临床检验仪器课件

临床检验仪器,教学基本要求,了解临床检验仪器的发展趋势,熟悉临床检验仪器的特点,了解临床检验仪器的分类,掌握临床检验仪器常用的性能指标,熟悉临床检验仪器的主要部件,第一节 检验分析基础,检验医学是指对临床标本进行正确的收集和测定,并作出正确的解释和应用。基本任务是通过生物、微生物、血清、化学、细胞等检验，以获取病原体的病理变化、脏器功能状态等资料，与其他检查相配合以确诊病患。包含：检验分析技术和临床医学两个方面。,什么是检验医学?,第一节 检验分析基础,边缘学科,第一节 检验分析基础,第一节 检验分析基础,医学检验分析的主要内容 临床化学检验分析技术 临床免疫学检验分析技术 临床血液学检验和尿液检验分析技术 临床微生物学检验分析技术 临床分子生物学检验分析技术,第一节 检验分析基础,临床化学检验分析技术 自动生化分析 干化学分析 血气分析 电解质分析 电泳分析,原理:光电比色法 组成:光电比色计或分光光度计加微机 自动生化分析仪器 按结构分类:连续流动式、分立式、离心式,主要是测量血清中血糖、尿素、蛋白质等 有各自的干式试剂片,目的是测量酸碱平衡及缺氧状态； 主要部件：离子选择电极,目的：测定体液中钠、钾、氯等离子的含量 主要部件：离子选择电极,利用电解质中带电离子在电场作用下发生迁移现象，对某些化学或生物化学组分进行分离分析的方法。 种类：基础电泳、毛细管电泳与免疫学技术结合的电泳,第一节 检验分析基础,临床免疫学检验分析技术 免疫浊度测量 均相标记免疫测定 异相标记免疫测定 时间分辨荧光免疫测定 化学发光免疫测定 主要是利用抗原抗体反应检测标本中微量物质。,第一节 检验分析基础,血液和尿液检验分析技术 血细胞分析 血液凝固分析 血液流变学 血红细胞沉降过程 尿液分析,包括红、白细胞计数、血小板计数外，白细胞分类计数、红细胞分布宽度、血小板体积等项目。计数主要应用电阻抗原理。,是指通过自动血凝分析仪或其他自动化分析仪对止血与血栓系统进行分析并应用于出血、血栓疾病的诊断、治疗及预后判断检验方法。,是研究血糖、血脂、血浆蛋白、凝血因子和血液流变特性关系，同时包括血液和血管分析结构、胶体结构等。 黏度是其重要内容。 主要仪器：红细胞变形仪、红细胞电泳仪,血沉仪主要由配对发光二极管和光电二极管和计算机组成，有两类：光电跟踪式和定时扫描式。,尿液分析主要包括物理化学检查、尿液干化学分析试带检查和尿渣显微镜检查。 尿液分析仪主要分为湿式和干式化学系统。,微生物检验分析,血培养检查 微生物鉴定 抗菌药物敏感实验,血培养检查 主要是检查血液中有没病原微生物，办法是检测有没二氧化碳。 一般包括一个培养系统和一个检测系统。 检测方法有核素标记、颜色变化和均质荧光技术等,第一节 检验分析基础,第一节 检验分析基础,分子生物学检验分析技术 PCR（聚合酶链反映）和DNA序列分析是分析生物学两种常用技术,三、临床检验仪器的分类 考虑到临床检验中的使用习惯，将临床检验仪器大体分为以下几类。,第一节 检验分析基础,临 床 检 验 仪 器,分离分析检验仪器,光谱分析检验仪器,目视检验仪器,细胞及分子生物学检验仪器,临床检验常规仪器,其它临床检验仪器,第一节 检验分析基础,分 离 分 析 检 验 仪 器,低速离心机； 高速离心机； 超速离心机； 气相色谱仪； 高效液相色谱仪； 等电聚焦电泳仪； 高效毛细管电泳仪,第一节 检验分析基础,光 谱 分 析 检 验 仪 器,紫外可见分光光度计,荧光分析仪,原子吸收光谱仪,原子发射光谱仪,荧光光谱仪,第一节 检验分析基础,目视检验仪器,普通生物显微镜,扫描电子显微镜,透射电子显微镜,相衬显微镜,偏光显微镜,紫外线显微镜,荧光显微镜,第一节 检验分析基础,细胞及分子生物学检验仪器包括： 培养箱 生物安全柜 流式细胞仪 基因扩增仪 全自动DNA测序仪 蛋白质自动测序仪,第一节 检验分析基础,血细胞分析仪 血液凝固分析仪 血液流变学分析仪 尿液分析仪 尿沉渣分析仪 微量蛋白比浊仪 样品自动处理系统 自动血培养仪,半自动生化分析仪 全自动生化分析仪 电解质分析仪， 血气酸碱分析仪； 微生物快速检测仪； 酶免疫分析仪， 发光免疫分析仪 磁分离酶联免疫测定仪,临床检验常规仪器,计数器，血沉分析仪尿液分析仪,第一节 检验分析基础,其它临床检验仪器,及时检测仪器,实验室自动化系统,包括,第一节 检验分析基础,一、临床检验仪器的主要部件 （一）取样(或加样)装置 取样装置是把待检 测的样品引入仪器。 对于实验室仪器来说， 其取样装置就是进样器。,第二节 临床检验仪器的主要部件,第二节 临床检验仪器的主要部件,（二）预处理系统 预处理系统是将样品先加以一系列处理，以满足检测系统对样品的各种状态的要求。预处理系统一般包括冷却器或恒温器、过滤器、净化器和保持仪器选择性的某种物理方法、化学方法、生物学方法的处理装置。其任务就是要求进入检验仪器的是一份有代表性、洁净、符合检验技术要求、没有任何干扰成分的样品。,第二节 临床检验仪器的主要部件,（三）分离装置 将样品各个组分加以机械分离或物理区分的装置都属分离装置。对分离装置的要求，主要是分辨率。各组分检测仪器的分辨率的高低主要取决于分离装置。,第二节 临床检验仪器的主要部件,（四）检测器 检测器是检测仪器的核心部分。工作时根据样品中待检测组分的含量发出相应的信号，这种信号多数是以电参数输出的。一台检测仪器的技术性能，特别是单组分检测仪器的技术性能，在很大程度上取决于检测器。,第二节 临床检验仪器的主要部件,（五）信号处理系统 信号处理系统是信号从检测器发出到显示出来过程中的一系列中间环节。对它的要求是确保信号不失真地传輸给显示装置。,第二节 临床检验仪器的主要部件,（六）显示装置 显示装置的功能就是把检测结果显示出来。一般有模拟显示和数字显示两种。数字显示是将信号处理后直接用数字显示检测数值。这是目前大力发展的一种显示方式。对于显示装置的要求是能精确显示出检测器发出的信号，响应速度快，能及时显示检测数据。,第二节 临床检验仪器的主要部件,（七）补偿装置 补偿装置的作用是消除或降低客观条件或样品的状态对检测的影响，特别是样品的温度，环境的压力、温度的波动对检测结果的影响。,第二节 临床检验仪器的主要部件,（八）辅助装置 辅助装置是为了确保仪器测量的精度，保证操作条件而设置的附加装置。如恒温器、稳压电源、电磁隔绝装置、稳压阀等。 目前，大多数检验仪器的辅助装置都采用多微处理器（CPU）系统，各工作单元独立的CPU之间也采用无噪声干扰的网络连接及传送，大大提高其速度和准确性、稳定性。,第二节 临床检验仪器的主要部件,（九）样品前处理系统 样品前处理系统的工作任务是将标本分类、离心、分装、编排、运送、存储等，不仅用于生化分析的样品处理， 还可以用于免疫/血清、 血液常规分析和尿液分 析等各种标本的样品的 分类和运送。,电化学临床分析仪器是利用电化学分析技术而设计的临床分析仪器。,电解质分析仪 （electrolyte chemistry analyzers）,血气分析仪 （blood gas analyzers）,分类,第三节 临床化学检验仪器,利用电极对血样中的酸碱度（pH）、二氧化碳分压（PCO2）和氧分压（PO2）进行测定的仪器。,1、血气分析仪,在临床中常用于昏迷、休克、严重外伤等危急病人的抢救、外科大手术的监视、治疗效果的观察和研究；是肺心病、肺气肿、气管炎、糖尿病、呕吐、腹泻、酸碱中毒等病症诊断和治疗中所必备的仪器。,第三节 临床化学检验仪器,人体血气酸碱生理指标常用参数,第三节 临床化学检验仪器,（一）、工作原理,电极系统 管路系统 电路系统,血气分析仪种类型号很多，其基本结构均可分为三大部分：,第三节 临床化学检验仪器,第三节 临床化学检验仪器,测量室必须是一个恒温系统。通常测量室的温度被恒定在370.1。,在血气分析仪中，为了完成对样品的自动定标、自动测量和自动冲洗等功能，装有一套比较复杂的管路系统以及配合管路工作的泵体和电磁阀。,血气分析方法是一种相对测量方法。在测量样品之前，需用标准液及标准气体确定pH、PCO2和PO2三套电极的工作曲线。,通常把确定电极系统工作曲线的过程叫做定标或校准（Calibration）。,第三节 临床化学检验仪器,每种电极都要有两种标准物质来进行定标，以便确定建立工作曲线最少需要的两个工作点。,第三节 临床化学检验仪器,使用7.383(与血液生理值相近)和6.840两种标准缓冲液进行定标。,pH系统：,氧和二氧化碳系统：,用两种混合气体来进行定标。,5 CO2和20 O2,10 CO2,第三节 临床化学检验仪器,（二）、仪器结构,（1）电极系统,电极是血气分析仪的电化学传感器。,离子极-主要有K+、Na+、Li+、Ca2+、 Cl-、pH和pCO2 电极 伏安型传感器-主要是PO2 电极,电化学传感器主要包括两大类：,第三节 临床化学检验仪器,一般的血气分析仪使用四支电极： pH 电极 PCO2 电极 PO2 电极 pH 参比电极(测量电极电势时作参照比较的电极。)。,第三节 临床化学检验仪器,1pH电极和pH参比电极,血气分析仪使用毛细管pH玻璃电极和甘汞电极测量溶液的酸碱度。,pH 测量系统示意图,第三节 临床化学检验仪器,罗氏公司使用的参比电极,1958年使用的第一个三功能血气分析仪及其电极。,2PCO2电极,PCO2电极是根据J.Severinghaus原理设计的，故也称为“Severinghaus”电极。,PCO2 测量系统示意图,3PO2电极,PO2 电极是一种气敏电极。O2 渗透膜用约20m的聚丙烯膜或聚四氟乙烯膜，也有用聚乙烯、聚酯作电极膜。,PO2电极测量系统示意图,（2）管路系统,血气分析仪的管路系统比较复杂，是血气分析仪很重要的组成部分。 功能有完成自动定标、自动测量、自动冲洗等。,管路系统结构，通常由气瓶、溶液瓶、连接管道、电磁阀、正压泵、负压泵和转换装置等部分组成。,第三节 临床化学检验仪器,血气分析仪的管路系统示意图,1气路系统,气路系统用来提供PCO2和PO2两种电极定标时所用的两种气体。每种气体中含有不同比例的氧和二氧化碳。,压缩气瓶供气方式，又叫外配气方式 气体混合器供气方式，又叫内配气方式,气路系统的类型,（1）压缩气瓶供气方式,由两个压缩气瓶供气，一个含有5的二氧化碳和20的氧；另一个含10的二氧化碳，不含氧。,经过减压后输出的气体，首先经过湿化器饱和湿化后，再经阀或转换装置送到测量室中，对PCO2和PO2电极进行定标。,湿化器是用水蒸气将定标气体饱和湿化的装置。,经饱和湿化后的水蒸气产生的压力为恒定值。,（2）气体混合器供气方式,这种供气系统用仪器本身的气体混合器产生定标气。,加到气体混合器上来的空气压缩机产生的压缩空气和气瓶送来的纯二氧化碳气体，二氧化碳的纯度要求大于99.5，气体混合器将上述两种气体进行配比、混合，最后产生类似于上述气瓶内气体比例的两种不同浓度的气体。同气瓶预混的供气方式一样，这两种气体也要经湿化器后，才送给测量毛细管。,气体混合器工作原理示意图,2液路系统,液路系统具有两种功能，一是提供pH值电极系统定标用的两种缓冲液，二是自动将定标和测量时停留在测量毛细管中的缓冲液或血液冲洗干净。,需要四个盛放液体的瓶子，其中两个盛放缓冲液1和缓冲液2，第三个盛装冲洗液，第四个盛放废液。,血气分析仪内部具有两个泵，一为真空泵，另一为蠕动泵。利用这两个泵来完成仪器的定标、测量和冲洗。,真空泵用来产生负压，使废液瓶内维持负压，靠此负压去吸引冲洗液和干燥空气，用于冲洗和干燥测量毛细管。真空泵还用于湿化器的快速充液。,蠕动泵用于抽吸样品和定标液。在定标时用来抽取缓冲液到测量室。在测血样时用来抽样品。,（3）电路系统,将仪器测量信号进行放大和模数转换、对仪器实行有效控制、显示和打印出结果，并通过键盘输入指令。,作用：,某一血气分析仪的电路系统原理如下图所示：,第三节 临床化学检验仪器,血气分析仪电路原理框图,第四节 尿液分析仪,尿液分析仪是测定尿中某些化学成份的自动化仪器，是医学实验室尿液自动化检查的重要工具。 主要的临床医用有：泌尿系统的炎症、结石、肿瘤，血管性疾病和肾移植等进行诊断、疗效观察和预后判断。,按工作方式分类 按测试项目将尿液分析仪分类 按自动化程度将尿液分析仪分类,第四节 尿液分析仪,一、尿液分析仪的分类,第四节 尿液分析仪,一、尿液分析仪的分类,(一)按工作方式可分为 湿式尿液分析仪 干式尿液分析仪,第四节 尿液分析仪,一、尿液分析仪的分类,（二）按测试项目可分为 8项尿液分析仪 9项尿液分析仪 10项尿液分析仪 11项尿液分析仪,1. 8项尿液分析仪 代表仪器：日本或国产的MA4210型 检测项目：尿蛋白、尿糖、PH、酮体、胆红素、尿胆原、尿隐血、尿亚硝酸盐。,2. 9项尿液分析仪 代表仪器：德国产的RL9型 检测项目：尿蛋白、尿糖、PH、酮体、胆红素、尿胆原、尿亚硝酸盐、尿隐血、尿白细胞。,第四节 尿液分析仪,3. 10项尿液分析仪 代表仪器：德国的MIDITRON型或CLINITEK200型 检测项目：蛋白、糖、PH、酮体、胆红素、尿胆原、尿亚硝酸盐、尿红细胞、白细胞、尿比密,4. 11项尿分析仪 代表仪器：美国的CLINITEK500型 检测项目：蛋白、糖、PH、 酮体、尿胆红素、尿胆原、 尿亚硝酸盐、尿隐血、白细胞、 比密、维生素C；,第四节 尿液分析仪,（三）按自动化程度可分为 半自动尿液分析仪：代表仪器是德国的MIDITRON型、美国的CLINITEK200型 全自动尿液分析仪 ：代表仪器是德国的SUPERTRON型、美国的CLINTEK AT-LAS型,第四节 尿液分析仪,二、尿液分析仪结构,第四节 尿液分析仪,尿液分析仪由：机械系统、光学系统、电路系统三部分组成。,（1）机械系统 主要功能是将待测的试剂带传送到位。,试剂带架式，速度慢 试剂带传送带式，速度较快,半自动分析仪,浸式加样，需样品量多 点式加样，需样品量少,全自动分析仪,第四节 尿液分析仪,（2） 光电系统结构图,第四节 尿液分析仪,（3）电路系统 其作用是将光电检测器的信号进行放大和运算处理。 光电转换系统、转换、数模转换、显示器等构成,第四节 尿液分析仪,第四节 尿液分析仪,尿液分析仪的基本原理 此类仪器一般用微电脑控制，将浸有尿液的试剂带放在仪器比色槽内，试带上已产生的化学反应的各种试剂垫被光源照射，其反射光被球面积分仪接收，球面积分仪的光电管被反射的双波长光（包括通过滤光片的测定光和一束参考光）照射。测定每种试剂带块反射光的光量值与空白块的反射光量值进行比较，通过计算机求出反射率，换算成浓度值，便可由分析仪打印出半定量的数值。,第四节 尿液分析仪,尿液分析仪的检测过程： 光源灯发出的光通过积分球照射在试剂带的膜块上。试剂带膜块颜色的深浅对光的吸收和反射是不一样的，颜色越深，吸收的光量值越大，反射光量值越小，则反射率越小。仪器按下列公式自动计算出反射率，然后与标准曲线比较，自动打印出各成分的相应结果。,R(%):反射率 Tm:试剂垫对测定波长的反射强度 Ts:试剂垫对参考波长的反射强度 Cs:标准垫对参考波长的反射强度 Cm:标准垫对测定波长的反射强度,计 算 原 理,第四节 尿液分析仪,第五节 自动生化分析仪,自动生化分析仪(automatic biochemical analyzer)，是将生物化学分析过程中的取样、加试剂、去干扰、混合、保温反应、自动检测、结果计算、数据处理和打印报告，以及实验后的清洗等步骤自动化的仪器。 生化分析仪是临床诊断重要仪器，主要是通过临床生化常规检查，尿液、脑脊液、药物、毒品、激素等分析来测定各种生化指标，如血红蛋白、胆固醇、肌酐、葡萄糖、白蛋白等。,奥林巴斯 AU400,美国贝克曼（Beckman）UniCel DxC 600 Synchron 自动生化分析系统,日立7020（Hitachi）型 全自动生化分析仪,生化分析仪器的生产厂家都有哪些？,4,1,离心式生化分析仪,1、生化分析仪的分类：,第五节 自动生化分析仪,2、自动生化分析仪的临床应用,（一）肝胆疾病,血清酶活性测定 脑脊液 血清蛋白含量,（二）肾脏疾病 （三）糖尿病和其他内分泌疾病 （四）骨代谢标志物,第五节 自动生化分析仪,第二节 生化分析的光学测定原理 一、光的性质 二、光的互补及有色物质的显色原理,第五节 自动生化分析仪,79,一、光的性质,光是电磁波，波粒二象性,波动性,粒子性,折射/衍射/干涉,吸收/发射/散射,80,可见光400750 nm,81,二、光的互补及有色物质显色原理,红光照射红色溶液，看透过什么色？,紫光照射绿色溶液，看透过什么色？,冬季出门穿什么颜色衣服暖？,82,白,青蓝,青,黄,橙,红,紫,蓝,绿,两种颜色的光若按适当比例混合，可以形成白光，这两种光称为互补色光。,光的互补,互补色光,83,将不同波长的光透过某一固定的溶液，测量不同波长下溶液对光的吸光度，可得其吸收曲线。,84,如KMnO4吸收绿色光，因此 KMnO4溶 液呈现紫色。 滤光片作用? 滤光片的颜色应与待测溶液的颜色为互补色。,反射、散射、吸收、透射,光照溶液现象,决定颜色？,85,第三节 自动生化分析仪基本构成,现代全自动生化分析仪完全模仿手工操作方式设计，各部分结构对应手工操作的每个步骤包括取样、加试剂、混匀、孵育、检测、结果计算、器材清洗等 。,86,（一）样品盘或样品架 样品盘（specimen disc）：放置待测样品的转盘，可放置一定数量的 样品杯（specimen cup） 或不同规格的采血试管， 通过样品盘的转动来控制 不同样品的进样。,87,样品架（specimen stock）：每个样品架可放数只样品杯或采血试管（多为5只或10只）。样品架的移动通过样品传送带来进行。样品架 上 的 条形码 （barcode）或编码孔可识 别样品架号及样品位置号。,88,（二）取样和加试剂装置,1取样装置（sampling assembly）： 由取样针、取样臂、取样管路、取样注射器和阀门组成，能定量 吸取样品并加入到反 应杯。 不同分析仪的取样 容量有不同的范围， 一般为235l，步 进0.1微升不等。,89,取样针设有电子液面感应器，取样针于样品上方下降，一旦接触到样品液面即停止下降