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全自动生化分析仪.doc

全自动生化分析仪

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2017-09-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《全自动生化分析仪doc》,可适用于综合领域

             全自动生化分析仪一引言     生化分析仪(ChemistryAnalyzer)是临床检验中经常使用的重要分析仪器之一它通过对血液或者其他体液的分析来测定各种生化指标:如转氨酶、血红蛋白、白蛋白、总蛋白、胆固醇、肌肝、葡萄糖、无机磷、淀粉酶、钙等。结合其他临床资料进行综合分析可以帮助诊断疾病对器官功能做出评价鉴别并发因子以及决定今后治疗的基准等。     所谓全自动生化分析仪就是把分析过程中的取样、加试剂、混匀、保温反应、检测、结果计算和显示以及清洗等步骤进行自动化的仪器它可完全模仿并代替手工操纵因此可以以为目前市场上需要手动更换比色杯(或比色盘)的分析仪不是真正的“全自动”分析仪。全自动生化分析仪灵敏、正确、快速不仅进步了工作效率而且减少了主观误差进步了检验质量。     全自动生化分析仪涉及光学、精密机械、自动控制、电子电路、热工学、生物化学、分析化学等学科且要求高精度、高可靠性是一个十分复杂的系统国际上仅有少数几个着名跨国公司可以制造如:贝克曼库尔特(BeckmanCoulter)、奥林巴斯(Olympus)、日立(Hitachi)等。在国内深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司是最早开始研制全自动生化分析仪的企业之一。       二分析原理     全自动生化分析仪属于光学式分析仪器它基于物质对光的选择性吸收即分光光度法其丈量原理如图所示。单色器将光源发出的复色光分成单色光特定波长的单色光通过盛有样品溶液的比色池光电转换器将透射光转换为电信号后送进信号处理系统进行分析。     分光光度法是基于不同分子结构的物质对电磁辐射的选择性吸收而建立起来的方法属于分子吸收光谱分析。当光通过溶液时被测物质分子吸收某一波长的单色光被吸收的光强度与光通过的间隔成正比。固然现在了解到Bouguer早在年已提出上述关系的数学表达式但通常以为Lambert于年最早发现表达式其数学形式为:     T=II=ekb     其中I为进射光强I为透射光强e为自然对数的底k为常数b为光程长度(通常以cm表示)。     比尔定律等同于Bouguer定律只是比尔定律以浓度来表达。将两个定律结合起来组成BeerBouguer定律:     T=II=ekbc     其中c为吸光物质的浓度(通常以gL或mgL为单位)。将上式取以为底的对数后得到线性表达式:     A=logT=log(II)=log(II)=εbc     其中A为吸光度ε是摩尔吸收光系数或消光系数。     上述表达式通常称为比尔定律。它表明当特定波长的单色光通过溶液时样品的吸光度与溶液中吸收物浓度和光通过的间隔成正比。     在波长、溶液和温度确定的情况下摩尔消光系数是由给定物质的特性决定的。实际上测得的摩尔消光系数也和使用的仪器有关。因此在定量分析中通常并不用已知物质的摩尔消光系数而是用一个或多个已知浓度的待测物质作一条校准或工作曲线。     由于电子跃迁在基态和激发态之间能量差别较大因此室温下几乎所有分子的电子都处于基态。吸收光及返回基态的速度非常快平衡迅速实现这使得光吸收的定量正确性相当高。根据工作波段的不同分光光度法可分为真空紫外、可见光、紫外可见和紫外可见近红外其工作波段分别为nm~nm、nm~nm、nm~nm和nm~nm。作为临床生化分析使用一般要求工作波长为nm~nm属于紫外可见分光光度法。吸光度与浓度之间简单的线性关系及紫外可见光相对轻易丈量使得紫外可见分光光度法成为上千种定量分析方法的基础。       三相关技术分析     全自动生化分析仪可以说是在传统的分光光度计的基础上发展来的。从结构上来说它包含分光光度计的主要组成部分如:光源、单色器(色散装置)、比色池、检测器等另外它还包括生化分析所需的特有部分如:加样系统、清洗系统、温控系统、软件系统等。       光源      理想的光源应在整个波长范围内产生恒定的光强度噪声低长期稳定。遗憾的是实际上没有这样的光源因此需要依工作波段的不同选取不同的光源。表给出了紫外可见分光光度丈量中常用的光源。     氘灯可在紫外区产生一定强度的连续光谱在可见区也能提供有用的光强。尽管现在的氘灯噪声已很低但灯的噪声还是限制整个仪器噪声水平的主要因素。     卤钨灯在部分紫外区和整个可见光范围内可产生较强的连续光谱噪声低漂移小。大多数全自动生化分析仪采用卤钨灯作为光源。       单色器     单色器是使不同波长的光以不同角度发散的组件按色散元件的不同可分为棱镜单色器、光栅单色器和滤光片式单色器。     棱镜既简单又便宜但其色散是弯曲且非线性的长波色散率小短波色散率高因此欲得到相同的光谱强度狭缝宽度要随波长而改变并且各光谱线间隔不同为非匀排光谱。     光栅的色散率大色散角与波长成线性关系分辨率高光谱范围宽。但是采用光栅的仪器设计时须留意光谱叠级、检测灵敏度及光学布局(前分光或后分光)等因素的影响。     滤光片价格便宜通过科学、公道的设计采用滤光片分光方式完全可以获得与光栅分光同等的效果。       检测器     检测器将光信号转换为电信号。理想的检测器应具有线性范围宽噪声低灵敏度高。全自动生化分析仪的检测器一般为光电倍增管或光电二极管。     光电倍增管阴极材料的性质决定了其光谱灵敏度。光电倍增管在紫外可见范围内有良好的灵敏度它对弱光的灵敏度很高。但是在光谱分析应用中高灵敏度是用于测定低浓度物质的为正确检测空缺和样品间的微小差别检测器在强信号时必须噪声低。       光电二极管(或光电二极管阵列)广泛应用于全自动生化分析仪是目前中高档生化分析仪采用的主流技术。光电二极管检测动态范围宽作为固体元件比光电倍增管更耐用。早期的光电二极管在紫外区灵敏度较低但该题目已克服硅光电二极管的检测范围约是nm~nm。       加样系统     加样系统的精度直接影响丈量结果因此加样系同一直都是全自动生化分析仪的关键技术之一。     加样系统分为样本加样系统和试剂加样系统两者在原理和结构上并无区别。加样过程由初始化过程、吸样过程、排样过程和清洗过程组成。       加样精度一般靠以下技术保证:       ()公道的液路设计和连接技术       ()液面检测技术:采样针能够感应液面探测到液面后插进适当深度后会停止       ()随量跟踪技术:采样针根据所分配液体的多少自动调整下降深度       ()堵塞检测:探针能自动检测血液或试剂中纤维蛋白质或其他杂物堵针堵针后根据内置压力感受器进行处理。       清洗系统     在全自动生化分析仪中反应杯清洗可通过两种方案实现即机内清洗反应杯和自动更换反应杯。     采用机内清洗反应杯方式反应杯是反复使用的。清洗过程包括吸干反应液、注进酸性清洗剂、吸干酸性清洗剂、注进碱性清洗剂、吸干碱性清洗剂、注进往离子水(可能有多次)、干燥反应杯等步骤。清洗的效果直接决定着仪器的携带污染。机内清洗的最大缺点是很难保证将反应杯彻底清洗干净因此反应杯污染引起的误差不可避免而且用水量比较大也是一个题目。     自动更换反应杯方式是采用一次性反应杯因此仪器的携带污染会大大降低同时由于减少了重复清洗的过程可进一步进步仪器的可靠性同时仪器的用水量也会大大降低。       温控系统     各类生化反应尤其是酶类对温度波动非常敏感需要一个恒定的温度才能取得可靠、正确的结果一般要求把反应室的温度波动控制在±℃。目前较多采用的方法有空气浴法、恒温水浴法、恒温液加热法等。       软件系统       软件系统的目标是为用户提供方便实用、轻易学习、界面友好、轻易操纵的软件     软件的功能主要包括三个方面:一是为用户提供操纵仪器的界面以实现项目的编辑样本试剂设置项目的申请、执行结果的输出和历史纪录查询等二是控制仪器各个部分工作实现各种生化分析方法及一些辅助功能对于一台生化分析仪器来说自动化程度越高仪器的功能也越强三是数据的分析处理与计算如病人信息和原始数据存储、化验结果汇总报告、失控报告、质控数据计算绘图、质控回顾性检查分析、质控物和质控数据治理等等。       四展看     近年来随着科学技术的不断进步特别是电子技术和计算机技术的飞速发展使得生化分析仪器结构和性能都有了很大的改进。世纪是一个信息和分子生物学的世纪计算机及网络将深进到日常生活的每个角落。因此全自动生化分析仪除了向高速度、随意任选式、模块组合化、超微量化、智能化、尖端化发展的同时也必然向就近检验、床边即时检验发展患者自测项目将进一步发展。总之全自动生化分析仪将同时向大而全和小、快、灵两个方向发展。文档已经阅读完毕请返回上一页!

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