自動化的定義自動化技術(shù)的概念自動化分析儀自動化分析儀的結(jié)構(gòu)特點自動化分析技術(shù)的應用講解

第六節(jié)自動生化分析技術(shù)*自動化的定義*自動化技術(shù)的概念*自動化分析儀*自動化分析儀的結(jié)構(gòu)特點*自動化分析技術(shù)的應用

自動化:自動化即由機械化的儀器設備取代人的手工操作過程。生化檢驗的基本步驟1.樣品前處理(離心分離血清標本、編號、貼條碼等)3.檢測反應產(chǎn)物(檢測、記錄數(shù)據(jù))4.數(shù)據(jù)處理(結(jié)果計算、打印填寫報告單)5.清洗、干燥2.加試劑反應(取樣、加試劑、去干擾、混合、保溫反應)自動生化分析技術(shù)的概念自動生化分析技術(shù)，是指生化分析中的各個步驟部分或全部實現(xiàn)自動化，這種技術(shù)能以機械的方式，模擬手工操作動作，使一個分析項目的整個過程按預先設置的程序自動完成。BACK第一代：分光光度計利用紫外光、可見光、紅外光和激光等測定物質(zhì)的吸收光譜，利用此吸收光譜對物質(zhì)進行定性定量分析和物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的方法，稱為分光光度法或分光光度技術(shù)，使用的儀器稱為分光光度計。優(yōu)點：

1、直接讀取吸光度

2、操作簡單

3、試劑便宜缺點：

1、不能直接計算濃度值

2、誤差大

3、好多項目無法測量第二代：半自動生化分析儀半自動生化分析儀指在分析過程中的部分操作（如加樣、保溫、吸入比色、結(jié)果記錄等某一步驟）需手工完成，而另一部分操作則可由儀器自動完成。這類儀器的特點是體積小，結(jié)構(gòu)簡單，靈活性大，既可分開單獨使用，又可與其他儀器配套使用，價格便宜。優(yōu)點：

可直接計算測定項目的含量，免除人工

可實時監(jiān)測測定物的吸光度變化，可測定酶法缺點：

需要人工加樣，機外孵育標本

誤差大第三代：全自動生化分析儀全自動生化分析儀，從加樣至出結(jié)果的全過程完全由儀器自動完成。操作者只需把樣品放在分析儀的特定位置上，選用程序開動儀器即可等取檢驗報告。1957年，誕生了世界上第一臺自動生化分析儀，由Skeggs

醫(yī)生設計，美國泰克尼康(Technicon)公司生產(chǎn)的，儀器名為汽車分析者，是一臺單通道,連續(xù)流動式自動分析儀。歷史發(fā)展最初只用于血葡萄糖,尿素氮測定，報告的結(jié)果是光密度（O.D.）值,1964年報道了供多項目同時測定的分析儀。發(fā)展隨后，泰克尼康公司生產(chǎn)出連續(xù)多通道自動分析儀SMA系列，直到二十世紀70年代中期，又研制出由微機控制的SAMC，使連續(xù)流動分析達到一個新水平。隨著科技進步，尤其是醫(yī)學科學的發(fā)展和微處理機的應用，自動化程度日益提高，儀器的種類逐漸增多。發(fā)展各型自動生化分析儀在發(fā)展上的共同特點是使臨床生化檢驗中主要操作實現(xiàn)了機械化、自動化。發(fā)展全自動生化分析儀發(fā)展1957年Seggs首次介紹的是一種單通道、連續(xù)流動式自動生化分析儀;

1964年，推出了一臺可同時測定多項目的連續(xù)流動式自動生化分析儀;

70年代中期，電子計算機控制的自動生化分析儀使自動生化分析儀進入了一個嶄新的發(fā)展時期;

80年代以來，新型分析儀不斷涌現(xiàn);

特別是90年代，各型自動生化分析儀競相發(fā)展，功能及性能指標日趨完善。它們的共同特點是具有先進的光路系統(tǒng)和強大的數(shù)據(jù)處理功能，實現(xiàn)了檢測技術(shù)多樣化，如生物模塊測試技術(shù)(免保養(yǎng)的電極模塊)，無交叉污染的超聲波混勻技術(shù)和一次性反應杯等，使檢測速度大大提高。隨意連續(xù)高速度、組合化、超微量化、智能化和尖端化是自動生化分析儀的發(fā)展趨勢。全自動生化分析儀的分類(一)根據(jù)自動化程度分類(二)根據(jù)儀器的測定速度分類(三)根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)原理分類

(一)根據(jù)自動化程度分類根據(jù)生化分析中所完成的是全部分析步驟還是部分操作，以及所使用的微機處理功能的大小，可分為全自動生化分析儀和半自動生化分析儀。分析過程1.標本采集：血、尿、胸腹水、腦脊液等。2.標本處理：全血、血清、血漿等3.加樣品、加標準、加試劑

4.保溫

5.比色測定

6.結(jié)果與分析半自動全自動分析過程中的部分操作需手工完成，而儀器只能完成從檢測（吸入比色）到打?。ńY(jié)果報告）的步驟。半自動生化分析儀BACK是指從加樣至打印結(jié)果的全過程，均由儀器程序控制自動完成。儀器一般都具有自動報警裝置、自動校正工作狀態(tài)等功能。全自動生化分析儀生化分析儀常用的全自動生化分析儀

日立系列：7020、7060、7170等

Olympus系列：AU400、AU640等

貝克曼系列：CX4、CX5、CX7拜爾全自動生化分析儀日本全自動生化分析儀日立系列全自動生化分析儀日立儀器有限公司是全球最大的自動生化分析儀制造商，其在市場分額幾近40%，同時也是最早進入中國市場的著名醫(yī)用儀器商之一。日立生產(chǎn)的7020，7060，7150，7170等在國內(nèi)幾占半壁江山，同時日立生化分析儀因其開放試劑也贏得了廣大中國用戶的口碑。日立（日立7060）奧林巴斯山（奧林帕斯）奧林巴斯AU系列全自動生化分析儀奧林帕斯AU系列全自動生化分析儀在世界上已有數(shù)千臺，1994年進入我國市場，到上世紀末已擁有140以上的用戶。AU5200超大型全自動分析儀：為全世界速度最快的組合分立式生化分析儀，處理能力3200～19600測試/小時，可根據(jù)用戶的工作量進行多元組合，為多線多通道的組合分立式生化分析儀。奧林巴斯AU系列AU2700自動生化分析儀拜爾全自動生化分析儀1998年12月1日，拜耳診斷正式收購康仁診斷環(huán)球業(yè)務后，拜耳診斷已成為年銷額二十億美元的跨國企業(yè)今日的拜耳診斷，其研究發(fā)展和經(jīng)營的領域已包括檢驗診斷；醫(yī)護診斷；重癥監(jiān)護診斷；核酸診斷；自我診斷五個方面。經(jīng)過五年的努力及數(shù)億美元的投入，陸續(xù)推出全新系列檢驗產(chǎn)品“ADVIA”，集合了生化分析系統(tǒng)，免疫分析系統(tǒng)，血球分析系統(tǒng)及尿液分析系統(tǒng)。拜耳BayerADVIA1650按復雜程度和分析功能小型中型大型超大型（二）根據(jù)儀器的測定速度分類小型自動分析儀一般多為單通道，多見于測定某一特定項目的專用分析儀（如血糖、血鈣測定儀等）。中型自動分析儀大多為多通道中型分析儀，一個樣品每次可同時測定2~10個項目。大型自動生化分析儀往往是同時可測10個以上項目的多通道自動分析儀，且分析項目可自由選擇、組合，并可進行一些特殊的生化項目測定。超大型自動生化分析儀即模塊式1.管道式分析儀2.離心式分析儀3.

分立式分析儀4.干片式分析儀(三)根據(jù)結(jié)構(gòu)原理分類1.管道式分析儀

——連續(xù)流動式分析特點：樣品和試劑分別通過比例泵的作用，送入同一管道系統(tǒng)，依此進行混勻、保溫、去蛋白、顯色、比色等步驟。

是第一代自動分析儀，在測定過程中各待測樣品與試劑混合后的化學反應均在同一管道內(nèi)連續(xù)流動的過程中完成的。連續(xù)流動式（管道式）分析儀主要構(gòu)成部件有：

樣品盤、比例泵、混合器、透析器、恒溫器及檢測裝置組成。儀器結(jié)構(gòu)(1)樣品盤由一個可轉(zhuǎn)動或移動的樣品盤和一個與樣品輸送管道相連的取樣探針和循環(huán)洗滌裝置組成。每完成一個取樣動作，樣品盤即自動轉(zhuǎn)動或移動，使下一個待測樣品移至取樣探針下。同時，洗滌裝置自動清洗一次取樣探針，再開始取下一個樣品。(2)比例泵隨滾軸移動和滾動所產(chǎn)生的一壓一跳動作，使泵管受負壓的作用下吸取樣品、空氣、試劑至管道系統(tǒng)中；泵的作用好比心臟的收縮和舒張，借此吸入樣品、空氣和試劑，推動液流連續(xù)向前，排出廢液至儀器外，完成一個又一個循環(huán)。一種比例泵的外形結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)混合管混合器混合器（半圓凹槽）（半圓凹槽）透析器連續(xù)流動式分析儀結(jié)構(gòu)示意圖樣品和樣品之間可用空氣來隔離，叫空氣分段式系統(tǒng)；也可用空白試劑或緩沖液來隔離，叫非分段式系統(tǒng)?？諝夥侄蜗到y(tǒng)工作原理樣品經(jīng)編碼排入樣品盤后，分別和試劑被由時間控制器控制的吸樣探針吸入管道，再經(jīng)比例泵的作用被吸入的空氣分隔成一段一段的樣品-試劑液柱。空氣分段系統(tǒng)工作原理在通過螺旋混合管時充分混勻，并經(jīng)透析管的透析作用將大分子蛋白質(zhì)從廢液中排出，而待測物則與第一試劑（及第二試劑）進行充分反應。上述過程均在恒溫水浴內(nèi)進行，并受到預先編好程序的程序控制器的嚴格控制反應液在進入比色管前，由去泡管排出影響比色的氣泡，經(jīng)比色后記錄，計算出各個樣品的結(jié)果?？諝夥侄蜗到y(tǒng)工作原理離心式生物化學分析儀是1969年發(fā)展起來的一種機型，它的全部檢驗過程是在一個類似離心機轉(zhuǎn)頭樣的圓盤上完成的。離心式生化分析儀加樣部分：包括樣品盤、試劑盤、吸樣臂、試劑臂和電子控制部等。分析部分：除安裝有特殊的離心轉(zhuǎn)盤外，還有溫控和光學檢測系統(tǒng)，以及微機信息處理和顯示系統(tǒng)。儀器結(jié)構(gòu)小結(jié)：

離心式生化分析儀工作原理先將樣品和試劑分別置于轉(zhuǎn)盤相應的凹槽內(nèi)，當離心機開動后，受離心力的作用，試劑和樣品相互混合發(fā)生反應，經(jīng)適當?shù)臅r間后，各樣品最后流入轉(zhuǎn)盤外圈的比色凹槽內(nèi)，通過比色計檢測。樣品量和試劑量均為微量級（樣品1~50μl，試劑120~130μl），分析速度快（可達600tests/h）。儀器特點（三）分立式自動生化分析儀因其具有結(jié)構(gòu)簡單、檢測速度快的特點，故是目前國內(nèi)外多采用的設計模式。

所謂分立式，是指按手工操作的方式編排程序，并以有節(jié)奏的機械操作代替手工，各環(huán)節(jié)用轉(zhuǎn)送帶連接起來，按順序依次操作。

現(xiàn)在國內(nèi)銷售的中高檔儀器基本都為此類儀器，如為大家所熟知的日立、奧林巴斯、東芝、貝克曼等，此類儀器最大特點是：速度快，交叉污染小，測試項目多。分立式自動生化分析儀分立式是指按手工操作的方式編排程序，并以有節(jié)奏的機械操作代替手工，各環(huán)節(jié)用傳送帶連接起來，按順序依次操作。放在傳送帶上的編碼試管架，可使試管升降。當反應試管加好樣品后，即向保溫水浴移動，至一定部位(在勻速行進中，距離即等于反應時間)時，又由另外的注射加液器加入反應試劑，并伸入攪拌器攪拌均勻。反應完畢后，由泵依次吸至流動比色池中進行比色，經(jīng)信號處理后，記錄或打印出結(jié)果。分立式分析儀1．定義和特點定義：樣品與試劑的化學反應是在各自獨立的試管（反應杯）中完成的一種檢測方式。特點：模擬手工操作的方式編排程序并自動完成。以機械動作，模擬手工操作，各個環(huán)節(jié)用傳送帶連接起來，按編制程序自動地依此完成從進樣到打印結(jié)果的全部步驟。分立式分析儀工作原理(1)吸樣放在傳送帶上的編碼試管架，經(jīng)條碼掃描后進入儀器內(nèi)等待吸樣，吸樣針按順序依次吸取樣品加至反應管（根據(jù)每份待測樣品測定項目數(shù)吸樣，如需測10個項目，則吸10份），每次吸樣完畢吸樣探針均自動沖洗一次；鏈接(2)加入試劑當反應試管加好樣品后，即向保溫池移動至一定距離，由試劑探針向樣品中加入稀釋液或第一試劑后，伸入攪拌器混勻；繼而再行進至一定距離后，加入第二試劑并攪拌混勻(3)反應與檢測作用一定時間后反應完畢，直接進行比色或由泵依次吸至流動比色池中比色；檢測結(jié)果進入記錄器記錄并直接打印結(jié)果，也可在熒光屏上顯示。(4)清洗、干燥比色后儀器自動沖洗反應管（比色管）3.分立式自動生化分析儀的基本結(jié)構(gòu)

基本結(jié)構(gòu)主要由計算機及操作軟件組成。①試管②標本盤或試管架③采樣器和加液器④攪拌器⑤反應盤

⑥恒溫裝置

⑦清洗單元

⑧比色計⑨記錄器⑩程序控制器原始采樣（血清）管一般為貼有條碼的玻璃試管，較先進的全自動化生化儀的吸樣探針，可通過液面感應作用，直接利用原始血清管吸樣；有些儀器則需要人工將血清吸至統(tǒng)一規(guī)格的樣品杯中，方可由儀器采樣針采樣。①試管采樣前樣品管采樣后樣品管②標本盤或試管架進樣裝置可分為軌道式和圓盤式等幾種。用于盛放標本、空白或標準液，大多數(shù)生化分析儀可直接放入標本試管，而不用吸出血清。不同顏色的試管架進樣裝置可分為軌道式和圓盤式等幾種。③采樣器和加液器大多由微量注射器、定量栓和轉(zhuǎn)向閥門組成采樣器與加第一試劑的加液器組合成一個整體，稱稀釋器。試劑倉吸試劑針攪拌針可采用透明且透光率一致的塑料制成，現(xiàn)多用硬質(zhì)玻璃制成，可代替比色杯直接比色，且物理吸附作用小，易于清洗。④反應盤反應杯分立式分析儀的比色計，可根據(jù)其比色方式分為直接比色式和吸入比色式兩種。直接比色式是以反應試管為比色管；吸入比色式則由特別探針將反應液吸入專用比色池進行比色。⑧比色計沖洗干燥系統(tǒng)⑨記錄器根據(jù)設計不同，有圖譜描記式和數(shù)字打印式，或兩者兼有。

⑩程序控制器控制儀器所有的動作和功能，是各類型自動化分析儀器的核心部件，使用者可通過鍵盤與儀器“對話”，發(fā)出指令，修改和自編程序。電腦將使用者的意圖通過一定信號傳至各個部件。同時，電腦還接受從各部件反饋來的信號，作出相應的反應，并對異常情況發(fā)出特定的指示信號。干式自動生化分析儀的工作原理定義：將一項測定中所需的全部或部分試劑成分固化在一定結(jié)構(gòu)的反應裝置------干片式分析儀

干片式分析儀是80年代問世的。首先EastmanKodak公司以其精湛的化學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。當加上定量的血清后，在干片的前面產(chǎn)生顏色反應，用反射光度計檢測即可進行定量。這類方法完全革除了液體試劑，故稱干化學法。干式自動生化分析儀的工作原理干式自動生化分析儀的工作原理袋式自動生化分析儀的工作原理干片試劑的結(jié)構(gòu)從上到下一般分為展開層、試劑層、顯色層和支持層。原理是采用干化學(drychemistry)方法，將發(fā)生在液相反應物中的反應，轉(zhuǎn)移到一個固相載體上，利用分光檢測系統(tǒng)進行檢測的一類新型儀器。多采用多層薄膜(multiplelayerfil1)的固相試劑技術(shù)，僅需將樣品加在固相試劑上進行測定。當編有條形碼的特定試驗的試條、試片或袋式試劑包放進測定裝置后，其貯存的信息就變成測定功