实验室自动化检验技术的发展现状

基本概念
实验室自动化：就是实验室利用各种自动 检测设备和计算机等手段实现测量、实验 和数据处理的自动化，借以减轻实验人员 的手工操作，提高科研工作效率。
实验室自动化系统（LAS）：是指为实现临 床实验室内某一个或多个检测系统，如临 床化学、血液学、免疫学等系统的整合而 将不同的分析仪器与分析前后的实验室分 析系统通过自动化和信息网络进行连接。
Dull反映了分析前阶段工作的繁琐、单调、机械； Dirty是指所接触的样本中可能存在潜在感染性病原体； Dangerous是指被处理样本中未知的感染性病原体可能会 给接触者的身体带来危害。
第三代实验室系统的实现，大大提高了实 验室效率，使实验室工作人员更集中精力 于层次更高的活动，如结果审校，开发新 试验、新技术，做更多深入的检查或研究 工作等。
第三代实验室系统:出现于20世纪90年代，实验室系统发 生了划时代的变化，包括分析前（pre-analytical）、 分析中（analytical）和分析后（post-analytical）的 过程实现了自动化工作流水线作业，并使过去耗时的标 本处理和数据处理等单调、脏、危险的所谓“3D工作” （dull、dirty、dangerous，3D）实现了自动化、一体 化。
发展历程
纵观检验医学的发展，临床实验室的检测 可追溯到近一百年前，在20世纪20～40年 代的30年间，所有的检测项目从单一的临 床化学试验到外周血涂片检查，都是通过 手工完成，同时需要大量的血清、血浆或 全血标本。20世纪50年代的世界工业革命 与其自动化的引入带动了临床实验室的变 革。
第一代实验系统：出现于20世纪50年代。 那时将酶、辅酶、缓冲液等配制成为随时 备用（ready-to-use）的试剂盒，其被认 为是一个“系统”，因其使那些试剂配制 麻烦的步骤如需精确称重或pH调试等的配 制过程变得容易和简单化。
第二代实验系统：出现于20世纪70年代。 当时拥有复杂软、硬件的分析仪器的问世， 使手工加样、孵育和测定过程实现了自动 化。
80年代初期，人们开始重视并引入检验周 期（turnaround time，TAT）的概念，要 求缩短检验周期，并对分析测试所需标本 量进一步减少。同时，新技术、新方法不 断问世，分析仪器不断更新。
• 自动化 • 微型化 • 整合化
构成要素
实验室自动化系统主要包括
实验设备：完成实验对象的测量与控制 计算机：数据的搜集和判断 科技人员：对实验进行解释和判断等
基本组成
标本传送系统或传送带，负责标本转运； 标本处理系统，如标本的自动识别、离心、
揭盖、分装； 自动分析仪； 分析测试过程控制软件，包括分析控制软
第三代实验室自动化系统除自动化分析仪 外，有三个重要的结构组成部分，即标本 自动转送系统、标本处理系统和信息处理 系统。
发展趋势
自动化 一体化
（全实验室自动化） 小型化 高通量
自动化
样本上机后，仅需较少人工操作和干预，系统便 可自动进行检测，给出试验结果
通过扫描原始样本管的条码以确保病人信息与样 本一致
双向传输系统发出检测指令 能评估样本是否有溶血、脂血或黄疸等影响结果
正确性的因素 估计样本的体积(包括死腔体积) 较强大的监控错误和系统监测功能
优势
提高效率，缩短出报告时间 标准化操作减少误差 更加方便的质量管理 提高实验室生物安全性 增加新的检测项目
一体化
即不同检测系统间的整合，通过更新技术平 台，将免疫学测定与化学测定整合在一起以满 足实验室降低成本、提高效率、节约实验室空 间和缩短报告周期等实际需要。
件和结果处理的实验室信息系统 （laboratory information systern， LIS）。
理想的LAS
开放性：并不局限于与本厂家仪器的连接，应该 可以与其他任何厂家的分析仪进行连接
完整性：具有完整的“分析前-分析中-分析后” 硬件及软件支持，信息系统完整
灵活性：整个系统可以根据场地要求，进行多种 摆放方式
不同检测系统间的整合模式
免疫学和化学测定整合为具有二个独立 平台的统一体
轨道传递系统使免疫学测定和化学测定 部分整合在一起
在化学测定平台上加一个非均相免疫测 定模块或均相免疫测定模块
优势
ຫໍສະໝຸດ Baidu
不足
只需一管血清样品即可 仅仅合并了免疫和生化
完成生化及免疫项目测 项目的测定，无法整合
定
非血清样品的测试
无需人工分杯和在不同 仍需手工进行样品前处
仪器间运送样品
理
在一个操作界面上一次 整合方式较为固定，无
输入病人信息和输出检 法按需选择连接方式
测结果，增加效率
免疫测定耗时较长，在
减少出错，增加安全性 一些系统上影响整体速
度
小型化
小型化实际上包括分析仪器的小型化和分 析技术的微量化
促使向小型化方向发展的主要因素： －希望降低样本体积和减少试剂消耗 －POCT的快速发展 －高通量药物筛检的需要 －战争时生物因子的检测
实验室自动化检验 的发展现状
自动化检验产生的背景
随着社会、经济不断发展，临床实验室工作面临 着两大挑战：
医疗支出不断上升，要求临床实验室持续地降低成本； 随着人民生活水平的提高,对自身医疗保健更加关注,
对检测准确性的要求不断增加。
实验室工作负荷持续加大，实验室自动化系统 (laboratory automation systems, LAS)的出现化解了临 床实验室所面临的问题，并随之成为检验医学自 动化技术发展的一大趋势。
智能型：高度智能、人性化的系统设计，最大限 度地协助实验室的工作
独立性：各功能单元既相互协作又相对独立，各 单元均可独立运作
完备性：具有冷藏储存后处理自动化的系统
LAS分类
根据自动化的规模及程度，LAS可分为以下类别
分析系统自动化 虚拟自动化 灵活性实验室自动化 血清工作站自动化 全实验室自动化
－太空生物学发展的需要…
POCT检测仪 快速、小型、轻便 低电力消耗、操作简便
微量化
由于体内许多物质以极低水平存在，因此需要检 测技术更特异、更敏感和更微量化。
微量化的优点是可使生产成本降低，便于运输和 占据实验室较少的空间。
高通量
蛋白芯片的应用
• HLA 芯片 • 细胞因子芯片 • 肿瘤芯片 • 中风芯片 • 过敏原芯片