《自动生化分析技术教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动生化分析技术教材（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 自动生化分析仪思考题：1自动生化分析仪有哪些主要类型?其未来的发展趋势是什么?2分立式自动生化分析仪的主要结构及各自的功能是什么?3终点法的原理是什么?两点终点法有什么优点?固定时间法用来解决分析中的哪些问题？4连续监测法的原理是什么?理论 K 值、实测 K 值和校准 K 值分别是什么含义?5干式生化分析仪的检测原理及特点是什么?6自动生化分析仪有哪些重要的参数?7自动生化分析仪的校准包括哪些内容?8自动生化分析仪有哪些主要的操作?怎样做好室内质控和报告审核?什么是危急值?随着医学的发展，用于疾病诊断的生物化学指标越来越多，随着实验室的样本量大幅度增加，传统的手工法在检测速度和检测准确
2、度、灵敏度方面远远不能满足临床需求。随着 1957 年第一台自动生化分析仪的问世，生化检验迈开了其自动化、智能化的步伐。经过近 60 年的发展，临床实验室已经逐步建立从采血管理、样本运输、样本准备到样本检测、结果计算、数据传输和处理、检验报告打印，再到检测后样本的保存和实验数据汇总分析等几乎所有环节的自动化，大大提高了工作效率，稳定了检验质量。第一节 概 述最初的生化检验自动化分析只是用自动生化分析仪代替了人工加样、加试剂、保温、比色测定的工作，后来逐步向前期样本准备、受检者信息录入和后期检测数据分析处理等领域发展，这就对实验室管理提出了新的要求，实验室信息系统应运而生。所以，完整的生化自动化
3、分析系统不仅包括各种自动化仪器，还包括实验室网络通讯和数据库技术。一、自动生化分析技术的发展(一)自动生化分析仪的主要类型自动生化分析仪(automatic biochemical analyzer)是自动生化检测系统最重要的组成部分。第一台自动生化分析仪为单通道、连续流动式，只能以吸光度值形式报告结果，后来各种各样的生化分析仪相继发展，又出现了分立式、离心式和干化学式自动生化分析仪。目前临床实验室主要使用分立式自动生化分析仪，干化学式分析仪普遍用于急诊等领域。近十余年，厂商还研制生产了分析前自动化处理模块和分析后自动化处理模块，对生化检验实现全程自动化。(二)实验室信息系统实验室信息系统(1
4、aboratory information system，LIS)是借助计算机技术、网络技术、数字化与智能化技术等现代技术手段，对临床实验室内样本信息和各种自动化仪器运行信息进行收集、处理、存储、输送、分析、应用的综合管理系统。LIS 使实验室各独立单元之间建立起联系，使各种信息在实验室内进行传输和共享，提高了实验室的综合效能。LIS 往往与医院信息系统(hospital information system，HIS)连接，它能够配合医生、护士工作站，完成检验申请、样本采集管理、样本核收、检验报告传输等功能，使实验室信息更好更快地服务于临床。(三)自动生化分析技术带来的变革1提高临床实验室技术
5、和管理水平 充分发挥条形码技术及 LIS 的优势，减少人工操作环节，降低差错率；调整工作流程，既极大地减轻了劳动强度，提高工作效率，降低人力成本，又实现了检验过程的标准化，提高了检验结果的准确性；优化管理模式，实现对仪器设备、试剂耗材成本、数据资料等的全面监督和控制。2降低实验室的生物安全风险 检验过程的自动化减少了检验技术人员与样本和试剂直接接触的频率，有效避免了对操作者污染的机会。样本和试剂在仪器内部吸取和操作也减少了对环境的污染。3提升实验室的服务水平 可实施样本分杯来减少患者的用血量，同时也降低了传统多管检测的成本；检验速度大大提高，缩短了患者候诊时间；患者同等检验费用得到高质量的医疗
6、服务。(四)发展趋势 自动生化分析仪已经在全国大多数医院得到普及应用，基本实现了生物化学检验的自动化。但随着某些大型医院检验能力的提高，开展的检验项目种类繁多，样本量巨大，单个的仪器已经远远不能满足临床对分析速度和服务质量的要求。20 世纪 90 年代中期，仪器制造商推出模块式生化分析系统，将两台或两台以上的分析模块组合在一起，这些分析模块包含了分光光度法、离子选择电极法的生化分析模块和免疫比浊法、免疫化学发光法的免疫分析模块，各分析模块既有各自独立的控制系统又有共用的控制系统，样本通过传送带在各模块之间进行传递并完成所有项目的测定。目前，生化检验正向自动化程度更高的全实验室自动化(total
7、 laboratory automation，TLA)方向发展。TLA 将样本前处理系统、样本运送系统、样本分析系统(血细胞系统、凝血系统、生化系统、免疫系统等)串联起来，组成流水线，再加上 LIS 和计算机硬件，形成大规模的全检验过程的自动化。但建设 TLA 系统所需费用非常昂贵，对场地的要求也很高，且不同厂家的自动化仪器往往执行不同的电子、通信标准及机械界面协议，给 TLA 的系统整合带来诸多困难。美国临床实验室标准委员会(CLSI)和国际临床实验室标准委员会(ICCLS)正在致力于实验室自动化标准的研制。由于自动生化分析技术的核心是自动生化分析仪，故本章的主要内容介绍自动生化分析仪的结构
8、、原理、检测方法、校准程序和操作流程等。二、分立式自动生化分析仪的结构与功能分立式自动生化分析仪(discrete automatic biochemical analyzer)是按人工操作的方式编排程序，并以有序的机械操作代替手工操作，按程序依次完成加样、加试剂、搅拌、反应杯保温孵育、吸光度检测等各项操作。仪器由样本和试剂处理系统、反应系统、测定系统、清洗系统和计算机控制系统组成(图 5-1)。图 5-1 分立式自动生化分析仪的基本结构(一)样本和试剂处理系统1样本盘或样本架 仪器放置样本的方式有样本盘和样本架。样本盘为圆盘状，盘上有一圈或两圈放置采血管或样本杯的插孔，通过转动控制不同样本到
9、特定位置取样。而样本架类似于试管架，放置样本后经传送带运送到特定位置进样。一台分析仪配有许多样本架，并可按颜色区分常规样本、急诊样本、校准样本等，方便使用。采血管或样本杯外壁可贴上包含样本信息的条形码，仪器即能读取样本信息如编号、患者资料、样本类型、检测项目等。2试剂盘和试剂瓶 试剂盘跟样本盘一样为圆盘状，安装在具有冷藏功能的试剂仓内。试剂盘可放置一定形状的试剂瓶，不同分析仪试剂瓶的容量和形状不同。试剂盘转动使试剂瓶到达特定的位置吸取试剂。也有试剂仓按试剂架形式设计，放置大容量任意形状的试剂瓶，试剂瓶不能转动，但由每个试剂瓶内引出一条试剂管路及其喷嘴，因而不同试剂间无交叉污染。大型分析仪通常有
10、第一和第二试剂仓，便于对同一检测项目添加两次试剂，个别分析仪还具有加入第三试剂的功能。3取液装置 样本和试剂的吸取由带定量吸液器和样品针或试剂针的机械臂完成，根据计算机指令，机械臂转动到指定样本或试剂处，由吸液器准确吸取，加入到反应杯中。样品针和试剂针具有多种功能：液面感应功能，自动感应液面水平，调整试剂针和样品针下降的高度，还具有检测试剂瓶中试剂剩余量的作用；样本量不足时有些分析仪会报警，提示哪些项目未能检测。防撞功能，遇到障碍时自动停止运动并报警，避免损伤操作者和损坏机械臂。阻塞报警功能，当样品针遇到凝血块等物质阻塞时，仪器会报警、冲洗样品针，并跳过当前样本对下一个样本加样。取液系统采取空
11、气隔绝、清洗剂清洗、化学惰性液和去离子水冲洗等措施防止交叉污染，以去离子水冲洗最多见。(二)反应系统1反应盘和反应杯 反应盘为搁置反应杯的圆盘状装置，检测过程中做恒速圆周运动，转动到特定位置时短暂停止，在反应杯中加入样本、试剂或进行搅拌混匀。反应杯由透光性好的石英玻璃、硬质玻璃或丙烯酸塑料制成，容量为 80500ul 不等，是样本与试剂进行化学反应的场所。反应杯同时用作比色杯，每完成一次比色分析后仪器自动反复冲洗、吸干、空白检测，空白吸光度合格的比色杯可循环使用，不合格时仪器自动报警，提示更换比色杯。2混匀装置 在反应杯中加入样本与试剂后仪器自动混匀。混匀的方式有机械振动、搅拌和超声混匀等，目
12、前多采用搅拌方式，搅拌棒形状为扁平棒状或扁平螺旋状，外表面的疏水材料能防止携带反应液。超声混匀可杜绝携带污染，极大程度减少泡沫产生。3恒温装置 自动生化分析仪通过温度控制系统使比色杯保持在恒定的温度，生化反应一般按照人体温度设置在 37，但某些分析仪也能提供有特殊需求的 30和 25，温度波动不大于O1。保持恒温的方式有三种：水浴，即在比色杯周围充盈有水，加热器控制水温，优点是温度均匀稳定，缺点是需加防腐剂来保持水的洁净，并要定期更换和清洗；空气浴，即由加热器加热比色杯周围的空气，保养简单，升温快，但温度的稳定性和均匀性不太好；恒温液循环间接加热法，恒温液采用不易蒸发的惰性液体，比色杯与恒温液
13、之间有极小的空气狭缝，恒温液将缝隙的空气加热，温度稳定、均匀，不需要特殊保养，但恒温液成本较高。(三)测定系统1光路系统 由光源、比色杯和分光元件(滤光片、棱镜或光栅)等组成。理想的光源应在检测波长范围内产生恒定强度的光，噪声低，不需预热，长期稳定。目前多数生化分析仪采用卤钨灯作为光源，工作波长为325850nm，在部分紫外区和整个可见光范围内产生较强的连续光谱，噪声低，漂移小，但使用寿命较短，一般只有 10001500 小时。部分仪器采用氙灯，工作波长为 28575Onm，因其为冷光源，寿命长，24 小时开机可工作数年。比色杯(反应杯)光径为 O.51cm，光径小的节省试剂、减少样本用量。分
14、光元件(多采用光栅)将复合光分解为单色光，生化分析仪按生化检测项目的光谱分析要求，不同品牌的分析仪在 340850nm 范围内选择 1O16种固定的单色光。光栅分光方式有前分光和后分光两种，前分光的光路系统为：光源分光元件单色光反应液信号检测器。后分光光路系统为：光源反应液分光元件单色光信号检测器，分光后取该分析仪所有的固定单色光同时通过各自的信号传送通路(如光导纤维)传输到对应的信号检测器。目前仪器多采用后分光，其优点是可同时选用双波长或多波长进行测定，这样可降低杂散光的干扰，提高检测精度；同时，不需移动任何部件，减少故障率。2信号检测器 光路系统产生的光信号由信号检测器接收，转换成电信号并
15、加以放大，再通过模数转换电路将模拟信号转换成数字信号，传送到微处理器，后者按各测定项目的分析参数选择其中一个(单波长)或两个波长(双波长)的吸光度值，用于计算样本结果。(四)清洗系统在检测过程中，样品针、试剂针和搅拌棒在用于下一个样品、试剂或反应杯前都要进行清洗，多数为去离子水冲洗。在完成一批样本的检测后，则自动使用清洗剂彻底清洗。分析仪也有比色杯冲洗装置，反应杯在完成一次化学反应和吸光度检测后被清洗，具体步骤是：由废液针吸走反应杯内废液，加入清洗剂洗涤并抽干，再经数次去离子水冲洗、抽干，然后做该空白杯的吸光度检查，若通过检查则此反应杯可继续循环使用。每一步清洗都非常重要，其效果直接影响检测的
16、准确度。(五)计算机控制系统自动生化分析仪配置的计算机具有多种处理功能，包括自动开关机、系统自检、样本和试剂识别、分析测定、结果计算、数据储存和输出、自动维护和保养等功能。部分操作系统固化了检测程序，所有参数均无法更改，也有部分操作系统采用开放式设计，用户可自行设置分析参数，故可根据自己的需求选择试剂，以及在分析仪上增加一些新项目。三、干化学式生化分析仪的结构和功能干化学式生化分析仪(dry chemistry automatic biochemical analyzer)与配套干片试剂组成一个检测系统，采用的是干化学分析技术，即将生化检测所需的试剂固定在具有多层复合膜结构的载体上，形成固相试剂，称为干片试剂。在干片试剂上滴加液态样本，样本中的水将固化于载体上的试剂溶解，再与样本中的待测成分发生化学反应。1干化学式生化分析仪主要结构 其主要结构包括取样装置、干片试剂、恒温装置、检测系统、计算机控制系统。仪器的检测原理多为反射光光度法、荧光反射光度法和
