儀器簡介

第一代：分光光度計

利用紫外光、可見光、紅外光和激光燈測定物質(zhì)的吸收光譜，利用此吸收光譜對物質(zhì)進(jìn)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)，使用的儀器稱為人分光光度計。

第二代：半自動生化分析儀

半自動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）需要手工完成，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，即可分開單獨使用，又可與其他儀器配合使用，價格便宜。

第三代：全自動分析儀

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。

自美國Technicon公司于1957年成功地生產(chǎn)了世界上第一臺全自動生化分析儀后，各種型號和功能不同的全自動生化分析儀不斷涌現(xiàn)，為醫(yī)院臨床生化檢驗的自動化邁出了十分重要的一步。自50年代skeggs首次介紹一種臨床生化分析儀的原理以來，隨著科學(xué)技術(shù)尤其是醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展，各種生化自動分析儀和診斷試劑均有了很大發(fā)展，根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)原理不同，可分為：連續(xù)流動式（管道式）、分立式、分離式和干片式四類。

生化檢測意義

生化分析儀（HF）用于檢測、分析生命化學(xué)物質(zhì)的儀器，給臨床上對疾病的診斷、治療和預(yù)后及健康狀態(tài)提供信息依據(jù)。

常規(guī)檢測項目

肝功：谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT/GPT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST/GOT）堿性磷酸酶（ALP）總膽紅素（T.BIL）直接膽紅素（D.BIL）、總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）

腎功：尿素氮（BUN）、肌酐（Cre）、二氧化碳結(jié)合力（CO2）、尿酸（UA）

血脂：總膽固醇（CHO）、甘油三脂（TG）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）

血糖：葡萄糖（GLU）

光學(xué)系統(tǒng)

光學(xué)系統(tǒng)：是ACA的關(guān)鍵部分。老式的ACA系統(tǒng)采用鹵鎢燈、透鏡、濾色片、光電池組件。新式ACA系統(tǒng)光學(xué)部分有很大的改進(jìn)，ACA的分光系統(tǒng)因其光位置不同有前分光和后分光之分，目前，先進(jìn)的光學(xué)組件在光源與比色杯之間使用了一組透鏡，將原始光源燈投射出的光通過比色杯將光束變成光速（這與傳統(tǒng)的契型光束不同），這樣，即使比色杯再小，點光束也能通過。與傳統(tǒng)方法相比，能節(jié)約試劑消耗40-60%。點光束通過比色杯后，在經(jīng)這一組還原透鏡（廣差糾正系統(tǒng)），將點光束還原成原始光束，在經(jīng)光柵分成固定的若干種波長（約10種以上波長）。生化分析儀采用光/數(shù)碼信號直接轉(zhuǎn)換技術(shù)即將光路中的光信號直接變成數(shù)碼信號。將電磁波對信號的干擾及信號傳遞過程中的衰減完全消除。同時，在信號傳輸過程中采用光導(dǎo)纖維，使信號達(dá)到無衰減，測試精度提高近100倍。光路系統(tǒng)的封閉組合，又使得光路無需任何保養(yǎng)，且分光準(zhǔn)確、壽命長。

恒溫系統(tǒng)

恒溫系統(tǒng)：由于生物化學(xué)反應(yīng)時溫度對反應(yīng)結(jié)果影響很大，故恒溫系統(tǒng)的靈敏度、準(zhǔn)確度直接影響測量結(jié)果。早期的生化儀器采用空氣浴的方法，后來發(fā)展到集干式空氣浴與水浴優(yōu)點于一身的恒溫液循環(huán)間接加溫干式浴。其原理是在比色杯周圍設(shè)計一恒溫槽，第二組攪拌棒同時進(jìn)行高速高效的清洗，增加了血凝塊和蛋白質(zhì)凝塊的報警，依照報警級別的重測結(jié)果，減少吸樣誤差，提高測試結(jié)果的可靠性。大型生化儀器每小時檢測數(shù)多在1000個以上，生化分析儀因此自動重測相當(dāng)重要，測試結(jié)果的主觀評價和手工重測已不能滿足臨床的需要。

儀器分類

自動生化分析儀有多種分類方法，最常用的是按其反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。按此法可將自動生化分析儀分為流動式和分立式兩大類。

流動式自動生化分析儀是指測定項目相同的各待測樣品與試劑混合后的化學(xué)反應(yīng)在同一管道流動的過程中完成。這是第一代自動生化分析儀。過去說得多少通道的生化分析儀指的就是這一類。存在較嚴(yán)重的交叉污染，結(jié)果不太準(zhǔn)確，現(xiàn)已淘汰。

分立式自動生化分析儀與流動式的主要差別是每個待測樣品與試劑混合間的化學(xué)反應(yīng)都是分別在各自的反應(yīng)皿中完成的，不易出現(xiàn)交叉污染，結(jié)果可靠。

流動式自動生化分析儀

空氣分段系統(tǒng)

這種分析儀的特點是通過比例定量泵擠壓彈性樣品管、空氣管和試劑管（通稱“泵管”），將樣品依次連續(xù)地吸入并沿樣品管輸送，另一方面由空氣管吸入的氣泡將由同樣原理吸入并在試劑管道中連續(xù)流動的試劑分成均勻的節(jié)段，樣品流和試劑流在連續(xù)向前流動的過程中相遇、混合、透吸（必要時）、保溫、反應(yīng)及被測定。整個分析過程是液流在管道中連續(xù)流動的過程中完成的。

非分段系統(tǒng)

非分段系統(tǒng)是靠試劑空白或緩沖液來間隔每個樣品的反應(yīng)液，這樣，在管道中連續(xù)流動的液體不被分段。非分段系統(tǒng)可再分為流動注入系統(tǒng)和間隙系統(tǒng)。

1、流動注入系統(tǒng)：該系統(tǒng)的組成與空氣分段系統(tǒng)相似，但某些結(jié)構(gòu)和工作原理有所不同，空氣分段系統(tǒng)是利用氣泡分段來防止管道中各反應(yīng)液在流動過程中的交叉污染，而流動注入系統(tǒng)則是通過將樣品依次注入連續(xù)流動的試劑流管道中來達(dá)到防止交叉污染的目的的。

2、間隙系統(tǒng)：該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成和工作原理與流動注入系統(tǒng)相似，但其特點是每一次進(jìn)樣都必須在前一樣品的分析過程結(jié)束后（包括管道的清洗）才能開始，而不能連續(xù)地依次進(jìn)樣，每次進(jìn)樣間有一時間間隙，故有人稱為不連續(xù)流動式分析儀。

分立式自動生化分析儀

分立式為第二代自動生化分析儀，它與流動式的主要差別是每個待測樣品與試劑混合間的化學(xué)反應(yīng)都是分別在各自的反應(yīng)皿中完成的。

稱為第三代自動生化分析儀的離心式自動生化分析儀，也應(yīng)屬于分立式。因為在離心式分析儀中，每個待測樣品都是在離心力作用下，在各自的反應(yīng)槽內(nèi)與試劑混合，并完成化學(xué)反應(yīng)，繼而被測定的。離心式分析儀屬于“同步分析”，在離心力的作用下，各待測樣品幾乎同時與試劑混合、反應(yīng)并被測定后打出報告；而其它分析儀是“順序分析”，即各待測樣品依次與試劑混合、反應(yīng)先后被測定。

袋式自動生化分析儀也應(yīng)屬于分立式，它是用試劑袋代替反應(yīng)管和比色皿，測定時每個待測樣品在各自的試劑袋內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)并被檢測。還有一種稱為“干式自動生化分析儀”也屬于分立式。它的主要特點是采用固相化學(xué)技術(shù)，即將試劑固相于膠片或濾紙小片等載體上。測定時使一定量的待測樣品分布于一張試紙片上，一定時間后用反射光度計測定。

分立式自動生化分析儀，是目前各實驗室普遍使用的自動生化分析儀，一般都可以任意選擇測定項目，故稱為任選式自動生化分析儀。下面將重點介紹任選式自動生化分析儀。

任選式自動生化分析儀

加樣系統(tǒng)

1、樣品轉(zhuǎn)盤：可放置小型樣品杯數(shù)十只。有的分析儀可直接用盛樣本的試管，有的還附有條形碼閱讀裝置，能識別樣本試管上的條形碼信息，不需給樣本編號，也不必輸入病人資料即可打印出該病人的化驗報告。

2、試劑室（倉）：不同的分析儀試劑室可容納的試劑盒數(shù)量不同，一般可容納20多種試劑。有的試劑室?guī)в欣洳匮b置，帶有條形碼識別裝置的試劑室試劑可以任意放置試劑盒位置。

3、取樣裝置：有的分析儀取樣本和取試劑公用同一采樣針，由內(nèi)部的分流閥控制取樣本和取試劑；有的儀器有兩套取樣裝置，分別取樣本和取試劑。采樣針前端有液面?zhèn)鞲衅鞣乐箍瘴虿蓸俞樛獗谝后w掛淋，采樣臂中有預(yù)溫裝置。如果采用多試劑分析方法，將占用試劑室中試劑盒位置，會減少測定項目。

樣本系統(tǒng)

1、樣本庫：有65個樣本位，可放置多種原始采血管、試管及微量樣本杯。并有兩個樣本盤，可任意交換使用。

2、樣本量：2.5ul～40ul，項目編制時確定，儀器自動取樣，0.05ul遞增。

3、樣本針：具有液面自動檢測和防碰撞安全保護(hù)功能。

4、樣本針清洗：除專用的清洗液對樣本針的內(nèi)外表面沖洗外，還用溫的蒸餾水沖洗樣品針的外表面，熱風(fēng)吹干。

操作系統(tǒng)

1、軟件操作系統(tǒng)：WindowsXP

2、數(shù)據(jù)處理：儲存，輸出各種檢測數(shù)據(jù)和圖表（包括項目的計算結(jié)果）沒有時間和儲存量的限制。

1、光源：大多數(shù)分析儀使用鹵素鎢絲燈，工作波長325～800nm。有的分析儀使用氙燈，工作波長285～750nm。

2、比色杯：有分立式比色杯、分立式轉(zhuǎn)盤式比色杯、離心式比色盤、流動池。干式生化儀不需要比色杯，袋式生化儀由試劑袋經(jīng)擠壓自動形成比色杯。比色杯光徑6-7mm，少數(shù)為10mm。

比色杯中的反應(yīng)液需要恒溫，有37℃、30℃、25℃三檔可選擇，有的固定為37℃。多數(shù)用吹入恒溫空氣的方式，也有用恒溫水浴或半導(dǎo)體溫控裝置的。

為了保證比色杯中反應(yīng)液有±0.1℃的精確度，分析儀的環(huán)境溫度必需保持18～30℃，室溫波動不宜超過2℃。

3、單色器：（1）干涉濾光片（2）光柵

4、檢測器：（1）光電倍增管，已很少用。（2）列陣固態(tài)光敏二極管。

供排水系統(tǒng)

自動生化分析儀中有很多供水管道與電磁閥。只讀存儲器中軟件參數(shù)控制電磁閥與輸液泵供給各個部件的沖洗與吸液，最后排出機(jī)外。隨機(jī)存儲器內(nèi)的分析參數(shù)控制電磁閥與注射器的步進(jìn)電機(jī)，供應(yīng)樣本、試劑和稀釋用水。有的生化儀還能自動沖洗比色杯供反復(fù)使用。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

每個項目的檢測結(jié)果暫時儲存在隨機(jī)存儲器中，待某個樣本所需的項目全部檢測完畢，由微機(jī)匯總打印出綜合報告單。微機(jī)的存儲器中可以存儲相當(dāng)數(shù)量的病人數(shù)據(jù)與逐日的室內(nèi)質(zhì)控數(shù)據(jù)，隨時可以按指令調(diào)出，在熒光屏上顯示或打印，也可存儲在軟盤中長期保存，隨時調(diào)閱。

分析順序

每份樣品可以任選試劑室內(nèi)預(yù)置試劑盒的一項或全部項目的檢測。微機(jī)按輸入的指令，安排項目檢測次序，一般先做孵育時間長的終點法，后做監(jiān)測時間短的速率法，以便恒速打印綜合報告單。當(dāng)指定樣本進(jìn)入待測位置時，微機(jī)指令試劑盒進(jìn)入試劑取樣位置，按所測項目的參數(shù)由加樣系統(tǒng)定量取樣，同時比色杯按微機(jī)的指令到達(dá)指定位置加樣。生化儀的分析速度與儀器加樣周期的時間有關(guān)。加樣周期的時間越短分析儀的速度越快。雙試劑法占用兩個加樣周期，分析速度減半。

分析參數(shù)

1、試驗代號14、連續(xù)監(jiān)測時間

2、試驗名稱15、標(biāo)準(zhǔn)液數(shù)量

3、試驗方法16、標(biāo)準(zhǔn)液濃度

4、試驗類型17、重復(fù)校標(biāo)次數(shù)

5、溫度18、計算因子（F值）

6、波長：可選擇主波長和次波長。19、計量單位

7、反應(yīng)類型20、小數(shù)點位數(shù)

8、終點法零點讀數(shù)21、底物耗盡

9、樣本量與稀釋水量22、線性度

10、試劑量與稀釋水量23、試劑吸光度上限與下限

11、樣本空白24、線性范圍

12、孵育時間25、參考范圍

13、延遲時間

分析參數(shù)的使用

（一）儀器廠家提供的測定項目

1、著名儀器公司自己生產(chǎn)常用項目試劑盒、定標(biāo)液（定值血清型標(biāo)準(zhǔn)液）與定值質(zhì)控血清，提供30種左右常用項目的分析參數(shù)，供用戶直接使用。另外還有數(shù)十個空白項目參數(shù)表，由用戶自己開發(fā)新項目。

2、有的著名儀器公司自己不提供試劑盒，但有合作的試劑公司，由合作試劑公司提供分析參數(shù)。因此，在購買儀器時必須購買一定數(shù)量指定試劑公司的試劑盒（包括定標(biāo)液與定值質(zhì)控血清）。

PUZS-300系列全自動生化分析儀（新）

PUZS-300系列全自動生化分析儀（新）

3、小型儀器公司既不生產(chǎn)試劑盒，也沒有合作試劑公司，分析參數(shù)表是空的，需要用戶自己設(shè)計分析參數(shù)，因此難度很大。不過國內(nèi)代理商一般提供他們的設(shè)計參數(shù)，往往個別參數(shù)不恰當(dāng)，用戶自己應(yīng)逐條核實。

（二）最好使用廠家的原裝參數(shù)

1、原裝分析參數(shù)不應(yīng)修改，僅計量單位要選用我國法定單位。用原公司指定的試劑盒、定標(biāo)液與定值質(zhì)控血清作室內(nèi)質(zhì)量控制，除非分析儀沒有調(diào)試好或有故障，一般能一次通過。

2、不同公司的定標(biāo)液在定值時所用原始標(biāo)準(zhǔn)的來源不同，其定值可以稍有差異。方法學(xué)相同的試劑盒配方也有差異，所以其它公司的定標(biāo)液或用水劑標(biāo)準(zhǔn)液作儀器定標(biāo)，使用非指定試劑盒作質(zhì)控，測得的數(shù)值與質(zhì)控血清的的預(yù)計值會有差異，這種情況不表示原裝分析參數(shù)不合適。

3、國產(chǎn)試劑盒的產(chǎn)品質(zhì)量已大有提高，可選擇方法學(xué)相同的優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)試劑盒與原公司指定試劑盒作并行檢測，實驗樣品應(yīng)包括低值和高值，結(jié)果作相關(guān)分析。符合要求的可以使用。少數(shù)項目的方法學(xué)沒有符合要求的國產(chǎn)試劑盒，只有另行安排該項目的國產(chǎn)試劑分析參數(shù)。但原參數(shù)要保留或備份，等待合格的國產(chǎn)試劑盒出現(xiàn)。

4、不論用原公司或國產(chǎn)試劑盒，原分析參數(shù)不應(yīng)隨意修改，尤其是主要參數(shù)；如血清試劑比(包括稀釋水量）、孵育時間、延遲時間、檢測時間，因為這些參數(shù)一旦改變，線性范圍和各種限額參數(shù)都將發(fā)生改變，嚴(yán)重影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5、雙試劑兩步法的方法學(xué)有很多優(yōu)點，如果分析儀為雙試劑式，最好用雙試劑兩步法。

6、底物耗盡參數(shù)不能刪去，否則高濃度結(jié)果出現(xiàn)低值；線性范圍如果刪去，高濃度結(jié)果也會偏低；試劑吸光度上下限如被刪去，分析儀將接受變質(zhì)試劑。

（三）自己設(shè)計分析參數(shù)的原則

如果儀器公司不提供分析參數(shù)或測定項目的方法學(xué)不同，可以自己設(shè)置分析參數(shù)。主要設(shè)計以下幾個參數(shù)。

1、樣本試劑比例。

2、孵育時間。

3、延遲時間。

4、監(jiān)測時間。

5、試劑吸光度上下限。

6、計算因子。

7、底物耗盡限額。

8、線性度。

9、線性范圍。

以上這些參數(shù)試劑盒說明書一般都會提供，可按此填入分析參數(shù)表，定標(biāo)后即可進(jìn)行日常工作，有些參數(shù)在以后的工作中逐步修正。

儀器構(gòu)成

因為自動生化分析儀是模仿手工操作的過程，所以無論哪一類的自動生化分析儀，其結(jié)構(gòu)組成均與手工操作的一些器械設(shè)備相似，一般可有以下幾個部分組成：

1、樣品器：放置待測樣本、標(biāo)準(zhǔn)品、質(zhì)控液、空白液和對照液等。

2、取樣裝置：包括稀釋器、取樣探針和輸送樣品和試劑的管道等。

3、反應(yīng)池或反應(yīng)管道：一般起比色皿（管）的作用。

4、保溫器：為化學(xué)反應(yīng)提供恒定的溫度。

5、檢測器：如比色計、分光光度計、熒光分光光度計、火焰光度計、電化學(xué)測定儀等。不同儀器配置不同。

6、微處理器：是分析儀的電腦部分，又叫程序控制器?？刂苾x器所有的動作和功能，使用者可通過鍵盤與儀器“對話”，同時電腦還能接受從各部件反饋來的信號，并作出相應(yīng)的反應(yīng)，對異常情況發(fā)出一定的指示信號。分析軟件和分析結(jié)果一般貯存在磁盤中，可供查詢。

7、打印機(jī)：可繪制反應(yīng)動態(tài)曲線和打印檢驗報告單等。

8、功能監(jiān)測器：顯示屏就是其中一部分，可查看反應(yīng)狀態(tài)、人機(jī)“對話”的情況、當(dāng)前儀器工作狀態(tài)、分析結(jié)果等。

測量方法

全自動生化分析儀目前在測量血液常規(guī)項目時，是以比色法為主，主要原理是運用光譜技術(shù)中不同原子吸光不同而測量的，那么對于ISE模塊的功能實現(xiàn)，主要有兩種方法，一是比色法，二是間接法。比色法因其測量精度，準(zhǔn)確度等與所要求的相差太大，此法在醫(yī)學(xué)的早期實驗室檢查中使用，已經(jīng)是屬于淘汰的用法。間接法，其方法原理與目前市場上存在的其它儀器所用直接法相似，但ACA的脆弱性所致，為防儀器內(nèi)部被堵塞，對樣品的要求極為嚴(yán)格，需經(jīng)常規(guī)分離再經(jīng)稀釋后方可測量，而一般的生化ISE模塊對樣品的稀釋倍數(shù)又大都在30倍左右，在如此大的稀釋倍數(shù)下，對管路確是有益，但從數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理角度來看，這樣的測量，將會把誤差同比例放大，那么這樣測到的結(jié)果，準(zhǔn)確度和精確度不能達(dá)到要求。

另外，ACA所采用的間接法與目前其它儀器所采用的直接法的差異，在此引用一本檢驗行業(yè)的權(quán)威之作《臨床生化檢驗》一書對此的描述：間接電位法：樣品與標(biāo)準(zhǔn)液要用指定離子強(qiáng)度與pH的稀釋液作定量稀釋，再行測定，此時樣品和標(biāo)準(zhǔn)液的pH和離子強(qiáng)度趨向一致，所測離子活度等于離子濃度，間接法所測結(jié)果與火焰法相似。在高脂血癥或高蛋白血癥的血清樣品中，由于單位體積血清中水量明顯減少，若用定量樣品作稀釋后，再用間接法測定，會得到假性低血鈉（或鉀），但直接法能真實地反映血清中離子的活度，據(jù)報告：直接法比間接法約高2~4%。

通過對ACA的了解，也發(fā)現(xiàn)ACA對使用者的解放度不夠，想人類自從走上電子電器時代，輔助電子產(chǎn)品的宗旨之一就是解放人的時間，而ACA儀器，因龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，在檢測操作前有預(yù)熱、校正、模塊檢測、純水檢測、系統(tǒng)試劑檢測等諸多繁雜工作要準(zhǔn)備，此為常態(tài)流程，但若儀器再出故障，工作量勢必會大幅增加。盡管為全自動工作儀器，但卻不利于檢驗科室工作的順利進(jìn)行，以大型三甲醫(yī)院為例，每天的病患標(biāo)本多則上百，若僅在ACA上花費如些之多的時間，工作的開展將使效率大大降低。

從費用方面講，進(jìn)口設(shè)備因為技術(shù)壟斷，在國內(nèi)的市場上尚無有力競爭對手的情況下，有一定的定價權(quán)，更有市場壟斷之疑，售價少則十多萬，多則幾十萬，而對于帶ISE模塊的ACA儀器則又在同等基礎(chǔ)上貴出約5到8萬，且大多只能檢測三項指標(biāo)K、Na、Cl，而同等產(chǎn)品，將不同項目分離單測，國內(nèi)品牌售價則要低較多，如國內(nèi)品牌邁瑞。在試劑消耗上，因ACA大都是整套配套試劑，所以用于電解質(zhì)的測定上，相應(yīng)的成本就會上升，對于中小型醫(yī)院，因各種原因，只能對常見疾病做治療，可能真正所需只是電解質(zhì)的檢驗報告，如此，為測定少數(shù)項目而使用ACA，對醫(yī)院來講，設(shè)備的利用率不高，造成一定的資源浪費。

全自動生化分析儀測量電解質(zhì)所用間接法與直接法的結(jié)果差異，我想可以用誤差產(chǎn)生的概念來說明。首先說明幾個概念，第一，真值：客觀存在的真實值；第二，誤差：測量結(jié)果與被測量真值之差。間接法與直接法測量結(jié)果都有誤差，但卻有本質(zhì)的不同。誤差產(chǎn)生的原因有兩種，叫系統(tǒng)誤差和偶然誤差。對于間接法和直接法，因測量，計算，得出結(jié)果等步驟都是由儀器完成，偶然誤差可以近似認(rèn)為一致，但系統(tǒng)誤差卻不容忽視。間接法因測量方法所限，故其系統(tǒng)誤差要大于直接法，正如早期臨床檢驗中所用的火焰法，因本身方法之限，所造成的系統(tǒng)誤差較大，系統(tǒng)誤差是不可避免的，所以最終結(jié)果在特殊血清中會有假性低血鈉（或鉀）出現(xiàn)。