生化分析仪的原理

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试剂(Reagent)系统
(1)试剂仓常与试剂转盘结合在起。 (2)分配加液装置(Dispense unit)。与样品系统的类似。， 试剂探针常常可以对试剂预加温，双试剂系统的试剂2(R2) 探针起始量宜较下，以便配合不同R1/R2比例的试剂。 (3)试剂瓶(Bottle)。有不同的形状及大小规格。应根据 工作量和试剂规格．考虑试剂瓶残留死体积和更换频率， 合理选用。独特设计的卡式试剂盒，体积小，防蒸发，方 便储存。 (4)配套试剂常有条形码，仪器设有条形码检查系统，可 对试剂的种类、批号、存量、有效期和校准曲线等货剌， 进行核对校验，。 (5)试剂瓶盖自动开关系统，更有利于试剂保存。有的仪 器可在运行中添加，更换试剂，有的则须在暂停状态进行。
(3)链式进样试管固定排列在循环的传动链条上，
样品(Sample)系统（3）
有的还有智能化防撞装置遇到阻碍探针立即 停止运动并报警。即使如此，它仍是非正规操作 时的易损件。为了保护探针，除预先需要根据样 品容器的高低、最低液面高度等进行设置外、， 样品容器的规格、放置以及液面高度等设定条件 不得随意改变。在某些仪器上，采样器和加液器 组合在一起，加样品和加试剂或稀释液一个探针 一次完成。③加样臂。连接探引，在样品杯(试剂 瓶)和反应杯之间运动，完成采样和加样(加试剂)。 它的运动方式，与仪器工作效率及工作寿命有一 定关系。④阀门用以决定液体流动方向。⑤稀释 系统。对样品进行预稀释、过后稀释或加倍，对 标准原液系列稀释等。不同仪器的稀释方式有所 差异，要注意识别。试剂系统亦有稀释功能
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反应系统（2）
(3)温控装置生化分析仪通过恒温控制装置来保持孵育温 度的调控和恒定也是由计算机来控制的，理想的孵育温度 波动应小于±01℃。保持恒温的方式有三种。①空气浴恒 温：即在比色杯与加热器之间隔有空气。空气浴恒温的特 点是方便、速度快、不需要特殊材料。罗氏(Roche)的 cobas和0lympus Au2700系统采用的就是空气浴恒温模式。 ②水浴循环式：即在比色杯周围充盈有水，加热器控制水 的温度。水浴恒热的特点是温度恒定，但需特殊的防腐剂 以保证水质的洁净，且要定期更换循环水。日立系统生化 分析仪采用的即是水浴循环恒温装置。⑧恒温液循环间接 加热式：结构原理是在比色杯周围流动着一种特殊的恒温 液(具无味、无污染、惰性、不蒸发等特点)。比色杯和恒 温液之间有极小的空气狭缝，恒温液通过加热狭缝的空气 达到恒温，其温度稳定性优于干式，和水浴式循环式相比 不需要特殊保养。
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反应系统（1）
(1)反应盘装载一系列反应比色杯（Cuvettes）,多为转盘 形式。反应测定过程中按固定程序，在加样臂、加液臂、 搅拌棒、光路和清洗装置之间转动。有的仪器在反应杯中 完成反应后再吸入比色杯比色，现在更常见反应和检测同 在比色杯中进行，效率更高，尤其适于连续监测法。比色 杯多采用硬质石英玻璃、硬质玻璃、无紫外光吸收的丙烯 酸塑料等，使用寿命不一。Dimension系列的比色杯在机 器内自动制造，自动封口，免冲洗，无污染。流动池式主 要在小型分析仪用。容积一般几十微升，但抽液管道占用 较多反应液，多样品连续使用，增加交叉污染机会。 蠕动泵(Pump)。半自动生化仪需要蠕动泵抽吸反应液进人 流动比色池作测定。要求定期对蠕动泵校准，即通过吸人 定量的水来检验泵的吸液量是否准确。一般均设有泵校准 功能。 (2)混合装置(Mixing unit) 如采用多头回旋搅拌棒(二头 双清洗式搅拌系统)。搅拌棒常具特氟隆不粘涂层，避免 液体粘附。
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比色系统（2）
传统的分光度测定普遍采用前分光，即在光源 灯和样品杯之间先要用滤光片、棱镜或光栅分光， 通过可调的狭缝，取得与样品“互补”的单色光 之后，照射到样品杯，再用光电池或光电管作为 检测器，测定样品对单色光的吸收量(吸光度)。 生化仪的单色器即分光装置，有干涉滤光片和 光栅分光两类。干涉滤光片有插入式和可旋转的 圆盘式两种。插入式就是将需用的滤光片插入滤 片槽中，圆盘式是将仪器配备的滤光片都安装在 圆盘中，使用时旋转至所需滤光片处即可。干涉 滤光片价格便宜，但易变潮霉变，从而影响检测 结果的准确性，半自动生化分析仪多采用此种滤 光片。
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仪器一般工作流程（2）
(二)数据处理 1．HITACH 7170的终点法测定点(A )吸光度计 计算方法 算为(AX+AX－1)／2。实际吸光度=吸光度数 仪器在各个 据×10 000。 吸光度读数点 读取的吸光度 2．0LYHPUS AU 600试剂空白数据：P0点试剂 空白(RB)=P0点吸光度一比色杯水空白(wB)； 数据，并不一 任一测定点试剂空白(RB )。该点吸光度一 定都纳人浓度 比色杯水空白(WB)。 计算。仪器往 往根据仪器定 3．Monarch 1 000两点终点法的反应数据。 (终点测定吸光度一终点空白吸光度)一(始 义和操作者设 点测定吸光度一始点空白吸光度)。 定的要求，对 吸光度原始数 4．AU 600的终点法(带试剂空白，END法)的反 据作计算处理， 应数据=终点吸光度一P0点吸光度(试剂空白， 转换成所谓反 RB)。终点法(不带试剂空白，END)．法)的 应数据，再按 反应数据=终点吸光度-比色杯水空白(WB)。 系数或公式作 5．Au 600的两点法(自身空白)的反应数据 浓度计算。举 =[加第二试剂后测定点读数一P0点读数]一 例如下： 17 [加第二试剂前测定点读数一PO点读数]。
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条形码(Barcode)识读系统
一般由扫描系统、信号整形和译码器三部分 组成。扫描系统以光源扫射黑条白空相间的条码 符号由于条和空对光的反射不同、不同宽窄的条 符反射光持续时间不同，产生强度不同的反射 光．再经光电转换元件接收并转换成相应强度的 电信号，最后通过信号整形，由译码器解译。系 统自动识别样品架及样品编号识别试剂、校准品 及其批号、失效期，有的并可识别校验校准曲线 等信息。 实验室常用条形码类型有CODE 39、CODE 128、2 of 5 Standard、Interleaved2of 5等。要自编样 品条形码需要条形码输入器，条形码阅读系统与 条形码要匹配。已有全自动试管分配暨条形码粘 贴准备系统。
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清洗(Wash)系统
探针和搅拌棒采用激流式等方式自动冲洗。清洗装置一 般由吸液针、吐液针和擦拭刷组成。清洗工作流程为吸出 反应一吸于一注入纯水一吸干一擦干。清洗液有碱性和酸 眭两种。一般说来，在吸出反应液后，仪器先用碱性液冲 洗，再用酸性液冲洗，最后用去离子水冲洗三遍。擦拭刷 的功能是吸去杯壁上挂淋的水，刷体内部有负吸装置。使 用进程中要注意擦拭刷是否磨损。 值得注意的是，对于常规冲洗还不能清除交叉污染 (carry—over)的实验要特别处理，以减少交叉污染或携 带污染。例如，胆固醇测定试剂中的胆酸盐对血清总胆汁 酸的测定有干扰，在消除交叉污染的程序中，可输入程序， 指令总胆汁酸不在测试胆固醇的比色杯中进行测定，如不 能避开，仪器则对比色杯进行特别冲洗，防止发生交叉污 染。 冲洗水的水温自动控制到与恒温反应槽温度相近，保证 反应系统的恒温，并增加去污力。急诊测定后采用针对性 清洗，似乎比采用固定的全面清洗程序更有效率更经济。 耗水量仪器间相差较大。
全自动生化分析仪
全自动生化分析仪的工作原理 自动生化分析仪应用现状 自动生化分析仪的应用要求 检验设备自动化与检验效益关系
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全自动生化分析仪的工作原理
基本结构 仪器一般工作流程 主要操作程序 基本测定方法
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按照反应装置的结构
流动式 指测定项目相同的各待测样品与试剂混合后的化 学反应在同一管道流动的过程中完成。这是第一代自动生 化分析仪。 分立式 指各待测样品与试剂混合后的化学反应都是在各 自的反应杯中完成。其中有几类分支。 (1)典型分立式自动生化分析仪。此型仪器应用最广。 (2)离心式自动生化分析仪，每个待测样品都是在离心力 的作用下，在各自的反应槽内与试剂混合，完成化学反应 并测定。由于混合，反应和检测几乎同时完成，它的分析 效率较高。 袋式自动生化分析仪是以试剂袋来代替反应杯和比色杯， 每个待测样品在各自的试剂袋内反应并测定。 固相试剂自定生化分析仪(亦称干化学式自动分析仪) 是 将试剂固相于胶片或滤纸片等载体上，每个待测样品滴加 在相应试纸条上进行反应及测定。操作快捷、便于携带是 它的优点。
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样品(Sample)系统（2）
水平移动到采样位置，有的仪器随后可清洗试管。 分配加样装置大都由注射器、步进马达或传动泵、 加样臂和样品探针等组成，①注射器(syrine unit)。根据注射器直径和活塞移动距离的多少， 定量吸取样品或试剂。它的精度决定加样的精度， 一般可精确到1微升。注射器漏液时，首先考虑是 否探针堵塞，其次是注射器活塞磨损等。有的加 液系统采用容积型注射泵和数控脉冲步进马达， 提高精度。②样品探引(Probe)与加样臂相联，直 接吸取样品。探针均设有液面感应器，防止探针 损伤和减少携带污染。有的设有阻塞检测报警系 统当探针样品中的血凝块等物质阻塞时．仪器会 自动报警冲洗探针，并跳过当前样品，对下一样 品加样。 6
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典型分立式自动生化分析仪基本结构 样品(Sample)系统: 试剂(Reagent)系统 条形码(Barcode)识读系统 反应系统 清洗(Wash)系统 比色系统 程序控制系统
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样品(Sample)系统（1）
样品包括校准品、质控品和病人样品。系统一般由样品装 载、输送和分配等装置组成。 样品装载和输送装置常见的类型有： (1)样品盘(Sample disk)，即放置样品的转盘有单圈或内 外多圈，单独安置或与试剂转盘或反应转盘相套合，运行 中与样品分配臂配合转动。有的采用更换式样品盘，分工 作和待命区，其中放置多个弧形样品架(Sector)作转载台， 仪器在测定中自动放置更换，均对样品盘上放置的样品杯 或试管的高度、直径和深度有一定要求，有的需专用样品 杯，有的可直接用采血试管。样品盘的装载数，以及校准 品、质控品、常规样品和急诊样品的装载数，一般都是固 定的。这些应根据工作需要选择。 (2)传动带式或轨道式进样 即试管架(Rack)不连续，常为 10个一架，靠步进马达驱动传送带，将试管架依次前移， 再单架逐管横移至固定位置，由样品分配臂采样。
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仪器一般工作流程（1）
数据处理计算方法生化分析仪的正确应用， 只是掌握了测定技术原理还不够，还需要对具体 仪器的工作流程及测定计算方法有足够的了解。 (一)一般工作流程 工作流程可以通过仪器的测定周期来考察。重点 关注比色杯空白读数点(CB)、加样品点（S）、各 试剂加液点(R1、R2、……)、试剂空白读数点 (RB)、各测定读数点(P)、各点时间间隔及周期总 时间等。每个仪器一般都在反应转盘的固定位置 和反应测定周期的固定时间设置样品试剂和稀释 的加液位，以及测定读数点。如HITACHI 7170在 P1到P34周期为10分钟时，PO前加样品，Rl在Pl前， R2在P5和P6间，R3在P16和P17间，R4在：P33和 P34间。
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程序控制系统
计算机是自动生化分析仪的大脑，标本、试 剂的注加和识别，条码的识别，恒温控制，冲洗 控制，结果打印，质控的监控，仪器各种故障的 报警等都是由计算机控制完成。仪器一代胜过一 代，自动化程度越来越高，有的仪器甚至可以完 成部分日常保养程序。自动生化分析仪数据处理 功能日趋完善，如：反应进程中吸光度，各种测 定方法，各种校准方法室内质控结果的统计等， 生化仪都可进行处理。计算机还可以调看病人的 数据、仪器的性能指标、仪器的运行状态等。自 动生化仪中的质控和病人结果还可通过仪器计算 机与实验室信息系统(LIS)的对接进行网络管理。
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比色系统 （1）
(1)光源多数采有卤素灯，工作波长为325～800nm。卤素 灯的使用寿命较短，一般只有1 000～l 500小时。当灯的 发光强度不够时，仪器会自动报警，应及时更换，部分生 化分析仪采用的是长寿命的氙灯，24小时待机可工作数年， 工作波长285-750nm。 (2)比色杯 自动生化分析仪的比色杯也是反应杯。比色杯 的光径0.5～0.7 cm不等，通常为石英或优质塑料。光径 小的省试剂，当比色杯光径小于1 cm时，部分仪器可自动 校正为1cm。生化分析仪的比色杯自动冲洗装置在仪器完 成比色分析后做自动反复冲洗、吸干的动作，比色杯在自 动检查合格后继续循环使用。要及时更换不合格的比色杯。 如采用的是石英比色杯，比色杯要定期检查清洗。 (3)单色器与检测器各类自动生化分析仪应用的是可见一 紫外吸收光谱法，即监测200-700nm光区某特定波长下发 色基团吸光度的变化，辅以微机软件系统的计算来完成测 定。可见一紫外吸光谱定量的基础是Lamber—Beer定律。