血凝仪器发展要点

Sysmex公司CA系列自动凝血分析仪几乎所有现有的检测凝血的基本原理都是在1900年上半年提出的，但现代止血和血栓分析仪器的雏形出现在20世纪50年代。当时，止血/血栓的检测完全依赖于手工方法。由于这种方法中不同的检测人员得到的检测结果有很大的差异，并且要求检测人员具有较高的操作熟练程度，因此迫切需要实现检测的自动化。在这一概念下，最早的半自动操作仪是基于现有方法的原理开发出来的，主要是一种测量模拟人工凝固时间的方法。20世纪60年代，出现了光学浊度仪。然而，血凝仪的真正发展和广泛使用始于微电子学和免疫化学迅速发展的70-80年代，使得采用光学比浊法的血凝仪越来越完善。一系列自动凝血测试仪的开发使得止血/血栓的检测更加准确和快速，大大提高了实验的准确性。赛斯梅克斯有限公司(日本海信康美有限公司)，原名东洋医疗电子有限公司，是一家集先进的血细胞计数器、尿沉渣分析仪和凝血分析仪于一体的跨国公司。它以其精美的产品和精湛的技术而闻名。公司致力于全自动凝血分析仪的研发。自1984年CA-100凝血分析仪问世以来，CA-3000、CA-4000、CA-5000、CA-1000、CA-6000、CA-500、CA-1500、CA-50、CA-7000等一系列CA产品相继投放市场。公司生产的全自动凝血分析仪因其品种繁多、性能优异而受到检验人员的广泛欢迎。可满足不同层次用户的需求，成为许多同类产品中凝血机制检测的首选。尤其令人欣慰的是，Sysmex和Dade Behring长期合作，实现了试剂优化的目标。强大的联盟确实将凝血机制的实验室检测推向了一个全新的阶段。以下是对CA产品的介绍。Sysmex在凝血分析仪器领域的原创产品CA-100是一款单通道半自动仪器。微电子技术引入后，异常样品也可以进行高性能测试，具有操作简单的优点。因此，该技术仍在许多设备中使用。该仪器的测试原理采用光学比浊法，主要根据待测样品在固化过程中散射光的变化来确定测试终点。在该方法中，检测通道的单色光源与光检测器成90直角。当向样品中加入凝血激活剂时，样品中的散射光起初没有很大变化。随着反应的进行，纤维单体的聚合加速，反应溶液产生白色混浊，从而增加散射光的强度。用超高亮度二极管(光源660纳米)照射反应溶液，将90度角方向上的散射光量转换成电信号，并将信号的变化描绘为固化曲线。当样品完全固化时，散射光量不变。此外，仪器还采用百分比终点测试法，即将试剂加入样品后的初始散射光量设定为0%，将反应后不变的散射光量设定为100%，将对应于50%散射光量的时间作为凝固时间进行测量。50%部分是单位时间散射光量变化最大、纤维蛋白单体聚合速度最快的部分。由于引入了百分比终点测试方法，样品和试剂的背景被预先扣除，然后检测由凝结引起的散射光强度的变化。因此，即使对于临床上常见的溶血样品、黄疸、具有高初始光水平的皮脂溢样品或具有低散射光强度的低纤维蛋白样品，也可以进行更精确的测定，具有强的背景干扰抗性(图1)。所有CA系列凝血分析方法均采用该试验方法。1985年和1986年，公司先后开发了自动凝血分析仪CA-3000和CA-4000。CA-3000不仅将检测部门增加到8个通道，大大提高了处理标本的能力，而且实现了试剂输送的全自动化。CA-4000通过安装具有冷却功能的取样器，实现了样品提取和输送的全自动化。样品移液管上设有液位传感器，因此离心操作后不需要分离，在保持原始状态的情况下，只提取样品移液管上的血浆，大大减少了样品的预处理时间，使凝血试验更加容易。1990年，Sysmex公司开发了一种全自动凝血分析仪CA-5000，它半定量化了迄今为止在CA系列中使用的试剂和血浆的量(与手动测试方法的量相同)，大大降低了检测成本。此后，试剂和血浆的半定量化成为凝血分析领域的主要趋势。此外，CA-5000还可以同时测量5个参数，真正实现高速处理。CA-5000的成功开发，使Sysmex在中国凝固测试仪器领域占据领先地位。1992年，为了实现仪器的中小尺寸，公司开发了产品CA-1000，进一步小型化CA-5000。在中国，自1997年Sysmex公司开发的CA-6000开始，CA系列凝血分析仪得到了广泛应用。以下是对中国最常用仪器的详细介绍。CA-6000应用了显色底物法和基于凝固法的免疫分析原理。首先，基于显色底物法的检测系统用于酶的测定，包括以下两种方法：蛋白酶与显色底物反应一定时间后1.用反应停止溶液停止反应，用比色计测量此时的吸光度作为绝对量，从而获得其活性量的终点法。2.一种以一定时间内的吸光度变化作为反应速度来测定化合物活性的动态方法。动态法需要较少的试剂种类和试剂添加量，广泛应用于自动检测。CA-6000采用这种动态方法进行全自动测试。其原理是：通过人工合成具有与天然凝血因子相似的氨基酸序列和特定作用位点的小肽，对硝基苯胺(PNA)，一种可水解的产色化学基团，在作用位点与氨基酸相连。凝血因子具有蛋白水解酶的活性，不仅能作用于天然蛋白肽链，还能作用于人工合成的肽链底物，从而释放出PNA基团，使颜色变黄，生成颜色的深度与凝血因子活性成正比。通过光纤，从卤素灯光源向待测样品发射波长为405nm的光源，然后检测透射光，得到一定时间内的吸光度变化，根据标准校正曲线计算出被测物质的活度百分比值。第二，免疫法采用胶乳凝集法。根据该方法，可以确定作为继发性纤溶指标之一的FDP/FgDP和D-二聚体。胶乳凝集法是利用包被有与待测物质相对应的抗体的胶乳粒子，然后与该物质结合形成抗原-抗体复合物的胶乳粒子来凝集并改变透射光强度。同时，通过使用形成复合物的时间和抗原量之间的比例关系以及凝集速度和抗原量之间的比例关系，从每单位时间由颗粒凝集引起的光学变化量计算抗原量。利用免疫方法，在分析过程中有时会产生光量减少的前兆现象。CA-6000可以通过分析初始阶段的反应速度与反应速度之比来检测这些现象。在该测试期间，可以通过更换发色底物单元的滤光器来改变测试波长。用575或800纳米的光照射样品，并检测透射光以获得每单位时间的吸光度变化。此外，CA-6000试剂定量采用了精度较高的进样方式，取代了以往的泵测试1997年，Sysmex公司开发了CA-500系列，可通过凝固法和显色底物法自动测试。这是一个可以自动测试的小产品。虽然测试的样本数量很少，但它对测试许多参数非常有效。它是一种“低成本、高效率、微方法测试”的台式仪器。它不仅适用于常规筛查，还可用于明确诊断的精确检查，可灵活应用于夜间急救和科研工作。CA-500系列主要包括四种型号：CA-510、CA-520、CA-530和CA-540。(差异见下表)发射衬底方法装置试剂冷却器条形码识别器CA-510可选择项目CA-520是CA-530是是可选择项目CA-540是是是CA-530/CA-540除了PT、APTT、Fbg和TT四项基本检测项目外，还采用显色底物法检测AT-。测试方法都是独立的实时随机方法。通过编程软件，其他项目的测试任务也可以完成。纤维蛋白原的测定可选用经济实用的“PT算法”和国际标准CLAUSS法。自动稀释功能通过设置高浓度纤维蛋白原或低浓度纤维蛋白原异常样品的自动稀释率，可以获得准确的检测结果，保证了结果的高精度和准确性。CA-500系列可以自动取出和注入样品和试剂，并在自动化方面进行预温度测试。10支试管的试管架可简单地装入自动进样机，更换试管架可连续输送样品。自动稀释功能确保了纤维蛋白原测定的可靠性，而STAT位置的设置可随时完成紧急样品的优先检测。CA-500系列的低成本和高效率体现在全自动操作的真正实现上，大大节省了时间，提高了实验室的检测效率。该系列采用半定量检测和注射器抽吸，减少了试剂消耗。因为试剂托盘可以移动，所以试剂可以在测试前后存放在冰箱中。同时，CA-530/CA-540还配有试剂冷却功能，从而达到节约试剂的目的。在安全性方面，由于集成了自动注射、全封闭式检查和试管自动处理等功能，接触感染的风险大大降低。试剂和样品针撞针的自动检测和报警功能也增加了使用的安全性。1998年，为了提高CA-6000的可操作性，Sysmex公司通过改进程序，实现多功能和高速处理，开发了CA-1500。该仪器使用凝血、显色底物和免疫方法来测定血浆中的凝血、抗凝和纤溶参数。在凝血法原理试验中，由于先进的光学浊度法和百分比终点试验法的结合，解决了高脂肪、黄疸和溶血对凝血时间测定的干扰(见中国医学检验杂志1999年第22卷第5期)，可测定低纤维蛋白原样品的凝血时间。纤维蛋白原浓度的测定可选用经济实用的“PT算法”和国际标准CLAUSS法。采用全自动多稀释分析，不同稀释度的检测结果线性范围由平行状态下标准曲线的平行线图像显示支持，即平行线生物分析功能，可充分保证凝血因子分析结果的高准确性，有助于识别抑制剂的活性状态。CA-1500不仅采用了X或L-J质量控制方法，还采用了一种新的多准则质量控制方法Westgard方法，有20个质量控制文件。所有这些都保证了测试结果的可靠性。CA-1500具有快速检测能力，检测PT时可达120次/小时，多项指标的联合测定为80次/小时。实现了全方位随机分析：在制作标准曲线、检测质控品和常规样品时，可立即分析15个常用参数(PT、APTT、TT、Fbg、AT3、plg、D-二聚体)。此外，还附加了5个STAT特殊测试点，可用于紧急样本的优先测试。同时具有自动复检和自动联锁筛选功能：对于实验室结果超过预设范围的样品，稀释后可以复检(或不复检)。当结果确实异常时，将在综合分析的基础上自动进行下一次试验，进一步提供异常标本的相关信息。打开或关闭的试管可以同时设置在进样机上，而原试管的无盖穿刺式吸样大大提高了检测效率和安全性。CA-1500是一种开放式自动凝血分析仪，在编程功能上表现出很大的灵活性。它可以使用自编译的测试程序来完成不同的测试任务。然而，其通信环境的广泛适应性反映在可供选择的各种身份证条形码阅读器、打印机和主机上。例如，如果将CA-1500与全自动离心机样品架输送系统连接，则可以形成自动凝固检查系统，并且可以将另一个CA-1500添加到标准系统中以进一步提高样品处理能力。根据上海瑞金医院的实验研究，在应用戴德试剂体系的条件下，CA-1500凝血分析仪具有批内和批间检测的重复性高、测定线性好、抗生物干扰能力强、与ACL-3000plus凝血分析仪相关性好等优点。它不仅能满足目前临床常规凝血指标检测的需要，而且在设置新的止血和血栓检测指标方面也有很大的潜力。(见中国医学检验杂志1999年第6期第22卷)1999年，Sysmex公司引进了CA-100的改进产品CA-50和世界上性能最好、综合采用各种最新技术的CA-7000。CA-50是一种半自动装置，用于通过手动方法获取试剂和分析样品。它有四个检测通道，可以同时测定四个样品。确定项目可以任意设置。其特征在于固定人为因素，例如：将样品的预温度测量放在相同的位置，以避免预温度时间内的温度变化和样品从机器外部移动到检测单元；发光二极管灯和哨子用于告知添加试剂的最佳时间。加入试剂时，用液位传感器启动振动筛进行振动自动混合；倾斜的移液管架允许试剂在添加过程中沿管壁进入，以防止气泡产生。通过上述技术，最大限度地避免了人为因素，使得半自动仪器可以获得与全自动仪器相同的结果。CA-7000继承了CA-6000和CA-1500的技术优势，成为CA系列中最先进、功能最全的凝血分析仪。它可以提供更快的检测速度和更简单的操作方法，以及更准确的凝血和纤溶系统的多参数测定。该仪器具有目前世界上最快的处理能力。同时测试PT/APTT时，测试速度可达500次测试/小时。CA-7000除了保持丙二醛、自动复检联锁功能和新的多规则质量控制检验方法等一系列优点外，还使用了3个取样针和5个试剂针(包括1个乏因子血浆针)，提供了3个机械手来连续转移样品杯和混合样品和试剂，以便快速进行多项目同时测定。位于操纵器之间的试剂针抓取装置是为支持高速操作而新开发的。它的功能是在放置3个试剂针的针架上选择并抓住相应的试剂针。吸取试剂后，装置将试剂针送回针座，然后抓住另一个试剂针，这是一个快速且重复的过程。吸附在针架上的试剂被加热，并在预定时间后自动添加到由机械手直接输送到针架的反应杯中。多个针的应用重叠了液体吸收和灌注的时间，试剂的灌注过程可以在6秒内完成。此外，根据相关项目配置试剂针，以简化针头清洗过程，防止污染，减少洗涤液的消耗，提高检测速度。CA-7000可以用3种不同的原理同时分析。用于显色底物法和免疫比浊法的光电探测器安装在比色杯抓泵上，以确保在光