1、第第第第第第六六六六六六章章章章章章 自动生化分析自动生化分析自动生化分析自动生化分析自动生化分析自动生化分析技术技术技术技术技术技术第一节第一节 自动生化分析自动生化分析 的仪类型的仪类型第二节第二节 自动生化分析自动生化分析 方法方法第三节第三节 自动生化分析自动生化分析 仪的参数设置仪的参数设置第四节第四节 自动生化分析自动生化分析 仪的性能评价仪的性能评价 掌握掌握各类型自动生化分析仪的主要特点及各类型自动生化分析仪的主要特点及分立式自动生化分析仪的基本结构,自动生化分立式自动生化分析仪的基本结构,自动生化分析仪分析方法的类型及特点,双波长法和双分析仪分析方法的类型及特点,双波长法和双
2、试剂法的优点。试剂法的优点。 熟悉熟悉自动生化分析仪的参数设置及其意义,自动生化分析仪的参数设置及其意义,自动生化分析仪的性能评价。自动生化分析仪的性能评价。 了解了解自动生化分析仪的质量保证体系。自动生化分析仪的质量保证体系。 自动生化分析自动生化分析技术技术是将生化分析过程中是将生化分析过程中的取样、加试剂、去干扰、混合、保温、检的取样、加试剂、去干扰、混合、保温、检测、结果计算、数据处理和打印报告,以及测、结果计算、数据处理和打印报告,以及实验后的清洗等步骤完全实验后的清洗等步骤完全由由模仿并代替手工模仿并代替手工操作操作的仪器来完成的仪器来完成。这这不仅提高了工作效率,不仅提高了工作效
3、率,而且减少了主观误差,稳定了检验质量。而且减少了主观误差,稳定了检验质量。完完成这一分析过程的仪器称为自动生化分析仪。成这一分析过程的仪器称为自动生化分析仪。这类仪器一般都具有灵敏、准确、快速、节这类仪器一般都具有灵敏、准确、快速、节约和标准化等优点。约和标准化等优点。 第一节第一节 自动分析仪的类型自动分析仪的类型 自动生化分析仪的分类方法有多种。常见自动生化分析仪的分类方法有多种。常见的有:的有:按反应装置的结构按反应装置的结构可分为管道式、离可分为管道式、离心式、分立式和干片式四类。心式、分立式和干片式四类。按自动化程度按自动化程度可分为全自动和半自动型。可分为全自动和半自动型。按同时
4、可测定项按同时可测定项目目可分为单通道和多通道两类。可分为单通道和多通道两类。按仪器的复按仪器的复杂程度及功能杂程度及功能可分为小型、中型和大型三类。可分为小型、中型和大型三类。 一、管道式自动生化分析仪一、管道式自动生化分析仪 管道式分析仪主要由样品盘、比例泵、管道式分析仪主要由样品盘、比例泵、混合器、透析器、恒温器和检查记录仪等部混合器、透析器、恒温器和检查记录仪等部件组成。件组成。第一代第一代(1957年问世)年问世)。 管道式分析仪的特点是测定项目相同的管道式分析仪的特点是测定项目相同的各待测样品与试剂混合后的化学反应在同一各待测样品与试剂混合后的化学反应在同一管道流动的过程中完成。因
5、此,也称为连续管道流动的过程中完成。因此,也称为连续流动式分析仪。流动式分析仪。 管道式自动生化分析仪可分为空气分段管道式自动生化分析仪可分为空气分段系统式和非分段系统式。空气分段系统式自系统式和非分段系统式。空气分段系统式自动生化分析仪是在吸入管道的每一个标本、动生化分析仪是在吸入管道的每一个标本、试剂以及混合后的反应液之间,均由一小段试剂以及混合后的反应液之间,均由一小段空气间隔开。非分段系统式自动生化分析仪空气间隔开。非分段系统式自动生化分析仪是靠试剂空白或缓冲液间隔每个标本反应液,是靠试剂空白或缓冲液间隔每个标本反应液,这样,在管道中连续流动的液体不被分段。这样,在管道中连续流动的液体
6、不被分段。 管道式自动生化分析仪结构示意图管道式自动生化分析仪结构示意图 比例泵是这类分析仪的特殊结构,泵比例泵是这类分析仪的特殊结构,泵的作用好比心脏的收缩和舒张,通过它吸的作用好比心脏的收缩和舒张,通过它吸入样品,试剂和空气,推动液流向前流动,入样品,试剂和空气,推动液流向前流动,混合管:为一螺旋玻管,让比重不同液体混合管:为一螺旋玻管,让比重不同液体充分混合。透析器:去蛋白。充分混合。透析器:去蛋白。 透析器的结构示意图透析器的结构示意图 二、离心式自动生化分析仪二、离心式自动生化分析仪 离心式分析仪是将样品和试剂放在特制离心式分析仪是将样品和试剂放在特制的圆盘内,圆盘放在离心机上,当离
7、心机开的圆盘内,圆盘放在离心机上,当离心机开动后,圆盘内的样品和试剂受离心力的作用,动后,圆盘内的样品和试剂受离心力的作用,相互混合发生反应,反应液最后流入圆盘外相互混合发生反应,反应液最后流入圆盘外圈的比色槽内,通过比色计进行检测。圈的比色槽内,通过比色计进行检测。 离心式自动生化分析仪结构示意图离心式自动生化分析仪结构示意图 离心式自动生化分析仪的特点是:离心式自动生化分析仪的特点是:(1)在整个分析过程中,各样品与试剂的混合、在整个分析过程中,各样品与试剂的混合、反应和检测等每一步骤几乎都是同时完成的,反应和检测等每一步骤几乎都是同时完成的,不同于连续流动式自动生化分析仪和分立式不同于连
8、续流动式自动生化分析仪和分立式自动生化分析仪的自动生化分析仪的“顺序分析顺序分析”,而是基于,而是基于“同步分析同步分析”的原理;的原理;(2)标本和试剂用量标本和试剂用量更少;(更少;(3)分析快速;()分析快速;(4)每次只能完成)每次只能完成相同项目的测定。相同项目的测定。 三、分立式自动生化分析仪三、分立式自动生化分析仪 分立式自动分析仪是目前应用最多的一分立式自动分析仪是目前应用最多的一类自动生化分析仪,其特点是模仿手工操作类自动生化分析仪,其特点是模仿手工操作的方式编程,用加样探针将标本加入各自的的方式编程,用加样探针将标本加入各自的反应杯中,试剂探针按一定的时间自动定量反应杯中,
9、试剂探针按一定的时间自动定量加入试剂,经搅拌器混合后,在一定的条件加入试剂,经搅拌器混合后,在一定的条件下反应。反应杯同时作为比色杯进行比色测下反应。反应杯同时作为比色杯进行比色测定,比色杯依次通过光路,在不同时间内记定,比色杯依次通过光路,在不同时间内记录吸光度变化而进行测定。样品和试剂在各录吸光度变化而进行测定。样品和试剂在各自的反应杯中起反应。自的反应杯中起反应。 分立式自动生化分析仪基本结构包括操分立式自动生化分析仪基本结构包括操作和测定两大部分。操作部分主要由计算机作和测定两大部分。操作部分主要由计算机及操作软件组成。测定部分包括:及操作软件组成。测定部分包括: 1.样品加载单元样品
10、加载单元 由样品盘和加样探针组由样品盘和加样探针组成。成。 2.试剂加载单元试剂加载单元 由试剂仓和试剂探针组由试剂仓和试剂探针组成。成。 3.反应单元反应单元 由反应杯、搅拌装置和恒温由反应杯、搅拌装置和恒温装置组成。反应杯同时可作为比色杯进行比装置组成。反应杯同时可作为比色杯进行比色。色。 4. 光学检测单元光学检测单元 主要由光源(卤钨灯或主要由光源(卤钨灯或氙灯)、分光装置(干涉滤光片或光栅)和信氙灯)、分光装置(干涉滤光片或光栅)和信号检测器(光电管或光电倍增管)号检测器(光电管或光电倍增管)3部分组成。部分组成。 5. 清洗单元清洗单元 主要完成对加样针、试剂针、主要完成对加样针、
11、试剂针、搅拌棒(动作完成后停留在指定位置立即清洗)搅拌棒(动作完成后停留在指定位置立即清洗)和反应杯(由仪器的清洗站完成)的清洗。和反应杯(由仪器的清洗站完成)的清洗。 6. 计算机单元计算机单元 是仪器的控制中心、信号是仪器的控制中心、信号接收中心和数据处理中心。接收中心和数据处理中心。 四、干片式分析仪四、干片式分析仪 干片式分析仪的核心技术是干化学分析,相干片式分析仪的核心技术是干化学分析,相对于需要液体试剂对于需要液体试剂“湿化学湿化学”分析而言,它抛分析而言,它抛弃了液体试剂在试管中反应的传统检测过程。弃了液体试剂在试管中反应的传统检测过程。 干化学分析是将各种有关试剂分层铺在一透干
12、化学分析是将各种有关试剂分层铺在一透明薄膜上,一张试纸一个项目,特别适用于急诊明薄膜上,一张试纸一个项目,特别适用于急诊和门诊,无污染。和门诊,无污染。样品扩散层样品扩散层反射层反射层辅助试剂层辅助试剂层试剂层试剂层透明支持层透明支持层0. 1 4 5入射光入射光检测器检测器第二节第二节第二节第二节第二节第二节 自动生化分析方法自动生化分析方法自动生化分析方法自动生化分析方法自动生化分析方法自动生化分析方法 一、分析方法的种类一、分析方法的种类 (一)终点法(一)终点法 根据反应达到平衡时反应产物的吸收光根据反应达到平衡时反应产物的吸收光谱特征及其吸光度大小,对物质进行定量分谱特征及其吸光度大
13、小,对物质进行定量分析的方法。此时反应的底物与产物处于动态析的方法。此时反应的底物与产物处于动态平衡,不再有量的改变,故又称为平衡法。平衡,不再有量的改变,故又称为平衡法。 1. 一点终点法一点终点法 是指在反应达到终点后是指在反应达到终点后选择一个时间点测定吸光度值,从而求得待选择一个时间点测定吸光度值,从而求得待测物浓度或活性的方法。测物浓度或活性的方法。 一点终点法使用简便,易于操作,但容一点终点法使用简便,易于操作,但容易受试剂颜色和标本自身情况干扰(如黄疸、易受试剂颜色和标本自身情况干扰(如黄疸、溶血和脂血等)。溶血和脂血等)。 2. 两点终点法两点终点法 在加入触发实质性反应在加入
14、触发实质性反应发生的试剂前,读取一次吸光度值(发生的试剂前,读取一次吸光度值(A1),),加入触发实质性反应发生的试剂后,达到平加入触发实质性反应发生的试剂后,达到平衡再读取第二次吸光度值(衡再读取第二次吸光度值(A2),根据两次),根据两次吸光度值之差计算结果。吸光度值之差计算结果。 能有效地消除试剂颜色和标本颜色及内能有效地消除试剂颜色和标本颜色及内源性干扰物带来的影响。源性干扰物带来的影响。 (二)速率法(二)速率法 又称连续监测法,在单位时间内连续读取又称连续监测法,在单位时间内连续读取吸光度值,并根据吸光度值的变化(吸光度值,并根据吸光度值的变化(A/min)自动选择零级反应期计算结
15、果的方法。自动选择零级反应期计算结果的方法。 二、自动生化分析仪的校准方法二、自动生化分析仪的校准方法 自动生化分析仪的校准也称定标,是为计自动生化分析仪的校准也称定标,是为计算结果时提供比对依据。算结果时提供比对依据。 校准的方法包括一点校准(水定标)、两校准的方法包括一点校准(水定标)、两点校准(水和已知浓度的校准品)和多点校准点校准(水和已知浓度的校准品)和多点校准(多个呈浓度梯度的校准品)。(多个呈浓度梯度的校准品)。 自动生化分析仪能自动完成样本的加载、自动生化分析仪能自动完成样本的加载、试剂分配、搅拌、清洗等机械动作,执行这些试剂分配、搅拌、清洗等机械动作,执行这些动作的程序已由厂
16、家储存于计算机中用户无权动作的程序已由厂家储存于计算机中用户无权修改。下面讨论的参数设置是指检测项目的试修改。下面讨论的参数设置是指检测项目的试验参数。如波长、反应温度、分析方法、样本验参数。如波长、反应温度、分析方法、样本量与试剂量等。这些参数设置的正确与否可直量与试剂量等。这些参数设置的正确与否可直接影响实验结果的准确性。有的仪器要求使用接影响实验结果的准确性。有的仪器要求使用配套试剂,相应参数已储存于计算机中,用户配套试剂,相应参数已储存于计算机中,用户不能更改,称为不能更改,称为“封闭通道封闭通道”,用户能根据需,用户能根据需要自由更改的称为要自由更改的称为“开放通道开放通道”。 一、
17、波长的选择一、波长的选择 1. 单波长单波长 单波长是用一个波长检测物质单波长是用一个波长检测物质的光吸收强度的方法。当测定体系中含有一种的光吸收强度的方法。当测定体系中含有一种组分或在混合溶液中待测组分的吸收峰与其他组分或在混合溶液中待测组分的吸收峰与其他共存物质的吸收波长无重叠时,可选用。共存物质的吸收波长无重叠时,可选用。 2. 双波长双波长 用两个不同波长检测。当被检用两个不同波长检测。当被检溶液混浊或存在较大的干扰物质的光吸收时会溶液混浊或存在较大的干扰物质的光吸收时会出现光散射和非特异性光吸收,从而影响测定出现光散射和非特异性光吸收,从而影响测定结果的准确性,此时可用双波长甚至多波
18、长测结果的准确性,此时可用双波长甚至多波长测定,以提高测定结果的准确性。定,以提高测定结果的准确性。 二、测定方法的选择二、测定方法的选择 半自动生物化学分析仪一般具备其中的半自动生物化学分析仪一般具备其中的一点终点、两点终点(单试剂)、连续监测一点终点、两点终点(单试剂)、连续监测法(只能是一种固定方法)。全自动生物化法(只能是一种固定方法)。全自动生物化学分析仪的功能较全面,具有前述的各种方学分析仪的功能较全面,具有前述的各种方法,可根据需要进行选择。法,可根据需要进行选择。 三、样品与试剂量三、样品与试剂量 样品与试剂量的确定一般按照试剂说明样品与试剂量的确定一般按照试剂说明书上的比例,
19、并结合仪器的特性进行设置。书上的比例,并结合仪器的特性进行设置。仪器的特性有:样品和试剂的最小加样量及仪器的特性有:样品和试剂的最小加样量及加量范围、最小反应液的体积等。加量范围、最小反应液的体积等。 四、试剂的选择四、试剂的选择 1. 单试剂法单试剂法 在反应过程中仅加一次试在反应过程中仅加一次试剂的方法称单试剂法。其常见的有:剂的方法称单试剂法。其常见的有: (1)单试剂单波长法)单试剂单波长法 指在选定的温度指在选定的温度和某一特定的波长,读取反应一定时间时的和某一特定的波长,读取反应一定时间时的吸光度的方法。这是单试剂法中最常见的方吸光度的方法。这是单试剂法中最常见的方法。法。 (2)
20、单试剂双波长法)单试剂双波长法 单试剂双波长法单试剂双波长法主要是为了消除检测体系或标本的混浊而设主要是为了消除检测体系或标本的混浊而设置。自动生物化学分析仪大部分终点分析均置。自动生物化学分析仪大部分终点分析均用此法。用此法。 2. 双试剂法双试剂法 其常见的有其常见的有: (1)双试剂单波长一点法)双试剂单波长一点法 检测试剂分检测试剂分成两部分加入,只读一次吸光度。成两部分加入,只读一次吸光度。 (2)双试剂二点法)双试剂二点法 为了去掉标本色素、为了去掉标本色素、浊度的影响,也可用双试剂,在加入第一试剂浊度的影响,也可用双试剂,在加入第一试剂后读取一次吸光度,再加第二试剂,反应一定后读
21、取一次吸光度,再加第二试剂,反应一定时间后再读取一次吸光度,依两次吸光度之差时间后再读取一次吸光度,依两次吸光度之差计算结果。计算结果。 五、分析时间的选择五、分析时间的选择 生物化学反应的时间是某一项目所特有的,生物化学反应的时间是某一项目所特有的,根据所采用的测定方法不同而异。反应时间应根据所采用的测定方法不同而异。反应时间应根据试剂说明书作合理的选择和设置。根据试剂说明书作合理的选择和设置。 一、自动化程度一、自动化程度 自动化程度是指仪器能够独立完成生物自动化程度是指仪器能够独立完成生物化学测定操作程序的能力。除此之外,自动化学测定操作程序的能力。除此之外,自动化程度还包括其他许多内容
22、,如单位时间处化程度还包括其他许多内容,如单位时间处理标本的能力,可同步分析的项目数等。理标本的能力,可同步分析的项目数等。 二、分析效率二、分析效率 分析效率是指在测定方法相同的情况下分析效率是指在测定方法相同的情况下自动生化分析仪的分析速度。分析速度决定自动生化分析仪的分析速度。分析速度决定于一次测定中可测样品多少和可测项目的多于一次测定中可测样品多少和可测项目的多少(少(通道数、加样针和反应杯数量通道数、加样针和反应杯数量)。)。 不同类型的分析仪,由于其结构和设计不同类型的分析仪,由于其结构和设计原理的不同,微机应用程序不同造成自动化原理的不同,微机应用程序不同造成自动化程度的差异,直
23、接影响到分析仪的分析效率。程度的差异,直接影响到分析仪的分析效率。 三、应用范围三、应用范围 自动生化分析仪的应用范围包括可测试自动生化分析仪的应用范围包括可测试的生化项目、反应的类型及分析方法的种类的生化项目、反应的类型及分析方法的种类等。应用范围广的分析仪不仅能测多种临床等。应用范围广的分析仪不仅能测多种临床生化检验指标,而且还可进行药物监测和各生化检验指标,而且还可进行药物监测和各种特异蛋白的分析、微量元素测定等。分析种特异蛋白的分析、微量元素测定等。分析方法除了分光光度法外,还能进行浊度比色方法除了分光光度法外,还能进行浊度比色法、离子选择性电极法、荧光法等测定。法、离子选择性电极法、
24、荧光法等测定。 四、分析准确度四、分析准确度 生化分析仪测量的准确度取决于各部件生化分析仪测量的准确度取决于各部件(加液、温控、波长、记时等加液、温控、波长、记时等)的加工精度及的加工精度及其精确的工作状态。其精确的工作状态。 如有的分析仪采用样品液体感应探针,如有的分析仪采用样品液体感应探针,吸样准确,样品携带率低于吸样准确,样品携带率低于0.5%,使测量结,使测量结果精确度提高。另外,克服分析仪中交叉污果精确度提高。另外,克服分析仪中交叉污染,生化分析仪一般对取样探针有自动清洗染,生化分析仪一般对取样探针有自动清洗装置,从而保证测试结果的准确率。装置,从而保证测试结果的准确率。 配置高、制
25、造工艺精湛、性能指标优良的配置高、制造工艺精湛、性能指标优良的自动生化分析仪,是获得准确分析结果的前提。自动生化分析仪,是获得准确分析结果的前提。除此之外,还必须提供:除此之外,还必须提供: 1.正确的安装与合适的工作环境正确的安装与合适的工作环境 由厂家由厂家安装,不能自行挪动,有冷暖空调,工作温度安装,不能自行挪动,有冷暖空调,工作温度1830,湿度,湿度85%。 2.稳定的电源供给稳定的电源供给 配置不间断电源,防配置不间断电源,防止突然断电和通电对仪器的冲击,并安装地线。止突然断电和通电对仪器的冲击,并安装地线。 3.纯水处理系统纯水处理系统 配备专门的纯水处理配备专门的纯水处理系统,
26、有足够的纯水处理能力并符合使用要系统,有足够的纯水处理能力并符合使用要求,电导率求,电导率1s/cm。 4.正确的操作正确的操作 既是分析质量的保证,既是分析质量的保证,又是延长仪器寿命的可靠方法。操作人员应又是延长仪器寿命的可靠方法。操作人员应由厂家工程师培训后上岗,编写仪器的标准由厂家工程师培训后上岗,编写仪器的标准操作程序(操作程序(SOP)。)。 5.维护与保养维护与保养 定期维护和保养仪器定期维护和保养仪器 6.室内质量控制室内质量控制 建立室内质量控制系建立室内质量控制系统(包括高、中、低值的质控品,在每天常统(包括高、中、低值的质控品,在每天常规分析的前、中、后三个阶段分别测定)
27、。规分析的前、中、后三个阶段分别测定)。本章小结本章小结本章小结 1. 自动生化分析仪的类型(管道式、离心式自动生化分析仪的类型(管道式、离心式、分立式和干片式)。、分立式和干片式)。 2. 自动生化分析方法自动生化分析方法 分析方法(终点法和分析方法(终点法和速率法),仪器校准方法(一点校准、两点校准速率法),仪器校准方法(一点校准、两点校准和多点校准)。和多点校准)。 3. 参数设置参数设置 波长、温度、分析方法、样本波长、温度、分析方法、样本量和试剂量量和试剂量。 4. 自动生化分析仪的性能评价自动生化分析仪的性能评价 评价指标(评价指标(自动化程度、分析效率、应用范围、分析准确度自动化
28、程度、分析效率、应用范围、分析准确度等)。等)。复习思考题复习思考题复习思考题复习思考题复习思考题复习思考题 1.按结构原理分类,自动生化分析仪可分按结构原理分类,自动生化分析仪可分为哪几个类型为哪几个类型 ? 2. 何谓双试剂法?双试剂法的主要优点是什何谓双试剂法?双试剂法的主要优点是什么?么? 3. 自动生化分析仪的分析方法包括哪几种?自动生化分析仪的分析方法包括哪几种? 4.自动生化分析仪的主要性能和技术指标有自动生化分析仪的主要性能和技术指标有哪些?哪些?参考文献:参考文献:参考文献:参考文献:参考文献:参考文献:现代临床生物化学检验现代临床生物化学检验主编主编 张秀明张秀明 人民军医出版社人民军医出版社临床生物化学及生物化学检验临床生物化学及生物化学检验主编主编 周周 新新 人民卫生出版社人民卫生出版社结束结束结束结束结束结束预习内容:预习内容:预习内容:预习内容:预习内容:预习内容:第八章第八章 其他常用分析技术其他常用分析技术