临床生物化学/临床生化自动分析仪的类型

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自50年代Skeggs首次介绍一种临床生化分析仪的原理以来,随着科学技术尤其是医学科学的发展,各种生化自动分析仪和诊断试剂均有了很大发展,根据仪器的结构原理不同,可分为连续流动式(管道式)、分式、离心式和干片式四类。新型的自动分析仪常装有:样品识别、自动加样、自动检测、数据处理、打印报告和自动报警等装置。

(一)管道式分析仪

管道式分析仪的特点是测定项目相同的各待测样品与试剂混合后的化学反应,是在同一管道中经流动过程完成的。这类仪器一般可分为空气分段系统式和非分段系统式。所谓空气分段系统是指在吸入管道的每一个样品、试剂以及混合后的反应液之间,均由一小段空气间隔开;而非分段系统是靠试剂空白或缓冲液来间隔每个样品的反应液。在管道式分析仪中,以空气分段系统式最多,且较典型,整套仪器是由样品盘、比例泵、混合管、透析器、恒温器、比色计和记录器几个部件所组成(图19-1)。管道内的圆圈表示气泡,气泡可将样品及试剂分隔为许多液柱,并起一定的搅拌作用,但气泡影响比色,必须在比色前除去。

单通道管道式自动分析仪结构示意图


图19-1 单通道管道式自动分析仪结构示意图

将几个单通道管道式分析仪结合起来,对一个样品同时测定几个项目。著名的有12通道分析仪,命名为顺序多项自动分析仪(sequential multiple autoanalyzer),简称SMA12/60。同时发展为SMAC,C为计算机(computer)的缩写。这类大型分析仪至今仍有使用者。它对每个样品可同时分析12个项目,每小时可分析60个样品。后来发现不加入空气泡,更有利于结果的检测,发展为流动注射分析法(flowinjection analysis)。试剂的流动仍用比例泵驱动,样品用转动阀加入液流,反应后比色检测。

(二)分式分析仪

所谓分式,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,各环节用转送带连接起来,按顺序依次操作。分式分析仪与管道式分析仪在结构上的主要区别为:前者各个样品和试剂在各自的试管中起反应,而后者是在同一管道中起反应;前者采用由采样器和加液器组成的稀释器来取样和加试剂,而不用比例泵;前者一般没有透析器,如要除蛋白质等干扰,需另行处理。恒温器必须能容纳需保温的试管和试管架,所以比管道式分析仪的体积要大。除此以外,其它部件与管道式的基本相似。分式分析仪的基本结构如图19-2。Dupout公司还推出一种袋式分析仪,即试管变为塑料袋,反应在袋内进行,也以袋作比色杯。这种袋只能一次性使用。

分式自动分析仪结构示意图


图19-2 分式自动分析仪结构示意图

(三)离心式分析仪

离心式分析仪是1969年以后发展起来的一种分析仪,由Anderson设计,其特点是化学反应器装在离心机的转子位置,该圆形反应器称为转头,先将样品和试剂分别置于转头内,当离心机开动后,圆盘内的样品和试剂受离心力的作用而相互混合发生反应,最后流入圆盘外圈的比色槽内,通过比色计进行检测(图19-3)。这类分析仪特点是①在整个分析过程中,各样品与试剂的混合、反应和检测等每一步骤,几乎都是同时完成的,不同于管道式和分式分析仪的“顺序分析”,而是基于“同步分析”的原理而设计。②样品量和试剂量均为微量级(样品用1-50μl,试剂120-300μl),快速分析(每小时可分析600个样品以上)。③转头是这类分析仪的特殊结构。早期的转头由转移盘、比色槽、上下玻璃卷和上下套壳六个部件组成,现已被一次成型的塑料制品代替。转头转动时,各比色槽被轮流连续监测,如转速为960r/min,转头上有20个比色槽,则每分钟可接受19200个电信号,配有微机进行控制和数据处理。

离心式自动分析仪工作原理示意图


图19-3 离心式自动分析仪工作原理示意图

离心式分析仪主要由两部分组成,一为加样部分,二为分析部分。加样部分包括样品盘、试剂盘、吸样臂(或管)、试剂臂(加液器)和电子控制部分(键盘和显示器等)。加样时转头置于加样部分。加样完毕后将转头移至离心机上。分析部分,除安装转头的离心机外,还有温控和光学检测系统,并有微机信息处理和显示系统。

(四)干片式分析仪

干片式分析仪是80年代问世的。首先Eastman Kodak公司以其精湛的化学工艺造出了测定血清血糖尿素、蛋白质、胆固醇等的干式试剂片。当加上定量的血清后,在干片的前面产生颜色反应,用反射光度计检测即可进行定量。这类方法完全革除了液体试剂,故称干化学法。Boehringer Mannheim公司推出了用全血的干征试剂。即将血细胞排除于滤膜之外,而血浆与试剂发生反应后显色检测。干片试剂结构示意图见图19-4。

平片试剂结构示意图


图19-4 平片试剂结构示意图

干片不仅包括试剂,也可由电极构成,所以这类分析仪也可进行电解质的测定。这类干片均为一次性使用,故成本较贵。

32 临床生物化学分析仪的性能与应用 | 半自动生化分析仪 32
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