǎn)分析中保持恒定，并準(zhǔn)確定時(shí)，必須同時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)液校正。2/4/202313動(dòng)力學(xué)法(kinetic)

動(dòng)力學(xué)法即通常所說(shuō)的零級(jí)動(dòng)力學(xué)法，也被稱(chēng)為連續(xù)監(jiān)測(cè)法。 指反應(yīng)速度與被測(cè)定物濃度的零次方成正比，也就是與被測(cè)定物濃度無(wú)關(guān)，因此，在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)物可以勻速地生成某個(gè)產(chǎn)物，導(dǎo)致被測(cè)定溶液在某一波長(zhǎng)下吸光度均勻地減小或增加，減小或增加的速度(△A/min)與被測(cè)物的活性或濃度成正比，主要用于酶活性的測(cè)定。

實(shí)際上，由于底物濃度不可能足夠大，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，底物消耗到一定程度后，反應(yīng)速度不再與酶活性成正比，因此，零級(jí)動(dòng)力學(xué)法是針對(duì)于特定時(shí)間段而言的，各試劑商對(duì)這段時(shí)間有嚴(yán)格規(guī)定。

2/4/202314相關(guān)的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)反應(yīng)時(shí)間：指開(kāi)始反應(yīng)（終點(diǎn)法）或反應(yīng)穩(wěn)定（動(dòng)力學(xué)法和固定時(shí)間法）到反應(yīng)結(jié)束（終點(diǎn)法）或停止對(duì)反應(yīng)監(jiān)測(cè)（動(dòng)力學(xué)法和固定時(shí)間法）的時(shí)間。

孵育時(shí)間：僅對(duì)雙試劑測(cè)定有效，指從加入樣本到加入第二試劑的時(shí)間。

延遲時(shí)間：僅對(duì)動(dòng)力學(xué)法和固定時(shí)間法有效，指從加入樣本（單試劑）或第二試劑（雙試劑）開(kāi)始反應(yīng)到反應(yīng)穩(wěn)定的時(shí)間。2/4/202315四、臨床生化項(xiàng)目分類(lèi)按化學(xué)性質(zhì)分：

酶類(lèi)：包括ALT，AST，ALP，ACP，r-GT，α-HBDH，LDH，CK，CK-MB,α-AMY，MSO，ADA，ChE等。

底物/代謝產(chǎn)物類(lèi)：包括TG，TC，HDL-C，LDL-C，UA，UREA，Cr，Glu，TP，Alb，T-Bil，D-Bil，TBA，NH4+，CO2等。 無(wú)機(jī)離子類(lèi)：包括Ca，P，Mg，Cl等。 特種蛋白類(lèi)：包括apoA1，apoB，Lp(a)，C3，C4，PFB(B因子)，IgG，IgA，IgM等。

2/4/202316按臨床應(yīng)用分

無(wú)機(jī)離子：包括Ca，P，Mg，Cl等。

肝功能：包括ALT，AST，r-GT，ALP，MSO，T-Bil，D-Bil，TBA，TP，Alb等。

腎功能：UA，UREA，Cr等。

心肌酶譜：CK，CK-MB，LDH，α-HBDH， AST，MSO等。糖尿?。篏LU等。

前列腺疾病：ACP，p-ACP等。

胰腺炎：α-AMY。2/4/202317臨床應(yīng)用分類(lèi)

胰腺炎：α-AMY。

血脂：TC，TG，HDL-C，LDL-C，apoA1，apoB，Lp(a)。

痛風(fēng)：UA。

中毒：ChE。免疫性疾?。篊3，C4，PFB(B因子)，

IgG，IgA，IgM，Kappa鏈，Lambda鏈。2/4/202318五、全自動(dòng)生化分析儀關(guān)鍵技術(shù)2/4/202319光學(xué)檢測(cè)技術(shù)光學(xué)檢測(cè)部分是生化儀的核心，在很大程度上決定了生化儀的項(xiàng)目測(cè)量精度。它主要由光源、單色器、比色皿（反應(yīng)池）、檢測(cè)器等部分組成。當(dāng)前光測(cè)部分較為主流的是集束式光柵后分光系統(tǒng)，其工作原理是將一束白光照到樣品杯，然后再用光柵分光，再用檢測(cè)器陣列檢測(cè)各波長(zhǎng)的光強(qiáng)。這種光路中無(wú)可動(dòng)部件，可以同時(shí)選擇多個(gè)波長(zhǎng)，提高了分析效率和測(cè)量速度，并且顯著提高了分析精度；而集束則是區(qū)別于直射式光路，可以實(shí)現(xiàn)超微量檢測(cè)。2/4/2023202/4/202321恒溫技術(shù)

生化反應(yīng)對(duì)溫度波動(dòng)非常敏感，為了取得較為準(zhǔn)確的結(jié)果，一般要求把反應(yīng)室的溫度波動(dòng)控制在±0.1℃。目前較多采用的方法有空氣浴法、水浴法、恒溫液循環(huán)加熱法、固體直熱式恒溫法等等。2/4/202322精密機(jī)械技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)

自動(dòng)生化分析儀實(shí)現(xiàn)了加樣本、加試劑、混勻與溫度孵育、測(cè)量等操作的機(jī)械化和自動(dòng)化。精密機(jī)械和自動(dòng)化技術(shù)是全自動(dòng)生化分析儀關(guān)鍵技術(shù)之一，是“自動(dòng)”的基礎(chǔ)。2/4/202323清洗技術(shù)全自動(dòng)生化分析儀多采用可以重使用的比色杯，儀器自帶有一反應(yīng)杯清洗機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)杯的在線(xiàn)清洗和重復(fù)使用。這樣大大降低了反應(yīng)杯的消耗，同時(shí)大大提高了機(jī)器的自動(dòng)化水平。目前主流機(jī)型的清洗機(jī)構(gòu)一般采用6－8階清洗系統(tǒng)，清洗過(guò)程包括吸干反應(yīng)液、注入酸性清洗劑、洗干酸性清洗劑、注入堿性清洗劑、吸干堿性清洗劑、注入去離子水（可能有多次）、干燥反應(yīng)杯等步驟。清洗的效果直接決定著儀器的交叉感染。2/4/202324六、BS-300全自動(dòng)生化儀介紹最大測(cè)試速度：300測(cè)試/小時(shí) 試劑針、樣本針：均為獨(dú)立一針，帶液面檢測(cè)和防撞功能試劑針清洗：內(nèi)外壁清洗，攜帶率<0.1%試劑制冷：4-10℃，24小時(shí)不間斷冷藏