全自動生化分析儀是根據光電比色原理來測量體液中某種特定化學成分的儀器。由于其測量速度快、準確性高、消耗試劑量小,現已在各級醫院、防疫站、計劃生育服務站得到廣泛使用。配合使用可大大提高常規生化檢驗的效率及收益。
全自動生化分析儀
自動生化分析儀原理
自動化分析儀就是將原始手工操作過程中的取樣、混勻、溫?。?7℃)檢測、結果計算、判斷、顯示和打印結果及清洗等步驟全部或者部分自動運行。自動生化分析儀原理是基于物質對光的選擇性吸收,即分光光度法。單色器將光源發出的復色光分成單色光,特定波長的單色光通過盛有樣品溶液的比色池,光電轉換器將透射光轉換為電信號后送入信號處理系統進行分析。分光光度法是基于不同分子結構的物質對電磁輻射的選擇性吸收而建立起來的方法,屬于分子吸收光譜分析。當光通過溶液時,被測物質分子吸收某一波長的單色光,被吸收的光強度與光通過的距離成正比。雖然現在了解到Bouguer早在1729年已提出上述關系的數學表達式,但通常認為Lambert于1760年Z早發現表達式,其數學形式為:T=I/I0=e-kb其中I0為入射光強,I為透射光強,e為自然對數的底,k為常數,b為光程長度(通常以cm表示)。比爾定律等同于Bouguer定律,只是比爾定律以濃度來表達。將兩個定律結合起來,組成Beer-Bouguer定律:T=I/I0=e-kbc其中c為吸光物質的濃度(通常以g/L或mg/L為單位)。將上式取以10為底的對數后,得到線性表達式:A=-logT=-log(I/I0)=log(I0/I)=εbc其中A為吸光度,ε是摩爾吸收光系數或消光系數。上述表達式通常稱為比爾定律。它表明,當特定波長的單色光通過溶液時,樣品的吸光度與溶液中吸收物濃度和光通過的距離成正比。在波長、溶液和溫度確定的情況下,摩爾消光系數是由給定物質的特性決定的。實際上,測得的摩爾消光系數也和使用的儀器有關。因此,在定量分析中,通常并不用已知物質的摩爾消光系數,而是用一個或多個已知濃度的待測物質作一條校準或工作曲線。由于電子躍遷在基態和激發態之間能量差別較大,因此,室溫下幾乎所有分子的電子都處于基態。吸收光及返回基態的速度非???,平衡迅速實現,這使得光吸收的定量準確性相當高。根據工作波段的不同,分光光度法可分為真空-紫外、可見光、紫外-可見和紫外-可見-近紅外,其工作波段分別為0.1nm~200nm、350nm~700nm、185nm~900nm和185nm~2500nm。作為臨床生化分析使用,一般要求工作波長為340nm~800nm,屬于紫外-可見分光光度法。吸光度與濃度之間簡單的線性關系及紫外-可見光相對容易測量,使得紫外-可見分光光度法成為上千種定量分析方法的基礎。
全自動生化分析儀結構
全自動生化分析儀結構
(一)進樣系統
1、樣品轉盤:可放置小型樣品杯數十只。有的分析儀可直接用盛樣本的試管,有的還附有條形碼閱讀裝置,能識別樣本試管上的條形碼信息,不需給樣本編號,也不必輸入病人資料即可打印出該病人的化驗報告。
2、試劑室(倉):不同的分析儀試劑室可容納的試劑盒數量不同,一般可容納20多種試劑。有的試劑室帶有冷藏裝置,帶有條形碼識別裝置的試劑室試劑可以任意放置試劑盒位置。
3、取樣裝置:有的分析儀取樣本和取試劑公用同一采樣針,由內部的分流閥控制取樣本和取試劑;有的儀器有兩套取樣裝置,分別取樣本和取試劑。采樣針前端有液面傳感器防止空吸或采樣針外壁液體掛淋,采樣臂中有預溫裝置。如果采用多試劑分析方法,將占用試劑室中試劑盒位置,會減少測定項目。
(二)比色系統
1、光源:大多數分析儀使用鹵素鎢絲燈,工作波長325~800nm。有的分析儀使用氙燈,工作波長285~750nm。
2、比色杯:有分立式比色杯、分立式轉盤式比色杯、離心式比色盤、流動池。干式生化儀不需要比色杯,袋式生化儀由試劑袋經擠壓全自動形成比色杯。比色杯光徑6-7mm,少數為10mm。比色杯中的反應液需要恒溫,有37℃、30℃、25℃三檔可選擇,有的固定為37℃。多數用吹入恒溫空氣的方式,也有用恒溫水浴或半導體溫控裝置的。為了保證比色杯中反應液有±0.1℃的精確度,0分析儀的環境溫度必需保持18~30℃,室溫波動不宜超過2℃。
3、單色器:(1)干涉濾光片(2)光柵
4、檢測器:(1)光電倍增管,已很少用。(2)列陣固態光敏二極管。
(三)供排水系統
全自動生化分析儀中有很多供水管道與電磁閥。只讀存儲器中軟件參數控制電磁閥與輸液泵供給各個部件的沖洗與吸液,Z后排出機外。隨機存儲器內的分析參數控制電磁閥與注射器的步進電機,供應樣本、試劑和稀釋用水。有的生化儀還能全自動沖洗比色杯供反復使用。
(四)數據處理系統
每個項目的檢測結果暫時儲存在隨機存儲器中,待某個樣本所需的項目全部檢測完畢,由微機匯總打印出綜合報告單。微機的存儲器中可以存儲相當數量的病人數據與逐日的室內質控數據,隨時可以按指令調出,在熒光屏上顯示或打印,也可存儲在軟盤中長期保存,隨時調閱。
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