生化分析儀又叫生化儀,是由電腦控制,將生化分析中的取樣、加試劑、混勻、保溫反應、檢測、結果計算、可靠性判斷、顯示和打印、以及清洗等步驟組合在一起自動(dòng)進(jìn)行操作的分析儀器。
一、生化分析儀的工作原理
生化分析儀的原理是:由多束垂直單色光束照射比色杯內的有色液體,通過(guò)被測樣品對光能量的吸收,由光電轉換器(如光電管)將光信號轉換成相應的電信號,該信號經(jīng)放大、整流、并轉換成數字信號,送入計算機,同時(shí)計算機控制驅動(dòng)電力驅動(dòng)濾光片輪和樣品盤(pán),計算機再根據用戶(hù)選擇的工作方式對測量數據進(jìn)行處理、運算、分析、保存,打印機同時(shí)打印出相應的結果,Z后,在測完每組樣品之后,進(jìn)行比色杯清洗。
生化分析儀一般應用終點(diǎn)法、速率法、電極法等幾種檢測方法,并根據不同的檢測方法獲得不同的檢測項目。
1、終點(diǎn)法原理及其檢測項目
終點(diǎn)法是實(shí)驗室Z常用的方法之一,它是反應混合物經(jīng)一定時(shí)間反應后,達到平衡(終點(diǎn)),即在呈色反應處于穩定階段時(shí),檢測其顏色對光子吸收強度,以此計算待測物的濃度。
終點(diǎn)法包括單波長(cháng)和雙波長(cháng)終點(diǎn)法、比色法和比濁法、一點(diǎn)終點(diǎn)法和二點(diǎn)終點(diǎn)法(即固定時(shí)間法)。終點(diǎn)法主要測試項目有總蛋白、清蛋白、葡萄糖氧化酶、肌肝、特種蛋白及某些藥物監測等。
2、速率法原理及其檢測項目
速率法是在酶反應的Z適條件下用物理、化學(xué)或酶促反應的分析方法,在反應速度恒定期(零級反應期)來(lái)連續觀(guān)察和記錄一定反應時(shí)間內底物或產(chǎn)物的變化,以單位時(shí)間酶反應初速度計算出酶活動(dòng)的大小和代謝物的濃度。
速率法包括兩點(diǎn)速率法和多點(diǎn)速率法。速率法主要適用于酶活性和代謝產(chǎn)物的檢測等。
3、電極法原理及其檢測項目
電極法是依據離子選擇性電極與參比電極的電位測量而發(fā)展起來(lái)的。在一種電解液中,大多數鹽將電離分成離子,在此電解液中插入離子選擇電極(指示電極)作為電池的正極,參比電極作為電池的負極,組成原電池,便在相關(guān)的離子選擇性電極和參比電極之間形成一電位差,即電池電動(dòng)勢,通過(guò)測量電池電動(dòng)勢即可測出相應的離子濃度。電極法主要測量項目為K+、Na+、Cl-等。
二、生化分析儀基本結構
生化分析儀可以說(shuō)是在傳統的分光光度計的基礎上發(fā)展來(lái)的,是利用物質(zhì)對光的吸收作用對物質(zhì)進(jìn)行定性或定量檢測。在結構上,它包含加樣系統、反應系統、檢測系統、清洗系統、計算機系統等。
1、加樣系統
生化分析儀加樣系統是把定量的樣本(通常是微量)和試劑加入指定的反應杯以進(jìn)行反應的關(guān)鍵裝置,一般包括定量吸量器、加樣針等。
保證加樣的精確度方法有:①合理的液路設計和連接技術(shù);②液面檢測技術(shù);③隨量跟蹤技術(shù);④堵塞檢測
2、反應系統
生化分析儀的反應比色杯多為轉盤(pán)形式。反應測定過(guò)程中按固定程序,在加樣臂、加液臂、攪拌棒、光路和清洗裝置之間轉動(dòng)。
有的生化分析儀在反應杯中完成反應后再吸入比色杯比色,現在更常見(jiàn)反應和檢測同在比色杯中進(jìn)行,效率更高,尤其適于連續監測法。比色杯多采用硬質(zhì)石英玻璃、硬質(zhì)玻璃、無(wú)紫外光吸收的丙烯酸塑料等,使用壽命不一。
3、檢測系統
①光源:大多數生化分析儀采用鹵鎢燈作為光源。鹵鎢燈在部分紫外區和整個(gè)可見(jiàn)光范圍內可產(chǎn)生較強的連續光譜,噪聲低,漂移小。鹵素燈,工作波長(cháng)為325~800nm。鹵素燈的使用壽命較短,一般只有1000~5000h。當燈的發(fā)光強度不夠時(shí),生化分析儀會(huì )自動(dòng)報警,應及時(shí)更換。
②比色杯;比色杯的光徑0.5~0.7cm不等,通常為石英或優(yōu)質(zhì)塑料。
③分光裝置(單色器)和檢測器:
分光裝置有干涉濾光片和光柵分光兩類(lèi)。干涉濾光片便宜,但易受潮霉變。通過(guò)科學(xué)、合理的設計,采用濾光片分光方式也可以獲得與光柵分光同等的效果。光柵分光可分為全息反射式光柵和蝕刻式凹面光柵兩種。前者是在玻璃上覆蓋一層金屬膜后制成,有一定程度的相差易被腐蝕;后者是將所選波長(cháng)固定地刻制在凹面玻璃上,耐磨損、抗腐蝕、無(wú)相差。光柵分光分為前分光和后分光;后分光的優(yōu)點(diǎn)是不需移動(dòng)儀器的任何部件,可同時(shí)選用雙波長(cháng)或多波長(cháng)進(jìn)行測定,降低了噪聲,提高了分析的精度和準確度,減少了故障率。所以,現代大多生化分析儀采用后分光測量技術(shù)。
檢測器:檢測器將光信號轉換為電信號。理想的檢測器應具有線(xiàn)性范圍寬、噪聲低、靈敏度高等特點(diǎn)。生化分析儀的檢測器一般為光電倍增管或光電二極管。
4、清洗系統
在生化分析儀中,反應杯清洗可通過(guò)兩種方案實(shí)現,即機內清洗反應杯和自動(dòng)更換反應杯。采用機內清洗反應杯方式,反應杯是反復使用的。探針和攪拌棒采用激流式等方式自動(dòng)沖洗。清洗裝置一般由吸液針、吐液針和擦拭刷組成。
一般說(shuō)來(lái),在吸出反應液后,生化分析儀先用堿性液沖洗,再用酸性液沖洗,Z后用去離子水沖洗3遍。擦拭刷的功能是吸去杯壁上掛淋的水,刷體內部有負吸裝置。使用進(jìn)程中要注意擦拭刷是否磨損。
5、計算機系統
計算機的硬件和軟件是生化分析儀的大腦,主要功能包括3個(gè)方面:
①為用戶(hù)提供操作生化分析儀的界面,以實(shí)現項目的編輯,樣本/試劑設置,項目的申請、執行,結果的輸出和歷史紀錄查詢(xún)等;
②控制生化分析儀各個(gè)部分工作,實(shí)現各種生化分析方法及一些輔助功能,對于一臺生化分析儀器來(lái)說(shuō),自動(dòng)化程度越高,儀器的功能也越強;
③數據的分析處理與計算,如患者信息和原始數據存儲、化驗結果匯總報告、質(zhì)控報告、質(zhì)控數據計算繪圖、質(zhì)控回顧性檢查分析、質(zhì)控物和質(zhì)控數據管理等。生化分析儀中的質(zhì)控和患者結果還可通過(guò)儀器計算機與實(shí)驗室信息系統(LIS)的對接進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )管理。
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