生物化学与检验3.ppt

1 第三章生物化学检验实验室基本知识 2 本章内容概要 第一节实验用纯水第二节实验用玻璃仪器第三节实验方法的选择第四节实验方法的评价第五节实验的诊断性能评价 3 教学目的和要求 1 掌握实验用纯水的三级标准 实验方法的分级 标准品分级及相互之间的联系 实验误差的定义 分类和表示方法 方法评价实验尤其是回收实验和干扰实验的原理和操作 诊断性能评价的指标 2 熟悉纯水的制备方法 实验方法选择的的原则和步骤 方法评价的基本内容和步骤 方法评价的指标 参考值和医学决定水平的概念 3 了解水的纯度检查 方法性能判断的指标 受试者工作曲线的应用和用途 4 第一节实验用纯水 天然水 自来水 实验用纯水 经简单的物理 化学方法处理 除去悬浮物质和部分无机盐 经蒸馏 电渗析等处理 除去杂质 悬浮物 胶体物质 溶解物质 5 一 纯水的制备方法 蒸馏法 优点 设备简单 缺点 1 挥发性物质难以去除 2 耗能大 耗能水多 3 需注意管道清洁 纯度 25 时1 105 cm 如何安装 6 离子交换法 氢型强酸性阳离子交换树脂 R SO3H R为母体 其中的H 与Ca2 Na 等金属离子发生交换反应 而将钙 镁离子除去 氢氧型强碱性阴离子交换树脂 R NOH R 为母体 其中的OH 与水中的CL 碳酸根等阴离子发生交换反应 而将它们除去 7 优点 除了可去除杂质离子以外兼具吸附电中性杂质和过滤颗粒杂质的作用 缺点 纯度 25 时5 106 cm 2 由于离于交换为可逆反应 故去离子水并非绝对不含离子 1 设备较复杂 成本较高 8 电渗透法 在电场作用下水中各种阳离子趋向阴极 各种阴离子趋向阳极 但阳离子只能透过阳膜而被相邻的阴膜所阻 阴离子与此相反 这样 在一些隔间内集中了阳离子和阴离子 即形成含盐多的浓水 在另一些隔间内由于阴 阳离子的迁出降低了含盐量形成淡水 9 1 不需要消耗化学药品 设备简单 操作方便 消耗电能 当原水中盐浓度过低时 溶液电阻大 用电渗析也不经济 纯度 25 时104 105 cm 2 对于含盐量高的海水等用此法比用离子交换法更为经济 优点 缺点 10 炭吸附法 活性炭是一种非常优良的吸附剂 它是利用木炭 各种果壳和优质煤等作为原料 通过物理和化学方法对原料进行破碎 过筛 催化剂活化 漂洗 烘干和筛选等一系列工序加工制造而成 11 1 设备简单 操作方便 纯水制备效率低 仅作为各种制备纯水配套的一种措施 2 它具有物理吸附和化学吸附的双重特性 可以有选择的吸附气相 液相中的各种有机物质 优点 缺点 12 超滤膜法 特点 仅能除去胶体细菌等大分子物质和悬浮物 所得水还需进一步纯化 也是作为各种制备纯水配套的一种措施 13 混合纯化系统 医用超纯水设备 实验室纯水系统 橱下式全自动逆渗透纯水机 特点 多种方法混合纯化 可获得纯度很高的二级甚至一级纯水 14 二 水的纯度检查 用电导仪或兆欧表测定其电导率或电阻率 用特定试剂检测水中残留的Ca2 Mg2 CI SO42 硅酸盐等成分的含量 微生物含量检测 单位 电导 西门子 s 电导率 s cm 1电阻 电阻率 cm 15 CAP 美国病理学家学会 实验用纯水标准 16 NCCLS 美国临床实验室标准化委员会 17 级水 临床实验室用水 一般实验检验 级水 特殊实验如酶活性测定 电解质分析等 级水 用做仪器 器皿的自来水清洁后冲洗 实验用纯水的用途 18 实验用纯水的贮存 运输和使用 一般选用聚乙烯或聚丙烯桶 瓶 贮存 贮存时间不宜太长 使用时应避免一切可能的污染 切勿用手接触纯水或容器内壁 盛装药品 试剂 19 第二节实验用玻璃仪器 了解 20 第三节实验方法的选择 选择准确可靠的实验方法 为临床提供准确可靠的信息 临床生化检验分析 实验方法选择的目的实验方法的分级标准试剂的分级 保证 21 一 实验方法选择的目的 根本目的 各实验室按照方法选择的原则结合自身条件 确定合适的某项目的检测方法 保证拟使用的检测方法在正式应用于临床分析病人标本之前 对方法性能及可能引入的误差进行了解 作出初步评估 22 二 实验方法的分级 分级依据 IFCC根据分析方法的准确性与精密度的不同 决定性方法参考方法常规方法 分为三级 23 一 决定性方法definitivemethod 定义 是指准确度最高 系统误差最小 经过详细的研究 没有发现产生误差的原因或在某些方面不够明确的方法 其测定结果与真值最为接近 主要方法 重量分析法 中子活化法 同位素稀释 质谱分析法 ID MS 24 应用 由于技术要求太高 费用昂贵 这类方法不直接用于鉴定常规方法的准确性 只用于评价参考方法与一级标准品 储氢重量分析仪 北京英格海德分析技术有限公司 25 二 参考方法referencemethod 定义 是指准确度与精密度已经被充分证实 且经公认的权威机构 国家主管部门 相关学术团体和国际性组织等 颁布的方法 这类方法干扰因素少 系统误差很小 有适当的灵敏度 特异度 较宽的分析范围并且线性良好 重复测定中的随机误差可以忽略不计 主要方法 原子吸收分光光度法 火焰光度法 免疫化学法 离子交换层析法等 26 应用 能在条件优越的实验室作常规分析 主要用于鉴定常规方法 评价其误差大小 干扰因素并决定是否可以被接受 用于鉴定二级标准品和为质控血清定值 用于商品试剂盒的质量评价 27 三 常规方法 routinemethod 定义 应具有足够的精密度 准确度和特异度 有适当的分析范围 经济实用 其性能指标符合临床或其它目的的需要 主要方法 溴甲酚绿法 双缩脲法 J G法等 应用 临床常规检验使用 常规方法在作出评定以后 经有关学术组织认可 可以作为推荐方法 recommendedmethod 偏差已知方法 偏离未知方法 28 29 三 标准试剂的分级 标准试剂 标准品 的定义 国际标准化委员会将标准品 参考物 referencematerial 的定义暂定为 它的一种或几种物理或化学性质已经充分确定 被用于校正仪器或用于评价一种测定方法的物质 并将其分成三级 标准品的应用 方法评价 仪器校正 常规分析的质量控制 30 标准品的分级 一级标准品二级标准品控制物 31 一 一级标准品 原级参考物 定义 是已经确定的稳定而均一的物质 其数值已由决定性方法确定或由高度准确的若干方法确定 所含杂质已经定量 应用 用于校正决定性方法 评价和校正参考方法以及为 二级标准品 定值 32 二 二级标准品 次级参考物 定义 这类标准品可以是纯溶液 水或有机溶剂的溶液 也可以存在于相似基质中 可由实验室自己配制或为商品 其中有关物质的量由参考方法定值或用一级标准品比较而确定 应用 主要用于常规方法的标化和控制物的定值 33 三 控制物 质控物 用二级标准品和常规方法测定 用于常规质量控制 以控制病人标本的测定误差 控制物不能用于标定仪器或方法 定值血清 在发生问题时查找原因 未定值血清 一般情况下使用 另 用二级标准品和常规方法测定 然后定值经过修正后得到校准品 34 决定性方法一级标准品参考方法二级标准品常规方法控制物 35 四 实验方法选择的原则 总原则 从实际出发 根据实验室的条件和检测要求确定适当的方法 条件优越的实验室 参考方法 一般临床化学实验室实验室 常规方法或使用方便的参考方法 36 尽量选用国内外通用方法或推荐方法 便于方法的规范化和质量控制 重点考虑实用性和可靠性 常规方法选择时的原则 37 一 实用性 微量快速 方法简便 安全可靠 成本低廉 二 可靠性 所选方法具有较高的精密度 准确度和较大的检测能力 保证测定结果的准确性能满足方法允许误差限度的要求 标本 l 试剂ml 38 五 实验方法选择的步骤 一 广泛查阅文献 二 选定侯选方法 全面认识该法 三 侯选方法的初步试验 根据方法选择的要求 比较各种方法 39 初步试验包括 简单标准曲线和重复性质控血清和新鲜标本的重复实验析浓度不同的标本 并与公认的参考方法的结果对比 初步试验目的 使工作者熟悉有关技术 掌握各分析步骤要点 判断能否适合本室条件要求 根据所获得的资料确定是否有必要作进一步研究 初步试验 40 第四节实验方法的评价 初步试验 判断符合实验要求 系统评价 决定该方法是否可接受 分析评价试验测得结果和比较方法性能判断的标准 实验方法系统评价的过程 对实验误差的测定 41 一 实验误差 定义 指量值的给出值与其客观真值之差 一 实验误差的分类 依据来源性质 实验误差 系统误差SE 随机误差RE 恒定系统误差CE 比例系统误差PE 广泛性 不可求 另 粗大误差 42 系统误差 systematicerror SE 定义 指一系列测定值对真值存在同一倾向的偏差 特点 具有单向性 而没有随机性 常有一定的大小和方向 一般由恒定的因素引起 并在一定条件下多次测定中重复出现 当找到引起误差的原因 采取一定措施即可纠正 消除系统误差能提高测定的准确度 43 分类 CE 指由干扰物引起的使测定值与真值存在恒定大小的误差 误差大小与被测物浓度无关 而与干扰物浓度相关 PE 指相对于被测物浓度有相同的百分比误差 误差的绝对量与被测物浓度成正比 引起误差的原因 方法误差 最严重 最难避免 仪器和试剂误差 可以采取措施避免 44 随机误差 randomerror RE 特点 误差没有一定的大小和方向 可正可负 数据呈正态分布 具有不可预测性 不可避兔 但可控制在一定范围内 当分析步骤越多 造成种误差的机会越多 随测定次数增加 其算术均数就越接近于真值 定义 指在实际工作中 多次重复测定某一物质时引起的误差 45 由测定仪器 试剂 环境等实验条件的改变以及分析人员操作习惯等因素的变化而引起 系统误差 随机误差 引起误差的原因 引起误差的原因 46 二 实验误差的表示方法 平均误差 算术平均偏差 用dm表示 标准偏差 标准差 表示精密度的较好的指标 绝对误差和绝对偏差 dm di n X n di2 N 1 绝对误差 X T 绝对偏差 X X 47 相对误差和相对偏差 变异系数 coefficientofvariation CV 相对误差 X T T 100 相对偏差 X X X 100 CV S X 100 比较各组数据间的变异情况 CV离散度精密度 48 49 二 方法评价的基本内容和步骤 一 方法评价的基本内容 基本内容 通过实验途径 测定并评价方法的精密度和准确度 评价试验的过程 就是对误差的测定 精密度和准确度 误差 方法评价指标不可直接测定 实际测定可直接测定 方法评价试验 50 二 方法评价步骤 评价前实验 研究候选方法的最适条件 初步评价 批内和日内重复性试验 回收试验 干扰试验最后评价 依顺序作日间重复性试验 方法比较试验和总体判断方法是否可接受 评价后实验 如方法可接受 则进行临床相关研究 方法应用 建立质控系统 培训操作者 引人常规工作等 随机误差 系统误差 方法性能判断 诊断学评价 51 三 方法评价指标 精密度 准确度 特异度和干扰以及检测能力等 一 精密度 Precision 定义 表示测定结果中随机误差大小程度的指标 它表示同一标本在一定条件下多次重复测定所得到的一系列单次测定值的符合程度 表示方法 自身无量度指标 常用标准差 S 或变异系数 CV 表示 n X n X 52 分类 连续测定的精密度重复性精密度 了解 再现性精密度 了解 53 连续测定的精密度 在相同条件下 对同一标本连续进行n次重复测定结果的符合程度 在有限次测定情况下 一般用 总体标准差 的估计值S 样本标准差 来表达这种精密度 定义 54 重复性精密度 又称室 批 内精密度 指在相同条件下 同样方法 同一种试剂和标准品 同样仪器 在同一实验室由同一人操作 并要保持实验期间准确性不变 对同一标本在尽可能短的时间内进行m轮n次重复测定结果之间相互接近的程度 重复性 批内 精密度 S Si2 m S Si xt xt 2 n 1 CV S X 100 定义 55 再现性精密度 定义 又称室 批 间精密度 指在不同条件下 不同操作者 用不同仪器 在不同实验室和不同时间 采用同一方法对同一标本所获得的单次测定结果之间彼此符合程度 应用 多用于实验室间的质量估计 其标准差常称为室间标准差 室 批 间标准差 是在对室 批 间重复性试验结果进行单因素完全随机设计方差分析后进行计算 56 二 准确度 定义 指测定结果与真值接近的程度 一般用偏差和偏差系数表示 表示方法 偏差为重复测定均值 X 与真值之差 偏差系数 CB 100 真值 X 真值 定量的标准品 确认的标准方法 或 57 影响因素 系统误差 随机误差 了解 表示已定系统误差的综合 A 不确定度 不确定度 uncertainty 是表达测定结果的一个组成部分 它表明被测标本中真值存在的范围 58 三 特异度和干扰 即专一性 是指在特定实验条件下分析试剂只对待测物质起反应 而不与其它结构相似的非被测物质发生反应 分析方法特异度越高 则测定结果越准确 特异度 specificity 是指标本中某些非被测物质本身不与分析试剂反应但以其它形式使待测物测定值偏高或偏低 这些非被测物质称为干扰物 干扰 interference 特异度 干扰 方法的准确性 侧面指标 正面指标 59 四 检测能力 定义 即检测限度或检出限 detectionlimit 是指能与适当的 空白 读数相区别的待测物的最小值 空白读数 指由基质 试剂所得的读数和结果 以及由仪器或测定过程所产生的影响测定步骤的残余偏差 试剂空白 试剂 D W 检出限 T T TB 60 四 评价试验 评价试验包括重复性试验回收试验于扰试验方法比较试验 61 一 重复性试验 试验的目的 试验的方法 对同一材料 标准液 质控液 标本等 分成数份试验标本进行多次分析测定 并计算其均数 标准差与变异系数 检测候选方法的随机误差 1 批内 标准液 2 日内 3 日间 质控液 4 平行双份 试验的形式 应注意的问题 1 分析标本选择 2 被测物浓度 62 二 回收试验 试验的目的 试验的方法 将被测物标准液加人病人标本中 成为分析标本 原病人标本中加人等量的无被测物的溶剂作基础标本 然后用候选方法测定并得到各自浓度 检测候选方法的比例系统误差 回收 指候选方法准确测定加入常规分析标本的纯分析物的能力 63 回收浓度 分析标本测得浓度 基础标本测得浓度 实际测得值 计算 加入浓度 标准液量 病人样品量 ml 标准液量 ml 标准液浓度 理论真实值 回收率 回收浓度 加入浓度 100 理想值为 64 注意事项 吸量准确 加入标准液后 其实验样品的被子测浓度最好达到医学决定水平 总浓度必须在方法分析范围内 需加入高中低不同浓度回收试验 计算平均回收率 加入标准液的体积一般在10 内 重复2 3次 65 三 干扰试验 试验的目的 用来检测候选方法的恒定系统误差 干扰物浓度不同 误差大小也不同 干扰 指标本中某些非被测物质本身不与分析试剂反应但以其它形式使待测物测定值偏高或偏低 66 试验的方法 基本与回收试验一样 但在病人标本中加人的是疑有干扰或非特异性反应的物质 将可能引起干扰的物质配成一定浓度的溶液 加到病人标本中成为干扰分析样本 原病人标本加人相同量的无干扰物质的溶剂作为基础样本 然后用候选方法对此两种样本同时测定 两者之差即表示该干扰物质产生的干扰所引起的误差 即干扰值 干扰值 分析标本测得浓度 基础标本测得浓度 计算 67 68 四 方法比较试验 对比试验 熟悉 试验的目的 试验的方法 对一组病人的标本用候选方法和比较方法同时进行分析测定 观察二者之间的差异 这是考验候选方法是否可采用的重要措施 用于检测候选方法的系统分析误差 对所得数据进行分析 可提供系统误差的性质 恒定或 和比例误差 69 在进行临床化学常规方法的评价时 最好选择参考方法作为比较方法 若采用已知偏差法 则有部分误差来自比较方法 与已知偏差一致的那部分误差 剩余的则属于侯选方法 若采用未知偏差法 分析误差可能来源于二者之一或两者都有 难以分析 比较方法的选择 应注意的问题 统计处理 配对t检验 相关和回归分析 70 方法学评价实验小结 重复性试验 测定候选方法的偶然误差 衡量精密度 回收试验 测定比例系统误差 衡量准确度 干扰试验 测定恒定系统误差 衡量准确度 方法对比试验 检测候选方法的系统分析误差 71 五 方法性能判断 方法的选择 方法的评价 实验的诊断性能评价 方法性能判断 建立质控 引入常规检验 实验误差 某一确定的允许误差 某一确定的允许误差 方法性能标准 PS 运用统计方法制定出一系列医学决定水平上的 标本允许误差限度 72 一 方法学性能指标 允许分析误差 依据Westgard制定的 标本的允许误差限度 或者 的病人标本其误差应小于这个限度 用 表示 是大量研究 运用统计学方法制定出的 医学决定水平 对临床病人的诊疗具有医学判断作用的临界分析物浓度 用 c表示 c代表一个阈值 每个检测指标有一个或多个阈值 性能指标 和 c组成某方法的性能指标 即某方法在一定XC下的 值 73 制定性能标准 要反映临床应用与解释结果的要求 医学效用限度 又要基本符合实验室所能做到的技能状态 方法学性能标准制定原则 74 二 方法性能判断指标 判断标准 各种误差值 确定的允许误差值 方法可以接受 任何一项各种误差值 确定的允许误差值 方法不能接受 性能判断指标 两套 了解 第一套 单值判断指标 简单 用于初步估量 第二套 可信区间判断指标 复杂 对方法性能评价更客观 用于最后判断 75 单值判断指标 误差类别判断指标备注随机误差 RE 1 96STM EASTM 重复试验的标准差比例误差 PE R 100 XC 100 EAR 平均回收率恒定误差 CE 偏差 EA由干扰试验测出系统误差 SE a bXc Xc EA对比试验回归方程总误差 TE RE SE EA包括偶然及系统误差 76 可信区间 可信上限和可信下限 统计学的规律说明 每种测定结果的可靠性与测定次数有关 次数愈多 结果反映真实性愈强 但实际上 不可能进行大量的测定 在统计学中为了估量分析误差的不确定性 对于每一误差可计算其可信区间 用可信上限与可信下限代替单值的估量 u为误差的可信上限 l为误差的可信下限 west gard推荐用90 的可信区间 这样 u将是误差单侧的95 上限 用此判断候选方法的可接受性比较可靠 77 假如 u EA 则方法性能为可接受 假如 l EA 则方法必须改进 以减少误差 否则排除 假如 u EA 但 l EA 说明仅有的数据不足以作出任何有关可接受性的结论 还需继续实验以收集更多的数据 以便对分析误差作出较好的估量 78 可信区间判断指标计算公式 误差类别实验接受指标EUEA随机误差重复性1 96STMUEA比例误差回收 RU或L 100 U XC 100 EA 恒定误差干扰 d t sd NUEA 系统误差对比 a bXc W XC UEA 总误差重复性和 1 96STMU 2 W2 1 96STML 2 W2方法对比 a bXc XC EA 特例 当RU 100 RL PEL 0 特例 当t sd NL 偏差 CEL 0 特例 当 a bXc W XC a bXc W CEL 0 特例 当SEL 0 TEL REL 79 内容原理 试剂配制 所用器材 操作步骤等结论可接受或不被接受后期工作评价后实验和应用阶段 三 评价实验书面报告 80 第五节实验的诊断性能评价 方法的选择 方法的评价 实验的诊断性能评价 方法性能判断 建立质控 引入常规检验 方法学评价 诊断学评价 临床诊断 实验室 81