生化分析仪原理与结构

生化分析仪基本原理与结构

生化分析仪是临床诊断常用的重要仪器之一。它是通过对血液和其他体液的分析来测定各种生化指标，如血红蛋白、胆固醇、肌肝、转氨酶、葡萄糖、无机磷、淀粉酶、白蛋白、总蛋白、钙等。同时结合其他临床资料进行综合分析，可帮助诊断疾病，并可鉴别并发因子以及决定今后治疗的基准

等。

近几十年来，随着科学技术特别是医学科学的发展，各种自动生化分析仪器和试剂均得到很大发展，生化分析由手工操作进入机械化、自动化阶段。自动生化分析仪器的特点是精度高，可达0002A；重复性好，功能齐全，可进行吸光度、浓度和酶活力的测定，能使用终点法、动力学法和初速度法进行分析，测试项目多。另外，自动生化分析仪还有快速、简便、微量等优点。因此，自动生化分

3

4

目前，

在

仪。

这类仪器中，样品和样品之间可以用空气来隔离，也可以用空白试剂或缓冲液来隔离。用空气分隔的叫空气分段式系统，用空白试剂或缓冲液分隔的叫非分段式系统。

1．样品盘（加样器）

为一可转动的圆盘状架子，在圆盘上放若干聚乙烯塑料杯（或试管），用以盛放待测样品和校正仪器用的标准液。在程序控制器的控制下，转盘的移动与采样管上塑料软管探头的活动同步，即圆盘每隔一定时间自动转动一格，采样管吸取一次样品。依次类推，分析速度选用30份／h、40份/h、50份／h等。每个样品（或标准液）之间要以空气泡或蒸馏水隔开，或吸取少量生理盐水，作为洗涤采样管之用。新式样品盘上还装有样号码识别装置装置，该装置通过计算机与打印记录器相连，

将某样品测定结果打印在该样品的编号下。

2．比例泵（称量泵）

图1-2

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。由于比例泵的马达转速是恒定的，但配有不同内径而壁厚相同的塑料管，即可得到不同的流速，也就是说流量与管径间有一定的比例关系，故称为比例泵。对管道质量要求很高，既要耐腐蚀，又要在压力解除后迅速恢复其原有的孔径，以保持恒定的流速。

3．混合管（反应器）

图1-3

由玻璃螺旋管制成，如图1－3所示。它的作用是将比重不同的液体充分混合，以便通过保温、

1－4。

370C。

，试剂

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，各环节用传送带连接起来，按顺序依次操作，如图1－7所示。

图1-7

其主要部件如下。

1．试样器为圆盘式或吊篮式。被测试样放在试样器上，试样器在驱动装置带动下，按一定速度移动，使试样一个个地传递到取样针下，待取样。

2吸量装置和分布器

注射器活塞通常采用气动控制机械传动装置带动，可定量吸取试样和试剂。当吸量系统的阀I关、阀II开时，活塞下移，两个注射器分别吸入定量试样和试剂；当阀I开、阀II关时，活塞上移，注射器中的试剂被推出，并将探针尖端的试样冲入反应管中。加样后，取样探针进入洗涤他，洗净探针以防交叉污染。如反应中尚需加第二、第三种试剂，则由分布器按以上原理完成。如图

1-8所示

图1-8

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

图1-9

四全自动大型生化分析仪

一、基本结构

（1

a

b

C

2

a

b

C．加样臂：连接探针，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。

d．阀门：用以决定液体流动的方向。

e．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。

（2）试剂（reagent）系统：系统一般由试剂储放和分配加液装置组成。

l）试剂仓：常与试剂转盘结合在一起，多数仪器将试剂仓设为冷藏室，以提高在线试剂的稳定期。2）分配加液装置门dispenseunit）：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）探针的起始量宜小一点，以便配合不同R1／R2比例的试剂。

3）试剂瓶（bottle）：有不同的形状、大小及规格。如COBASMIRAPLUS仪有4、10、15、35ml 等规格，瓶底呈凹形；OLYMPUSAU600仪有30和60ml两种；日立7060仪有20、50、100ml等

三种规格。应根据工作量和试剂规格，考虑试剂瓶残留体积和更换频率，合理选用。独特设计的卡

式试剂盒，体积小，防蒸发，便于储存。

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资料进行核对校验，如BeckmanCX7等。

5）试剂瓶盖自动开关系统：更有利于试剂的保存，有的仪器可在运行中添加、更换试剂，有的则

须在暂停状态下进行。

（3）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的持续时间不同，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，有的还可识别校验校准曲线等信息。

l

比色

系2

3

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（5

（OSS

（6

元件。

l）光源灯（photometerlamp）：常用氙灯、卤素钨灯、卤素石英灯等。闪烁式氙灯可延长灯泡寿命。2）单色光器：干涉滤光片，一般带宽6nrn－10nrn。个别波长的干涉滤光片易发生霉变。光栅分光式，一般带宽＜6nrn。无像差凹面蚀刻光栅，1毫米内刻线4000条以上，缩小了体积，减少了杂散光，提高了精度。集束式全息光栅分光全数码转换的分光技术，波长范围更宽、更稳定。

3）光电转换元件：现在多采用光敏二极管矩阵。多波长直排式光电管，可对每一项光化学反应同时作多波长分析。集束式光路、光路系统数码处理技术与数字光纤传输检测信号联用，大大减少了各种干扰，提高了检测精度和速度，有利于实现超微量检测。

（7）程序控制系统：利用现代电子工程学、计算机科学和自动化技术的迅速发展，

使生化分析仪的取样、加样、试剂分配、混合、加温、检测以及过程监控、数据处理和输出等一系

列程序的自动控制更加完善。

程序控制器是系统的硬件部分，它主要包括：