自动生化分析技术和相关仪器.ppt

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1、第十五章 自动生化分析技术和相关仪器,自动生化分析仪，就是把生化分析中的取样、加试剂、去干扰、混合、恒温、反应、检测、结果处理以及清洗等过程中的部分或全部步骤进行自动化操作的仪器。,自动生化仪的发展趋势：是随意连续高速度，组合化，超微量化，智能化和尖端化。,自动生化仪的发展史:自动生化仪的共同特点:,Q：何谓自动生化分析仪？自动生化分析仪的发展方向如何？,第二节自动生化自动分析仪的分类,根据仪器的结构原理不同：分为连续流动式（管道式）、分立式、离心式和干片式四类。,根据自动化程度的高低：分为全自动和半自动。,根据同时可测项目数量：分为单通道和多通道。,根据反应载体的不同：分为普通液体型和干式生

2、化分析仪。,根据选择方式：分为随机任选式（多通道分析仪）和固定项目式。,生化分析仪的分类原则有哪些？根据结构原理分类，全自动生化分析仪有哪几种类型？,全自动生化分析仪是从加样开始到结果打印完全由仪器自动完成的自动化仪器。,仪器功能全、灵活性大、易于操作、主观误差小、准确度、精密度和分析效率高。,一、全自动生化分析仪,它们大多采用吸光度法，也有荧光光度法、光散射法、浊度测定法和离子选择性电极法。,应用于常规生化、特种蛋白和药物监测等，既能用于终点法测定，又可用于各种动态法测定。,主要的功能有随机安排程序、急诊优先；可选择不同的组合分析，根据需要选择打印方式，有强大的贮存记忆功能，自检和自动报警功

3、能；以及多种统计学处理功能。,连续流动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，是在同一管道中经流动过程完成的。这类仪器一般可分为空气分段系统和非分段系统。,（一）连续流动式分析仪,离心式分析仪的全部检验过程是在一个类似离心机转头样的圆盘上完成的，离心式分析仪由加样部和分析部两个部分组成。,（二）离心式分析仪,加样部分包括样品盘、试剂盘、吸样臂（或管）、试剂臂和电子控制部分等。分析部分，除安装转头的离心机外，还有温控和光学检测系统，并有微机信息处理和显示系统。,工作原理是将样品和试剂分别置于转头内，当离心机开动后，受离心力的作用，试剂和样品相互混合发生反应，最后流入圆盘外

4、圈的比色槽内，通过比色计检测。,所谓分立式，是指按手工操作的方式编排程序，并以有节奏的机械操作代替手工，各环节用转送带连接起来，按顺序依次操作。,（三）分立式自动生化分析仪,（四）干化学自动生化分析仪,干化学自动生化分析仪采用的是干化学方法，就是将原来发生在液相反应物中的反应，转移到一个固相载体上被检测。,（五）附加式和组合式自动生化分析仪,附加式自动生化分析仪就是将几个具有不同功能的生化仪融合在一台仪器中，可同时完成血气、电解质、酶学、生化分析等。,采用“同步分析”原理的自动化分析仪是下列哪种？A.流动式 B.分立式 C.离心式 D.干片式E.袋式,答案：C,二、半自动生化分析仪,半自动生化

5、分析仪指在分析过程中的部分操作（如加样、加试剂、混匀、结果记录等步骤）由手工完成，而吸入反应液、保温、比色测定、吸光度监测、结果的计算、打印等功能由仪器自动完成。,第一节基本结构和原理,自动生化分析仪由分析部分和操作部分构成。,分析部分由检测系统、样品和试剂处理系统、反应系统和清洗系统等组成，负责样品的分析。,操作部分就是计算机系统，贮存所有的系统软件，控制仪器的运行和操作以及进行复杂的数据处理。,一、检测系统,检测系统由光学系统和信号检测系统组成，是分析部分的核心，它的功能是将化学反应的光学变化转变成电信号。,（一）光学系统 光学系统由光源、光路系统、分光器等组成。它们的作用是提供足够强度的

6、光束、单色光及比色的光路。,1、光源：自动生化仪的光源一般采用卤素灯。寿命为800小时左右，提供波长范围为340nm800nm的光源。,2、光路系统：光路系统包括从发出光源到信号接收的全部路径，由一组透镜、聚光镜、光径（比色杯）和分光元件等组成。,有直射式光路、集束式光路、前分光和后分光之分。,光源 分光元件 样品 检测器,光源 样品 分光元件 检测器,前分光与后分光的主要区别在于前分光先分出多个单色光，再照射到比色杯窗口，其他原理基本一样。,后分光可连续不断检测不同波长的反应，前分光不能进行不同波长项目的不间断检测，通常只能单项一次测完后，再测第二项。,目前全自动生化分析仪多采用后分光。,自

7、动生化分析仪的光路系统根据分光的先后可分为哪几种方式，各有何特点？,直射式光路：由于通过比色杯的光束较宽，难于减少所测试反应液的体积。,集束式光路：是通过一个透镜使光束变窄，可检测低于180l的反应液，使生化分析仪的超微量检测成为可能。,近来又出现了点光源技术，它的光束更小，照射到样品杯时仅为一个点，可使反应液的量降至120l。,3、分光元件：分光元件有滤光片、全息反射式光栅和蚀刻式凹面光栅三种形式，均为紫外可见光。,4、比色杯：比色是通过一定的厚度的比色杯进行的，比色杯的厚度即为光径。比色杯的厚度有1cm、0.6cm、0.5cm三种。光径小的可以节省试剂，减少样品用量，是目前的流行式。,流动

8、比色杯：吸液器将试管内的有色溶液吸入固定的比色杯，进行比色后再吸出，此为单通道比色方式。也称流动比色池。,半自动生化分析仪和单通道的全自动生化分析仪都采用流动比色方式。,反应杯兼作为比色杯：反应杯以不同形式逐个连接在一起，形成一个盘结构，按指定顺序通过光路，进行连续比色，是多通道全自动生化分析仪的比色系统。,（二）信号检测系统,功能：接收由光学系统产生的光信号，将其转换成电信号后放大，再把它们传送至数据处理单元。,二、样品、试剂处理系统,该系统包括放置样品和试剂的场所、识别装置、机械臂和加液器。功能是模仿人工操作，识别样品和试剂，并把它们加入到反应器中。,（一）样品架（盘）和试剂盘,样品架是放

9、置样品管的试管架。,样品盘是圆形的，可以放置样品管或样品杯，通过圆周的机械运动传送样品。,试剂盘用于放置实验项目所用的试剂，为圆形。,（二）识别装置,识别样品和试剂的一种方法是根据样品的编号及在样品架或盘上所处位置来识别，另一种则是条码识别装置。条码识读器通过条形码对样品和试剂进行识别。,（三）机械臂机械臂的功能是控制加液器的移动，根据仪器的指令携带加液器运动至指定位置。自动生化分析仪可有24个机械臂，它们是样品臂和试剂臂等。,（四）加液器加液器由吸量注射器和加样针组成。1、吸量注射器：用特殊的硬质玻璃制成，包括阀门注射器和阀门。2、探针和加样针：探针包括样品探针和试剂探针，设置在加样针上，组

10、成一体化探针。,早期分立式生化分析仪的加液器由采样器和加第一试剂的加液器组合而成，也称稀释器。,现代的加液器都是采用各自的管路和加样针进行样品和试剂的添加，加上特殊的冲洗技术，减少了交叉污染。,目前较为先进的定量吸取技术是采用脉冲数字步进电机定位，定位准确，故障率低。,（五）搅拌器搅拌器由电机和搅拌针组成。电机运动带动搅拌针转动，速度可达数万转/分钟，使反应液被充分混匀。,三、反应系统,反应系统由反应盘和恒温箱两部分组成。,（一）反应盘：反应盘是生化反应的场所，全部的反应杯位于其中，目前的全自动生化分析仪都用反应杯兼作比色杯，置于恒温箱中。（二）恒温系统：其保持恒温的方式有干式恒温、水浴循环加

11、热式、恒温液循环间接加热式三种。,清洗系统一般由吸液针、吐液针和擦拭块组成，可有五至九段清洗，段就是冲洗的步骤。,四、清洗系统,清洗的工作流程为：吸出反应液 吐入清洗剂 吸干 吐入去离子水 吸干 擦干。,五、数据处理系统,数据处理系统的功能主要包括结果计算、数据转换和输出等，这些都由机内或外接单独的计算机来完成。,自动生化分析仪的基本结构有哪几种主要部分？各有何功能？,第三节自动生化自动分析仪的性能及评价,（一）自动化程度 自动化程度指在人发出指令后，能够由仪器自己独立完成工作的程度。除此之外，自动化程度还包括单位时间可处理标本的能力、可同步分析的项目数及仪器所使用微机处理功能的大小等等。,一

12、、自动生化分析仪的性能,（二）分析效率 分析效率是指在测定方法相同的情况下分析仪的分析速度。显然，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少。,全自动生化分析仪的分析速度一般表示为“test/h”,（三）精度和准确度 自动生化分析仪测定的精度和准确度是仪器的重要性能指标，取决于仪器各部件（加液、温控、波长、记时等）的加工精确度及其精确的工作状态。,（四）应用范围及功能 仪器的应用范围指所能进行的分析方法以及可测定项目的种类，这是仪器的综合性指标，与仪器的设计原理及结构有关。,（五）其它性能 仪器的取液量、最小反应液体积、反应时间、可测吸光度范围也是评价仪器的指标。,自动生化分析仪的主

13、要性能和技术指标是什么？,（一）精密度评价 1、批内重复性：就是对样品的某一个或几个项目各重复测定20次，它的CV值即不精密度，然后与厂家的该项技术指标进行比较。,二、自动生化分析仪的评价,2、总精密度：选择某一常用的临床项目的两个浓度（有医学决定水平的正常和异常值），每天做室内质量控制。然后计算总精密度。,（二）互染率,方法：先用低浓度的连续比色三次（L1，L2，L3），然后用高浓度的比色三次（H1，H2，H3），再用低浓度的连续比色三次（L4，L5，L6）。,计算公式：（H3H1）/H3 100互染率（高浓度对低浓度）（L4L6）/L6 100互染率（低浓度对高浓度）,互染率越小越好，应小

14、于厂商估计的互染率。目前自动生化分析仪的互染率一般都小于1，有些近乎于0。,（三）波长校正线性检查：是用系列标准溶液在最大吸收处读取吸光度，然后绘制标准曲线或用回归法计算线性相关。准确性检查：检查的方法有两种。,（四）相关性相同项目用不同仪器测定结果必然存在差别，为了取得一致的结果，拥有两台仪器以上的实验室，应该进行两台仪器之间的校正。,方法是相同的试验项目在不同的仪器上测定，然后用线性回归进行比较和校正。,自动生化分析仪的评价主要通过哪几个方面进行评价？,第四节自动生化自动分析仪的使用 要点及方法,（一）工作环境生化分析仪对电压、电流、温度、湿度及水的电导率均有要求。（二）生化分析仪的安装半

15、自动生化分析仪的安装与分光光度计相似，全自动生化分析仪的安装需专业工程师。,一、生化分析仪使用的基本常识,（三）仪器的操作操作和注意事项应严格按照仪器的说明书建立操作规程，然后以此为依据进行操作。,（四）仪器的维护保养各种自动生化分析仪的维护保养都有一定的程序：每日、每周、每月、三个月、半年等。主要的内容就是清洗和易损部件的更换，以及一些性能的检查，如反应杯（比色杯）的清洗或更换，灯泡的光量检查或更换等。,（五）建立配套的分析系统,分析系统是把方法、仪器、试剂和校准物（标准物）相配套，组成一个分析系统。,（一）样品与试剂的比例1、按试剂说明书比例设定。2、结合仪器特性进行设置。,二、生化分析仪

16、的参数设置,（二）测定方法,1、一点终点法2、两点终点法3、连续监测法,（三）校正方法仪器内设置的校正方法一般包含：两点校正、多点校正、线性、非线性校正等。,（四）反应时间 生化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。,（五）测定波长1、单波长2、双波长副波长的有效性：干扰物在主次波长的吸光度越近越好（六）其他条件,生化分析仪的参数设置有哪几个主要内容？,（一）终点法 是实验室最常用的方法之一。反应混合物经一定时间反应后达到平衡（终点），即显色达到稳定时，检测吸光度，计算待测物的浓度。,三、自动生化分析方法,1.一点终点法：特点是使用一种或两种试剂，当样品和试剂混合后，待测

17、物与试剂的物理化学反应达到终点时，测定一次吸光度，计算待测物的浓度。,代表试验：总蛋白、白蛋白、葡萄糖氧化酶法。,2、两点终点法：固定时间法。加入样品后读一次吸光度，反应一定时间后（到终点或没到终点）再读取一次吸光度。计算时用后一次吸光度减去前一次吸光度，以消除样品、试剂颜色及浊度影响。,单试剂二点终点法：在样品与试剂混合后的延滞期读取A1，一定时间后读取A2，AA2A1,代表试验：Jaffe氏法测定肌酐。,双试剂的二点法：加入样品试剂1读取A1，加入试剂2读取A2，也是读取两次吸光度，第一次是相当于读出样品空白的值，加入试剂2至第二次读数才是实际呈色反应，因此A=A2-A1。,（二）连续监测

18、法在反应恒定期连续测定一定时间内底物或产物量的吸光度变化，通过该变化率计算出浓度。,两点速率法：观察两个时间点的吸光度，与单试剂二点法相似，但必须是在零级反应期。用两个吸光度的差值（A)除以时间（分），计算出每分钟的吸光度值。,速率A法：也称最小二乘法，它是用最小平方法求得每分钟的吸光度变化（A），从而求出浓度或活性值，是全自动生化分析仪最常使用的速率法。,多点deta法：该法是求出各吸光度差即AnAn-1,取符合线性反应段的值,计算酶活力。,带速率时间法：是由于连续观测的间隔时间太短，产物生产或底物消耗的量太少无法准确监测而采用的一种方法。,（三）比浊测定法 免疫比浊法又分为透射比浊法和散射比浊。,应用：主要用于血清特种蛋白的检测，如载脂蛋白、微量蛋白、急性时相反应蛋白、免疫球蛋白等，以及某些药物监测。,（四）双波长法设双波长（主、次），主波长吸光度减去次波长吸光度。优点：消除标本、试剂颜色及浊度影响，对电源波动进行补偿。用于终点法，也可用于连续监测法。,简述自动生化分析方法的种类及基本内含？,罗氏生化分析仪H7600简介,