生化分析儀

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一、自動生化分析儀的功能及特點

自動生化分析儀是將生化分析中的取樣、加試劑、去干擾物、混合、保溫、比色、結果計算、書寫報告和清理等步驟的部分或全部由模仿手工操作的儀器來完成。它可進行定時法、連續監測法等各種反應類型的分析測定。除了一般的生化項目測定外,有的還可進行激素免疫球蛋白血藥濃度等特殊化合物的測定以及酶免疫、熒光免疫等分析方法的應用。它具有快速、簡便、靈敏、準確、標準化、微量等特點。

二、自動生化分析儀的分類

自動生化分析儀有多種分類方法,最常用的是按其反應裝置的結構進行分類。按此法可將自動生化分析儀分為流動式和分式兩大類。

所謂流動式自動生化分析儀是指測定項目相同的各待測樣品與試劑混合後的化學反應在同一管道流動的過程中完成。這是第一代自動生化分析儀。過去說得多少通道的生化分析儀指的就是這一類。存在較嚴重的交叉污染,結果不太準確,現已淘汰。

分式自動生化分析儀與流動式的主要差別是每個待測樣品與試劑混合間的化學反應都是分別在各自的反應皿中完成的,不易出現較差污染,結果可靠。

三、自動生化分析儀的構成

因為自動生化分析儀是模仿手工操作的過程,所以無論哪一類的自動生化分析儀,其結構組成均與手工操作的一些器械設備相似,一般可有以下幾個部分組成:

1、樣品器:放置待測樣本、標準品、質控液、空白液和對照液等。

2、取樣裝置:包括稀釋器、取樣探針和輸送樣品和試劑的管道等。

3、反應池或反應管道:一般起比色皿(管)的作用。

4、保溫器:為化學反應提供恆定的溫度。

5、檢測器:如比色計、分光光度計熒光分光光度計、火焰光度計、電化學測定儀等。不同儀器配置不同。

6、微處理器:是分析儀的電腦部分,又叫程序控制器。控制儀器所有的動作和功能,使用者可通過鍵盤與儀器「對話」,同時電腦還能接受從各部件反饋來的信號,並作出相應的反應,對異常情況發出一定的指示信號。分析軟體和分析結果一般貯存在磁碟中,可共查詢。

7、印表機:可繪製反應動態曲線和列印檢驗報告單等。

8、功能監測器:顯示屏就是其中一部分,可查看反應狀態、人機「對話」的情況、當前儀器工作狀態、分析結果等。

四、流動式自動生化分析儀

流動式自動生化分析儀又可分為空氣分段系統和非分段系統。前者是流動式分析儀中最典型的一種。

(一)空氣分段系統

這種分析儀的特點是通過比例定量泵擠壓彈性樣品管、空氣管和試劑管(通稱「泵管」),將樣品依次連續地吸入並沿樣品管輸送,另一方面由空氣管吸入的氣泡將由同樣原理吸入並在試劑管道中連續流動的試劑分成均勻的節段,樣品流和試劑流在連續向前流動的過程中相遇、混合、透吸(必要時)、保溫、反應及被測定。整個分析過程是液流在管道中連續流動的過程中完成的。

(二)非分段系統

非分段系統是靠試劑空白或緩衝液來間隔每個樣品的反應液,這樣,在管道中連續流動的液體不被分段。非分段系統可再分為流動注入系統和間隙系統。

1、流動注入系統:該系統的組成與空氣分段系統相似,但某些結構和工作原理有所不同,空氣分段系統是利用氣泡分段來防止管道中各反應液在流動過程中的交叉污染,而流動注入系統則是通過將樣品依次注入連續流動的試劑流管道中來達到防止交叉污染的目的的。

2、間隙系統:該系統的結構、組成和工作原理與流動注入系統相似,但其特點是每一次進樣都必須在前一樣品的分析過程結束後(包括管道的清洗)才能開始,而不能連續地依次進樣,每次進樣間有一時間間隙,故有人稱為不連續流動式分析儀。

五、分式自動生化分析儀

分式為第二代自動生化分析儀,它與流動式的主要差別是每個待測樣品與試劑混合間的化學反應都是分別在各自的反應皿中完成的。

稱為第三代自動生化分析儀的離心式自動生化分析儀,也應屬於分式。因為在離心式分析儀中,每個待測樣品都是在離心力作用下,在各自的反應槽內與試劑混合,並完成化學反應,繼而被測定的。離心式分析儀屬於「同步分析」,在離心力的作用下,各待測樣品幾乎同時與試劑混合、反應並被測定後打出報告;而其它分析儀是「順序分析」,即各待測樣品依次與試劑混合、反應先後被測定。

袋式自動生化分析儀也應屬於分式,它是用試劑袋代替反應管和比色皿,測定時每個待測樣品在各自的試劑袋內進行反應並被檢測。還有一種稱為「乾式自動生化分析儀」也屬於分式。它的主要特點是採用固相化學技術,即將試劑固相於膠片或濾紙小片等載體上。測定時使一定量的待測樣品分布於一張試紙片上,一定時間後用反射光度計測定。

分式自動生化分析儀,是目前各實驗室普遍使用的自動生化分析儀,一般都可以任意選擇測定項目,故稱為任選式自動生化分析儀。下面將重點介紹任選式自動生化分析儀。

六、任選式自動生化分析儀的主要部件

(一)加樣系統

1、樣品轉盤:可放置小型樣品杯數十隻。有的分析儀可直接用盛樣本的試管,有的還附有條形碼閱讀裝置,能識別樣本試管上的條形碼信息,不需給樣本編號,也不必輸入病人資料即可列印出該病人的化驗報告。

2、試劑室(倉):不同的分析儀試劑室可容納的試劑盒數量不同,一般可容納20多種試劑。有的試劑室帶有冷藏裝置,帶有條形碼識別裝置的試劑室試劑可以任意放置試劑盒位置。

3、取樣裝置:有的分析儀取樣本和取試劑公用同一採樣針,由內部的分流閥控制取樣本和取試劑;有的儀器有兩套取樣裝置,分別取樣本和取試劑。採樣針前端有液面感測器防止空吸或採樣針外壁液體掛淋,採樣臂中有預溫裝置。如果採用多試劑分析方法,將佔用試劑室中試劑盒位置,會減少測定項目。

(二)比色系統

1、光源:大多數分析儀使用鹵素鎢絲燈,工作波長325~800nm。有的分析儀使用燈,工作波長285~750nm。

2、比色杯:有分立式比色杯、分式轉盤式比色杯、離心式比色盤、流動池。乾式生化儀不需要比色杯,袋式生化儀由試劑袋經擠壓自動形成比色杯。比色杯光徑6-7mm,少數為10mm。

比色杯中的反應液需要恆溫,有37℃、30℃、25℃三檔可選擇,有的固定為37℃。多數用吹入恆溫空氣的方式,也有用恆溫水浴或半導體溫控裝置的。

為了保證比色杯中反應液有±0.1℃的精確度,分析儀的環境溫度必需保持18~30℃,室溫波動不宜超過2℃。

3、單色器:(1)干涉濾光片(2)光柵

4、檢測器:(1)光電倍增管,已很少用。(2)列陣固態光敏二極體。

(三)供排水系統

自動生化分析儀中有很多供水管道與電磁閥。只讀存儲器中軟體參數控制電磁閥與輸液泵供給各個部件的沖洗與吸液,最後排出機外。隨機存儲器內的分析參數控制電磁閥與注射器的步進電機,供應樣本、試劑和稀釋用水。有的生化儀還能自動沖洗比色杯供反覆使用。

(四)數據處理系統

每個項目的檢測結果暫時儲存在隨機存儲器中,待某個樣本所需的項目全部檢測完畢,由微機匯總列印出綜合報告單。微機的存儲器中可以存儲相當數量的病人數據與逐日的室內質控數據,隨時可以按指令調出,在熒光屏上顯示或列印,也可存儲在軟盤中長期保存,隨時調閱。

七、任選式自動生化分析儀的分析順序

每份樣品可以任選試劑室內預置試劑盒的一項或全部項目的檢測。微機按輸入的指令,安排項目檢測次序,一般先做孵育時間長的終點法,後做監測時間短的速率法,以便恆速列印綜合報告單。當指定樣本進入待測位置時,微機指令試劑盒進入試劑取樣位置,按所測項目的參數由加樣系統定量取樣,同時比色杯按微機的指令到達指定位置加樣。生化儀的分析速度與儀器加樣周期的時間有關。加樣周期的時間越短分析儀的速度越快。雙試劑法佔用兩個加樣周期,分析速度減半。

八、任選式自動生化分析儀的主要分析參數

1、試驗代號 14、連續監測時間

2、試驗名稱 15、標準液數量

3、試驗方法 16、標準液濃度

4、試驗類型 17、重複校標次數

5、溫度 18、計算因子(F值)

6、波長:可選擇主波長和次波長。 19、計量單位

7、反應類型 20、小數點位數

8、終點法零點讀數 21、底物耗盡

9、樣本量與稀釋水量 22、線性度

10、試劑量與稀釋水量 23、試劑吸光度上限與下限

11、樣本空白 24、線性範圍

12、孵育時間 25、參考範圍

13、延遲時間 26、等等等等

九、任選式自動生化分析儀分析參數的使用

(一)儀器廠家提供的測定項目

1、著名儀器公司自己生產常用項目試劑盒、定標液(定值血清型標準液)與定值質控血清,提供30種左右常用項目的分析參數,供用戶直接使用。另外還有數十個空白項目參數表,由用戶自己開發新項目。

2、有的著名儀器公司自己不提供試劑盒,但有合作的試劑公司,由合作試劑公司提供分析參數。因此,在購買儀器時必須購買一定數量指定試劑公司的試劑盒(包括定標液與定值質控血清)。

3、小型儀器公司既不生產試劑盒,也沒有合作試劑公司,分析參數表是空的,需要用戶自己設計分析參數,因此難度很大。不過國內代理商一般提供他們的設計參數,往往個別參數不恰當,用戶自己應逐條核實。

(二)最好使用廠家的原裝參數

1、原裝分析參數不應修改,僅計量單位要選用我國法定單位。用原公司指定的試劑盒、定標液與定值質控血清作室內質量控制,除非分析儀沒有調試好或有故障,一般能一次通過。

2、不同公司的定標液在定值時所用原始標準的來源不同,其定值可以稍有差異。方法學相同的試劑盒配方也有差異,所以其它公司的定標液或用水劑標準液作儀器定標,使用非指定試劑盒作質控,測得的數值與質控血清的的預計值會有差異,這種情況不表示原裝分析參數不合適。

3、國產試劑盒的產品質量已大有提高,可選擇方法學相同的優質國產試劑盒與原公司指定試劑盒作並行檢測,實驗樣品應包括低值和高值,結果作相關分析。符合要求的可以使用。少數項目的方法學沒有符合要求的國產試劑盒,只有另行安排該項目的國產試劑分析參數。但原參數要保留或備份,等待合格的國產試劑盒出現。

4、不論用原公司或國產試劑盒,原分析參數不應隨意修改,尤其是主要參數;如血清試劑比(包括稀釋水量)、孵育時間、延遲時間、檢測時間,因為這些參數一旦改變,線性範圍和各種限額參數都將發生改變,嚴重影響測定結果的準確性。

5、雙試劑兩步法的方法學有很多優點,如果分析儀為雙試劑式,最好用雙試劑兩步法。

6、底物耗盡參數不能刪去,否則高濃度結果出現低值;線性範圍如果刪去,高濃度結果也會偏低;試劑吸光度上下限如被刪去,分析儀將接受變質試劑。

(三)自己設計分析參數的原則

如果儀器公司不提供分析參數或測定項目的方法學不同,可以自己設置分析參數。主要設計以下幾個參數。

1、樣本試劑比例。 6、計算因子。

2、孵育時間。 7、底物耗盡限額。

3、延遲時間。 8、線性度。

4、監測時間。 9、線性範圍。

5、試劑吸光度上下限。

以上這些參數試劑盒說明書一般都會提供,可按此填入分析參數表,定標後即可進行日常工作,有些參數在以後的工作中逐步修正。

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