自动生化分析技术和相关仪器解剖
普朗---全自动生化分析仪原理与相关技术分析
生化分析仪是检验科医疗设备中重要的分析仪器。
通过血液进行各种生化测定指标，如血红蛋白，血小板，总蛋白，胆固醇等。
结合其他检验科设备，进行综合性的
分析，可以很好的诊断各种疾病，并且对身体做出评价，鉴别病因，以及治疗的基本
方案。
所谓全自动生化分析仪，是把分析仪过程进行自动化，无需人工手动，它完全可
以取代手工操作。
全自动生化分析仪灵敏，准确，快速都是提高工作效率，而且减少
了误差。
提高了检验标准。
设计生物化学，分析化学等学科。
对其要求精度更高，更
为可靠。
是个非常细密的系统。
国际仅有制造的公司厂家并不多。
如贝克曼—库尔特、奥林巴斯、康宇等。
都是著名生化分析仪生成厂家。
全自动生化分析仪属于光学式分析仪器，它基于物质对光的选择性吸收，即分光
光度法，，特定波长的单色光通过盛有样品溶液的比色池，光电转换器将透射光转换
为电信号后送入信号处理系统进行分析。
（普朗医疗品牌——SMT100 便携式全自动生化仪）
近年来，随着科学技术的不断进步，使得生化分析仪器结构和性能都有了很大的
改进。
因此，全自动生化分析仪除了向高速度、随意任选式、模块组合化、超微量化、
智能化、尖端化发展的同时，也必然向就近检验、床边即时检验发展，患者自测项目
将进一步发展。
总之，全自动生化分析仪将同时向大而全和小、快、灵两个方向发展。
全自动生化分析仪原理
全自动生化分析仪原理全自动生化分析仪，简称生化仪，是一种常用于临床和科研领域的仪器设备。
它主要用于分析生物体内的化学成分，包括血液、尿液、体液等样本中的各种生化指标，如蛋白质、糖类、脂类、酶类等。
生化仪的原理涉及光学技术、电子技术以及医学生化分析的基本原理。
下面将详细介绍全自动生化分析仪的原理。
全自动生化分析仪的工作原理主要包括：光学测量原理、光电传感器原理、生化反应原理和分析算法原理。
首先，光学测量原理是全自动生化分析仪实现生化分析的基础。
该仪器利用了光学测量技术，通过测量样本与特定波长光线的相互作用来得到样本中化学成分的信息。
一般来说，生化仪中的光学系统由光源、样本池、入射光束、检测器和数据采集系统组成。
当样本进入仪器后，光源会发出特定波长的光，样本会吸收、散射、透射部分光线，这些被样本处理后的光线进入到检测器中，通过检测器接收并转换为电信号。
最后，数据采集系统对这些电信号进行处理和分析，从而得到样本中化学成分的浓度等信息。
其次，光电传感器原理是实现全自动生化分析仪的关键技术之一。
光电传感器是一种能将光信号转换为电信号的器件。
在生化仪中，光电传感器用于将样本处理后的光信号转换为电信号。
一般来说，光电传感器直接集成在仪器的光学系统中，能够精确地测量光强度的变化。
通过光电传感器的检测，仪器可以获得样本中化学成分的光学信号，并将其转换为电信号进行下一步的计算和分析。
再次，生化反应原理是全自动生化分析仪实现生化分析的基本原理之一。
生化反应是指样本中的化学成分与特定试剂发生化学反应，并产生可用于分析和检测的光学信号。
生化仪通过预先设定的检测方法，将样本与特定试剂混合，诱发特定的化学反应。
这些化学反应会在样本中产生可测量的光学变化，如吸光度、荧光等，从而间接地反映出样本中化学成分的含量和浓度。
最后，分析算法原理是全自动生化分析仪分析样本中化学成分的重要基础。
通过对样本处理后的光学信号进行处理、计算和分析，生化仪可以得到样本中各种生化指标的浓度和含量。
生化分析仪基本原理与结构PPT课件
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图1-8
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3．反应管 反应管固定在由微型马达带动的链式传
送带上，步进式向前移动。步进速度乘以 反应终点位号，即为总反应时间，可依反 应时间选择适宜步进速度。
4．加热浴 可控温于250C、370C、500C，由传送链带
动反应管至恒温槽中保温。
5检测器
为光电比色计（或分光光度计）。待反应 完成后，进行检测。如图1-9
连续流动式自动生化分析仪
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6
图1-1单通道连续流动式生化分析仪 的结构示意图
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7
在微机控制下，通过比例泵将标本和试剂吸到 连续的管道之中，在一定的温度下，在管道内 完成混合、去除干扰物、保温反应、比色测定、 信号放大及运算处理，最后将结果显示并打印 出来。因为这种检测分析是一个样品接着一个 样品在连续流动状态下进行的，故称之为连续 流动式分析仪。
2．比例泵（称量泵）
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9
图1-2
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10
是一种蠕动泵，执行两个功能，即提供能 使样品在仪器内进行运动的压力和向流经 塑料管的液体注入空气。它的作用是代替 手工操作时的各种吸管。样品的用量和各 种试剂的用量以及管道气泡的多少均由比 例泵决定，其结构和作用原理如图1-2所示。
比例泵主要由弹簧、压板、塑料管和转轴 组成。转轴由电机带动，几个转轴之间有 链条相连，转轴沿固定轨道循环转动，反 复从富有弹性的硅胶输液管道上挤压滚过， 从而推动管内的液体向前运动。
连续流动式自动生化分析仪连续流动式自动生化分析仪图图1111单通道连续流动式生化分析仪单通道连续流动式生化分析仪的结构示意图的结构示意图在微机控制下通过比例泵将标本和试剂吸到在微机控制下通过比例泵将标本和试剂吸到连续的管道之中在一定的温度下在管道内连续的管道之中在一定的温度下在管道内完成混合去除干扰物保温反应比色测定完成混合去除干扰物保温反应比色测定信号放大及运算处理最后将结果显示并打印信号放大及运算处理最后将结果显示并打印出来
全自动生化分析仪课件
试剂准备与添加
试剂选择
根据分析项目和要求，选择适当的试剂，并确保试剂的质 量和有效期。注意不同试剂之间的相容性和反应条件。
试剂配制
按照试剂说明书的要求，准确配制试剂，并充分溶解、混 合均匀。注意控制试剂的温度、浓度和pH等参数，以保 证反应的稳定性和准确性。
试剂添加
将配制好的试剂按照仪器说明书的要求，添加到全自动生 化分析仪的试剂仓或加样器中。核对试剂种类和用量，避 免误操作或浪费。
和可靠性。
维护保养
02
定期对仪器进行清洁、润滑、更换易损件等维护保养工作，以
延长其使用寿命。
操作规范
03
操作人员应严格按照操作规范使用全自动生化分析仪，避免因
误操作导致的故障和损坏。
06 全自动生化分析 仪的发展前景与 展望
多功能集成化发展方向
要点一
仪器多功能集成
全自动生化分析仪将向更广泛的检测领域扩展，集成更多 检测功能，如免疫分析、血液分析等，实现一机多用。
分析参数设置
分析项目选择
根据医嘱或实验室要求，选择需要分析的项目，如血糖、血脂、肝功能、肾功 能等。确保选择的项目与分析目的和样本类型相匹配。
分析参数设置
根据仪器说明书和项目要求，设置合适的分析参数，如反应时间、温度、波长 、吸光度范围等。注意参数设置的准确性和灵活性，以适应不同项目和样本的 需求。
疾病预防与筛查
早期发现
通过全自动生化分析仪的检测，可以早期发现潜在的健康问题，有利于及时采取干预措施，预防疾病的发生和发 展。
群体筛查
全自动生化分析仪具有高通量、高效率的特点，适用于大规模的人群筛查，如慢性病筛查、职业病筛查等。
科研与教学应用
基础研究
全自动生化分析仪的原理、构成及使用
全自动生化分析仪的原理、构成及使用全自动生化分析仪的原理、构成及使用全自动生化分析仪的原理、构成及使用一、全自动生化分析仪的功能及特点全自动生化分析仪是将生化分析中的取样、加试剂、混合、保温、比色、结果计算、书写报告等步骤的部分或全部由模仿手工操作的仪器来完成。
它可进行定时法、连续监测法等各种反应类型的分析测定。
除了一般的生化项目测定外，有的还可进行激素、免疫球蛋白、血药浓度等特殊化合物的测定以及酶免疫、荧光免疫等分析方法的应用。
它具有快速、简便、灵敏、准确、标准化、微量等特点。
二、全自动生化分析仪的分类全自动生化分析仪有多种分类方法，最常用的是按其反应装置的结构进行分类。
按此法可将全自动生化分析仪分为流动式和分立式两大类。
所谓流动式全自动生化分析仪是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。
这是第一代全自动生化分析仪。
过去说得多少通道的生化分析仪指的就是这一类。
存在较严重的交叉污染，结果不太准确，现已淘汰。
分立式全自动生化分析仪与流动式的主要差别是每个待测样品与试剂混合间的化学反应都是分别在各自的反应皿中完成的，不易出现较差污染，结果可靠。
三、全自动生化分析仪的构成因为全自动生化分析仪是模仿手工操作的过程，所以无论哪一类的全自动生化分析仪，其结构组成均与手工操作的一些器械设备相似，一般可有以下几个部分组成：1、样品器：放置待测样本、标准品、质控液、空白液和对照液等。
2、取样装置：包括稀释器、取样探针和输送样品和试剂的管道等。
3、反应池或反应管道：一般起比色皿（管）的作用。
4、保温器：为化学反应提供恒定的温度。
5、检测器：如比色计、分光光度计、荧光分光光度计、火焰光度计、电化学测定仪等。
不同仪器配置不同。
6、微处理器：是分析仪的电脑部分，又叫程序控制器。
控制仪器所有的动作和功能，使用者可通过键盘与仪器“对话”，同时电脑还能接受从各部件反馈来的信号，并作出相应的反应，对异常情况发出一定的指示信号。
全自动生化分析仪简介
试剂针
搅拌针 反应盘 清洗机构
试剂盘
试剂针
搅拌
样本盘 样本针
仪器清洗槽分布图
搅拌清洗槽 试剂2针清洗槽 试剂针R1清洗槽
样本清洗槽 搅拌清洗槽 ISE、
整机硬件布局
样本针
样本针
样本盘结构
样本盘
试剂针
试剂针1
试剂针2
试剂盘结构
试剂盘
样本针试剂针
液面探测板和防撞传感器
样本针
样本针电机
样本盘
特种蛋白
• 补体（C3、C4） • 免疫球蛋白（IgA、IgG、
IgM） • 转铁蛋白（TRF） • 铜蓝蛋白（CP） • 铁蛋白（SF） • 甲胎蛋白（AFP）
离子与微量元素检查项目
• 钾（K） • 钠（Na） • 氯（Cl） • 钙（Ca） • 镁（Mg） • 磷（P） • 铜（Cu） • 铁（IRON） • 锌（Zn）等
一点终点法反应曲线
(
A
吸
光
度
）
Al
T
S+R
（时间）
两点钟点法
(
A
吸
光
度）ຫໍສະໝຸດ 样本试剂空白AmAn An - k0 Am
S+R1
R2
k （体积校正因子） 0
Sv+Rl =Sv+R1+R2
T
（时间）
一点终点法 两点终点法
速率法
• 连续监测法（continuous monitoring assay） 又称动力学法（kinetic）、速率法（rate assay），是在测定酶活性或用酶法测定代 谢产物时，连续选取时间-吸光度曲线上线 性期的吸光度值，并以此线性期的单位时 间吸光度变化值（ΔA/min）计算结果。主 要用于酶活性的测定。
自动生化分析技术
主要分析内容
① 细胞参量分析 ② 细胞表型分析 ③ 细胞分选 ④ DNA含量分析以及细胞分化周期分析
（3）血液流变学分析
血液流变学基本概念 血液流变性质和检测方法 影响因素与质控 主要应用
血液流变学基本概念
血液流变学研究的内容十分广泛， 包括血液流动性、血细胞的流变性（包 括变性、聚集性和黏附性等）、血液凝 固性、血管壁的流变性、血细胞之间及 血液与血管壁之间相互作用以及它们在 不同疾病状态下的变化规律。
3、自动体液分析
自动干化学尿液分析的原理与方 法 干化学尿液分析的质控 主要应用
自动干化学尿液分析的原理
半自动、全自动尿液干化学分析仪常采用反射光度法原理， 即当一束光线照射到已发生化学反应的试带上，其反射光强度 与试带表面颜色深浅成正比，经光电管接受后转变成电信号， 通过微处理控制器处理得出各种化学成分的结果。即用尿干化 学分析试带与尿中相应化学成分反应，当该产生颜色变化的试 带，被波长不同的发光二极管照射后，产生反射光。反射光由 光电管接受，光信号转化成为电讯号，电讯号传送至模拟数字 转换器，转换成数值，经微处理控制器处理，自动显示结果。 试带颜色的深浅对光的吸收和反射是不一样的。颜色越深，吸 收光值越大，反射光值越小，反射率越小；颜色越浅，吸收光 值越小，反射光值越大，反射率越大。即颜色的深浅与尿液中 各种化学成分的浓度成正比。通常试带颜色深浅与被测尿中物 质在一定浓度范围内成正比，而与反射光的强度成反比。
2）自动生化分析仪的结构与全反应 过程的测光监控
分立式分析仪 连续流动式分析仪 离心式分析仪 干化学式自动生化分析仪
3）自动生化常用分析方法
终点分析法 连续检测法 投射比浊分析 均相酶免疫分析法
2、自动血液分析 （1）自动血细胞分析
《自动生化分析技术》课件
质量管理体系的实施 步骤：制定标准、培 训人员、设备维护、 试剂管理、方法验证、 环境控制等
质量管理体系的持续改 进：定期评估、发现问 题、改进措施、跟踪效 果等
质量管理的未来发展
智能化：利用人 工智能和大数据 技术进行质量管 理
自动化：实现全 自动化质量控制， 减少人工干预
标准化：建统 一的质量管理标 准和规范
质量控制的方法与措施
建立完善的质量管理体系 定期进行设备校准和维护 确保试剂和耗材的质量
加强人员培训和考核 建立有效的质量控制流程 定期进行质量控制检测和评估
质量管理体系的建立与实施
建立质量管理体系的目 的：确保分析结果的准 确性和可靠性
质量管理体系的组成： 包括人员、设备、试剂、 方法、环境等
食品检测：用于食品中营养 成分、添加剂、农药残留等
指标的检测
03
自动生化分析技术的基本组成
样本处理系统
样本采集：从 患者体内采集 血液、尿液等
样本
样本处理：对 样本进行离心、 过滤、稀释等
处理
样本检测：使 用生化分析仪 对样本进行检
测
结果输出：将 检测结果输出 到显示屏或打
印出来
分离系统
离心机：用于分离不同密度的物质 色谱柱：用于分离不同分子量的物质 电泳仪：用于分离带电荷的物质 磁力分离器：用于分离磁性物质
自动生化分析技术在医学诊断中的应用范围
血液生化分析：检测血糖、血脂、肝功能等指标
尿液生化分析：检测尿糖、尿蛋白、尿素等指标
体液生化分析：检测脑脊液、胸水、腹水等体液中的生化 指标
细胞生化分析：检测细胞内生化指标，如细胞色素C、乳 酸脱氢酶等
免疫生化分析：检测免疫球蛋白、补体等免疫生化指标
自动生化分析技术和相关仪器58页PPT
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
自动生化分析技术和பைடு நூலகம்关仪器
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
【全文】自动生化分析技术(生物化学检验课件)
•
主要包括照明、能源、水质、消毒、通风、灰尘、网
络、电滋干扰、辐射、温度、湿度、声级和震级等完全符合
实验室的要求，如实验室的温度通常介于18～32℃（波动
小于±2℃）、湿度必须介于40%～80%。
3 生化分析仪的日常操作
自动生化分析仪安装及使用前准备
• （二）实验用水
•
电阻率>10MΩ/cm
• 实验用水的要求 TOC<50ppb
第二节
生化分析仪的参数设置与校准
2 生化分析仪的参数设置与校准
生化分析仪的参数设置
参考值范围 小数点位数 线性范围
校准参数 分析时间
试验名称与编号
分析方法
基本分析参数
反应温度 波长
反应类型
试剂选择
标本量、试剂量、稀释量
2 生化分析仪的参数设置与校准
生化分析仪的参数设置
终点法（一点终点法、两点终点法）
炭吸 附法、离子交换处理法等，最后以 0.45μm的滤膜去除微生物，此方法可获得 二级甚至一级纯水。
3 生化分析仪的日常操作
自动生化分析仪安装及使用前准备
实验用纯水的用途：
• Ⅰ级水：特殊实验如酶活性测定、电解质分析等; • Ⅱ级水：临床实验室用水,一般实验检验; • Ⅲ级水：用做仪器、器皿的自来水清洁后冲洗。
CSF 项目 Glucose Protein 特 定蛋白 Apolipopr otein A1 Apolipopr otein B C3 C4 CRP* Haptoglobin IgA IgG IgM Prealbumin Transf errin RF* Microprotein* HbA1c* 心 血管 D-LDL* Hs-CRP*
• 3、速率法：应选择在酶促反应的零级反应期内。
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反应杯兼作为比 色杯：反应杯以 不同形式逐个连 接在一起，形成 一个盘结构，按 指定顺序通过光 路，进行连续比 色，是多通道全 自动生化分析仪 的比色系统。
（二）信号检测系统
功能：接收由光学系统产生的光信号，将其转换 成电信号后放大，再把它们传送至数据处理单元。
目前全自动生化分析仪多采用后分光。
自动生化分析仪的光路系统根据分光的先后 可分为哪几种方式，各有何特点？
直射式光路：由于通过比色杯的光束较宽，难于 减少所测试反应液的体积。
集束式光路：是通过一个透镜使光束变窄，可检 测低于180μl的反应液，使生化分析仪的超微量 检测成为可能。
近来又出现了点光源技术，它的光束更小，照射 到样品杯时仅为一个点，可使反应液的量降至 120μl。
加样部分包括样品盘、试剂盘、吸样臂（或 管）、试剂臂和电子控制部分等。分析部分，除 安装转头的离心机外，还有温控和光学检测系统， 并有微机信息处理和显示系统。
工作原理是将样品和试剂分别置于转头内， 当离心机开动后，受离心力的作用，试剂和样 品相互混合发生反应，最后流入圆盘外圈的比 色槽内，通过比色计检测。
第一节 基本结构和原理
自动生化分析仪由分析部分和操作部分构成。
分析部分由检测系统、样品和试剂处理系统、反 应系统和清洗系统等组成，负责样品的分析。
操作部分就是计算机系统，贮存所有的系统软 件，控制仪器的运行和操作以及进行复杂的数 据处理。
一、检测系统
检测系统由光学系统和信号检测系统组 成，是分析部分的核心，它的功能是将化学 反应的光学变化转变成电信号。
（三）分立式自动生化分析仪 所谓分立式，是指按手工操作的方式编排程
序，并以有节奏的机械操作代替手工，各环节 用转送带连接起来，按顺序依次操作。
（四）干化学自动生化分析仪
干化学自动生化分析仪采用的是干化 学方法，就是将原来发生在液相反应物中的 反应，转移到一个固相载体上被检测。
（五）附加式和组合式自动生化分析仪
第十五章 自动生化分析技 术和相关仪器
自动生化分析仪，就是把生化分析中的取样、 加试剂、去干扰、混合、恒温、反应、检测、结果 处理以及清洗等过程中的部分或全部步骤进行自动 化操作的仪器。
自动生化仪的发展史: 自动生化仪的共同特点:
自动生化仪的发展趋势：是随意连续高速度， 组合化，超微量化，智能化和尖端化。Q：何谓自动生化分析仪来自自动生化分析 仪的发展方向如何？
第二节 自动生化自动分析仪的分类
根据自动化程度的高低：分为全自动和半自动。
根据仪器的结构原理不同：分为连续流动式 （管道式）、分立式、离心式和干片式四类。
根据同时可测项目数量：分为单通道和多通道。
根据反应载体的不同：分为普通液体型和干式 生化分析仪。
二、样品、试剂处理系统
该系统包括放置样品和试剂的场所、识别装 置、机械臂和加液器。功能是模仿人工操作，识 别样品和试剂，并把它们加入到反应器中。
（一）样品架（盘）和试剂盘
样品架是放置样品管的试管架。
样品盘是圆形的，可以放置样品管或样品杯， 通过圆周的机械运动传送样品。
它们大多采用吸光度法，也有荧光光度 法、光散射法、浊度测定法和离子选择性电 极法。
应用于常规生化、特种蛋白和药物监测 等，既能用于终点法测定，又可用于各种动 态法测定。
主要的功能有随机安排程序、急诊优先；
可选择不同的组合分析，根据需要选择打印方 式，有强大的贮存记忆功能，自检和自动报警 功能；以及多种统计学处理功能。
3 、分光元件：分光元件有滤光片、全息反射式 光栅和蚀刻式凹面光栅三种形式，均为紫外－可 见光。
4、比色杯：比色是通过一定的厚度的比色杯 进行的，比色杯的厚度即为光径。
比色杯的厚度有1cm、 0.6cm 、 0.5cm三种。
光径小的可以节省试剂，减少样品用量，是目 前的流行式。
流动比色杯：吸液器将试管内 的有色溶液吸入固定的比色杯， 进行比色后再吸出，此为单通 道比色方式。也称流动比色池。
根据选择方式：分为随机任选式（多通道分析仪） 和固定项目式。
生化分析仪的分类原则有哪些？根据结 构原理分类，全自动生化分析仪有哪几 种类型？
一、全自动生化分析仪
全自动生化分析仪是从加样开始到结果打印 完全由仪器自动完成的自动化仪器。
仪器功能全、灵活性大、易于操作、主 观误差小、准确度、精密度和分析效率高。
附加式自动生化分析仪就是将几个具有 不同功能的生化仪融合在一台仪器中，可同 时完成血气、电解质、酶学、生化分析等。
采用“同步分析”原理的自动化分析仪是下列 哪种？
A.流动式 B.分立式 C.离心式 D.干片式 E.袋式
答案：C
二、半自动生化分析仪
半自动生化分析仪指在分析过程中的部 分操作（如加样、加试剂、混匀、结果记录 等步骤）由手工完成，而吸入反应液、保温、 比色测定、吸光度监测、结果的计算、打印 等功能由仪器自动完成。
（一）光学系统
光学系统由光源、光路系统、分光器等组成。 它们的作用是提供足够强度的光束、单色光及比 色的光路。
1、光源：自动生化仪的光源一般采用卤素 灯。寿命为800小时左右，提供波长范围为 340nm~800nm的光源。
2、光路系统：光路系统包括从发出光源到信 号接收的全部路径，由一组透镜、聚光镜、光 径（比色杯）和分光元件等组成。
有直射式光路、集束式光路、前分光和后分 光之分。
光源 分光元件 样品
检测器
光源 样品 分光元件 检测器
前分光与后分光的主要区别在于前分光先分出多个 单色光，再照射到比色杯窗口，其他原理基本一样。
后分光可连续不断检测不同波长的反应，前分光不 能进行不同波长项目的不间断检测，通常只能单项 一次测完后，再测第二项。
（一）连续流动式分析仪 连续流动式分析仪的特点是测定项目相
同的各待测样品与试剂混合后的化学反应， 是在同一管道中经流动过程完成的。这类仪 器一般可分为空气分段系统和非分段系统。
（二）离心式分析仪
离心式分析仪的全部检验过程是在一个类似 离心机转头样的圆盘上完成的，离心式分析仪由 加样部和分析部两个部分组成。