第十一章自动化分析技术

决定因素：取决于仪器所使用微机处理功 能的大小。
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2. 分析效率
定义：指在测定方法相同的情况下分析仪的分析 速度，即单位时间可处理标本的能力。
决定因素：决定于一次测定中可测样品多少和 可测项目的多少。
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表示方法:
单通道分析仪，一次只能检测一个项目，分析 效率较低，这里的分析效率指仪器一次可容纳 的样品数量。 多通道分析仪，一次可测定多个项目，分析速 度一般表示为“test/h”
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比色杯
比色杯的厚度有0.5cm、0.6cm和1cm三种。光径小的可 以减少样品和试剂用量。光径小于1cm时，仪器可以自动校 正为1cm。
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比色杯有二种类型：
1、流动比色池 :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。
2、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 。
加液系统 搅拌器
单 通 道 全 自 动 生 化 分 析 仪
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多通道全自动生化分析仪
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反应系统
组成：反应盘和恒温系统两部分。 反应盘
反应盘是生化反应的场所，全部的反应杯位 于其中，目前的全自动生化分析仪都用反应杯兼 作比色杯，臵于恒温箱中。
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恒温系统
自动生化分析仪通过恒温系统保持温度 的恒定，以保证反应的正常进行，其保持恒 温的方式有干式恒温、水浴循环加热式、恒 温液循环间接加热式三种：
光学系统
组成:
由光源、光路系统、分光器、 比色杯等组成。
功能:提供足够强度的光束、单色光及比 色的光路。
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光 源：
一般采用卤素灯(多为12V20W)，寿命为800 小时左右，提供波长范围为325nm～800nn的光源。
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光路系统：
定义:从发出光到信号接收的全部路径。
组成:由一组透镜、聚光镜、比色杯和分光元件等组成
分 类：
空气分段系统式
试剂分段系统式
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结 构：
①样品盘：用来放臵待测样品和标准品 ②比例泵：提供使样品在仪器内进行运动的压力以及 向流经管道的液体注入空气 ③混合管：将比重不同的液体充分混匀 ④透析器：去除反应管中大、小分子对反应的干扰， ⑤恒温器：恒定反应所需温度 ⑥比色计和记录器：获得检测结果。
超大型自动生化分析仪
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全自动化 根据仪 器自动 化程度
半自动化
单通道
多通道
根据同 时可测 定项目 数量
随机任选式 根据项 目选择 方式 固定项目式
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（二）连续流动式自动生化分析仪
检测特点： 测定项目相同的各待测样品与试剂混合后 的化学反应及整个分析过程，均在同一管道中 经流动过程完成，又称管道式分析仪 。
功能表现： 具有各种测定方法、校准方法、仪器使用状 态的实时监控、多种质量监控方式、项目间结 果计算、各种统计功能、多种报告打印方式、 数据存储和调用。
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三、全自动生化分析仪的性能及评价
（一）性能：
自动化程度 分析效率 精度和准确度 应用范围及功能 其它性能
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1.自动化程度
定义：自动化程度指在人发出指令后，能 够由仪器自己独立完成工作的程度和可同 步分析的检测项目数量等。
第十一章 自动化分析技术及相关仪器
医学检验教研室 宜春职业技术学院
第一节
实验室自动化
重点概念：
自动化 （automation） 全实验室的自动化 (total laboratory automation ，TLA) 实验室信息系统 (1aboratory information system，LIS) 医院信息系统 (hospital information system，HIS)
反射式光路：
特点：
①在干化学化分析仪中使用。 ②载体是固相的试纸，不具备透射功能，反光度与浓度成反比。
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分光元件
分类:滤光片、棱镜、全息反射式光栅和蚀刻式凹面光栅
滤光片均为干涉滤光片，有插入式和可旋转式滤光片槽、滤光 片盘两种。 全息反射式光栅是在玻璃上覆盖一层金属膜后制成，有一定程 度的相差，易被腐蚀。 蚀刻式光栅是将所选波长固定地刻制在凹面玻璃上 (1mm内可以 蚀刻4000～10000条线)，有耐磨损、抗腐蚀、无相差等优点
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很多分析仪还具有一些特殊的功能
双波长和多波长的测光技术 双试剂功能 多种校准及质量控制功能
5. 其它性能
检测能力,检测范围等
仪器的取液量、最小反应液体积、反应时间、可测吸 光度范围。 试剂的使用是封闭式还是开放式
仪器的性能价格比、条码识别功能等。
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(二)自动生化分析仪的评价
精密度评价 波长检查
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全实验室自动化
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自动化流水线正面观
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Tail End of Automation Line （自动化流水线末端）
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基本结构：
硬件
标本自动传送系统 标本前处理系统 标本后处理系统 检测单元 信息处理系统
软件
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标本前(后)处理系统
分装模块 分析 仪器 数据 管理 分析 仪器 揭盖 离心
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第二节
自动生化分析仪
一、概 述
自动生化分析仪(automatic
特点
biochemical analyzer)，是把生 化分析中的取样(样品稀释)、加 试剂、混匀、保温反应、检测、 结果计算、可靠性判断、显示和 打印、清洗等步骤实现自动化的 仪器 。
灵敏 准确 快速 节约
标 准 化
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二、全自动生化分析仪的主要类 型、基本结构和工作原理
(一)自动生化分析仪的类型
自动生化分析仪种类繁多，根据不同分 类标准，可分成不同的种类。
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根据反应装臵的结构原理 连续流动式 离心式 分立式 干化学式
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根据仪器的功能及复杂程度 小型自动生化分析仪
中型自动生化分析仪 大型自动生化分析仪
未来自动化的范围:
不仅仅是指分析过程的自动化，还包括分析前和 分析后的自动化。
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全实验室的自动化
定义：
借助实验室信息系统(1aboratory information system，LIS)将临床实验室中各类自动化分析仪器(生物 化学、血液学、分子诊断学、免疫学等)串联起来，组合 成流水线作业的形式，把样品输送到不同的检测单元，并 将各个仪器的检测结果合并输出，实现了远程检验申请、 实时在线检测、远程审核结果和实验数据的共享。
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5、促进实验室操作的规范化； 6、安全性和整个过程的控制更好； 7、实验室占用较少的空间； 8、全面提升临床检验的管理。
极大限度地减少了标本处理和数据处理等过程 中所谓单调(dull)、脏(dirty)、危险(dangerous) 的“3D”人工操作
实验室信息系统(laboratory information
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自动化（automation）
定义： 实验室技术人员用最小的劳动强度使用实验 室仪器和样 品处理设备来完成临床实验分析。
自动化分析仪的优势： 准确、精密、快速、高效
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自动化的范围
目前自动化的范围：
①检验申请→②收费→③样品采集→④样品标示→⑤ 运送→⑥样本的接(验)收、检验项目(含收费)的确认 →⑦分析前处理(如离心、分注、贴标识)→⑧样品装 载→⑨样品分析→⑩分析后处理
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清洗系统
组成：一般由吸液针、 吐液针和擦拭块组成， 可有五至九段清洗，段 就是冲洗的步骤。
→
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→
→
清洗的工作流程：
吸出反应液
→
吐入清洗剂
→
吸干
→
吐入去离子水
→
吸干
→
擦干
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计算机系统
主要功能： 控制标本的识别、吸取样品和试剂、样品 和试剂的反应、测定方法的选择、吸光度的检 测、数据处理、校准方法、结果打印、质量监 控等
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2. 相关性
无需离心样本
贮藏室
出口区域
样本入口区域 急诊标本装载区域 条形码识别 离心 揭盖 原始管装载&卸载,直接进行分析 智能测试的贮存区域 无链接仪器样本分类至原来区域 样本分装
样本入 口区域
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样本分选
自动离心
自动智能分装
自动开盖
自动样本装卸
重测存储复测
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意义：
1 、逐步实现部门一体化，所需人力资源 减少，效率提高； 2 、所用的标本量减少，更好的方便患者； 3 、人工操作减少，操作误差减少到最小； 4 、更快的处理标本；回报结果的能力增 强；
3. 精度和准确度
取决于仪器各部件(加液、温度控制、波 长、计时等)的加工精度和精确的工作状态以 及加样精度、恒温方式和测光方式 。
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4. 应用范围及功能
仪器的应用范围:指所能进行的分析方法 以及可测定项目的种类。
分析方法除了分光光度法外，还能进行浊度法、 离子选择性电极法、荧光法等测定。既可用终点法， 也可作动态法检测。 可测定项目，早期常规的生化检验指标，近年 来免疫浊度法测定特种蛋白、药物监测的分析和 微量元素测定
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信号检测系统 功能：是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。 信号接收器：一般为硅(矩阵)二极管 信号传送方式：光电信号传送和光导纤维传送两种
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进样、加液系统
功能：模仿人工操作，识别样品和试剂，并把它 们加入到反应器中。 组成：
样品架(盘)和试剂盘
相关性
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1. 精密度评价
内容：批内重复性和总精密度两个方面，反映仪 器的测定结果的精密度。
批内重复性 测定批内重复性就是对样品的某一个或几个项 目各重复测定20次，计算它的CV值即精密度，然后与厂家的该 项技术指标进行比较。 总精密度 以血糖为例，选择两个浓度(有医学决定水平的 正常和异常值)，每天测定2批，每个浓度各平行两次，两批 之间的时间间隔不少于2小时，连续20天，要求每天必须做室 内质量控制。然后计算总精密度(ST)。
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离心式自动分析仪结构示意图
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（四）分立式自动生化分析仪
检测特点：
模拟手工操作的方式设计仪器并编制程序， 以机械臂代替手工，按照程序依次进行有序的操 作，完成项目检测及数据分析。
工作流程：
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“顺序式”分析示意 图
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结构：
样品盘(架)和取样装臵 试剂室(瓶)和取液装臵 混匀装臵
保温系统
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单通道管道式自动分析仪结构示意图
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（三）离心式自动生化分析仪
结构与检测原理：
使用特殊材料制成的转盘作为反应器，转盘上有呈放 射状排列的三个为一组的凹槽，可多达30组。检测时，将 转盘放在离心机上作为转头，在靠近轴心的凹槽中加入试 剂，中间凹槽中加入待测标本转盘转动后，在离心力的作 用下，试剂与标本混合，发生反应。经适当的时间后，反 应液最后流入离轴心最远的凹槽中，该凹槽的上下表面均 由透明的塑料材料制成，可作为比色孔。当光源光束按垂 直方向通过该比色孔时，完成比色测定。最后由微机进行 数据处理、结果分析，并将测试结果显示并打印出来。。 在分析过程中，样品与试剂的混合、反应和检测等每一步 骤同时完成，属于“同步分析” 。
检测系统 清洗系统
计算机控制系统等
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基本结构和原理
检测系统
进样和加液系统 分析部分 反应系统 清洗系统 操作部分
计算机系统
ห้องสมุดไป่ตู้35
检测系统
组成:
检测系统 (detection system) 光学系统
信号检测系统
功能:
作为分析部分的核心，它的功能是将化学反应的光 学变化转变成电信号。
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光路的分类：
直射式光路和集束式光路
集束式光路的优点：
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
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前分光光路和后分光光路
后分光的优点：
①可同时选用双波长或多波长进行测定，提高了分析的精度和准确度； ②不需调节仪器的任何部件，降低了噪声，，减少了故障率。 41
system，LIS)
定义：
是以支持实验室日常工作、管理决策、科研等为目标的信 息收集、处理、存储、传播和应用的系统，由信息系统和管理 系统两部分组成。信息系统以实验室标本检测全过程中产生的 数据管理为主，管理系统以实验室的经济、物资、人事、科研 等管理决策为主。
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医院信息系统
利用电子计算机和通讯设备，为医院所 属各部门提供病人诊疗信息 (Patient Care Information) 和行政管理信息 （Administration Information)的收集 (Collect)、存储(Store)、处理(Process) 、 提取(Retrieve)和数据交换(Communicate) 的能力并满足所有用户(Authorized Users) 的功能需求。