全自动生化分析仪介绍

全自动生化分析仪介绍及品牌简介四川新成生物科技有限公司邓志武2009年１０月生化分析常用技术•光谱分析：紫外－可见光吸收光谱：生化分析仪分子发光光谱、原子吸收光谱•层析技术：HPLC•免疫技术•蛋白电泳技术自动生化分析仪•自动生化分析仪是集自动化技术、光学、微电子技术学和计算机科学与临床生化分析的进样、稀释、混合、反应、比色、分析过程的监控和数据记录、计算、打印功能于一身的自动化仪器，这种仪器设备具备有信息反馈、完成自我监控、自我调节等功能朗伯－比尔定律•分光光度法是基于不同分子结构的物质对电磁辐射的选择性吸收而建立起来的方法，属于分子吸收光谱分析。当光通过溶液时，被测物质分子吸收某一波长的单色光，被吸收的光强度与光通过的距离成正比。虽然现在了解到Bouguer早在1729年已提出上述关系的数学表达式，但通常认为Lambert于1760年最早发现表达式，其数学形式为：T=I/I0=e-kb•其中I0为入射光强，I为透射光强，e为自然对数的底，k为常数，b为光程长度（通常以cm表示）。•比尔定律等同于Bouguer定律，只是比尔定律以浓度来表达。将两个定律结合起来，组成Beer-Bouguer定律：T=I/I0=e-kbc•其中c为吸光物质的浓度（通常以g/L或mg/L为单位）。将上式取以10为底的对数后，得到线性表达式：A=-logT=-log(I/I0)=log(I0/I)=εbc•其中A为吸光度，ε是摩尔吸收光系数或消光系数。•上述表达式通常称为比尔定律。它表明，当特定波长的单色光通过溶液时，样品的吸光度与溶液中吸收物浓度和光通过的距离成正比。主要内容•基本结构及工作原理•发展趋势•主流品牌生化仪简介基本结构及工作原理分类1•流动式•分立式•袋式•干化学式分类2•连续流动式•分立式•离心式•模块式连续流动式（Continuousflow）•世界第一台•美国Technicon公司•1957年•Autoanalyzer•采用“气泡隔离连续分析”原理•由半自动生化分析仪发展而来管道式分析仪•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（下图）。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。•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（sequentialmultipleautoanalyzer），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（flowinjectionanalysis）。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。管道式生化仪结构示意图连续流动式（Continuousflow）管道系统结构复杂不能克服交叉感染故障率高操作繁琐20世纪80年代已淘汰离心式生化分析仪（DiscreteAnalyzer）•1968年美国Qakridye国立实验室的NormanAnderson创立了离心式自动生化分析仪，因分析全过程在离心条件下完成而得名。它的特点是试剂和样品在离心力作用下完成混合、反应、测定的过程。圆盘上有呈放射状的三个一组的组孔，可多达30组。里边的一个孔中加试剂，中间的孔加样品，最外边孔的上下表面用透明塑料制成，孔壁的靠上部分有孔和中间孔相通，这就是比色池。当加过样品和试剂的转盘被转动后，在离心力的作用下，最内孔中的试剂和中间孔中的样品混合，最后被甩向最外边的比色池。光线以垂直方向通过比色池进行比色测定，然后将所测得的吸光度变化作计算，将测试结果显示并打印输出。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离心式自动分析仪结构示意图分立式生化分析仪（CentrifugalAnalyzer）是目前全球应用最多的一种生化分析仪，特点是模仿手工操作。它是用加样探针将样本加入各自的比色杯中，试剂探针按一定的时间要求自动地定量加入试剂，经混合后，在一定的条件下反应。反应一定时间后将其抽入流动比色皿中进行比色，或直接将特制的反应杯作为比色皿进行比色，在不同时间内记录吸光度的变化进行比色测定。分立式分析仪有单通道和多通道的，也有小型、中型和大型的；有的是固定项目，有的可自由选择项目。如果单通道的又可以自由选择项目，则其作用与多通道相似，体积也不太大，为一般医院检验科所欢迎分立式自动分析仪结构示意图水及热空气等废水等样品盘试剂盘试剂针样品针清洗针反应池反应杯分立式全自动生化分析仪俯视图试剂盘（1）反应杯转盘式分立式•目前最普及的形式，•代表仪器有RA系列（Technicon公司）、CX系列（贝克曼·库尔特公司）；Hitachi系列产品（日立公司）。•分析效率在200次/h以上，有的仪器如Hitachi747分析效率可达9600次/h。（2）袋式仪器它的特点是试剂装在均匀透明的塑料夹中形成特殊的测试管，一袋一试验，测试袋被连续传送系统送到分析区，在混合器处经机械敲击，样品和试剂充分混合反应，在比色计处经一特殊装置作用，测试袋形成光径1cm的比色杯，监测后废测试袋被排出。该类仪器污染少、灵活、准确，分析项目可达60项。（3）干式自动生化分析仪它的特点是试剂固定在多层滤纸或胶膜上做成试剂条或试剂片，测定时使一滴检测样品分布于一张试剂片上，一定时间后用反射光度计测定，反射光浓度计算不同于吸收光所用的郎伯-比耳定律，而用Kubclta-Munk方程计算。该类仪器亦有自动和半自动之分。干试剂仪器在测定项目、准确度、精密度、多功能和灵活性方面均可与湿试剂法媲美，且具有不必配试剂，少污染，有的试剂条可用末梢血等特点。干片式分析仪•干片式分析仪是80年代问世的。首先EastmanKodak公司以其精湛的化学工艺造出了测定血清中血糖、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。BoehringerMannheim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基本结构•样品系统•试剂系统•条形码识读系统•反应系统•清洗系统•比色系统•程序控制系统生化分析仪的主要部件•光源：钨灯／碘钨灯，氢灯／氘灯，氙灯•分光器：棱镜，光栅，全息光栅，滤光片•比色杯(反应池)：塑料，硬质玻璃，石英玻璃•样品系统：样品盘，传动带，轨道式，链式•加样系统：注射器，步进马达／传动泵，加样臂，样品探针，阀门，稀释系统，液面探测，防堵塞功能，防撞功能•试剂系统：试剂仓，试剂转盘，瓶盖自动开关系统•搅拌系统：浆片式，涡旋式，超声波，亚电搅拌•温控系统：水浴式，空气浴式，惰性恒温液式•清洗系统：清洗液，激流冲洗，擦拭刷……•检测系统：光电倍增管，光电二极管•条形码识读系统：扫描系统，信号整形，译码器•程序控制系统：主电脑，显示器，系统软件，数据接口1、样品系统（样品装载、输送和分配装置）常见类型：A样品盘：最常见，中低端机B传动带式或轨道式进样：高端机C链式进样：中高端机分配加样装置•注射器（Syringsunits）•步进马达或传动泵•加样臂•样品探针：液面感应器阻塞报警系统智能防撞装置•阀门•稀释系统2、试剂系统•试剂仓、试剂转盘•分配加液装置•试剂瓶•试剂瓶盖自动开关系统3、条形码识读系统•扫描系统•信号整形•译码器4、反应系统•反应盘•比色杯：石英玻璃、硬质玻璃、塑料等•混合装置（搅拌棒）：浆片式涡旋式超声波亚电搅拌4、反应系统•温控装置空气浴：Cobas、AU2700水浴循环：HITACHI系列恒温液循环：BayerADVIA系列5、清洗系统•探针、搅拌棒：激流式自动冲洗•比色杯：吸液针、吐液针、擦拭刷•清洗液：先碱性、后酸性•交叉污染•携带污染•自动清洗系统：AbbottAEROSETTM交叉污染举例•含磷酸盐缓冲液的试剂对无机磷测定的影响•含镁盐（酶活性激活剂）试剂对Mg测定的影响•含甘油的试剂对TG测定的影响6、比色系统•光源：卤素灯（如Hitachi系列）氙灯(如BeckmanCX、LX）•比色杯：石英玻璃、硬质塑料、一次性比色杯•分光装置（单色器）：滤光片光栅前分光检测器反射器样品杯平面光栅反射镜出射狭缝入射狭缝反射镜样品针后分光滤光片•插入式：滤片槽•圆盘式：•价格便宜•易受潮霉变(•半自动仪器及低端机常用光栅分光•全息反射式光栅：在玻璃上覆盖一层金属膜，有一定程度的相差易被腐蚀．•无相差蚀刻式凹面光栅：将所选定波长固定地刻制在凹面玻璃上，耐磨损，抗腐蚀，无相差。７、程序控制系统•微处理器和主机电脑•显示器•系统及配套软件•数据结口发展趋势及进步发展方向：实用化、现场化、简单化：干化学、离子选择分析随意开放式、合理化、自动化、智能化、组合化、尖端化发展趋势及进步•1、光路系统：后分光集束式光路无相差蚀刻凹面光栅光信号数码直接转换技术硬质玻璃比色杯目前最先进的光学系统:电源集束光系统点光源光径６ｍｍ硬质玻璃杯光差纠正系统无相差蚀刻凹面光栅内置放大器由RISCCPU传送的32位数据信号光导纤维传送数码信号发展趋势及进步•2、温控系统:惰性恒温液循环间接加热法•A水浴式:温度均匀稳定但升温慢开机预热时间长、水质变化影响测光•B空气干式浴：升温快、无需保养但温度受外界环境影响大，控温精度稍差。•C恒温液循环间接加热法：温度均匀稳定、升温快、无需维护保养发展趋势及进步-3、完善的搅拌和冲洗系统•螺旋式•超声波•激流•风干发展趋势及进步-4、智能化探针系统•双针或多针•冲洗彻底防污染•随量跟踪•自动液面探测•防堵功能•防撞保护发展趋势及进步-5、可靠的试剂系统•试剂冷藏•条码•单盘双轮•卡式试剂盒•试剂开放及封闭？？发展趋势及进步-6、普遍使用编码技术•CCD扫描发展趋势及进步-7、样品分析向随意连续高速发展8、日益改进的电子系统9、充分扩展的数据处理功能•Olympus：2*2……•模块式•独立CPU发展趋势及进步-10、全能型11、生物传感型12、系列化组合•酶传感器、微生物传感器、免疫传感器、组织传感器•LAS、LIS、TLA中国市场生化仪占有情况•国际品牌占领中高端客户:HITACHI/Roche、OLYPLUS、BECKMAN、TOSHIBA•国产品牌异军突起:长春迪瑞、深圳迈瑞、沈阳东软、上海科华J&J11%BECKMAN10%日本电子2%岛津0.4%其它15%DADE9%OLYMPUS6%东芝4%日立34%ROCHE7%生化分析仪市场分布(2004)2009……生化仪主流品牌-国际•HITACHI:7020/7060/7080/7170/7180/7600；Labspect003/008•Roche:ModularD/P,CobasIntegra400/800•Olympus:AU400/640/2700/5400•Beckman:CX3/4/5/7/9,LX20,DxC600/800•Toshiba:TBA30FR/40FR/120FR/200FR•Abbott:C8000,Aeroset•Simens-Bayer:ADVIA