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第十六章 免疫分析仪器 * 免疫分析法:应用不同的标记物,以抗原抗体相互结合为基础的免疫学测定方法。 * 类型:(1)用酶作标记物,称为酶免疫分析法。 (2)以化学发光物质作标记,为化学发光免疫分析法。 (3)用放射性核素作标记物,称为放射免疫分析法。 第一节 酶标分析仪 一、酶免疫分析法 * 分类:有两种类型。 (1)均相酶免疫测定:主要用于药物测定。 (2)非均相酶免疫测定:也叫酶联免疫吸附测定(ELISA),常用于医学检验。 二、酶标仪的工作原理及结构 (1)微机:可通过控制电路控制微孔板在 X 和 Y 方向的移动。 (2)微孔板:是一透明塑料板,板上有装载待测样品的多排小孔。 1、原理:采用比色法。光源光线经滤光片后成单色光,射入微孔板中待测样品后被吸收掉 一部分,透射光到达光电检测器,经放大及模数转换后,送入微机处理、显示和打印结果。 2、光路系统:光源发出的光,经聚光镜、光栏、到反射镜作 900 反射后,垂直通过比色溶 液,然后经滤光片到达光电管。 3、酶标仪和光电比色计的不同点: 两者都用比色法测定,不同点为 (1)装载比色液的容器不是比色皿,而是塑料微孔板。 (2)光束垂直通过待测液即微孔板。 (3)通常不用吸光度 A 而是用光密度 OD 表示。 4、酶标仪类型:有两种。 (1)单通道:分自动型和手动型。 (2)多通道:均为自动型,特点是检测速度快。 三、EL312E 型酶标仪简介 是美国 BIO-TEK 公司的产品。 1、光学系统原理:采用比色法。滤光片类型为后密封式干涉滤光片,半通带宽度 10nm; 比色板为标准 96 孔板。 2、技术指标:如表。 四、半自动微孔板式 ELISA 分析仪结构 在酶标仪的基础上再配置加液器、温育器、洗板机、测读仪。测定中需由手工将微孔板 移至下一步骤的仪器中进行。 五、全自动微孔板式 ELISA 分析仪结构 自动化酶免疫分析系统由 加样系统、温育系统、洗板系统、判读系统、机械臂系统、液路动力系统、软件控制 系统等组成 第二节 化学发光免疫分析仪 * 发光剂:指能产生化学发光反应的物质,也叫发光底物。 一、化学发光免疫分析法 1、概念:利用化学发光作为抗原抗体反应的指示系统,用于定量检测抗原或抗体的方法。 2、类型:有化学发光标记免疫测定和化学发光酶免疫测定两种。 * 发光现象:指物质分子吸收能量后跃迁到激发态,当激发态分子返回基态时,以发射可 见光的形式释出能量的现象。 * 化学发光:是指由化学反应产生的发光现象。 二、 ACS-180SE 全自动化学发光免疫分析仪简介: 由德国拜耳(BaYer)公司生产。 (一)性能特点: (1)检测灵敏度高,达 10-15g/ml。 (2)分析速度快,达 180 个测定/hr,并可同时完成 13 个项目。 (3)采用两点定标法,节省时间和试剂消耗。 (二)仪器测定原理 利用化学反应和免疫反应相结合的原理和方法,采用微量倍增技术,因而灵敏度很高。 * 选用的化学发光剂为吖啶酯。 (三)仪器结构: 包括主机和微机两部分,外观如图。 1、主机: 包括原材料配备、液路、机械传动、光路检测等部分。 2、微机系统: 功能有程控操作、自动监测、指示判断、数据处理、故障诊断等。 第三节 放射免疫测定仪器 一、放射免疫分析概述: 1、历史: 1959 年:美国学者 Berson 和 Yalow,用 131I 作示踪,首次创立血浆微量胰岛素的测 定方法。定名为放射免疫分析(RIA)。 1977 年:获诺贝尔生物医学奖。 2、特点: 放射免疫具有高特异和高灵敏两个基本特点。 (1)高特异:即用特异的抗体取代了化学试剂,不再是针对物质的局部基团,具有很高特异 性。 (2)高灵敏:是指创造性地应用了放射性核素示踪技术,具有很高灵敏度。 3、设备类型: 标记的核素分两类,发射 射线的核素用 仪测量。发射能量较低的 射线的核素用 仪测量。 二、放射性核素的基本概念 * 核素:指有确定质子数和中子数的原子核所对应的原子统称。核素有 1900 多种,其中 279 种是稳定的,其余都是不稳定的,会发生衰变并放射出射线,故称为放射性核素。 * 同位素:质子数相同而中子数不同的一类核素。 * 同质异能素:核内中子数和质子数都相同,但原子核所处能量状态不同的核素。 (一)放射性核素衰变方式 1、 衰变:原子核放出 粒子(氦核) 而衰变为另一种原子核的过程。 2、 衰变:有两种。 (1) -衰变:原子核内放射出电子和反中微子的衰变。 (2) +衰变:原子核内放射出正电子和中微子的衰变。 3、电子俘获:原子核俘获一个核外电子,使核内一个质子转变为中子,同时发射一个中微 子的过程。 4、 跃迁:放射性核素从激发态跃迁到能量较低状态,并发射 光子的过程。 (二)放射性衰变规律 1、放射性活度 A:指单位时间内发生衰变的原子核数。 为衰变常数,N 为 t 时刻的原子核数,则: A=N 2、半衰期 T1/2:样品中的放射性原子衰变掉一半所需的时间。公式:T1/2=ln2/ 3、设 A0 和 A 为 t=0 和 t 时的放射性活度,则:A=A0e-t (三)放射性活度的单位 1、SI 制:Bq(贝克) 1Ci=3.71010Bq 2、比放射性:指单位质量物质所含的放射性活度,Bq/mg。 3、放射性浓度:指单位体积物质所含的放射性活度,Bq/ml。 (四)放射性活度的检测原理: 闪烁体 NaI 单晶,在 线作用下产生光辐射,再由光电倍增管接收并转成电信号计数。 1、 射线的测量:用 闪烁计数器( 仪)。 2、 射线的测量:用液体闪烁计数器 (仪) 。 液体闪烁测量原理,也是将射线与闪烁体的作用产生转换成光脉冲,再转成电信号而计数。 * 为何 放射源要置于闪烁液中? 因低能 线穿过物质时,易受原子中正负电荷的影响,使其穿透力减弱,故将 放射 源置于闪烁液中,使射线直接被闪烁液吸收,以提高其探测效率。 三、液体闪烁计数器( 仪) 适用于 3H、14C 等低能 射线及 射线的辐射探测。 (一)液体闪烁计数器结构 1、基本电路:主要由双管快符合、相加电路、线性门电路及多道脉冲幅度分析器等组成。 2、自动换样器:样品传送机构有传送带、升降机、轮盘等。 3、微机操作系统:可作工作条件选定,各种因素的校正等。 (二)液体闪烁计数器的使用与调试 1、样品-闪烁液反应体系建立:将样品 -闪烁液按一定比例装入测量瓶即可。 (1)闪烁液:由溶剂、溶质组成。常用溶剂有甲苯和二氧六环等. (2)测量瓶:规格容量为 20ml,口径为 22mm。 (3)样品:根据样品的可溶性,作不同的处理。含水量较高的溶液多用二氧六环作溶剂。 2、猝灭:指样品、氧气、水及色素等加入闪烁体后,闪烁体的荧光效率会降低,能量衰减, 从而使探测效率下降的现象。 3、计数效率测定:液闪仪是通过待测样品与标准样品的计数率比较来测定放射性的。因两 者猝灭情况不同,故需作校正。 * 常用校正法有内源法、外源法及道比法等。目前多用外部标准源校正法,可方便仪器 自动化猝灭校正。 (三)液体闪烁技术的应用: 医学检验中,液闪仪可作多种标记物竞争性结合放射分析,以及作体液构成成分的检 查等。 例:利用液体闪烁计数法可检查人体的水分含量及各种电解质含量。 * 方法:是根据放射性同位素的稀释原理,通过放射性标记物在体内的交换量的测定, 从而得知相对体液构成成分的量。 四、晶体闪烁计数器( 放射免疫计数仪) 用于测量 125I、131I 等核素发射的 射线。 (一)仪器组成及工作原理: 1、闪烁体:指射线通过后可产生闪光的荧光物质。 常用的有无机闪烁体、有机闪烁体及特殊闪烁体等。 (1)有机闪烁体:常由两种以上有机物如蒽、芪等混合而成。 (2)无机闪烁体:有碱金属卤化物闪烁体,ZnS(Ag) 晶体等。 (3)其它:有玻璃闪烁体、气体闪烁体等,医学中应用不多。 2、光电倍增管:作用是把闪烁体发出的极弱闪光转换成电信号。其结构包括光阴极、光电 转换、电子倍增及阳极所组成。 * 光电倍增管原理: (1)光阴极:有光敏层,能高效地把入射光子转换成低能电子。 (2)打拿极:级联的十几个打拿极受到加速的低能电子轰击,从表面倍增地发出次级电子, 最后到达阳极。 (3)阳极:收集由最后一级打拿极发来的电子,并输入电子线路。 * 然后信号送入甄别器; 3、多道脉冲分析器 (1)脉冲高度分析器原理:如图,由比例放大器、两个甄别器和一个反符合电路三部分组成。 * 介于 U 和 U+U 送入反符合电路;产生一个脉冲计数,否则电路无脉冲输出。 * U 称阈电压, U 称窗电压或窗宽。 * 光电倍增管产生的信号输入到比例放大器放大; (2)多道分析器:由模-数变换器和存储器两部分组成。 进入分析器的所有脉冲、按幅度大小安排在不同存储单元独立计数。各计数器再记录 每一顺序时间段的总计数,从而完成多路定标的脉冲高度多道分析。 (3) 能谱分析: 射线通过光电吸收、康普顿散射、电子对产生三种机制与物质发生作用;作用时损 失的能量记录在能谱仪中。 * 能谱的横坐标为脉冲高度,纵坐标为各个脉冲高度的频数。能谱曲线的峰面积和 射线 的强度成正比。 * 能谱分析就是根据能谱中各峰的面积、位置等来测定样品中放射性的组成和含量。 (二)FJ-2008- 辐射免疫计数器简介 1、仪器工作原理: * 探测元件:为掺少量 Tl 的 NaI 晶体。 * 样品位于 NaI 晶体井内,晶体吸收 125I 释放的 射线能量后,发出一光脉冲射到光电倍 增管,经光电转换和逐级放大,最后获得一电脉冲信号。 2、仪器结构:由采样和数据处理两大部分组成。 (1)采样:由探头、换样装置、高低压电源、放大器等组成。 (2)数据处理:由接口、计算机、输入输出装置等组成。 3、仪器使用注意事项 (1) 仪效率一般应大于 70。 (2) 防止探头的 NaI 晶体碰坏或受潮。 (三) 计数器的临床应用 1、可做体

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