生化分析仪基本原理与结构ppt课件

1、生化分析仪的基本原理和结构。1.生化分析仪是临床诊断中常用的重要仪器之一。它通过分析血液和其他体液来确定各种生化指标，如血红蛋白、胆固醇、肌肝、转氨酶、葡萄糖、无机磷、淀粉酶、白蛋白、总蛋白、钙等。同时，综合分析结合其他临床数据有助于诊断疾病、确定并发因素并确定未来治疗的基准。生化分析仪的种类很多，可以从不同的角度进行分类：1根据反应装置的结构，可以分为三种类型：连续流型、离散型和离心型。根据自动化程度，可分为三种类型：全自动、半自动和手动。根据可同时确定的项目，它可以分为两类：单通道和多通道。单个通道一次只能检测一个项目，但这些项目可以被替换。多通道可以同时测量多个项目。根据仪器的复杂程度和

2、功能，它可以分为三类：小型、中型和大型。小型分析仪通常是单通道、半自动和专用的；中型是单通道(可替换几十个项目)或多通道，可同时测量210个项目；大型仪器是多通道仪器，可以同时测量10个以上的项目。分析项目可以选择或组合，既可以进行临床生化试验，又可以进行药物监测和免疫球蛋白测定。5根据程序是否可变的规定，可分为两类：固定程序和可变程序。第一节工作原理和基本结构所谓自动生化分析仪是指生化分析中的取样、加试剂、去除干扰物、混合、保温反应和检测。仪器自动化的关键，如结果的计算和显示以及清洗，在于采用微机控制系统。目前，大多数生化分析仪都是基于光电比色法原理工作的。其结构大致可视为由光电比色计或分光

3、光度计加微机组成。由于整个检测过程是自动完成的，所以在取样、进样和反应过程中，除了微机外，还使用了一些特殊的元件。下面是一个简短的介绍。连续流自动生化分析仪，6，图1-1。单通道连续流生化分析仪结构示意图，7。在微机的控制下，将样品和试剂吸入连续的管道中，在一定温度下，在管道中完成混合、消除干扰、保温反应、比色测定、信号放大和运算处理，最后将结果显示并打印出来。因为这种检测和分析是在连续流动状态下一个接一个地进行的，所以它被称为连续流动分析仪。在这种仪器中，样品可以用空气或空白试剂或缓冲溶液进行分离。用空气分离的称为空气分段系统，用空白试剂或缓冲液分离的称为非分段系统。8，1样品托盘(样品进料

4、器)是一个可旋转的圆盘形架子，上面放有几个聚乙烯塑料杯(或试管)，用于盛放待测样品和校准仪器的标准溶液。在程序控制器的控制下，转盘的运动与采样管上塑料软管探头的运动同步，即转盘每隔一段时间自动旋转一格，采样管吸一次样品。通过类比，分析速度为30份/小时、40份/小时、50份/小时等。每个样品(或标准溶液)应通过气泡或蒸馏水分开，或应吸收少量生理盐水来清洗采样管。新样品盘还配有样品编号识别装置，通过计算机与打印记录仪连接，打印样品编号下的样品测定结果。2比例泵(称重泵)，9，图1-2，10，是一个蠕动泵，它执行两个功能，即提供压力使样品在仪器中移动，以及向流经塑料管的液体中注入空气。其功能是代替

5、人工操作中的各种吸管。管道中样品、试剂和气泡的数量由b转轴由电机驱动，几个转轴通过链条连接。转轴沿固定轨道循环转动，反复挤压和滚动弹性硅胶输液管，推动管内液体向前运动。11，因为比例泵的电机转速是恒定的，但是用不同内径和相同壁厚的塑料管，可以获得不同的流量，也就是说，流量和管径之间有一定的比例关系，所以称之为比例泵。管道的质量非常高，不仅要耐腐蚀，还要在压力释放后迅速恢复原来的孔径，以保持恒定的流量。3混合管(反应器)，12，图1-3和13，由玻璃螺旋管制成，如图13所示。其功能是将不同比重的液体充分混合，通过保温、加热和冷却过程完成测定反应。根据反应时间的长短，可以选择不同规格的混合管。4透

6、析器用于分离反应管道中的大分子物质(如蛋白质)和小分子物质(如葡萄糖和尿素)。当测量小分子物质时，透析器通常用于消除蛋白质引起的干扰。透析器由两块有机玻璃板组成，如图14所示。14，图1-4，15，玻璃板的相对侧刻有对称的凹槽，这些凹槽从边缘到中心呈螺旋形。当两块板闭合时，上下凹槽形成一个圆形通道，液体可以从一端流入，从另一端流出。在透析期间，一层透析膜被夹在两个板之间，并且在膜的上方和下方形成管道。在图14中，样品和第一试剂穿过上管，而第二试剂穿过下管。此时，小分子物质透过膜进入下部管道与第二试剂反应，而样品中的蛋白质作为废液从上部管道流出。16，透析膜有各种规格，透析速率与各种物质的渗透程

7、度、上下罐的渗透压差(浓度差)、透析孔径大小和反应温度有关；透析总量与透析膜的螺旋长度和有效总面积有关。为了提高透析速度和减少温度的影响，整个透析器经常被浸没在370的恒温水箱中。液体流入透析器前应预热至370。离心式自动分析仪有多种型号，但都是根据同步分析原理设计的。离心式自动分析仪与顺序分析仪的区别在于它可以同时进行多种样品和试剂的混合、反应和检测，并同步完成分析，属于同步分析仪。这种仪器的优点是速度快，可以在几分钟内完成2030个样品中一个项目的分析。样品消耗量可小至320升，试验剂量为100，250升；缺点是一次只能分析一个项目。18，图1-6，19，离心分析仪由加样部分和分析部分组成

8、，具体结构见图16。比色室径向布置在圆盘的外围，应时窗分别布置在圆盘的上方和下方，光束从上到下(或相反方向)穿过比色室到达探测器。比色宝内侧有与比色室相对应的试剂瓶和样品瓶，试剂瓶和样品瓶之间用凸起的脊隔开。将圆盘放在离心机上，启动后，由于快速旋转产生的离心力，试剂和样品向外移动，混合并反应，反应物最终转移到比色室。样品和试剂的量由吸收分配器完成。分析部分由干燥盘、温度控制器、分光光度计、微机和打印机组成。3.所谓的离散自动生化分析仪是指程序由人工操作编程，人工操作被有节奏的机械操作所代替。每个环节由传送带连接，并按图17所示的顺序操作。21，图1-7，22，1。取样器为圆盘或篮式。样品至如果

9、在反应中需要加入第二和第三种试剂，它们将由分配器根据上述原则完成。如图1-8、23、图1-8、24、3所示，反应管固定在由微型电机驱动的链式传送带上，并逐步向前移动。步进速度乘以反应终点数即为总反应时间，可根据反应时间选择合适的步进速度。4.加热浴可控制在250，370和500，反应管由传动链驱动至恒温罐保温。5检测器是光电比色计(或分光光度计)。反应完成后，进行检测。如图1-9、25和图1-9、26所示，四个全自动大型生化分析仪，一、基本结构(1)样品系统：样品包括校准品、质控品和患者样品。通常，该系统由样品装载、输送和分配装置组成。l)样品装载和输送装置的常见类型有：27、样品盘：即放置样

10、品的转盘。内外有单圈或多圈，分别放置或与试剂转盘或反应转盘嵌套，并在操作中随样品分配臂一起旋转。有些采用可更换的样品盘，样品盘分为工作区和备用区，在工作区和备用区放置多个弧形样品架作为转移台，仪器在测量过程中自动放置和更换。对放置在样品托盘上的样品杯或试管的高度、直径和深度有一定的要求，有些需要特殊的样品杯，有些可以直接使用血液采样试管。样品托盘的装载数量以及校准品、质控品、常规样品和应急样品的装载数量通常是固定的，应根据工作需要进行选择。28、b双带式或轨道式注射：即齿条是不连续的，通常为10个齿条。齿条由步进电机驱动依次向前移动，然后齿条一个接一个地移动到固定位置，样品由样品分配臂取样。c

11、链进样：试管固定在循环传动链上，水平移动到取样位置，一些仪器可以在以后清洗试管。29，2)分配和样品添加装置主要由注射器、步进电机或传输泵、样品添加臂和样品探针组成。注射器单元：根据注射器的直径和活塞的移动距离，定量采集样品或试剂。其准确度决定了样品添加的准确度，通常可精确至1微升。当注射器泄漏时，首先考虑探针是否堵塞，然后注射器活塞是否磨损等等。有些加液系统采用容积注射泵和数控脉冲步进电机，可以提高精度。30、b样品探针：与加样臂相连，直接吸取样品。探头配有液位传感器，以防止探头损坏并减少携带污染。有些配备了堵塞检测报警系统。当探针被样本中的血凝块和其他物质堵塞时，仪器将自动报警，冲洗探针，

12、跳过当前样本，并将样本添加到下一个样本中。有些还配有智能防撞装置，当遇到障碍物时，可以立即停止探头的移动并发出警报。即便如此，它在非正式操作中仍然是一个脆弱的部分。31岁。为了保护探头，样品容器的规格、放置位置、液位高度等设定条件不得随意改变，但需要根据样品容器的底部高度和最低液位预先设定。在一些仪器上，取样器和液体进料器结合在一起，可以一次用一个探针添加样品和试剂或稀释剂。32、C加样臂：连接探针，在样品杯(试剂瓶)和反应杯之间移动，完成取样和加样(加试剂)。其运动方式与仪器的工作效率和工作寿命有一定的关系。阀门：用于确定液体流动的方向。稀释系统：预稀释、后稀释或加倍样品、稀释标准储备溶液系

13、列等。不同的仪器有不同的稀释方法，所以要注意鉴别。试剂系统还具有稀释功能。33、(2)试剂系统：该系统通常由试剂储存、分配和液体添加装置组成。L) re试剂瓶：有不同的形状、尺寸和规格。例如，COBAS米拉PLUS有4、10、15、35毫升规格，瓶底是凹的；有30毫升和60毫升奥林巴斯AU600仪器。日立7060仪器有三种规格：20毫升、50毫升和100毫升。应根据工作量和试剂规格，合理考虑和选择试剂瓶的剩余量和更换频率。特别设计的卡套体积小，防蒸发，易于存放。4)配套试剂通常有条形码，仪器配有条形码检测系统，可对贝克曼CX7等试剂的种类、批号、库存、有效期和校准曲线进行检查和验证。35，5)

14、试剂瓶瓶盖自动开闭系统：更有利于试剂的保存。一些仪器可以在运行时添加和更换试剂，而其他仪器必须暂停。(3)条形码读取系统：一般由扫描系统、信号整形和解码器组成。扫描系统用光源扫描黑色条码和白色条码符号。由于光被条形和空间反射的不同，不同宽度和宽度的反射光具有不同的持续时间，从而产生不同强度的反射光，由光电转换元件接收并转换成相应强度的电信号，最后由解码器通过信号整形进行解释。36，系统自动识别样品架和样品编号、试剂、校准品及其批号、有效期，有些还可以识别校准曲线和其他信息。代码39、代码128、5的2等是实验室中常用的条形码类型。为编制样品条形码，应准备一个条形码输入装置，条形码读取系统应与条

15、形码匹配。37，(4)反应系统：l)反应盘：装有一系列反应试管，其中大部分是转盘形式。在反应测定过程中，按照固定程序，在加样臂、加液臂、搅拌棒、光路和清洗装置之间旋转。一些仪器在反应杯中完成反应，然后吸入比色杯进行比色。现在更常见的是反应和检测同时在比色杯中进行，这更有效，特别适合连续监测。比色杯主要由硬质应时玻璃、硬质玻璃、无紫外线吸收的丙烯酸塑料等制成。具有不同的使用寿命。Dimension系列比色杯在机器中自动制造，自动密封，免清洗，无污染。流动池类型主要用于小型分析仪。体积通常是几十微升，但是泵送管道占用更多的反应液体，并且多个样品的连续使用增加了交叉污染的机会。2)蠕动泵：半自动生化

16、分析仪需要蠕动泵将反应液泵入流动比色池进行测定。需要定期校准蠕动泵，即通过吸入一定量的水来检查泵的吸入量是否准确。通常，提供泵校准功能。39，3)混合单元：例如，采用多头旋转搅拌棒(三头双清洗搅拌系统)。搅拌棒通常有聚四氟乙烯不粘涂层，以避免液体粘附。4)温控装置：一般可设置25、30、37对，通常只设置37对。温差应小于0升。温度控制方法包括恒温水浴、石蜡油浴、电热恒温、空气恒温、恒温液体循环加热等。各具特色。使恒温均匀稳定。40、(5)清洗系统：探头和搅拌棒被急流自动清洗。反应杯的清洗通常包括清洗溶液、去离子水清洗、抽吸、风干等步骤。冲洗水的水温自动控制，保证反应系统的恒温，增加去污能力。Abbott ALEXET自动生化分析仪和其他系统具有自动清洗功能(smar wash)和最佳样本序列选择功能(OSS)。也就是说，仪器根据试剂或样品间交叉污染的项目组合自动改变检测顺序，以避免相互影响的分析项目；当它真的不可避免时，被选中的特殊cle，42，2)单色光器件：一般带宽为6nrn10nrn的干涉滤光片。单个波长的干涉滤光片容易发霉。光栅分裂型，一般带宽6nrn。无像差