自动生化分析技术
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自动生化分析技术. 医生对生化室的希望、要求: 可靠的测定值(化验结果) 出报告时间快 更多的化验项目 开展新的测定技术. 什么是自动化 ? 国际纯化学与应用化学协会 ( International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC )对自动化的解释是:由机械化的仪器设备取代人的手工操作的过程。. 自动化生化分析仪( auto analyzer ) 就是一种把生化分析中的取样、加试剂、混匀、恒温、反应、检测、计算结果以及清洗等过程的全部步骤或部分步骤进行自动化操作的仪器。.

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自动生化分析技术


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医生对生化室的希望、要求:

可靠的测定值(化验结果)

出报告时间快

更多的化验项目

开展新的测定技术


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什么是自动化?

国际纯化学与应用化学协会(International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC)对自动化的解释是:由机械化的仪器设备取代人的手工操作的过程。


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自动化生化分析仪(auto analyzer)就是一种把生化分析中的取样、加试剂、混匀、恒温、反应、检测、计算结果以及清洗等过程的全部步骤或部分步骤进行自动化操作的仪器。


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临床生化检验实现机械化、自动化,更

重要的也促进了操作的规范化与标准化:

操作的规范化与标准化、不但有高效率、

高精密度、准确性,而且防止人为介入产生

的失误,保证了检验的高质量。


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自动生化分析仪及TLA发展历史

  • 20世纪50年代 1957年,Skeggs首次推出单通道连续流动式自动生化分析仪。

  • 20世纪60年代 1964年,推出多通道连续流动式自动生化仪。

  • 20世纪70年代中期,电子计算机控制的自动生化仪。

  • 20世纪80年代,新型自动生化分析仪不断涌现,开始向TLA发展。


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  • 90年代以来 ,各型自动生化分析仪竞争发展,功能及性能指标日趋完善,具有先进的光路系统和强大的数据处理功能,实现了检测技术的多样化,TLA的发展速度加快。

  • 90年代以后,世界上众多先进的TLA系统问世并运行


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纵观临床生化自动分析仪的发展史也是

临床生化检测方法学的发展史。

自动生化分析仪以高新技术为基础,以

高准确性、精密度、灵活性和高效率为特点

,在现代临床实验室中承担大部分的常规工

作,成为实验室必备的检验仪器。


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自动生化分析仪的应用要求:

1.工作环境

①安置地点

②电源电压

③环境

④仪器用水

2.工作人员

3.仪器管理

4.仪器的初步评价


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自动生物化学分析仪的类型

按自动化程度可分为:

全自动生化分析仪

半自动生化分析仪

按同时可测定项目分为:

单通道生化分析仪

多通道生化分析仪


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按照仪器的复杂程度及功能可分为:

小型生化分析仪(单通道、半自动、专用)

中型生化分析仪(单通道或多通道)

大型生化分析仪(多通道、多项目、自选

或组合)


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  • 按反应装置的结构可分为:

  • 连续流动式(管道式)分析仪

  • 分立式分析仪

  • 离心式分析仪

  • 干片式分析仪

  • 自动模块化系统

  • 全实验室自动化分析系统


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分立式自动生物化学分析仪

1. 工作原理:

该类型仪器是按人工操作的方式编排程序,并以有序的机械动作代替人工,按程序依次完成各项操作的自动分析仪器。


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2. 仪器结构与功能

(1)样品处理系统

包括:样品架和试剂盘、识别装置、机械臂和加液器。

① 样品架:是放置样品试管的试管架,根据分析仪的设计有圆盘状,也有传送条带状。

编程后按指令进行分析检测。

吸样针上通常装有液面感应器,防止空吸或及入下层的血凝块。


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② 试剂盘:放置实验项目所用的试剂,一般

为圆形。

试剂室供放试剂盘的空间,一般都有冷藏装置(4-15℃)。


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③ 加液器:加液器由定量吸量器和加样针组成。由机械臂控制加液器的移动,根据仪器的指令机械臂携带加液器运动至指定位置。

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。


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加样针与静电液面感应器组成一体化探

针,它具有自我保护功能。

样品处理系统可以从指定的地方准确地

吸取样品或试剂,并转移到指定的反应杯中。


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④ 搅拌器:由电机和搅拌棒组成,电机运动

就带动搅拌棒高速转动,使反应液被充分

混匀。

金属杆表面涂一层不粘性材料。

(2)检测系统

(3)恒温装置


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光学系统

  • 光学系统是全自动生化分析仪(ACA)的关键部分,由光源、光路系统、分光器(分光元件)组成,其作用提供足够强度的光束、单色光及比色的光路。


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  • 光源:一般采用卤素灯(多为12W、20V)提供波长范围为348-800nm,寿命800h左右

  • 光路系统:由透镜、聚光镜、光径和分光元件组成


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前分光和后分光

  • 前分光的光路与一般分光光度计相同:

    光源 分光元件(滤光片) 样品 检测器

  • 后分光的光路是:

    光源 样品 分光元件(光栅) 检测器

  • 后分光的优点:不需移动仪器 的任何部件,可

    同时选用双波长或多波长进行测定,降低了噪音,

    提高了分析的精度和准确度,减少了故障。


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后分光光路示意图


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恒温系统

  • 恒温液循环间接加温干式浴:集干式空气浴与水浴优点于一体。

  • [原理] 在比色杯周围设计一恒温槽,在槽内加入一种无味、无污染、不蒸发、不变质的稳定恒温液,恒温液的容量大、热稳定性好、均匀。


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恒温方式结构示意图


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自动生物化学分析仪常用分析方法

自动生化分析仪是指借助仪器的机械和

电子装置,使生化检验中的主要操作步骤实

现机械化和自动化。

终点法:单波长、双波长终点法、比浊法、

一点、二点终点法


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连续监测法:两点、多点速率法。测定波长

可选单、双、多波长。

校正波长:两点、多点校正、线性、非线性

等。

掌握这些方法是有效使用生物化学分析

仪的重要保证。


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(一)终点分析法(平衡法)

终点分析法是基于反应达到平衡时反应产物的吸光光谱特征及其对光吸收强度的大小,对物质进行定量分析的一类方法。

1. 一点终点法:其特点是使用一种或两种试剂。

样品+试剂 终点 比色(测定吸光度)

计算


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2. 两点终点法:也称固定时间法。

是一种使用双试剂以来出现的分析方法。

优点是可以消除干扰(颜色、浊度、干扰物)。

① 单试剂二点法:

样品+试剂 读取A1读取A2

A=A2-A1,再与标准A值计算求得待测特浓度

延滞期


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② 双试剂二点法:

原理是加入样品后分别读取试剂I的A1、读取试剂II的A2。实际读取两次吸光度,第一次相当于读取样品空白的值,加入试剂II至第二次读数才是实际的呈色反应,因此△A=A2-A1。


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3. 双波长法

双波长不仅适应终点法,还可用于动态监测法。优点:

① 有效地校准样本的混浊(脂血)、溶血、

黄疸。

② 对电源波动有补偿效果。

③ 通过消除背景吸收减少样品的颜色和浊

度的影响。


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原理是用主波长的吸光度-副波长的吸光度,样品与标准同等对待,计算待测物(样品)的浓度。


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(二)连续监测法

测定底物的消耗或产物生成速度的化学方法称为连续监测法(又称动态分析法、速率法或动力法)。

原理是在酶促反应的最适应条件下,用物理、化学或酶促反应的分析方法,在反应速度恒定期(零级反应期)来连续观察和记录一定反应时间内底物或产物量的变化。以单位时间酶反应初速度计算出酶活力的大小和代谢物的浓度。


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检测方法:

① 两点速率法:观察两个时间点的吸光度。用两个吸光度的差值(△A)除以时间(分)计算每分钟的吸光度值。


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② 多点速率法:在酶促反应过程的零级反应期间每隔一定时间(2-30秒)进行一次监测,连续监测多次,求出单位时间内的反应速度即A,从而求出酶活力的大小或浓度。全自动生化分析仪上最常使用的多点速率法是最小二乘法,它是用最小平方法求得每分钟的吸光度变化(△A),从而求出酶的活性值或浓度的。


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四、自动生化分析仪的性能及评价

主要技术指标和性能

1、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。

  •  半自动生化分析仪

  •  全自动生化分析仪


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2、分析效率

  •  在测定方法相同时分析仪的分析速度

    分析速度取决于一次测定中可测样品多  

    少和可测项目数量。


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  • 精度和准确度

     取决于仪器各部件的加工精度和精确的工作状态。

  •  液体感应探针

  •  搅拌装置

  •  各种冲洗装置

  •  恒温方式

  •  测光方式


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应用范围

  •  分析方法

  •  测定项目种类 

    其他性能

  •  仪器的取液量

  •  最小反应液体

  •  试剂是否开放

  •  仪器性能价格比


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