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分立式自动生化分析仪的分析原理(二)

发布时间: 2013-11-29
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分立式自动生化分析仪的分析原理(二)

(2)分光装置:有滤光片和单色器两类。常用的滤光片有吸收滤光片、干涉滤光片、复合滤光片等。半自动生化分析仪多采用干涉滤光片,它价格便宜,使用方便,但易受潮霉变,影响结果的准确性,需定期校正。干涉滤光片有插入式和可旋转的圆盘式两种。插入式就是将需用的滤光片插入滤片槽中,圆盘式是将仪器配备的滤光片都安装在圆盘中,使用时旋转至所需滤光片处即可。单色器有棱镜单色器和光栅单色器两种类型,现在的生化分析仪多采用光栅将复合光分解为单色光。光栅分光可分为全息反射式光栅和凹面蚀刻式光栅两种形式。前者是在玻璃上覆盖一层金属膜后制成,有一定程度的相差,且易被腐蚀;后者是将所选波长固定地刻在凹面玻璃上,耐磨损、抗腐蚀、无相差。光栅色散均匀,谱线清晰,工作波段宽;分光较干涉滤光片有明显优点,尤其采用340nm波长的酶类测定结果更稳定可靠,全自动生化分析仪多采用光栅分光。

(3)比色杯:自动生化分析仪的比色杯是反应杯,也称为比色池、吸收池、比色槽等。

比色杯的光径为0.5~1cm不等,多采用硬质石英玻璃、硬质玻璃、无紫外光吸收的丙烯酸塑料等,使用寿命不一。光径小的节省试剂,减少样品用量。当比色杯光径小于1cm时,部分仪器可自动校正为1cm。大多数生化分析仪都有比色杯自动冲洗装置,在仪器完成比色分析后做自动反复冲洗、吸干的动作,并自动做空白检查,检测合格的比色杯可继续循环使用。如未通过自动检查,分析仪会自动报警或停止工作,提示更换比色杯。

(4)信号检测器:光学系统产生的光信号由信号检测器接收,然后将光信号转换成电信号并加以放大,再把它们传送至数据处理单元。信号接收器一般为硅(矩阵)二极管,信号传送方式有光电信号传送和光导纤维传送两种。光导纤维传送技术更先进,可消除电磁波对信号的干扰,传送速度更快,目前新设计的高档自动生化分析仪均采用光导纤维传送技术。

(5)恒温装置:自动生化分析仪通过温度控制系统保持孵育温度的恒定,以保证反应的正常进行。温度调控由计算机控制,反应温度通常为25℃、30℃、37℃,理想的孵育温度波动应小于±0。1℃。保持恒温的方式有以下3种:①干式恒温器加热:即在比色杯与加热器之问隔有空气。其特点是方便、速度快、不需要特殊材料,但稳定性和均匀性较水浴稍差。因为酶对反应温度要求高,所以酶学反应一般不用此法。②水浴循环式:即在比色杯周围充盈有水,加热器控制水的温度。其特点是温度恒定,可达±0。1℃,但升温缓慢,开机预热时间长,需特殊的防腐剂以保证水质的洁净,且要定期更换循环水。③恒温液循环间接加热式:其结构原理是在比色杯周围流动着一种特殊的恒温液(具有无味、无污染、惰性、不蒸发等特点),比色杯和恒温液之问有极小的空气狭缝,恒温液通过加热狭缝的空气达到恒温。其优点是温度稳定、均匀且升温快,和水浴循环式相比不需要特殊保养。

(6)清洗装置:一般由吸液针、吐液针和擦拭刷组成。探针和搅拌棒采用激流式等方式自动冲洗。清洗工作流程为吸出反应液、注入清洗剂、吸干、注入纯水、吸干擦干等步骤。

清洗液有碱性和酸性两种,不同分析仪根据需要选择。一般在吸出反应液后,仪器先用碱性液冲洗,再用酸性液冲洗,最后用去离子水冲洗3遍。值得注意的是,对于常规冲洗还不能清除交叉污染的实验要特别处理,以减少交叉污染或携带污染。例如,胆固醇测定试剂中的胆酸盐对血清总胆汁酸的测定有干扰,在消除交叉污染的程序中,可输入程序,通过编程指定总胆汁酸不在测试胆固醇的比色杯中进行测定;如不能避开,仪器则对比色杯进行特别冲洗,防止发生交叉污染。冲洗水的水温自动控制到与噎温反应槽温度相近,保证反应系统的恒温,并增加去污力。

3.计算机系统计算机是自动生化分析仪的核心,标本和试剂的识别、条形码的读取、混合恒温、冲洗控制、数据处理、结果打印、质控监控、仪器各种故障的报警等整个分析过程都是由计算机控制完成。随着计算机技术的迅速发展,新一代自动生化分析仪的自动化程度越来越高,手工操作步骤更少,样品及试剂用量更少,以不断提高工作效率、节约成本为目标。计算机与分析仪相结合,一般具有以下功能。

(1)样品和试剂的识别:扫描贴在样品管及试剂瓶上的条形码以识别样品和试剂,自动将样品和试剂信息录入计算机,再将条形码信息转换成相应的动作,贯彻在整个分析过程中,直至最后打印报告结果。

(2)样品和试剂的自动吸加及混合恒温:加样过程由机械臂根据计算机指令完成。机械臂的一端装有吸液针,可通过注射器式、蠕动泵式及气动泵式进行加液。功能正常的吸加液体装置应能准确地吸加液量至指定位置。混合装置多采用磁、机械搅拌或超声混匀的方式,使样品和试剂充分混匀。混合的力度和时间由计算机控制。仪器的恒温温度有25℃、30℃、37℃三种温度可供选择,自动生化分析仪多采用37℃,温度的调控和恒定均由计算机控制完成。

(3)结果计算及打印:计算机通过将检测系统读取的吸光度转换成电信号计算出检测结果,并回输到主电脑,实现“数据的双向传送”,再由计算机指令打印机打印结果,核对后发送病房或给患者。

(4)数据处理:随着计算机技术的进步,自动生化分析仪数据处理功能日趋完善,如反应进程中吸光度、各种测定方法、各种校准方法室内质控结果的统计等,自动生化仪都可进行处理。计算机还可以查看患者的数据、仪器的性能指标、仪器的运行状态等。自动生化仪中的质控和患者结果还可通过仪器计算机与实验室信息系统(laboratoryinformationsystem,LIS)的对接进行联网管理。

自动生化分析仪均采用程序控制的自动分析。分析程序一经确定,工作时只要简单地输入测定项目或编码,仪器即可按编制程序自动完成测定、计算和报告。具体的控制程序因仪器而异,一般分为固定程序和白编程序两种。固定程序为仪器厂家预先设定,常与指定试剂配套;有的不能更改,有的也可由用户修改。它与配套试剂一同使用时,既方便工作,质量也比较可靠,但成本较高。自编程序灵活实用,便于开发新项目,强调程序的灵活性。比如,成批测定过程中应可随时插入急诊标本测定而不打乱原有程序;单个急诊标本测定操作简捷、消耗少,可灵活预稀释或重复测定。

分立式自动生化分析仪与流动式自动生化分析仪在结构上的区别在于:前者各个样品和试剂在各自的试管中起反应,后者是在同一管道中起反应;前者采用由加样器和加液器组成的稀释器来加样和加试剂,而不用比例泵;前者一般没有透析器,如要除去蛋白质等干扰,需另行处理(如离心)。由于各个样品在分析过程中彼此分离互不掺杂,分立式的交叉污染相对较低。


参考资料:分析化学


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