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生化分析儀原理及結(jié)構(gòu)
發(fā)布日期： 2023/3/1 9:49:06

生化分析儀又叫生化儀，是由電腦控制，將生化分析中的取樣、加試劑、混勻、保溫反應、檢測、結(jié)果計算、可靠性判斷、顯示和打印、以及清洗等步驟組合在一起自動進行操作的分析儀器。

一、生化分析儀的工作原理
生化分析儀的原理是：由多束垂直單色光束照射比色杯內(nèi)的有色液體，通過被測樣品對光能量的吸收，由光電轉(zhuǎn)換器(如光電管)將光信號轉(zhuǎn)換成相應的電信號，該信號經(jīng)放大、整流、并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送入計算機，同時計算機控制驅(qū)動電力驅(qū)動濾光片輪和樣品盤，計算機再根據(jù)用戶選擇的工作方式對測量數(shù)據(jù)進行處理、運算、分析、保存，打印機同時打印出相應的結(jié)果，Z后，在測完每組樣品之后，進行比色杯清洗。
生化分析儀一般應用終點法、速率法、電極法等幾種檢測方法，并根據(jù)不同的檢測方法獲得不同的檢測項目。
1、終點法原理及其檢測項目
   終點法是實驗室Z常用的方法之一，它是反應混合物經(jīng)一定時間反應后，達到平衡(終點)，即在呈色反應處于穩(wěn)定階段時，檢測其顏色對光子吸收強度，以此計算待測物的濃度。
   終點法包括單波長和雙波長終點法、比色法和比濁法、一點終點法和二點終點法(即固定時間法)。終點法主要測試項目有總蛋白、清蛋白、葡萄糖氧化酶、肌肝、特種蛋白及某些藥物監(jiān)測等。
2、速率法原理及其檢測項目
   速率法是在酶反應的Z適條件下用物理、化學或酶促反應的分析方法，在反應速度恒定期(零級反應期)來連續(xù)觀察和記錄一定反應時間內(nèi)底物或產(chǎn)物的變化，以單位時間酶反應初速度計算出酶活動的大小和代謝物的濃度。
   速率法包括兩點速率法和多點速率法。速率法主要適用于酶活性和代謝產(chǎn)物的檢測等。
3、電極法原理及其檢測項目
   電極法是依據(jù)離子選擇性電極與參比電極的電位測量而發(fā)展起來的。在一種電解液中，大多數(shù)鹽將電離分成離子，在此電解液中插入離子選擇電極(指示電極)作為電池的正極，參比電極作為電池的負極，組成原電池，便在相關(guān)的離子選擇性電極和參比電極之間形成一電位差，即電池電動勢，通過測量電池電動勢即可測出相應的離子濃度。電極法主要測量項目為K+、Na+、Cl-等。
二、生化分析儀基本結(jié)構(gòu)
   生化分析儀可以說是在傳統(tǒng)的分光光度計的基礎(chǔ)上發(fā)展來的，是利用物質(zhì)對光的吸收作用對物質(zhì)進行定性或定量檢測。在結(jié)構(gòu)上，它包含加樣系統(tǒng)、反應系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)等。
1、加樣系統(tǒng)
   生化分析儀加樣系統(tǒng)是把定量的樣本(通常是微量)和試劑加入指定的反應杯以進行反應的關(guān)鍵裝置，一般包括定量吸量器、加樣針等。
   保證加樣的精確度方法有：①合理的液路設(shè)計和連接技術(shù);②液面檢測技術(shù);③隨量跟蹤技術(shù);④堵塞檢測
2、反應系統(tǒng)
   生化分析儀的反應比色杯多為轉(zhuǎn)盤形式。反應測定過程中按固定程序，在加樣臂、加液臂、攪拌棒、光路和清洗裝置之間轉(zhuǎn)動。
   有的生化分析儀在反應杯中完成反應后再吸入比色杯比色，現(xiàn)在更常見反應和檢測同在比色杯中進行，效率更高，尤其適于連續(xù)監(jiān)測法。比色杯多采用硬質(zhì)石英玻璃、硬質(zhì)玻璃、無紫外光吸收的丙烯酸塑料等，使用壽命不一。
3、檢測系統(tǒng)
   ①光源：大多數(shù)生化分析儀采用鹵鎢燈作為光源。鹵鎢燈在部分紫外區(qū)和整個可見光范圍內(nèi)可產(chǎn)生較強的連續(xù)光譜，噪聲低，漂移小。鹵素燈，工作波長為325~800nm。鹵素燈的使用壽命較短，一般只有1000~5000h。當燈的發(fā)光強度不夠時，生化分析儀會自動報警，應及時更換。
   ②比色杯;比色杯的光徑0.5~0.7cm不等，通常為石英或優(yōu)質(zhì)塑料。
   ③分光裝置(單色器)和檢測器：
   分光裝置有干涉濾光片和光柵分光兩類。干涉濾光片便宜，但易受潮霉變。通過科學、合理的設(shè)計，采用濾光片分光方式也可以獲得與光柵分光同等的效果。光柵分光可分為全息反射式光柵和蝕刻式凹面光柵兩種。前者是在玻璃上覆蓋一層金屬膜后制成，有一定程度的相差易被腐蝕;后者是將所選波長固定地刻制在凹面玻璃上，耐磨損、抗腐蝕、無相差。光柵分光分為前分光和后分光;后分光的優(yōu)點是不需移動儀器的任何部件，可同時選用雙波長或多波長進行測定，降低了噪聲，提高了分析的精度和準確度，減少了故障率。所以，現(xiàn)代大多生化分析儀采用后分光測量技術(shù)。
   檢測器：檢測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。理想的檢測器應具有線性范圍寬、噪聲低、靈敏度高等特點。生化分析儀的檢測器一般為光電倍增管或光電二極管。
4、清洗系統(tǒng)
   在生化分析儀中，反應杯清洗可通過兩種方案實現(xiàn)，即機內(nèi)清洗反應杯和自動更換反應杯。采用機內(nèi)清洗反應杯方式，反應杯是反復使用的。探針和攪拌棒采用激流式等方式自動沖洗。清洗裝置一般由吸液針、吐液針和擦拭刷組成。
   一般說來，在吸出反應液后，生化分析儀先用堿性液沖洗，再用酸性液沖洗，Z后用去離子水沖洗3遍。擦拭刷的功能是吸去杯壁上掛淋的水，刷體內(nèi)部有負吸裝置。使用進程中要注意擦拭刷是否磨損。
5、計算機系統(tǒng)
   計算機的硬件和軟件是生化分析儀的大腦，主要功能包括3個方面：
   ①為用戶提供操作生化分析儀的界面，以實現(xiàn)項目的編輯，樣本/試劑設(shè)置，項目的申請、執(zhí)行，結(jié)果的輸出和歷史紀錄查詢等;
   ②控制生化分析儀各個部分工作，實現(xiàn)各種生化分析方法及一些輔助功能，對于一臺生化分析儀器來說，自動化程度越高，儀器的功能也越強;

     ③數(shù)據(jù)的分析處理與計算，如患者信息和原始數(shù)據(jù)存儲、化驗結(jié)果匯總報告、質(zhì)控報告、質(zhì)控數(shù)據(jù)計算繪圖、質(zhì)控回顧性檢查分析、質(zhì)控物和質(zhì)控數(shù)據(jù)管理等。生化分析儀中的質(zhì)控和患者結(jié)果還可通過儀器計算機與實驗室信息系統(tǒng)(LIS)的對接進行網(wǎng)絡(luò)管理。

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