全自动生化分析仪发展及应用

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AnalyticsSWA,ABBOTT,ARCHITECT ci8200,优势不足,只需一,管,管血清,样,样品即,可,可完成,生,生化及,免,免疫项,目,目测定,无需人,工,工分杯,和,和在不,同,同仪器,间,间运送,样,样品,在一个,操,操作界,面,面上一,次,次输入,病,病人信,息,息和输,出,出检测,结,结果,,增,增加效,率,率,减少出,错,错,增,加,加安全,性,性,仅仅合,并,并了免,疫,疫和生,化,化项目,的,的测定,,,,无法,整,整合非,血,血清样,品,品的测,试,试,仍需手,工,工进行,样,样品前,处,处理,整合方,式,式较为,固,固定,,无,无法按,需,需选择,连,连接方,式,式,免疫测,定,定耗时,较,较长,,在,在一些,系,系统上,影,影响整,体,体速度,检测步,骤,骤,申请检,测,测项目,抽血,/,运送,样品登,记,记和前,处,处理,样品分,析,析,出报告,/,审核,/,跟踪,列表,/,管理,分析前,错,错误来,自,自于:,抽血前,指,指示缺,失,失,标签上,信,信息模,糊,糊不清,标签上,无,无信息,被抽血,的,的病人,搞,搞错,用错试,管,管、容,器,器,收集时,间,间不正,确,确,等等,抽血申,请,请单错,误,误,标签丢,失,失,申请单,丢,丢失,标签错,误,误,样品丢,失,失,无记录,ClinicalLabNews,Oct 2002,全实验,室,室自动,化,化的构,成,成,组 成,功 能,进样单元,连续装载样品管至输送器。,条码阅读器,自动识别样品管上条码信息,根据信息将试管导向所连接的各个仪器。,离心单元,自动平衡、离心,具人工和自动两种模式。,去盖单元,自动去除标本管盖,避免人工开盖,大大提高安全性。,分杯单元,智能分杯,避免交叉污染和人工接触生物危害。,输出单元,将样品管智能归类到专用架上。,存储单元,提供常温存储或试管低温冰箱存储。可方便随时自动复查或运行追加的检,测项目。,重新盖盖单元,对完成测试的样品进行重新盖盖,减少污染。保证复检样本结果的准确,性。,连接单元,转送轨道与机械臂,负责样品的转送。,分析仪,可以连接生化、免疫、血球、血凝等仪器,软件系统,信息交互,追踪、记录样本,实现自动复检、追加项目等的检测。,全实验,室,室自动,化,化流水,线,线,控制中,心,心,进样工,作,作站,条码阅,读,读器,自动化,离,离心机,开盖器,分杯器,生化分,析,析仪,免疫分,析,析仪,储存器,输出工,作,作站,自动生,化,化分析,仪,仪简介,光谱分,析,析技术,可,可分为,三,三大类,。,。,发色光,谱,谱分析,:,:火焰,光,光度计,、,、原子,发,发射光,谱,谱法和,荧,荧光光,谱,谱法;,吸收光,谱,谱分析,:,:紫外,、,、可见,光,光分光,光,光度计,,,,原子,吸,吸收分,光,光光度,法,法和红,外,外光谱,法,法;,散射光,谱,谱分析,:,:比浊,法,法,分光光,度,度技术,的,的基本,原,原理,分光光,度,度技术,是,是利用,物,物质对,光,光的吸,收,收作用,对,对物质,进,进行定,性,性或定,量,量分析,的,的技术,。,。分光,光,光度法,是,是光谱,分,分析技,术,术中最,常,常用的,一,一种,,应,应用最,多,多的是,紫,紫外,可,可见光,分,分光光,度,度计,吸光度,与,与透光,度,度,当光线,通,通过均,匀,匀、透,明,明的溶,液,液时可,出,出现三,种,种情况,:,:一部,分,分光被,散,散射,,一,一部分,光,光被吸,收,收,另,有,有一部,分,分光透,过,过溶液,。,。,设入射,光,光强度,为,为,I,0,,透射,光,光强度,为,为,I,,,I,和,I,0,之比称,为,为透光,度,度(,Transmittance,,,T,),,T,I,I,0,,,透光度,的,的负对,数,数称为,吸,吸光度,(,(,Absorbance,,,A,),,A=,lgT,lgI,I,0,lgI,0,I,Lambert,Beer,定律(,一,一),Lambert,Beer,定律时,讨,讨论溶,液,液吸光,度,度同溶,液,液浓度,和,和溶液,层,层厚度,之,之间关,系,系的基,本,本定律,,,,该定,律,律时分,光,光分析,的,的理论,基,基础。,表,表达式,为,为:,A,KLC,式中,A,为吸光,度,度;,K,为比例,常,常数,,称,称为吸,光,光系数,;,;,L,为溶液,层,层厚度,,,,称为,光,光径;,C,为溶液,浓,浓度。,Lambert,Beer,定律(,二,二),Lambert,Beer,定律适,用,用于可,见,见光、,紫,紫外光,、,、红外,光,光和均,匀,匀非散,射,射的液,体,体,根据,Lambert,Beer,定律,,当,当液层,厚,厚度为,cm,,浓度,单,单位为,mol/L,时,吸,光,光系数,K,称为摩,尔,尔吸光,系,系数,。,的意义,是,是:当,液,液层厚,度,度为,1cm,,物质,浓,浓度为,1mol/L,时在特,定,定波长,下,下的吸,光,光度值,。,。,是物质,的,的特征,性,性常数,Lambert,Beer,定律(,三,三),在固定,条,条件(,入,入射光,波,波长、,温,温度等,),)下,,特,特定物,质,质的,不变,,这,这是分,光,光光度,法,法对物,质,质进行,定,定性的,基,基础。,通,通过对,已,已知浓,度,度的溶,液,液的测,定,定其吸,光,光度,,可,可求得,某,某物质,。,。,全自动,生,生化分,析,析仪的,发,发展和,概,概况,发展简,史,史,分类介,绍,绍,现有品,牌,牌,发展简,史,史,50,年代,连续流,动,动式分,析,析技术,的,的应用,60,年代,单通道,和,和多通,道,道顺序,式,式分析,仪,仪,70,年代,Dupont,公司的,自,自动临,床,床分析,仪,仪和各,种,种类别,的,的离心,式,式分析,仪,仪,80,年代,干化学,式,式,按测定,项,项目的,特,特点进,行,行分类,专项分,析,析仪:,最,最早的,自,自动分,析,析仪器,,,,专门,用,用于一,到,到数种,项,项目的,检,检测,批量顺,序,序式分,析,析仪:,依,依顺序,逐,逐个自,动,动分析,不,不同样,品,品的同,一,一项目,,,,速度,快,快,第,一,一代生,化,化仪的,代,代表。,固定项,目,目普查,式,式分析,仪,仪:,20,世纪,80,年代美,国,国,Technicon,公司在,单,单通道,连,连续流,动,动式分,析,析仪基,础,础上发,展,展起来,的,的,用,增,增加通,道,道和增,添,添项目,的,的方法,来,来提高,仪,仪器的,工,工作效,率,率,急诊项,目,目分析,仪,仪:能,够,够即刻,完,完成一,个,个或几,个,个与急,诊,诊病情,有,有关的,检,检验项,目,目,任选式,分,分析仪,:,:近年,来,来任选,式,式的分,析,析仪应,用,用比较,普,普遍,,此,此类仪,器,器能同,时,时测定,不,不同的,项,项目,,其,其特点,是,是没有,测,测定单,项,项目的,专,专一通,道,道和共,用,用的比,色,色皿,,设,设计上,高,高度灵,活,活,急,诊,诊样品,可,可插入,并,并优先,进,进行测,定,定。,这是目,前,前医院,使,使用最,为,为普遍,的,的一种,生,生化分,析,析仪,按照反,应,应装置,的,的结构,进,进行分,类,类,连续流,动,动式自,动,动生化,分,分析仪,A.,空气分,段,段系统,B.,非分段,系,系统,分立式,自,自动生,化,化分析,仪,仪,A.,典型分,立,立式自,动,动生化,分,分析仪,B.,离心式,自,自动生,化,化分析,仪,仪,C.,干化学,式,式自动,生,生化分,析,析仪,分立式,自,自动生,化,化分析,仪,仪,加样系,统,统,A.,样品准,备,备:样,品,品管(,杯,杯)置,于,于样品,架,架上,,样,样品架,分,分圆盘,状,状和传,送,送条带,状,状等类,型,型,B.,样品的,吸,吸取:,由,由吸样,针,针完成,,,,通常,装,装有液,面,面传感,装,装置,,以,以防止,空,空吸和,吸,吸入凝,块,块,C.,试剂分,配,配,:,由试剂,盘,盘、试,剂,剂加样,器,器,搅,拌,拌装置,等,等部分,组,组成,检测系,统,统,A.,光源:,目,目前大,多,多数用,卤,卤素灯,,,,工作,波,波长,325,800nm,。少数,用,用氙灯,,,,工作,波,波长在,285,750nm,。,B.,分光装,置,置:采,用,用干涉,滤,滤光片,或,或光栅,分,分光。,干涉滤,光,光片,价格便,宜,宜,但,易,易受潮,霉,霉变,光栅,前分光,和,和后分,光,光,C.,比色杯,:,:主要,分,分为分,立,立式和,流,流动池,式,式比色,杯,杯,分立式,比,比色杯,数量与,检,检测的,速,速度有,关,关,流动池,式,式比色,杯,杯, 1,个,计算机,系,系统,A.,病人样,品,品的识,别,别,B.,添加样,本,本和试,剂,剂,C.,混合,D.,数据的,处,处理,,计,计算结,果,果,E.,恒温控,制,制,F.,结果显,示,示和打,印,印,G.,数据管,理,理,存储、,质,质控,生化仪,品,品牌,日立(,Hitachi,)系列,全,全自动,生,生化分,析,析仪,奥林巴,斯,斯(,olympus,),AU,全自动,生,生化分,析,析仪,贝克曼,库,库尔特,(,(,beckman,)系列,全,全自动,生,生化分,析,析仪,欧宝(,XL600,)全自,动,动生化,分,分析仪,其他品,牌,牌全自,动,动生化,分,分析仪,全自动,生,生化分,析,析仪的,分,分析方,法,法,1.终,点,点法,终点测,定,定法是,最,最常用,的,的分析,法,法。优,点,点是吸,光,光度信,号,号变化,大,大,吸,光,光度稳,定,定,对,温,温度、,时,时间、,显,显色剂,的,的用量,与,与配方,要,要求不,高,高,所,以,以是重,复,复性好,、,、密度,高,高的方,法,法。终,点,点法分,为,为一点,终,终点法,、,、两点,终,终点法,和,和多点,终,终点法,。,。,1.1,一,一点,终,终点法,临床化,学,学自动,分,分析仪,将,将生物,样,样品与,相,相应的,试,试剂在,反,反应系,统,统(反,应,应杯),内,内充分,混,混合,,在,在一定,温,温度下,,,,经过,一,一定时,间,间的反,应,应,通,过,过比色,系,系统测,得,得反应,平,平衡后,在,在特定,波,波长下,,,,一定,时,时间的,吸,吸光度,值,值,读,取,取的吸,光,光度值,由,由电脑,系,系统处,理,理并计,算,算测定,结,结果。,1.2 两,点,点终点法,首先生物样,品,品与所用双,试,试剂中不与,标,标本发生反,应,应的试剂1,充,充分混合,,在,在一定温度,下,下,一定反,应,应时间,特,定,定波长下,,读,读取吸光度,值,值,然后追,加,加启动反应,试,试剂,在反,应,应达到平衡,时,时,第二次,读,读取吸光度,值,值(或与所,用,用单试剂充,分,分混合后在,最,最初时间读,取,取吸光度值,,,,一定时间,后,后读取第二,次,次吸光度值,),)。最后对,两,两次吸光度,值,值由电脑系,统,统处理并计,算,算测定结果,。,。,1.3 多,点,点终点法,在一个通道,内,内一次进行,多,多个反应相,关,关的终点法,测,测定。,如果是一点,终,终点法,在,上,上图的Main DET.P主读,点,点区中,选,择,择m-n读,点,点范围,如,果,果n=0,则,则系统自动,选,选择m,m+1,m+2三个点进,行,行中间值计,算,算。,如果是二点,终,终点法,那,么,么上图的Sub DET.P付读,点,点区中,选,择,择P-r读,点,点范围,如,果,果r=0,,则,则系统自动,选,选择P,P+1,P+2三个点进,行,行中间值计,算,算。,Abs=Abs1-k*Abs2K为液体,体,体积修正系,数,数;单试,剂,剂时,Sub DET.P的p和r设置为0,,,,m点为必,设,设点,其余,点,点不设输入0。ABS1:主读点,区,区的主波长,减,减去付波长,的,的吸光度值,;,;ABS2,:,:付读点区,的,的主波长减,去,去付波长的,吸,吸光度值;,所,所谓付读点,区,区其实就是,样,样本加试剂,空,空白的区域,,,,也就是R2加入前的,读,读点区;,2 固定时,间,间法,指在时间-,吸,吸光度曲线,上,上选 择两,个,个测光点,,此,此两点既非,反,反应初始吸,光,光度亦非终,点,点吸光度,,这,这两点的吸,光,光度差值用,于,于结果计算,。,。有时也称,些,些法为两点,法,法。该种方,法,法有助于解,决,决某些反应,的,的特异性问,题,题。,3 连续监,测,测法,目前,酶浓,度,度测定有两,种,种方法,两,点,点速率法和,多,多点速率法,,,,它是测定,酶,酶所催化的,反,反应速度,,间,间接计算出,酶,酶的含量。,当,当酶促反应,一,一开始,底,物,物处于过量,状,状态,酶与,底,底物开始结,合,合,生成复,合,合物,底物,浓,浓度开始下,降,降,此时产,物,物尚未生成,。,。当复合物,分,分解,生成,产,产物,酶促,反,反应速度急,骤,骤上升,经,过,过很短作用,时,时间后,产,物,物的生成量,或,或底物的减,少,少量与时间,成,成线性关系,,,,反应速度,保,保持恒定不,变,变,这一时,期,期称为零级,反,反应期。随,酶,酶促反应继,续,续进行,,底物不断消,耗,耗,酶促反,应,应条件逐渐,变,变化,酶促,反,反应速度逐,渐,渐减慢,产,物,物生成或底,物,物减少量的,变,变化曲线遂,趋,趋平坦,这,一,一时期称为,一,一级反应期,。,。此时反应,速,速率常常不,能,能准确反应,酶,酶的含量。,底,底物浓度对,酶,酶促反应速,度,度有很大影,响,响,只有当,底,底物浓度大,大,大超过酶饱,和,和度时,酶,促,促反应速度,才,才能保持恒,速,速,此时的,酶,酶促反应速,度,度和酶浓度,才,才有线性关,系,系。因些测,定,定酶活性的,基,基质液中底,物,物浓度应当,是,是Km值的1020,倍,倍,这样才,能,能保证酶活,力,力的标本被,准,准确测出。,根,根据上述酶,活,活力的测定,要,要求,只有,在,在零级反应,期,期,单位时,间,间内吸光度,变,变化值才与,酶,酶浓度成正,比,比。,计算m和n,点,点间的每分,钟,钟吸光度变,化,化Abs1,。,。如果m和n小于5个,点,点,则自动,向,向l的方向,移,移动, 读,取,取六个点计,算,算每分钟吸,光,光度变化。P和r点,为,为样本和试,剂,剂空白的每,分,分钟吸光度,变,变化Abs2。如果不,使,使用,设置,为,为0,;如,果,果使用,pr,即为,双,双速率法。Abs=,Abs1-k*Abs2,K,为,为液体体积,修,修正系数;CheckD.P.I为检查点,,,,在R2加,入,入前或加入,后,后一点进行,。,。不使用输,入,入0 使用,时,时输入R2,加,加入前的点,。,。,而2点速率,法,法与其类似,,,,不同的是,两,两个点的速,率,率变化。,4 免疫比,浊,浊测定法,抗原与相应,的,的抗体结合,形,形成的免疫,复,复合物,在,反,反应杯中具,有,有一定的浊,度,度,由分光,光,光度进行透,射,射比浊测定,5 干化学,分,分析法,将液体样品,(,(血清,血,浆,浆,全血,,尿,尿液)直接,加,加到已固化,于,于特殊结构,的,的试剂载体,即,即所谓干式,化,化的试剂中,,,,以样品中,的,的水为溶剂,,,,将固化在,载,载体(片或,条,条式)上的,试,试剂溶解后,再,再与样品中,的,的待测成分,进,进行化学反,应,应,从而进,行,行分析测定,的,的一种方法,。,。,6 离子选,择,择电极法,原理为将两,支,支电极浸入,待,待测溶液中,组,组成原电池,,,,其中一支,电,电极的电位,与,与待测离子,的,的活度有关,,,,其关系服,从,从能斯特(Nernst)方程,,此,此电极为指,示,示电极;电,池,池中的另一,支,支电极是电,位,位已知并且,恒,恒定的所谓,参,参比电极,,如,如饱和甘汞,电,电极。将所,构,构成的原电,池,池连接于测,量,量电动势的,装,装置,在电,流,流很小的条,件,件下测量电,池,池的电动势,,,,求出指示,电,电极的电位,或,或电位变化,,,,便可求得,待,待测离子的,活,活度(或浓,度,度)。离子,先,先择电极基,本,本上都是薄,膜,膜电极,它,们,们是由对某,一,一种离子具,有,有不同程度,的,的选择性响,应,应的膜所构,成,成。,7 紫外,可,可见光分,光,光光度法,吸收光谱,曲,曲线体现,了,了物质的,特,特性,不,同,同的物质,具,具有不同,的,的特征吸,收,收曲线,,因,因此,吸,收,收光谱可,用,用作物质,的,的定性鉴,定,定。,波长的选,择,择,1、波长,的,的正确选,择,择有利于,提,提高测定,的,的灵敏度,和,和减少测,定,定误差。,光,光度学方,法,法有单波,长,长和双波,长,长之分。,双,双波长分,析,析就是选,择,择主波长,同,同时选择,副,副波长,,在,在计算时,用,用主波长,的,的吸光度,减,减去副波,长,长的吸光,度,度。双波,长,长的优点,:,:消除,噪,噪音干扰,。,。减少,杂,杂散光影,响,响。减,少,少样品本,身,身吸收的,干,干扰。样,品,品中存在,非,非化学反,应,应的干扰,物,物如甘油,三,三酯、血,红,红蛋白、,胆,胆红素产,生,生非特异,性,性的光吸,收,收,双波,长,长方式可,以,以部分消,除,除这类光,吸,吸收干扰,。,。,2、测定,波,波长选择,有,有三个主,要,要条件:,待测物,质,质在该波,长,长下的光,吸,吸收最大,。,。其吸,收,收峰宜较,宽,宽而钝,,而,而不是处,于,于尖峰或,陡,陡肩,一,般,般不选光,谱,谱中的末,端,端吸收峰,,,,换句话,说,说,该吸,收,收峰处的,吸,吸光度随,波,波长变化,较,较小常,见,见干扰物,在,在该波长,下,下的光吸,收,收最小。,全自动生,化,化分析仪,常,常用测定,项,项目的反,应,应原理,生化分析,仪,仪常用测,定,定项目的,指,指示反应,1,、,NAD(P)H,系统指示,反,反应,烟酰胺腺,嘌,嘌呤二核,苷,苷酸(氧,化,化态),NAD+,烟酰胺腺,嘌,嘌呤二核,苷,苷酸(还,原,原态),NADH,烟酰胺腺,嘌,嘌呤二核,苷,苷酸磷酸,(,(还原态,),),NADPH,烟酰胺腺,嘌,嘌呤二核,苷,苷酸磷酸,(,(氧化态,),),NADP+,NAD,+,+ H,+,+ 2e,-,= NADH,NADP,+,+ H,+,+ 2e,-,= NADPH,NAD(P)+340nm,无,无吸收峰,NAD(P)H340nm,有,有吸收峰,使用NAD(P)H指示系,统,统的包括,:,:,ALT(NADH/ NAD+),AST(NADH/ NAD+),CO2(NADH/ NAD+),BUN(NADH/ NAD+),LDH(NAD+/ NADH),CK (NAD+/ NADH)等,。,。,ALT丙,氨,氨酸氨基,转,转移酶(ALT),测,测定:连,续,续监测法,乳酸为底,物,物测LD,速,速率法(LD-L,法,法),丙酮酸为,底,底物的速,率,率法(LD-P法,),),2,、过氧化,物,物酶(,POD,)系统指,示,示反应,Trinder,反应,又,称,称“偶联,终,终点比色,法,法”,其,原,原理为被,测,测物质通,过,过酶作用,产,产生的过,氧,氧化氢(,H2O2,)在,4,氨基替比,林,林(,4,AAP,)、过氧,化,化物酶(,POD,)的存在,下,下,可生,成,成红色醌,亚,亚胺化合,物,物,(500nm,显色,),。,包括,GLU,、,CHOL,、,TG,、,LDL-C,、,HDL-C,、,UA,等,3,、苯衍生,物,物指示反,应,应,ALP(,对硝基本,酚,酚,405nm,吸收峰,),ALB(,溴甲酚绿,628nm,吸收峰,),Cr(,苦味酸,),TBili,和,DBili(,偶氮胆红,素,素,550-560,吸收峰,),4,、其它指,示,示剂,TP,双缩脲,-,终点法,540nm,紫色络合,物,物,Cr,苦味酸速,率,率法、肌,氨,氨酸氧化,酶,酶法,-,终点法,反应生成,橘,橘红色苦,味,味酸肌酐,复,复合物,(510nm,有吸收峰,),苦味酸速,率,率法为了,提,提高特异,性,性,速率,测,测定时间,选,选择在,25-60,秒,此间,还,还受,酮酸的正,干,干扰和胆,红,红素的负,干,干扰。其,它,它干扰物,质,质包括葡,萄,萄糖、蛋,白,白质,丙,酮,酮,乙酰,乙,乙酸。,酶法是解,决,决肌酐测,定,定中非特,异,异性干扰,的,的根本途,径,径。,溶血、黄,疸,疸及脂血,对,对生化,检,检测项目,的,的影响,Interfering substance,Interfered method,Masurable effect,Hemolysis,(Hb:500mg/dl),Glu,TG,HDL-C,P,TP,AST,CK,CKMB,Iron,TIBC,LDH,Mg,Lip,Amon,15%,20%,15%,19%,8%,64%,20%(250mg/dl),33%,23%(50mg/dl),12%(250mg/dl),38%,19%,Jaundice,bilirubin:20mg/dl,Glu,TP,Chol,Mg,CKMB,CK,Iron,P,10%,10%,18%,55%,71%,17%,14%,12%,Lipemia,TG:600mg/dl,Mg,Glu,P,UA,33%,8%,3%,6%,Effects of Hemolysis on Chemistry Tests,Increase caused by release form red blood cells,Potassium,、,magnesium,、,LDH,、,iron,、,AST,、,total protein,、,phosphate,、,Increase caused by interference in assay,Cholesterol,、,triglycerides,、,creatine kinase,、,CKMB(immunoinhibition),Decrease caused by interference in assay,Bilirubin(direct spectrophotometry),、,insulin,、,albumin,谢 谢,!,!,
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