第十五章

自動分析技術和儀器檢驗技術自動分析技術和儀器第一節實驗室自動化檢驗技術自動分析技術和儀器自動化（automation）全實驗室的自動化(totallaboratoryautomation，TLA)實驗室信息系統(1aboratoryinformationsystem，LIS)醫院信息系統(hospitalinformationsystem，HIS)重點概念：3檢驗技術自動分析技術和儀器定義：

實驗室技術人員用最小的勞動強度使用實驗室儀器和樣品處理設備來完成臨床實驗分析。

自動化（automation）準確、精密、快速、高效自動化分析儀的優勢：4檢驗技術自動分析技術和儀器目前自動化的范圍：①檢驗申請→②收費→③樣品采集→④樣品標示→⑤運送→⑥樣本的接(驗)收、檢驗項目(含收費)的確認→⑦分析前處理(如離心、分注、貼標識)→⑧樣品裝載→⑨樣品分析→⑩分析后處理不僅僅是指分析過程的自動化，還包括分析前和分析后的自動化。

自動化的范圍：未來自動化的范圍:5檢驗技術自動分析技術和儀器全實驗室的自動化(totallaboratoryautomation，TLA)定義：借助實驗室信息系統(1aboratoryinformationsystem，LIS)將臨床實驗室中各類自動化分析儀器(生物化學、血液學、分子診斷學、免疫學等)串聯起來，組合成流水線作業的形式，把樣品輸送到不同的檢測單元，并將各個儀器的檢測結果合并輸出，實現了遠程檢驗申請、實時在線檢測、遠程審核結果和實驗數據的共享。6檢驗技術自動分析技術和儀器7檢驗技術自動分析技術和儀器全實驗室自動化8檢驗技術自動分析技術和儀器FrontViewofAutomationLine

（自動化流水線正面觀）9檢驗技術自動分析技術和儀器TailEndofAutomationLine

（自動化流水線末端）10檢驗技術自動分析技術和儀器基本結構：硬件軟件標本自動傳送系統

標本前處理系統標本后處理系統檢測單元信息處理系統（自動化流程控制、支持軟件系統以及計算機硬件）11檢驗技術自動分析技術和儀器樣本入口區域急診標本裝載區域條形碼識別離心揭蓋原始管裝載&卸載,直接進行分析智能測試的貯存區域無鏈接儀器樣本分類至原來區域樣本分裝樣本入口區域

揭蓋出口區域分析儀器無需離心樣本貯藏室數據管理分析儀器

離心標本前(后)處理系統分裝模塊12檢驗技術自動分析技術和儀器樣本分選自動離心自動智能分裝自動開蓋自動樣本裝卸重測存儲復測13檢驗技術自動分析技術和儀器極大限度地減少了標本處理和數據處理等過程中所謂單調(dull)、臟(dirty)、危險(dangerous)的“3D”人工操作意義：1、逐步實現部門一體化，所需人力資源減少，效率提高；2、所用的標本量減少，更好的方便患者；3、人工操作減少，操作誤差減少到最小；4、更快的處理標本；回報結果的能力增強；5、促進實驗室操作的規范化；6、安全性和整個過程的控制更好；7、實驗室占用較少的空間；8、全面提升臨床檢驗的管理。14檢驗技術自動分析技術和儀器實驗室信息系統(laboratoryinformation

system，LIS)是以支持實驗室日常工作、管理決策、科研等為目標的信息收集、處理、存儲、傳播和應用的系統，由信息系統和管理系統兩部分組成。信息系統以實驗室標本檢測全過程中產生的數據管理為主，管理系統以實驗室的經濟、物資、人事、科研等管理決策為主。定義：15檢驗技術自動分析技術和儀器16檢驗技術自動分析技術和儀器LIS的特點：①采用客戶／服務器體系和分布式處理方式建立局域網；②在客戶端使用圖形界面的操作系統(如windows3.x／windows9x)，顯示圖形、圖像等信息更加方便；③具有以圖形界面為基礎的實時質量控制系統；④在網絡上，每臺微機既可作為LIS系統的客戶端，也可作為HIS系統的客戶端；⑤每臺自動分析儀都可以實時連接到網絡客戶端上，所有檢驗數據都能為整個HIS系統所共享；⑥門診患者、數據存儲、數據輸出的編碼已有統一標準，條形碼得到廣泛應用；⑦HL7(HealthLevelseven)協議是目前醫療信息數據交換標準中應用最廣泛的一個國際標準。17檢驗技術自動分析技術和儀器LIS的框架模式LIS把每個實驗室的工作步驟設計成模塊，用條碼技術把各個模塊貫穿起來，用戶能個性化地沒置和組合各個模塊。在這個框架模式下，就能滿足不同規模、流程的臨床實驗室的需求1．檢驗申請2．收費3．樣品采集4．核收5．質控6．分析前處理7．生成工作任務清單8．分析過程9．分析后處理10．審核11．生成報告單和發布12．查詢18檢驗技術自動分析技術和儀器醫院信息系統(hospitalinformationsystem，HIS)利用電子計算機和通訊設備，為醫院所屬各部門提供病人診療信息(PatientCareInformation)

和行政管理信息（AdministrationInformation)的收集(Collect)、存儲(Store)、處理(Process)

、提取(Retrieve)和數據交換(Communicate)的能力并滿足所有用戶(AuthorizedUsers)的功能需求。

19檢驗技術自動分析技術和儀器20檢驗技術自動分析技術和儀器第二節自動生化分析儀檢驗技術自動分析技術和儀器自動生化分析儀(automaticbiochemicalanalyzer)，是把生化分析中的取樣(樣品稀釋)、加試劑、混勻、保溫反應、檢測、結果計算、可靠性判斷、顯示和打印、清洗等步驟實現自動化的儀器。

特點靈敏準確快速節約標準化一、概述22檢驗技術自動分析技術和儀器二、全自動生化分析儀的主要類型、基本結構和工作原理(一)自動生化分析儀的類型自動生化分析儀種類繁多，根據不同分類標準，可分成不同的種類。23檢驗技術自動分析技術和儀器24檢驗技術自動分析技術和儀器25檢驗技術自動分析技術和儀器根據同時可測定項目數量根據項目選擇方式

單通道多通道隨機任選式固定項目式根據儀器自動化程度全自動化半自動化26檢驗技術自動分析技術和儀器（二）連續流動式自動生化分析儀

檢測特點：

測定項目相同的各待測樣品與試劑混合后的化學反應及整個分析過程，均在同一管道中經流動過程完成，又稱管道式分析儀。空氣分段系統式試劑分段系統式

分類：27檢驗技術自動分析技術和儀器結構：①樣品盤：用來放置待測樣品和標準品②比例泵：提供使樣品在儀器內進行運動的壓力以及向流經管道的液體注入空氣③混合管：將比重不同的液體充分混勻④透析器：去除反應管中大、小分子對反應的干擾，⑤恒溫器：恒定反應所需溫度⑥比色計和記錄器：獲得檢測結果。28檢驗技術自動分析技術和儀器單通道管道式自動分析儀結構示意圖29檢驗技術自動分析技術和儀器（三）離心式自動生化分析儀

結構與檢測原理：

使用特殊材料制成的轉盤作為反應器，轉盤上有呈放射狀排列的三個為一組的凹槽，可多達30組。檢測時，將轉盤放在離心機上作為轉頭，在靠近軸心的凹槽中加入試劑，中間凹槽中加入待測標本轉盤轉動后，在離心力的作用下，試劑與標本混合，發生反應。經適當的時間后，反應液最后流入離軸心最遠的凹槽中，該凹槽的上下表面均由透明的塑料材料制成，可作為比色孔。當光源光束按垂直方向通過該比色孔時，完成比色測定。最后由微機進行數據處理、結果分析，并將測試結果顯示并打印出來。。在分析過程中，樣品與試劑的混合、反應和檢測等每一步驟同時完成，屬于“同步分析”。

30檢驗技術自動分析技術和儀器離心式自動分析儀結構示意圖31檢驗技術自動分析技術和儀器（四）分立式自動生化分析儀

模擬手工操作的方式設計儀器并編制程序，以機械臂代替手工，按照程序依次進行有序的操作，完成項目檢測及數據分析。檢測特點：工作流程：32檢驗技術自動分析技術和儀器“順序式”分析示意圖33檢驗技術自動分析技術和儀器結構：樣品盤(架)和取樣裝置試劑室(瓶)和取液裝置混勻裝置保溫系統檢測系統清洗系統計算機控制系統等34檢驗技術自動分析技術和儀器35檢驗技術自動分析技術和儀器基本結構和原理分析部分操作部分檢測系統進樣和加液系統反應系統清洗系統計算機系統36檢驗技術自動分析技術和儀器檢測系統組成:

檢測系統

(detectionsystem)光學系統信號檢測系統功能:

作為分析部分的核心，它的功能是將化學反應的光學變化轉變成電信號。37檢驗技術自動分析技術和儀器光學系統功能:提供足夠強度的光束、單色光及比色的光路。組成:由光源、光路系統、分光器、比色杯等組成。38檢驗技術自動分析技術和儀器光源：

一般采用鹵素燈(多為12V20W)，壽命為800小時左右，提供波長范圍為325nm～800nn的光源。39檢驗技術自動分析技術和儀器光路系統：定義:從發出光到信號接收的全部路徑。

組成:由一組透鏡、聚光鏡、比色杯和分光元件等組成40檢驗技術自動分析技術和儀器光路的分類：直射式光路和集束式光路集束式光路的優點：使光束變窄，可檢測低于180μl的反應液，使生化分析儀的超微量檢測成為可能41檢驗技術自動分析技術和儀器前分光光路和后分光光路后分光的優點：①可同時選用雙波長或多波長進行測定，提高了分析的精度和準確度；②不需調節儀器的任何部件，降低了噪聲，，減少了故障率。42檢驗技術自動分析技術和儀器反射式光路：特點：①在干化學化分析儀中使用。②載體是固相的試紙，不具備透射功能，反光度與濃度成反比。43檢驗技術自動分析技術和儀器分光元件分類:濾光片、棱鏡、全息反射式光柵和蝕刻式凹面光柵

濾光片均為干涉濾光片，有插入式和可旋轉式濾光片槽、濾光片盤兩種。全息反射式光柵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。蝕刻式光柵是將所選波長固定地刻制在凹面玻璃上(1mm內可以蝕刻4000～10000條線)，有耐磨損、抗腐蝕、無相差等優點44檢驗技術自動分析技術和儀器比色杯比色杯的厚度有0.5cm、0.6cm和1cm三種。光徑小的可以減少樣品和試劑用量。光徑小于1cm時，儀器可以自動校正為1cm。45檢驗技術自動分析技術和儀器比色杯有二種類型：

2、反應杯兼作為比色杯：反應杯以不同形式逐個連接在一起，形成一個盤結構，按指定順序通過光路，進行連續比色。1、流動比色池

:吸液器將試管內的有色溶液吸入固定的比色杯，進行比色后再吸出，此為單通道比色方式。46檢驗技術自動分析技術和儀器信號檢測系統功能：是接收由光學系統產生的光信號，將其轉換成電信號后放大，再把它們傳送至數據處理單元。信號接收器：一般為硅(矩陣)二極管

信號傳送方式：光電信號傳送和光導纖維傳送兩種

47檢驗技術自動分析技術和儀器進樣、加液系統功能：模仿人工操作，識別樣品和試劑，并把它們加入到反應器中。樣品架(盤)和試劑盤加液系統攪拌器組成：單通道全自動生化分析儀48檢驗技術自動分析技術和儀器49檢驗技術自動分析技術和儀器50檢驗技術自動分析技術和儀器51檢驗技術自動分析技術和儀器多通道全自動生化分析儀52檢驗技術自動分析技術和儀器反應系統組成：反應盤和恒溫系統兩部分。反應盤

反應盤是生化反應的場所，全部的反應杯位于其中，目前的全自動生化分析儀都用反應杯兼作比色杯，置于恒溫箱中。53檢驗技術自動分析技術和儀器恒溫系統自動生化分析儀通過恒溫系統保持溫度的恒定，以保證反應的正常進行，其保持恒溫的方式有干式恒溫、水浴循環加熱式、恒溫液循環間接加熱式三種：54檢驗技術自動分析技術和儀器清洗系統組成：一般由吸液針、吐液針和擦拭塊組成，可有五至九段清洗，段就是沖洗的步驟。清洗的工作流程：吸出反應液吐入清洗劑吸干吐入去離子水吸干擦干→→→→→55檢驗技術自動分析技術和儀器56檢驗技術自動分析技術和儀器計算機系統主要功能：

控制標本的識別、吸取樣品和試劑、樣品和試劑的反應、測定方法的選擇、吸光度的檢測、數據處理、校準方法、結果打印、質量監控等功能表現：具有各種測定方法、校準方法、儀器使用狀態的實時監控、多種質量監控方式、項目間結果計算、各種統計功能、多種報告打印方式、數據存儲和調用。

57檢驗技術自動分析技術和儀器三、全自動生化分析儀的性能及評價（一）性能：自動化程度分析效率精度和準確度應用范圍及功能其它性能58檢驗技術自動分析技術和儀器1.自動化程度定義：自動化程度指在人發出指令后，能夠由儀器自己獨立完成工作的程度和可同步分析的檢測項目數量等。決定因素：取決于儀器所使用微機處理功能的大小。59檢驗技術自動分析技術和儀器2.分析效率定義：指在測定方法相同的情況下分析儀的分析速度，即單位時間可處理標本的能力。決定因素：決定于一次測定中可測樣品多少和可測項目的多少。單通道分析儀，一次只能檢測一個項目，分析效率較低，這里的分析效率指儀器一次可容納的樣品數量。多通道分析儀，一次可測定多個項目，分析速度一般表示為“test/h”

表示方法:60檢驗技術自動分析技術和儀器3.精度和準確度取決于儀器各部件(加液、溫度控制、波長、計時等)的加工精度和精確的工作狀態以及加樣精度、恒溫方式和測光方式。61檢驗技術自動分析技術和儀器4.應用范圍及功能儀器的應用范圍:指所能進行的分析方法以及可測定項目的種類。

分析方法除了分光光度法外，還能進行濁度法、離子選擇性電極法、熒光法等測定。既可用終點法，也可作動態法檢測。可測定項目，早期常規的生化檢驗指標，近年來免疫濁度法測定特種蛋白、藥物監測的分析和微量元素測定很多分析儀還具有一些特殊的功能雙波長和多波長的測光技術雙試劑功能多種校準及質量控制功能62檢驗技術自動分析技術和儀器5.其它性能儀器的取液量、最小反應液體積、反應時間、可測吸光度范圍。試劑的使用是封閉式還是開放式儀器的性能價格比、條碼識別功能等。檢測能力,檢測范圍等63檢驗技術自動分析技術和儀器(二)自動生化分析儀的評價精密度評價波長檢查相關性64檢驗技術自動分析技術和儀器1.精密度評價內容：批內重復性和總精密度兩個方面，反映儀器的測定結果的精密度。批內重復性測定批內重復性就是對樣品的某一個或幾個項目各重復測定20次，計算它的CV值即精密度，然后與廠家的該項技術指標進行比較。總精密度以血糖為例，選擇兩個濃度(有醫學決定水平的正常和異常值)，每天測定2批，每個濃度各平行兩次，兩批之間的時間間隔不少于2小時，連續20天，要求每天必須做室內質量控制。然后計算總精密度(ST)。65檢驗技術自動分析技術和儀器2.相關性內容：有兩臺儀器以上的實驗室，應該進行儀器間結果的比較。若僅有一臺儀器，為了得到實驗室之間的一致性，也可以用參考實驗室的儀器進行比較。方法：相同的試驗項目在不同的儀器上測定．然后用線性回歸進行比較和校正。66檢驗技術自動分析技術和儀器3.波長檢查內容：包括線性和準確性的檢查。線性檢查方法是用系列標準溶液在最大吸收處讀取吸光度，然后繪制標準曲線或用回歸法計算線性相關。準確性檢查的方法有兩種：①用已知準確摩爾濃度和摩爾消光系數(ε)的溶液在其特定波長比色，ε=A值／摩爾度，然后與標準ε比較。②與已知準確波長的儀器比較，如有漂移，應進行適當的校正。67檢驗技術自動分析技術和儀器七、自動生化分析儀分析方法一點終點法二點終點法連續監測法68檢驗技術自動分析技術和儀器(一)一點終點法原理：使用一種或兩種試劑，當樣品和試劑混合后，待測物與試劑的物理化學反應達到終點時，測定一次吸光度，計算待測物的濃度。應用：該法具有代表性的試驗有總蛋白、白蛋白、葡萄糖氧化酶法等雙試劑一點終點法反應示意圖69檢驗技術自動分析技術和儀器（二）兩點終點法二點終點法也稱固定時間法，它可以用一種或二種試劑。單試劑二點法，在樣品與試劑混合后的延滯期后讀取A1，一定時間后讀取A2，A=A2-A1。雙試劑二點法，屬于試劑啟動法，原理是加入樣品—試劑1—讀取A1，加入試劑2—讀取A2，也是讀取兩次吸光度，第一次是相當于讀出樣品空白的值，加入試劑2至第二次讀數才是實際呈色反應，因此A=A2-kA1。特點：可以消除樣品、試劑的顏色、濁度，和一些干擾物質對測定的干擾。70檢驗技術自動分析技術和儀器71檢驗技術自動分析技術和儀器3.比濁法比濁法也是一種終點法．不過是一種濁度測定，比濁法可用于化學比濁法和免疫比濁法。免疫比濁法又分為透射比濁和散射比濁目前常用的免疫比濁法主要用于血清特種蛋白的檢測，如載脂蛋白、微量蛋白、急性時相反應蛋白，免疫球蛋白等，以及某些藥物監測。

72檢驗技術自動分析技術和儀器4.雙波長法原理:是檢測計在對一待測物進行檢測時，同時用兩個波長檢測，用主波長的吸光度減去副波長的吸光度．標準物與待測物同等對待，計算待測物的濃度。優點:是可以通過消除背景吸收，而減少樣品的顏色和濁度所產生的影響，它不僅可以有效地校準樣本的混濁、溶血、黃疸等，還可對電源波動有補償效果。73檢驗技術自動分析技術和儀器(二)連續監測法特點：連續監測法屬于動態法檢測，適用于酶活性檢測，此法是通過適當的儀器，連續測定酶促反應過程中某一反應產物或底物的濃度隨時間變化的情況。原理：是在酶反應的最適條件下，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)和反應呈線性期來連續觀察和記錄一定反應時間內底物或產物量的變化，以單位時間酶反應初速度計算出酶活力的大小。①絕對法：酶活力(u／L)=△A×(反應液體積／樣品體積)×(1000／消光系數)②相對法：酶活力(U／L或mmolI／L)=[△A(測定)／△A(標準)]×標準物的活力或濃度計算方法有兩種：74檢驗技術自動分析技術和儀器1．兩點速率法觀察兩個時間點的吸光度，與單試劑二點法相似，但必須是在零級反應期和線性期。用兩個吸光度的差值(A)除以時間(分)，計算出每分鐘的吸光度值。75檢驗技術自動分析技術和儀器

2．多點速率法

在酶促反應進程的零級反應期間每隔一定時間(2秒～30秒)進行一次監測，連續監測多次，求出單位時間內的反應速度即△A。

速率A法也稱最小二乘法，它是用最小平方法求得每分鐘的吸光度變化(△A)，從而求出濃度或活性值，是全自動生化分析儀上最常使用的速率法。

76檢驗技術自動分析技術和儀器