醫(yī)學(xué)儀器及系統(tǒng)設(shè)計課程講義part5課件

第二部分

醫(yī)學(xué)檢驗儀器第二部分

醫(yī)學(xué)檢驗儀器11.1醫(yī)學(xué)檢驗儀器的特點1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜2.涉及技術(shù)領(lǐng)域廣3.技術(shù)先進(jìn)4.精度高5.對環(huán)境要求高用于診斷、疾病研究和藥物分析的現(xiàn)代化實驗室儀器－－－醫(yī)學(xué)檢驗儀器－－－第一章醫(yī)學(xué)檢驗儀器概述1.1醫(yī)學(xué)檢驗儀器的特點1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜用于診斷、疾病研究和2主要內(nèi)容第二章光電比色計第三章分光光度計第四章自動生化檢測儀器第五章尿液分析儀第六章電解質(zhì)分析儀第七章血氣分析儀第八章血細(xì)胞計數(shù)儀主要內(nèi)容第二章光電比色計3第二章光電比色計內(nèi)容提要：

1.比色分析

2.光電比色計的基本結(jié)構(gòu)

3.GD-821型光電比色計

第二章光電比色計內(nèi)容提要：

1.比4圖2.1電磁輻射波譜2.1.1光的基礎(chǔ)知識

1.光的物理性質(zhì)由波長和能量來決定。

波長決定了光的顏色，能量決定了光的強(qiáng)度。

2.1比色分析比色分析是基于溶液對光的選擇性吸收而建立起來的一種分析方法。圖2.1電磁輻射波譜2.1.1光的基礎(chǔ)知識

1.光的物理52.1.2朗伯－比爾（Lambert-Beer)定律

描述溶液顏色的深淺與濃度之間的數(shù)量關(guān)系一束單色光通過溶液時，溶液的吸光度與溶液的濃度和液層厚度的乘積成正比。：入射光的強(qiáng)度：溶液的濃度：液層的厚度：投射光強(qiáng)度：吸光系數(shù)：吸光度：透光度圖2.5光吸收示意圖2.1.2朗伯－比爾（Lambert-Beer)定律

描6顏色反應(yīng)是比色分析的基礎(chǔ)：若所測定的溶液無色，需在測定前加入顯色劑，通過與待測成分的化學(xué)反應(yīng)使溶液映色；選擇合適的吸收光譜：測定光吸收曲線以找出最大吸收波長或特性吸收波長；測定方法使用的濃度范圍：宜選擇在直線線性段，即濃度與吸光度之比為一常數(shù)；觀察影響顏色反應(yīng)的因素：溶液pH的影響、雜質(zhì)的影響、反應(yīng)的溫度和時間及顏色的穩(wěn)定性；2.1.3比色分析的條件選擇顏色反應(yīng)是比色分析的基礎(chǔ)：若所測定的溶液無色，需在測定前加入72.1.4比色分析的測量方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法先配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用選定的顯色劑顯色，以合適波長的入射光來測定標(biāo)準(zhǔn)液的吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)作圖得到一條通過原點的直線。適用條件：在固定儀器和方法的條件下多次使用。直接比較法先配制一個與被測溶液濃度相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液，與被測溶液在相同條件下測定吸光度。根據(jù)下式計算被測溶液濃度。圖2.6維生素B12的A-c標(biāo)準(zhǔn)曲線適用條件：僅對個別樣品進(jìn)行測定，且A-c曲線線性良好2.1.4比色分析的測量方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法圖2.6維生素B18利用光電池或光電管等光電轉(zhuǎn)換元件作監(jiān)測器來測量通過有色溶液后透射光的強(qiáng)度，從而求出被測物質(zhì)含量的方法

————光電比色法————2.2光電比色計的基本結(jié)構(gòu)圖2.7光電比色計的結(jié)構(gòu)圖利用光電池或光電管等光電轉(zhuǎn)換元件作監(jiān)測器來測量通過有色溶液后9典型的光電檢測器1）光電管2)光電倍增管由陰極和多個倍增級組成。靈敏度比光電管強(qiáng)200倍。3)CCD檢測器新型多通道光學(xué)檢測器件，模擬集成電路芯片。圖2.11光電管及其電路圖2.12CCD的典型結(jié)構(gòu)典型的光電檢測器1）光電管圖2.11光電管及其電路圖2.10第三章分光光度計1.分光光度法

2.分光光度計的結(jié)構(gòu)

3.分光光度計光學(xué)系統(tǒng)

4.分光光度計測定方法

5.721型分光光度計簡介

6.分光光度計的維護(hù)和保養(yǎng)

7.特殊分光光度計第三章分光光度計1.分光光度法

2.分光光度計的結(jié)構(gòu)113.1分光光度法

分子吸收光譜與物質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)，而吸光度大小與物質(zhì)的含量有關(guān)，可利用分子的吸收光譜的形狀和吸收度的大小定性和定量的分析物質(zhì)。分光光度計光電比色計單色光產(chǎn)生裝置單色器（連續(xù)變化、光譜范圍更窄的單色光）濾光片（有限個波長、半寬度大的單色光）工作范圍可見光區(qū)、紅外光區(qū)、紫外光區(qū)可見光區(qū)定量分析依據(jù)朗伯－比爾定律表3.1分光光度計與光電比色計的比較圖3.1光譜分布與粒子跳躍關(guān)系3.1分光光度法

分子吸收光譜與物質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)，而吸光度大123.2分光光度計的基本結(jié)構(gòu)圖3.2分光光度計方框圖3.2分光光度計的基本結(jié)構(gòu)圖3.2分光光度計方框圖133.4分光光度計測定方法

分光光度滴定法以一定的標(biāo)準(zhǔn)液滴定待測物溶液，測定滴定中溶液的吸光度變化，通過作圖法求得滴定終點，從而計算待測組分含量的方法。1）直接滴定法:選擇被滴定物、滴定劑或反應(yīng)生成物之一摩爾吸光系數(shù)最大的物質(zhì)的最大吸收波長為吸收波長進(jìn)行滴定；2）間接滴定法：使用指示劑。3.4分光光度計測定方法

分光光度滴定法141）高吸收法：測定高濃度溶液用。選用比待測液濃度稍低的已知濃度溶液作標(biāo)準(zhǔn)溶液。2）低吸收法：測定低濃度溶液用。選用比待測液濃度稍高的已知濃度溶液作標(biāo)準(zhǔn)溶液。3）最精密法：同時用濃度比待測液稍高或稍低的兩份已知溶液作標(biāo)準(zhǔn)溶液。差示分光光度法選用一已知濃度的溶液作參比；雙波長分光光度法測定試樣溶液對兩波長光吸收后的吸光度差。1）高吸收法：測定高濃度溶液用。選用比待測液濃度稍低的已知濃153.7特殊分光光度計分光光度計吸收光譜儀器發(fā)射光譜儀器分子吸收光度計原子吸收分光光度計可見、紫外光分光光度計紅外分光光度計熒光分光光度計火焰光度計圖3.18分光光度計的類型3.7特殊分光光度計分光光度計吸收光譜儀器發(fā)射光譜儀器分子16第四章自動生化分析儀1.自動生化分析儀簡介

2.流動式自動生化分析儀

3.分立式自動生化分析儀

4.離心式自動生化分析儀

5.干片式自動生化分析儀

6.自動生化分析儀的性能評價

7.自動生化分析儀的實驗參數(shù)

8.ISP型半自動生化分析儀

9.生化分析儀的維護(hù)和保養(yǎng)第四章自動生化分析儀1.自動生化分析儀簡介

2.流動式174.1自動生化分析儀簡介對人的血液和其他體液中的各種生化指標(biāo)進(jìn)行分析的醫(yī)學(xué)檢驗儀器?！治鰞x——把生化分析中的取樣、加試劑、去干擾、混合、保溫反應(yīng)、檢測、結(jié)果計算、顯示和打印，以及清洗等步驟自動化的儀器?！詣由治鰞x——4.1自動生化分析儀簡介對人的血液和其他體液中的各種生化指18結(jié)構(gòu)形式：流動式（管道式）、離心式、分立式和干片式；自動化程度：全自動、半自動；測定的項目：單通道、多通道；復(fù)雜程度:大型、中型和小型。4.1.3臨床自動生化分析儀的類型結(jié)構(gòu)形式：流動式（管道式）、離心式、分立式和干片式；4.1.19連續(xù)流動式（ContinuousFlowAnalysis)在反應(yīng)達(dá)到平衡時測定的方式。4.2流動式自動生化分析儀

待測的反應(yīng)液在管道中邊流動邊反應(yīng)的裝置主要部件：1）樣品盤2）比例泵3）混合器4）透析器5）恒溫器6）檢測部7）記錄器圖4.1連續(xù)流動自動生化分析儀原理結(jié)構(gòu)連續(xù)流動式（ContinuousFlowAnalysis20管道式分析儀的特點是測定項目相同的各待測樣品與試劑混合后的化學(xué)反應(yīng)，是在同一管道中經(jīng)流動過程完成的。這類儀器一般可分為空氣分段系統(tǒng)式和非分段系統(tǒng)式。所謂空氣分段系統(tǒng)是指在吸入管道的每一個樣品、試劑以及混合后的反應(yīng)液之間，均由一小段空氣間隔開；而非分段系統(tǒng)是靠試劑空白或緩沖液來間隔每個樣品的反應(yīng)液。在管道式分析儀中，以空氣分段系統(tǒng)式最多，且較典型，整套儀器是由樣品盤、比例泵、混合管、透析器、恒溫器、比色計和記錄器幾個部件所組成,管道內(nèi)的圓圈表示氣泡，氣泡可將樣品及試劑分隔為許多液柱，并起一定的攪拌作用，但氣泡影響比色，必須在比色前除去。管道式分析儀的特點是測定項目相同的各待測樣品與試劑混合后的化21將幾個單通道管道式分析儀結(jié)合起來，對一個樣品同時測定幾個項目。著名的有12通道分析儀，命名為順序多項自動分析儀（sequential

multiple

autoanalyzer），簡稱SMA12/60。同時發(fā)展為SMAC，C為計算機(jī)（computer）的縮寫。這類大型分析儀至今仍有使用者。它對每個樣品可同時分析12個項目，每小時可分析60個樣品。后來發(fā)現(xiàn)不加入空氣泡，更有利于結(jié)果的檢測，發(fā)展為流動注射分析法（flow

injection

analysis）。試劑的流動仍用比例泵驅(qū)動，樣品用轉(zhuǎn)動閥加入液流，反應(yīng)后比色檢測將幾個單通道管道式分析儀結(jié)合起來，對一個樣品同時測定幾個項目22流動注射式(FlowInjectionAnalysis)在反應(yīng)達(dá)到平衡前進(jìn)行測定的方式。特點：一種新的高速分析技術(shù)，廢棄了連續(xù)流動方式中用氣泡間隔樣品和必須使化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的要求，使分析速度大幅度提高，每小時可分析60～180個樣品。圖4.6流動注射自動生化分析儀原理結(jié)構(gòu)流動注射式(FlowInjectionAnalysis)234.3分立式自動生化分析儀(DiscreteAnalyticalSystem)

按手工操作的方式編排程序，并以有節(jié)奏的機(jī)械操作代替手工，按順序依次自動操作各環(huán)節(jié)。圖4.8分立式自動生化分析儀結(jié)構(gòu)（二）圖4.7分立式自動生化分析儀結(jié)構(gòu)（一）4.3分立式自動生化分析儀(DiscreteAnalyt24分立式流動式反應(yīng)容器各個試管內(nèi)反應(yīng)同一管道中反應(yīng)取樣、加液裝置稀釋器（采樣器和加液器）比例泵透析器無有體積較大較小優(yōu)點無交叉污染反應(yīng)速度快缺點自動化程度不高存在樣品前后交叉污染數(shù)量最大相對較少表4.1分立式自動生化分析儀與流動式自動生化分析儀的主要區(qū)別分立式流動式反應(yīng)容器各個試管內(nèi)反應(yīng)同一管道中反應(yīng)取樣、加液裝254.4離心式自動生化分析儀

樣品和試劑放在特制的圓盤上，圓盤放在離心機(jī)上作為轉(zhuǎn)頭。圖4.9離心式自動生化分析儀的轉(zhuǎn)盤截面圖特點：1）樣品與試劑的混合、反應(yīng)和檢測等步驟幾乎同時完成；2）微量級的樣品量（1～50l）和試劑量（120~300l)；3）快速反應(yīng)，連續(xù)比色，1秒內(nèi)可進(jìn)行多次測定；4）轉(zhuǎn)頭（現(xiàn)為一次成型的塑料制品）。4.4離心式自動生化分析儀

樣品和試劑放在特制的圓盤上，26離心式分析儀是1969年以后發(fā)展起來的一種分析儀，由Anderson設(shè)計，其特點是化學(xué)反應(yīng)器裝在離心機(jī)的轉(zhuǎn)子位置，該圓形反應(yīng)器稱為轉(zhuǎn)頭，先將樣品和試劑分別置于轉(zhuǎn)頭內(nèi)，當(dāng)離心機(jī)開動后，圓盤內(nèi)的樣品和試劑受離心力的作用而相互混合發(fā)生反應(yīng)，最后流入圓盤外圈的比色槽內(nèi)，通過比色計進(jìn)行檢測.這類分析儀特點是：①在整個分析過程中，各樣品與試劑的混合、反應(yīng)和檢測等每一步驟，幾乎都是同時完成的，不同于管道式和分立式分析儀的“順序分析”，而是基于“同步分析”的原理而設(shè)計。②樣品量和試劑量均為微量級（樣品用1-50μl，試劑120-300μl），快速分析（每小時可分析600個樣品以上）。③轉(zhuǎn)頭是這類分析儀的特殊結(jié)構(gòu)。早期的轉(zhuǎn)頭由轉(zhuǎn)移盤、比色槽、上下玻璃卷和上下套殼六個部件組成，現(xiàn)已被一次成型的塑料制品代替。轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)動時，各比色槽被輪流連續(xù)監(jiān)測，如轉(zhuǎn)速為960r/min，轉(zhuǎn)頭上有20個比色槽，則每分鐘可接受19200個電信號，配有微機(jī)進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)處理。離心式分析儀是1969年以后發(fā)展起來的一種分析儀，由A274.5干片式自動生化分析儀

采用干化學(xué)法進(jìn)行測定。圖4.10干片試劑結(jié)構(gòu)示意圖特點：1）革除了液體試劑，采用干式試劑片；2）可進(jìn)行電解質(zhì)測定（干片由電極構(gòu)成）；3）生化分析儀的新發(fā)展方向。4.5干片式自動生化分析儀

采用干化學(xué)法進(jìn)行測定。圖4.28干片式分析儀是80年代問世的。首先Eastman

Kodak公司以其精湛的化學(xué)工藝造出了測定血清中血糖、尿素、蛋白質(zhì)、膽固醇等的干式試劑片。當(dāng)加上定量的血清后，在干片的前面產(chǎn)生顏色反應(yīng)，用反射光度計檢測即可進(jìn)行定量。這類方法完全革除了液體試劑，故稱干化學(xué)法。Boehringer

Mannheim公司推出了用全血的干征試劑。即將血細(xì)胞排除于濾膜之外，而血漿與試劑發(fā)生反應(yīng)后顯色檢測。干片式分析儀是80年代問世的。首先Eastman

Ko291.色譜法的產(chǎn)生和發(fā)展2.色譜法的原理、優(yōu)缺點和分類3.氣相色譜儀的工作原理、結(jié)構(gòu)和重要部件4.液相色譜儀的工作原理、結(jié)構(gòu)和重要部件5.質(zhì)譜儀的作用、原理和主要部件第六章色譜儀和質(zhì)譜儀1.色譜法的產(chǎn)生和發(fā)展第六章色譜儀和質(zhì)譜儀306.2.1色譜分離分析方法1）主要原理：基于各被分離物在固定相、流動相間的分配差異或其他親和性質(zhì)的差異，使流動相在比其表面巨大的固定相表面上流動，促使物質(zhì)在兩相間多次來回轉(zhuǎn)移，將這種差異反復(fù)累加而變得很大，結(jié)果各物質(zhì)隨流動相移動的速率發(fā)生明顯差別，從而使各物質(zhì)按一定的順序?qū)崿F(xiàn)分離。6.2色譜法（層析法）

高效的分離技術(shù)與靈敏的檢測技術(shù)相結(jié)合，使得色譜技術(shù)幾乎可以分析所有已知物質(zhì)，在所有學(xué)科領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。6.2.1色譜分離分析方法6.2色譜法（層析法）

高效312）基本工作過程色譜流出曲線可提供的信息：色譜峰個數(shù)—組分的最少個數(shù)；色譜峰保留值（或位置）—定性分析；色譜峰面積、峰高—定量分析；位置及區(qū)域?qū)挾取蛛x效能；兩峰間距—固定相（和流動相）選擇是否合適。圖6.1色譜法工作過程示意圖色譜行為的研究涉及到熱力學(xué)和動力學(xué)2）基本工作過程色譜流出曲線可提供的信息：圖6.1色譜法工32按流動相狀態(tài)分按固定相的性質(zhì)、形狀分柱色譜（填充柱色譜和空心毛細(xì)管柱色譜）紙色譜、薄層色譜按分離過程的物理、化學(xué)原理分吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜6.2.3色譜法的分類表6.2色譜法按流動相狀態(tài)的分類按流動相狀態(tài)分6.2.3色譜法的分類表6.2色譜法按流動336.5質(zhì)譜儀

通過對被測樣品離子的質(zhì)荷比的測定進(jìn)行分析的儀器。質(zhì)譜儀已有近90年歷史，早期主要用于同位素測定和無機(jī)元素分析；20世紀(jì)40年代開始用于有機(jī)物分析；60年代出現(xiàn)氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀，使質(zhì)譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，開始成為有機(jī)物分析的重要儀器；70年代開始，計算機(jī)的應(yīng)用使質(zhì)譜分析法發(fā)生了飛躍變化，技術(shù)更加成熟、使用更方便；80年代以后又出現(xiàn)了新的質(zhì)譜技術(shù)及比較成熟的液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀、傅立葉變換質(zhì)譜儀等等。目前質(zhì)譜分析法廣泛應(yīng)用于化工、材料、環(huán)境、藥物、生命科學(xué)、運動醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域。6.5質(zhì)譜儀

通過對被測樣品離子的質(zhì)荷比的測定進(jìn)行分析的346.5.1質(zhì)譜儀的分類種類繁多，工作原理和范圍有很大不同質(zhì)譜儀按工作原理分類按應(yīng)用范圍分類靜態(tài)質(zhì)譜儀動態(tài)質(zhì)譜儀單聚焦儀雙聚焦儀無聚焦儀無磁動態(tài)儀磁動態(tài)儀飛行時間質(zhì)譜儀四極質(zhì)譜儀同步質(zhì)譜儀回轉(zhuǎn)質(zhì)譜儀有機(jī)質(zhì)譜儀無機(jī)質(zhì)譜儀同位素質(zhì)譜儀氣體分析質(zhì)譜儀氣相色譜－質(zhì)譜儀液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀氣相色譜－四極質(zhì)譜儀氣相色譜－飛行時間質(zhì)譜儀氣相色譜－離子阱質(zhì)譜儀火花源雙聚焦質(zhì)譜儀感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀二次離子質(zhì)譜儀6.5.1質(zhì)譜儀的分類質(zhì)譜儀按工作原理按應(yīng)用范圍靜態(tài)質(zhì)譜儀356.5.2質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)和工作原理圖6.15質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)方框圖工作原理送入樣品原子、分子電離按質(zhì)荷比大小分離離子流強(qiáng)度檢測記錄成質(zhì)譜圖6.5.2質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)和工作原理圖6.15質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)方36工作過程圖6.16單聚焦質(zhì)譜儀的示意圖工作過程圖6.16單聚焦質(zhì)譜儀的示意圖37液相色譜－質(zhì)譜串聯(lián)檢測蛋白質(zhì)液相色譜－質(zhì)譜串聯(lián)檢測蛋白質(zhì)38第七章電泳儀1.電泳分離分析方法2.電泳儀的基本結(jié)構(gòu)3.DYY-III2型穩(wěn)壓穩(wěn)流電泳儀4.電泳分析儀的現(xiàn)狀第七章電泳儀1.電泳分離分析方法39什么叫電泳技術(shù)？在電場的作用下，由于待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)以及分子本身大小、形狀等性質(zhì)的差異，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而對樣品進(jìn)行分離、鑒定或提純的技術(shù)。應(yīng)用領(lǐng)域電泳技術(shù)廣泛的用于臨床診斷、工業(yè)制備和基礎(chǔ)理論研究中。7.1電泳分離分析方法

溶液中帶電粒子在直流電場中向電性相反電極移動的現(xiàn)象稱為電泳。對一系列與生物有關(guān)的物質(zhì)的鑒別、分離、提純都離不開電泳技術(shù)。什么叫電泳技術(shù)？7.1電泳分離分析方法

溶液中帶電粒子在407.1.1電泳原理由于電荷、質(zhì)量等差異的存在，使得溶液中的離子或其他帶電顆粒在電場中具有不同的遷移——電泳原理圖8.1電泳工作原理圖7.1.1電泳原理圖8.1電泳工作原理圖41電泳原理的數(shù)學(xué)表示在兩個平行電極上加一定的電壓V，就會在電極中間產(chǎn)生電場強(qiáng)度E，在稀溶液中，電場對帶電分子的作用力F，等于所帶凈電荷q與電場強(qiáng)度E的乘積，即：對于球狀分子，阻滯力F′的大小服從Stokes定律，即：式中r是球狀分子的半徑，是緩沖液粘度，v是電泳速度（v=d/t，單位時間粒子運動的距離，cm/s）。當(dāng)帶電分子勻速移動時，F(xiàn)=F′，經(jīng)過簡單變換可得：的含意為單位電場強(qiáng)度下的移動速度，可用遷移率表示。根據(jù)遷移率的定義可推導(dǎo)出：式中：d為顆粒遷移距離，U為加在支持物兩端的實際電壓，L為支持物的有效長度，t為通電時間。通過測量d、L、U、t可算出不同分子的遷移率。電泳原理的數(shù)學(xué)表示在兩個平行電極上加一定的電壓V，就會在電極42示例：用電泳法分離血清蛋白的各種蛋白質(zhì)圖8.2正常人血清蛋白電泳示意圖示例：用電泳法分離血清蛋白的各種蛋白質(zhì)圖8.2正常人血清蛋43根據(jù)被分離樣品的多少，分為分析電泳和制備電泳；根據(jù)電泳電壓的高低，分為1）高壓電泳：電壓>500V，分離速度快，但產(chǎn)熱多，必須使用冷卻裝置；適用于小分子物質(zhì)的分離；2）常壓電泳：電壓<500V，醫(yī)學(xué)檢驗使用的電泳分析多屬這一類。7.1.3電泳的分類根據(jù)是否使用介質(zhì)，分為1）自由電泳：不用支持介質(zhì)，電泳在溶液中進(jìn)行；2）區(qū)帶電泳：使用支持介質(zhì)，目前應(yīng)用最廣泛的一種。根據(jù)電泳系統(tǒng)的組成是否均一，分為1）連續(xù)電泳（均相電泳）：整個電泳系統(tǒng)使用相同的支持介質(zhì)和緩沖液；2）不連續(xù)電泳（多相電泳）：使用不同的支持介質(zhì)和緩沖液。根據(jù)被分離樣品的多少，分為分析電泳和制備電泳；7.1.3電44濾紙電泳最早應(yīng)用，儀器簡單，操作方便。醋酸纖維素薄膜電泳適用于所有的生物樣品；電泳區(qū)帶清晰、分辨率高、樣品用量少、電泳時間短、檢測靈敏度高，但吸水性較差。瓊脂糖凝膠電泳廣泛用于同工酶、血漿脂蛋白分離，也可用于免疫電泳。聚丙烯酰胺凝膠電泳主要用于特殊蛋白質(zhì)的研究，特別用于基因變異或同工酶的研究。7.1.4常用電泳技術(shù)電泳過程必須在一種支持介質(zhì)中進(jìn)行。凝膠作為支持介質(zhì)的引入促進(jìn)了電泳技術(shù)的發(fā)展，使電泳技術(shù)成為分析蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的重要手段。濾紙電泳7.1.4常用電泳技術(shù)45等電聚焦電泳利用具有線性pH梯度的電泳介質(zhì)來分離等電點不同的蛋白質(zhì)的一種電泳新技術(shù)，是電泳技術(shù)中分辨率最高、靈敏度最好的一種，特別適用于分子量相同而電荷不同的蛋白質(zhì)的分離。7.1.5電泳新技術(shù)簡介雙向電泳先把樣品從一個方向進(jìn)行電泳分離（按電荷性質(zhì)），再在與其成90度方向上進(jìn)行第二次電泳分離（按分子量）。它是一種高分辨率的分離分析手段，特別在遺傳學(xué)和分子病的研究方面具有重要意義。轉(zhuǎn)移電泳將凝膠電泳的高分辨率與放射標(biāo)記或酶標(biāo)等免疫化學(xué)方法的高靈敏度結(jié)合起來，為生物化學(xué)和分子生物學(xué)研究提供了一種新的分析手段。IEF/SDS雙向電泳法對蛋白質(zhì)的分離極為精細(xì)，特別適合于分離細(xì)菌或細(xì)胞中復(fù)雜的蛋白質(zhì)成分。毛細(xì)管電泳為DNA片段、蛋白質(zhì)及多肽等生物大分子的分離、回收提供了快速、有效的途徑。等電聚焦電泳7.1.5電泳新技術(shù)簡介雙向電泳轉(zhuǎn)移電泳IEF46第二部分

醫(yī)學(xué)檢驗儀器第二部分

醫(yī)學(xué)檢驗儀器471.1醫(yī)學(xué)檢驗儀器的特點1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜2.涉及技術(shù)領(lǐng)域廣3.技術(shù)先進(jìn)4.精度高5.對環(huán)境要求高用于診斷、疾病研究和藥物分析的現(xiàn)代化實驗室儀器－－－醫(yī)學(xué)檢驗儀器－－－第一章醫(yī)學(xué)檢驗儀器概述1.1醫(yī)學(xué)檢驗儀器的特點1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜用于診斷、疾病研究和48主要內(nèi)容第二章光電比色計第三章分光光度計第四章自動生化檢測儀器第五章尿液分析儀第六章電解質(zhì)分析儀第七章血氣分析儀第八章血細(xì)胞計數(shù)儀主要內(nèi)容第二章光電比色計49第二章光電比色計內(nèi)容提要：

1.比色分析

2.光電比色計的基本結(jié)構(gòu)

3.GD-821型光電比色計

第二章光電比色計內(nèi)容提要：

1.比50圖2.1電磁輻射波譜2.1.1光的基礎(chǔ)知識

1.光的物理性質(zhì)由波長和能量來決定。

波長決定了光的顏色，能量決定了光的強(qiáng)度。

2.1比色分析比色分析是基于溶液對光的選擇性吸收而建立起來的一種分析方法。圖2.1電磁輻射波譜2.1.1光的基礎(chǔ)知識

1.光的物理512.1.2朗伯－比爾（Lambert-Beer)定律

描述溶液顏色的深淺與濃度之間的數(shù)量關(guān)系一束單色光通過溶液時，溶液的吸光度與溶液的濃度和液層厚度的乘積成正比。：入射光的強(qiáng)度：溶液的濃度：液層的厚度：投射光強(qiáng)度：吸光系數(shù)：吸光度：透光度圖2.5光吸收示意圖2.1.2朗伯－比爾（Lambert-Beer)定律

描52顏色反應(yīng)是比色分析的基礎(chǔ)：若所測定的溶液無色，需在測定前加入顯色劑，通過與待測成分的化學(xué)反應(yīng)使溶液映色；選擇合適的吸收光譜：測定光吸收曲線以找出最大吸收波長或特性吸收波長；測定方法使用的濃度范圍：宜選擇在直線線性段，即濃度與吸光度之比為一常數(shù)；觀察影響顏色反應(yīng)的因素：溶液pH的影響、雜質(zhì)的影響、反應(yīng)的溫度和時間及顏色的穩(wěn)定性；2.1.3比色分析的條件選擇顏色反應(yīng)是比色分析的基礎(chǔ)：若所測定的溶液無色，需在測定前加入532.1.4比色分析的測量方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法先配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用選定的顯色劑顯色，以合適波長的入射光來測定標(biāo)準(zhǔn)液的吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)作圖得到一條通過原點的直線。適用條件：在固定儀器和方法的條件下多次使用。直接比較法先配制一個與被測溶液濃度相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液，與被測溶液在相同條件下測定吸光度。根據(jù)下式計算被測溶液濃度。圖2.6維生素B12的A-c標(biāo)準(zhǔn)曲線適用條件：僅對個別樣品進(jìn)行測定，且A-c曲線線性良好2.1.4比色分析的測量方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法圖2.6維生素B154利用光電池或光電管等光電轉(zhuǎn)換元件作監(jiān)測器來測量通過有色溶液后透射光的強(qiáng)度，從而求出被測物質(zhì)含量的方法

————光電比色法————2.2光電比色計的基本結(jié)構(gòu)圖2.7光電比色計的結(jié)構(gòu)圖利用光電池或光電管等光電轉(zhuǎn)換元件作監(jiān)測器來測量通過有色溶液后55典型的光電檢測器1）光電管2)光電倍增管由陰極和多個倍增級組成。靈敏度比光電管強(qiáng)200倍。3)CCD檢測器新型多通道光學(xué)檢測器件，模擬集成電路芯片。圖2.11光電管及其電路圖2.12CCD的典型結(jié)構(gòu)典型的光電檢測器1）光電管圖2.11光電管及其電路圖2.56第三章分光光度計1.分光光度法

2.分光光度計的結(jié)構(gòu)

3.分光光度計光學(xué)系統(tǒng)

4.分光光度計測定方法

5.721型分光光度計簡介

6.分光光度計的維護(hù)和保養(yǎng)

7.特殊分光光度計第三章分光光度計1.分光光度法

2.分光光度計的結(jié)構(gòu)573.1分光光度法

分子吸收光譜與物質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)，而吸光度大小與物質(zhì)的含量有關(guān)，可利用分子的吸收光譜的形狀和吸收度的大小定性和定量的分析物質(zhì)。分光光度計光電比色計單色光產(chǎn)生裝置單色器（連續(xù)變化、光譜范圍更窄的單色光）濾光片（有限個波長、半寬度大的單色光）工作范圍可見光區(qū)、紅外光區(qū)、紫外光區(qū)可見光區(qū)定量分析依據(jù)朗伯－比爾定律表3.1分光光度計與光電比色計的比較圖3.1光譜分布與粒子跳躍關(guān)系3.1分光光度法

分子吸收光譜與物質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)，而吸光度大583.2分光光度計的基本結(jié)構(gòu)圖3.2分光光度計方框圖3.2分光光度計的基本結(jié)構(gòu)圖3.2分光光度計方框圖593.4分光光度計測定方法

分光光度滴定法以一定的標(biāo)準(zhǔn)液滴定待測物溶液，測定滴定中溶液的吸光度變化，通過作圖法求得滴定終點，從而計算待測組分含量的方法。1）直接滴定法:選擇被滴定物、滴定劑或反應(yīng)生成物之一摩爾吸光系數(shù)最大的物質(zhì)的最大吸收波長為吸收波長進(jìn)行滴定；2）間接滴定法：使用指示劑。3.4分光光度計測定方法

分光光度滴定法601）高吸收法：測定高濃度溶液用。選用比待測液濃度稍低的已知濃度溶液作標(biāo)準(zhǔn)溶液。2）低吸收法：測定低濃度溶液用。選用比待測液濃度稍高的已知濃度溶液作標(biāo)準(zhǔn)溶液。3）最精密法：同時用濃度比待測液稍高或稍低的兩份已知溶液作標(biāo)準(zhǔn)溶液。差示分光光度法選用一已知濃度的溶液作參比；雙波長分光光度法測定試樣溶液對兩波長光吸收后的吸光度差。1）高吸收法：測定高濃度溶液用。選用比待測液濃度稍低的已知濃613.7特殊分光光度計分光光度計吸收光譜儀器發(fā)射光譜儀器分子吸收光度計原子吸收分光光度計可見、紫外光分光光度計紅外分光光度計熒光分光光度計火焰光度計圖3.18分光光度計的類型3.7特殊分光光度計分光光度計吸收光譜儀器發(fā)射光譜儀器分子62第四章自動生化分析儀1.自動生化分析儀簡介

2.流動式自動生化分析儀

3.分立式自動生化分析儀

4.離心式自動生化分析儀

5.干片式自動生化分析儀

6.自動生化分析儀的性能評價

7.自動生化分析儀的實驗參數(shù)

8.ISP型半自動生化分析儀

9.生化分析儀的維護(hù)和保養(yǎng)第四章自動生化分析儀1.自動生化分析儀簡介

2.流動式634.1自動生化分析儀簡介對人的血液和其他體液中的各種生化指標(biāo)進(jìn)行分析的醫(yī)學(xué)檢驗儀器?！治鰞x——把生化分析中的取樣、加試劑、去干擾、混合、保溫反應(yīng)、檢測、結(jié)果計算、顯示和打印，以及清洗等步驟自動化的儀器?！詣由治鰞x——4.1自動生化分析儀簡介對人的血液和其他體液中的各種生化指64結(jié)構(gòu)形式：流動式（管道式）、離心式、分立式和干片式；自動化程度：全自動、半自動；測定的項目：單通道、多通道；復(fù)雜程度:大型、中型和小型。4.1.3臨床自動生化分析儀的類型結(jié)構(gòu)形式：流動式（管道式）、離心式、分立式和干片式；4.1.65連續(xù)流動式（ContinuousFlowAnalysis)在反應(yīng)達(dá)到平衡時測定的方式。4.2流動式自動生化分析儀

待測的反應(yīng)液在管道中邊流動邊反應(yīng)的裝置主要部件：1）樣品盤2）比例泵3）混合器4）透析器5）恒溫器6）檢測部7）記錄器圖4.1連續(xù)流動自動生化分析儀原理結(jié)構(gòu)連續(xù)流動式（ContinuousFlowAnalysis66管道式分析儀的特點是測定項目相同的各待測樣品與試劑混合后的化學(xué)反應(yīng)，是在同一管道中經(jīng)流動過程完成的。這類儀器一般可分為空氣分段系統(tǒng)式和非分段系統(tǒng)式。所謂空氣分段系統(tǒng)是指在吸入管道的每一個樣品、試劑以及混合后的反應(yīng)液之間，均由一小段空氣間隔開；而非分段系統(tǒng)是靠試劑空白或緩沖液來間隔每個樣品的反應(yīng)液。在管道式分析儀中，以空氣分段系統(tǒng)式最多，且較典型，整套儀器是由樣品盤、比例泵、混合管、透析器、恒溫器、比色計和記錄器幾個部件所組成,管道內(nèi)的圓圈表示氣泡，氣泡可將樣品及試劑分隔為許多液柱，并起一定的攪拌作用，但氣泡影響比色，必須在比色前除去。管道式分析儀的特點是測定項目相同的各待測樣品與試劑混合后的化67將幾個單通道管道式分析儀結(jié)合起來，對一個樣品同時測定幾個項目。著名的有12通道分析儀，命名為順序多項自動分析儀（sequential

multiple

autoanalyzer），簡稱SMA12/60。同時發(fā)展為SMAC，C為計算機(jī)（computer）的縮寫。這類大型分析儀至今仍有使用者。它對每個樣品可同時分析12個項目，每小時可分析60個樣品。后來發(fā)現(xiàn)不加入空氣泡，更有利于結(jié)果的檢測，發(fā)展為流動注射分析法（flow

injection

analysis）。試劑的流動仍用比例泵驅(qū)動，樣品用轉(zhuǎn)動閥加入液流，反應(yīng)后比色檢測將幾個單通道管道式分析儀結(jié)合起來，對一個樣品同時測定幾個項目68流動注射式(FlowInjectionAnalysis)在反應(yīng)達(dá)到平衡前進(jìn)行測定的方式。特點：一種新的高速分析技術(shù)，廢棄了連續(xù)流動方式中用氣泡間隔樣品和必須使化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的要求，使分析速度大幅度提高，每小時可分析60～180個樣品。圖4.6流動注射自動生化分析儀原理結(jié)構(gòu)流動注射式(FlowInjectionAnalysis)694.3分立式自動生化分析儀(DiscreteAnalyticalSystem)

按手工操作的方式編排程序，并以有節(jié)奏的機(jī)械操作代替手工，按順序依次自動操作各環(huán)節(jié)。圖4.8分立式自動生化分析儀結(jié)構(gòu)（二）圖4.7分立式自動生化分析儀結(jié)構(gòu)（一）4.3分立式自動生化分析儀(DiscreteAnalyt70分立式流動式反應(yīng)容器各個試管內(nèi)反應(yīng)同一管道中反應(yīng)取樣、加液裝置稀釋器（采樣器和加液器）比例泵透析器無有體積較大較小優(yōu)點無交叉污染反應(yīng)速度快缺點自動化程度不高存在樣品前后交叉污染數(shù)量最大相對較少表4.1分立式自動生化分析儀與流動式自動生化分析儀的主要區(qū)別分立式流動式反應(yīng)容器各個試管內(nèi)反應(yīng)同一管道中反應(yīng)取樣、加液裝714.4離心式自動生化分析儀

樣品和試劑放在特制的圓盤上，圓盤放在離心機(jī)上作為轉(zhuǎn)頭。圖4.9離心式自動生化分析儀的轉(zhuǎn)盤截面圖特點：1）樣品與試劑的混合、反應(yīng)和檢測等步驟幾乎同時完成；2）微量級的樣品量（1～50l）和試劑量（120~300l)；3）快速反應(yīng)，連續(xù)比色，1秒內(nèi)可進(jìn)行多次測定；4）轉(zhuǎn)頭（現(xiàn)為一次成型的塑料制品）。4.4離心式自動生化分析儀

樣品和試劑放在特制的圓盤上，72離心式分析儀是1969年以后發(fā)展起來的一種分析儀，由Anderson設(shè)計，其特點是化學(xué)反應(yīng)器裝在離心機(jī)的轉(zhuǎn)子位置，該圓形反應(yīng)器稱為轉(zhuǎn)頭，先將樣品和試劑分別置于轉(zhuǎn)頭內(nèi)，當(dāng)離心機(jī)開動后，圓盤內(nèi)的樣品和試劑受離心力的作用而相互混合發(fā)生反應(yīng)，最后流入圓盤外圈的比色槽內(nèi)，通過比色計進(jìn)行檢測.這類分析儀特點是：①在整個分析過程中，各樣品與試劑的混合、反應(yīng)和檢測等每一步驟，幾乎都是同時完成的，不同于管道式和分立式分析儀的“順序分析”，而是基于“同步分析”的原理而設(shè)計。②樣品量和試劑量均為微量級（樣品用1-50μl，試劑120-300μl），快速分析（每小時可分析600個樣品以上）。③轉(zhuǎn)頭是這類分析儀的特殊結(jié)構(gòu)。早期的轉(zhuǎn)頭由轉(zhuǎn)移盤、比色槽、上下玻璃卷和上下套殼六個部件組成，現(xiàn)已被一次成型的塑料制品代替。轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)動時，各比色槽被輪流連續(xù)監(jiān)測，如轉(zhuǎn)速為960r/min，轉(zhuǎn)頭上有20個比色槽，則每分鐘可接受19200個電信號，配有微機(jī)進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)處理。離心式分析儀是1969年以后發(fā)展起來的一種分析儀，由A734.5干片式自動生化分析儀

采用干化學(xué)法進(jìn)行測定。圖4.10干片試劑結(jié)構(gòu)示意圖特點：1）革除了液體試劑，采用干式試劑片；2）可進(jìn)行電解質(zhì)測定（干片由電極構(gòu)成）；3）生化分析儀的新發(fā)展方向。4.5干片式自動生化分析儀

采用干化學(xué)法進(jìn)行測定。圖4.74干片式分析儀是80年代問世的。首先Eastman

Kodak公司以其精湛的化學(xué)工藝造出了測定血清中血糖、尿素、蛋白質(zhì)、膽固醇等的干式試劑片。當(dāng)加上定量的血清后，在干片的前面產(chǎn)生顏色反應(yīng)，用反射光度計檢測即可進(jìn)行定量。這類方法完全革除了液體試劑，故稱干化學(xué)法。Boehringer

Mannheim公司推出了用全血的干征試劑。即將血細(xì)胞排除于濾膜之外，而血漿與試劑發(fā)生反應(yīng)后顯色檢測。干片式分析儀是80年代問世的。首先Eastman

Ko751.色譜法的產(chǎn)生和發(fā)展2.色譜法的原理、優(yōu)缺點和分類3.氣相色譜儀的工作原理、結(jié)構(gòu)和重要部件4.液相色譜儀的工作原理、結(jié)構(gòu)和重要部件5.質(zhì)譜儀的作用、原理和主要部件第六章色譜儀和質(zhì)譜儀1.色譜法的產(chǎn)生和發(fā)展第六章色譜儀和質(zhì)譜儀766.2.1色譜分離分析方法1）主要原理：基于各被分離物在固定相、流動相間的分配差異或其他親和性質(zhì)的差異，使流動相在比其表面巨大的固定相表面上流動，促使物質(zhì)在兩相間多次來回轉(zhuǎn)移，將這種差異反復(fù)累加而變得很大，結(jié)果各物質(zhì)隨流動相移動的速率發(fā)生明顯差別，從而使各物質(zhì)按一定的順序?qū)崿F(xiàn)分離。6.2色譜法（層析法）

高效的分離技術(shù)與靈敏的檢測技術(shù)相結(jié)合，使得色譜技術(shù)幾乎可以分析所有已知物質(zhì)，在所有學(xué)科領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。6.2.1色譜分離分析方法6.2色譜法（層析法）

高效772）基本工作過程色譜流出曲線可提供的信息：色譜峰個數(shù)—組分的最少個數(shù)；色譜峰保留值（或位置）—定性分析；色譜峰面積、峰高—定量分析；位置及區(qū)域?qū)挾取蛛x效能；兩峰間距—固定相（和流動相）選擇是否合適。圖6.1色譜法工作過程示意圖色譜行為的研究涉及到熱力學(xué)和動力學(xué)2）基本工作過程色譜流出曲線可提供的信息：圖6.1色譜法工78按流動相狀態(tài)分按固定相的性質(zhì)、形狀分柱色譜（填充柱色譜和空心毛細(xì)管柱色譜）紙色譜、薄層色譜按分離過程的物理、化學(xué)原理分吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜6.2.3色譜法的分類表6.2色譜法按流動相狀態(tài)的分類按流動相狀態(tài)分6.2.3色譜法的分類表6.2色譜法按流動796.5質(zhì)譜儀

通過對被測樣品離子的質(zhì)荷比的測定進(jìn)行分析的儀器。質(zhì)譜儀已有近90年歷史，早期主要用于同位素測定和無機(jī)元素分析；20世紀(jì)40年代開始用于有機(jī)物分析；60年代出現(xiàn)氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀，使質(zhì)譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，開始成為有機(jī)物分析的重要儀器；70年代開始，計算機(jī)的應(yīng)用使質(zhì)譜分析法發(fā)生了飛躍變化，技術(shù)更加成熟、使用更方便；80年代以后又出現(xiàn)了新的質(zhì)譜技術(shù)及比較成熟的液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀、傅立葉變換質(zhì)譜儀等等。目前質(zhì)譜分析法廣泛應(yīng)用于化工、材料、環(huán)境、藥物、生命科學(xué)、運動醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域。6.5質(zhì)譜儀

通過對被測樣品離子的質(zhì)荷比的測定進(jìn)行分析的806.5.1質(zhì)譜儀的分類種類繁多，工作原理和范圍有很大不同質(zhì)譜儀按工作原理分類按應(yīng)用范圍分類靜態(tài)質(zhì)譜儀動態(tài)質(zhì)譜儀單聚焦儀雙聚焦儀無聚焦儀無磁動態(tài)儀磁動態(tài)儀飛行時間質(zhì)譜儀四極質(zhì)譜儀同步質(zhì)譜儀回轉(zhuǎn)質(zhì)譜儀有機(jī)質(zhì)譜儀無機(jī)質(zhì)譜儀同位素質(zhì)譜儀氣體分析質(zhì)譜儀氣相色譜－質(zhì)譜儀液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀氣相色譜－四極質(zhì)譜儀氣相色譜－飛行時間質(zhì)譜儀氣相色譜－離子阱質(zhì)譜儀火花源雙聚焦質(zhì)譜儀感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀二次離子質(zhì)譜儀6.5.1質(zhì)譜儀的分類質(zhì)譜儀按工作原理按應(yīng)用范圍靜態(tài)質(zhì)譜儀816.5.2質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)和工作原理圖6.15質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)方框圖工作原理送入樣品原子、分子電離按質(zhì)荷比大小分離離子流強(qiáng)度檢測記錄成質(zhì)譜圖6.5.2質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)和工作原理圖6.15質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)方82工作過程圖6.16單聚焦質(zhì)譜儀的示意圖工作過程圖6.16單聚焦質(zhì)譜儀的示意圖83液相色譜－質(zhì)譜串聯(lián)檢測蛋白質(zhì)液相色譜－質(zhì)譜串聯(lián)檢測蛋白質(zhì)84第七章電泳儀1.電泳分離分析方法2.電泳儀的基本結(jié)構(gòu)3.DYY-III2型穩(wěn)壓穩(wěn)流電泳儀4.電泳分析儀的現(xiàn)狀第七章電泳儀1.電泳分離分析方法85什么叫電泳技術(shù)？在電場的作用下，由于待分離樣品中各種分子帶