全自动生化分析仪发展及应用

全自动生化分析仪发展及应用医学检验实验室的良好运行取决于人员设备管理发展历程与趋势自动化一体化（全实验室自动化）小型化高通量自动化样本上机后，仅需较少人工操作和干预，系统便可自动进行检测，给出试验结果通过扫描原始样本管的条码以确保病人信息与样本一致双向传输系统发出检测指令能评估样本是否有溶血、脂血或黄疸等影响结果正确性的因素估计样本的体积(包括死腔体积)较强大的监控错误和系统监测功能优势提高效率，缩短出报告时间标准化操作减少误差更加方便的质量管理提高实验室生物安全性增加新的检测项目不同检测系统间的整合模式免疫学和化学测定整合为具二个独立平台的统一体轨道传递系统使免疫学测定和化学测定部分整合在一起在化学测定平台上加一个非均相免疫测定模块或均相免疫测定模块代表品牌和系统BECKMANCOULTERSYNCHRONLX®i725DadeBehringDimesionRxL-HMBAYERADVIAWorkCellROCHEModularAnalyticsSWAABBOTTARCHITECTci8200优势不足只需一管血清样品即可完成生化及免疫项目测定无需人工分杯和在不同仪器间运送样品在一个操作界面上一次输入病人信息和输出检测结果，增加效率减少出错，增加安全性仅仅合并了免疫和生化项目的测定，无法整合非血清样品的测试仍需手工进行样品前处理整合方式较为固定，无法按需选择连接方式免疫测定耗时较长，在一些系统上影响整体速度检测步骤申请检测项目抽血/运送样品登记和前处理样品分析出报告/审核/跟踪列表/管理分析前错误来自于：抽血前指示缺失标签上信息模糊不清标签上无信息被抽血的病人搞错用错试管、容器收集时间不正确等等…抽血申请单错误标签丢失申请单丢失标签错误样品丢失无记录ClinicalLabNews,Oct2002全实验室自动化的构成组成功能进样单元连续装载样品管至输送器。条码阅读器自动识别样品管上条码信息，根据信息将试管导向所连接的各个仪器。离心单元自动平衡、离心，具人工和自动两种模式。去盖单元自动去除标本管盖，避免人工开盖，大大提高安全性。分杯单元智能分杯，避免交叉污染和人工接触生物危害。输出单元将样品管智能归类到专用架上。存储单元提供常温存储或试管低温冰箱存储。可方便随时自动复查或运行追加的检测项目。重新盖盖单元对完成测试的样品进行重新盖盖，减少污染。保证复检样本结果的准确性。连接单元转送轨道与机械臂，负责样品的转送。分析仪可以连接生化、免疫、血球、血凝等仪器软件系统信息交互，追踪、记录样本，实现自动复检、追加项目等的检测。全实验室自动化流水线•控制中心•进样工作站•条码阅读器•自动化离心机•开盖器•分杯器•生化分析仪•免疫分析仪•储存器•输出工作站自动生化分析仪简介光谱分析技术可分为三大类。发色光谱分析：火焰光度计、原子发射光谱法和荧光光谱法；吸收光谱分析：紫外、可见光分光光度计，原子吸收分光光度法和红外光谱法；散射光谱分析：比浊法分光光度技术的基本原理分光光度技术是利用物质对光的吸收作用对物质进行定性或定量分析的技术。分光光度法是光谱分析技术中最常用的一种，应用最多的是紫外－可见光分光光度计吸光度与透光度当光线通过均匀、透明的溶液时可出现三种情况：一部分光被散射，一部分光被吸收，另有一部分光透过溶液。设入射光强度为I0，透射光强度为I，I和I0之比称为透光度（Transmittance，T），T＝I／I0，透光度的负对数称为吸光度（Absorbance，A），A=－lgT＝－lgI／I0＝lgI0／ILambert－Beer定律（一）Lambert－Beer定律时讨论溶液吸光度同溶液浓度和溶液层厚度之间关系的基本定律，该定律时分光分析的理论基础。表达式为：A＝KLC式中A为吸光度；K为比例常数，称为吸光系数；L为溶液层厚度，称为光径；C为溶液浓度。Lambert－Beer定律（二）Lambert－Beer定律适用于可见光、紫外光、红外光和均匀非散射的液体根据Lambert－Beer定律，当液层厚度为cm，浓度单位为mol/L时，吸光系数K称为摩尔吸光系数ε。ε的意义是：当液层厚度为1cm，物质浓度为1mol/L时在特定波长下的吸光度值。ε是物质的特征性常数Lambert－Beer定律（三）在固定条件（入射光波长、温度等）下，特定物质的ε不变，这是分光光度法对物质进行定性的基础。通过对已知浓度的溶液的测定其吸光度，可求得某物质。全自动生化分析仪的发展和概况发展简史分类介绍现有品牌发展简史50年代——连续流动式分析技术的应用60年代——单通道和多通道顺序式分析仪70年代——Dupont公司的自动临床分析仪和各种类别的离心式分析仪80年代——干化学式按测定项目的特点进行分类专项分析仪：最早的自动分析仪器，专门用于一到数种项目的检测批量顺序式分析仪：依顺序逐个自动分析不同样品的同一项目，速度快，第一代生化仪的代表。固定项目普查式分析仪：20世纪80年代美国Technicon公司在单通道连续流动式分析仪基础上发展起来的，用增加通道和增添项目的方法来提高仪器的工作效率急诊项目分析仪：能够即刻完成一个或几个与急诊病情有关的检验项目任选式分析仪：近年来任选式的分析仪应用比较普遍，此类仪器能同时测定不同的项目，其特点是没有测定单项目的专一通道和共用的比色皿，设计上高度灵活，急诊样品可插入并优先进行测定。这是目前医院使用最为普遍的一种生化分析仪按照反应装置的结构进行分类连续流动式自动生化分析仪A.空气分段系统B.非分段系统分立式自动生化分析仪A.典型分立式自动生化分析仪B.离心式自动生化分析仪C.干化学式自动生化分析仪分立式自动生化分析仪加样系统A.样品准备：样品管（杯）置于样品架上，样品架分圆盘状和传送条带状等类型B.样品的吸取：由吸样针完成，通常装有液面传感装置，以防止空吸和吸入凝块C.试剂分配:由试剂盘、试剂加样器，搅拌装置等部分组成检测系统A.光源：目前大多数用卤素灯，工作波长325—800nm。少数用氙灯，工作波长在285—750nm。B.分光装置：采用干涉滤光片或光栅分光。干涉滤光片—价格便宜，但易受潮霉变光栅—前分光和后分光C.比色杯：主要分为分立式和流动池式比色杯分立式比色杯—数量与检测的速度有关流动池式比色杯—1个计算机系统A.病人样品的识别B.添加样本和试剂C.混合D.数据的处理，计算结果E.恒温控制F.结果显示和打印G.数据管理—存储、质控生化仪品牌日立（Hitachi）系列全自动生化分析仪奥林巴斯（olympus）AU全自动生化分析仪贝克曼库尔特（beckman）系列全自动生化分析仪欧宝（XL600）全自动生化分析仪其他品牌全自动生化分析仪全自动生化分析仪的分析方法1.终点法终点测定法是最常用的分析法。优点是吸光度信号变化大，吸光度稳定，对温度、时间、显色剂的用量与配方要求不高，所以是重复性好、密度高的方法。终点法分为一点终点法、两点终点法和多点终点法。1.1一点终点法临床化学自动分析仪将生物样品与相应的试剂在反应系统（反应杯）内充分混合，在一定温度下，经过一定时间的反应，通过比色系统测得反应平衡后在特定波长下，一定时间的吸光度值，读取的吸光度值由电脑系统处理并计算测定结果。1.2两点终点法首先生物样品与所用双试剂中不与标本发生反应的试剂1充分混合，在一定温度下，一定反应时间，特定波长下，读取吸光度值，然后追加启动反应试剂，在反应达到平衡时，第二次读取吸光度值（或与所用单试剂充分混合后在最初时间读取吸光度值，一定时间后读取第二次吸光度值）。最后对两次吸光度值由电脑系统处理并计算测定结果。1.3多点终点法在一个通道内一次进行多个反应相关的终点法测定。如果是一点终点法，在上图的MainDET.P主读点区中，选择m-n读点范围，如果n=0,则系统自动选择m，m+1，m+2三个点进行中间值计算。如果是二点终点法，那么上图的SubDET.P付读点区中，选择P-r读点范围，如果r=0，则系统自动选择P，P+1，P+2三个点进行中间值计算。Abs=Abs1-k*Abs2K为液体体积修正系数；单试剂时，SubDET.P的p和r设置为0，m点为必设点，其余点不设输入0。ABS1：主读点区的主波长减去付波长的吸光度值；ABS2：付读点区的主波长减去付波长的吸光度值；所谓付读点区其实就是样本加试剂空白的区域，也就是R2加入前的读点区；2固定时间法指在时间-吸光度曲线上选择两个测光点，此两点既非反应初始吸光度亦非终点吸光度，这两点的吸光度差值用于结果计算。有时也称些法为两点法。该种方法有助于解决某些反应的特异性问题。3连续监测法目前，酶浓度测定有两种方法，两点速率法和多点速率法，它是测定酶所催化的反应速度，间接计算出酶的含量。当酶促反应一开始，底物处于过量状态，酶与底物开始结合，生成复合物，底物浓度开始下降，此时产物尚未生成。当复合物分解，生成产物，酶促反应速度急骤上升，经过很短作用时间后，产物的生成量或底物的减少量与时间成线性关系，反应速度保持恒定不变，这一时期称为零级反应期。随酶促反应继续进行，底物不断消耗，酶促反应条件逐渐变化，酶促反应速度逐渐减慢，产物生成或底物减少量的变化曲线遂趋平坦，这一时期称为一级反应期。此时反应速率常常不能准确反应酶的含量。底物浓度对酶促反应速度有很大影响，只有当底物浓度大大超过酶饱和度时，酶促反应速度才能保持恒速，此时的酶促反应速度和酶浓度才有线性关系。因些测定酶活性的基质液中底物浓度应当是Km值的10~20倍，这样才能保证酶活力的标本被准确测出。根据上述酶活力的测定要求，只有在零级反应期，单位时间内吸光度变化值才与酶浓度成正比。计算m和n点间的每分钟吸光度变化Abs1。如果m和n小于5个点，则自动向l的方向移动，读取六个点计算每分钟吸光度变化。P和r点为样本和试剂空白的每分钟吸光度变化Abs2。如果不使用，设置为0,；如果使用，pr，即为双速率法。Abs=△Abs1-k*△Abs2，K为液体体积修正系数；CheckD.P.I为检查点，在R2加入前或加入后一点进行。不使用输入0使用时输入R2加入前的点。而2点速率法与其类似，不同的是两个点的速率变化。4免疫比浊测定法抗原与相应的抗体结合形成的免疫复合物，在反应杯中具有一定的浊度，由分光光度进行透射比浊测定5干化学分析法将液体样品（血清，血浆，全血，尿液）直接加到已固化于特殊结构的试剂载体即所谓干式化的试剂中，以样品中的水为溶剂，将固化在载体（片或条式）上的试剂溶解后再与样品中的待测成分进行化学反应，从而进行分析测定的一种方法。6离子选择电极法原理为将两支电极浸入待测溶液中组成原电池，其中一支电极的电位与待测离子的活度有关，其关系服从能斯特(Nernst)方程，此电极为指示电极；电池中的另一支电极是电位已知并且恒定的所谓参比电极，如饱和甘汞电极。将所构成的原电池连接于测量电动势的装置，在电流很小的条件下测量电池的电动势，求出指示电极的电位或电位变化，便可求得待测离子的活度（或浓度）。离子先择电极基本上都是薄膜电极，它们是由对某一种离子具有不同程度的选择性响应的膜所构成。7紫外可见光分光光度法吸收光谱曲线体现了物质的特性，不同的物质具有不同的特征吸收曲线，因此，吸收光谱可用作物质的定性鉴定。波长的选择1、波长的正确选择有利于提高测定的灵敏度和减少测定误差。光度学方法有单波长和双波长之分。双波长分析就是选择主波长同时选择副波长，在计算时用主波长的吸光度减去副波长的吸光度。双波长的优点：①消除噪音干扰。②减少杂散光影响。③减少样品本身吸收的干扰。样品中存在非化学反应的干扰物如甘油三酯、血红蛋白、胆红素产生非特异性的光吸收，双波长方式可以部分消除这类光吸收干扰。2、测定波长选择有三个主要条件：①待测物质在该波长下的光吸收最大。②其吸收峰宜较宽