《临床检验仪器学》课程教学资源（学习指导）第十章 自动生化分析技术和相关仪器

1基本要求 1.1了解 (1)自动生化分析仪的操作 (②)自动生化分析仪的维护保养 1.2熟悉 (1)后分光原理 (2②)自动生化分析仪的分类 (3)自动生化分析仪的计算机系统 (4)连续流动式自动生化分析仪的工作原理及特点 (⑤)离心式自动生化分析仪的工作原理及特点 (6)干化学式自动生化分析仪 1.3掌握 (1)分立式自动生化分析仪的基本结构和工作原理 (②)自动生化分析仪的各项性能 (3)自动生化分析仪常用性能评价指标 (4)自动生化分析仪的主要参数 (⑤)自动生化分析仪的波长选择 (6)自动生化分析仪的分析方法选择 2重点难点 2.1重点 (1)分立式自动生化分析仪的基本结构和工作原理 (②)自动生化分析仪的各项性能 (3)自动生化分析仪的主要参数 2.2难点 (1)自动生化分析仪常用性能评价指标 (②)自动生化分析仪的波长选择 (③)自动生化分析仪的分析方法选择 3讲授学时 建议6学时~8学时

1 基本要求 1.1了 解 (1)自动生化分析仪的操作 (2)自动生化分析仪的维护保养 1.2 熟 悉 (1) 后分光原理 (2) 自动生化分析仪的分类 (3) 自动生化分析仪的计算机系统 (4) 连续流动式自动生化分析仪的工作原理及特点 (5) 离心式自动生化分析仪的工作原理及特点 (6) 干化学式自动生化分析仪 1.3 掌 握 (1) 分立式自动生化分析仪的基本结构和工作原理 (2) 自动生化分析仪的各项性能 (3) 自动生化分析仪常用性能评价指标 (4) 自动生化分析仪的主要参数 (5) 自动生化分析仪的波长选择 (6) 自动生化分析仪的分析方法选择 2 重点难点 2.1重 点 (1) 分立式自动生化分析仪的基本结构和工作原理 (2) 自动生化分析仪的各项性能 (3) 自动生化分析仪的主要参数 2.2 难 点 (1)自动生化分析仪常用性能评价指标 (2)自动生化分析仪的波长选择 (3)自动生化分析仪的分析方法选择 3 讲授学时 建议6学时~8学时

4内容提要 4.1自动生化分析仪的分类与功能 4.1.1自动生化分析仪种类繁多，根据不同分类标准，可分成不同的种类。根据仪器反应装置结构 不同，可分为连续流动试、离心式、分立式和干化学式；根据仪器的功能级复杂程度，可分为小 型、中型、大型及超大型：根据同时可测定项目数量不同，可分为单通道和多通道；根据自动化程 度不同，可分为全自动化和半自动化. 4.1.2世界上第一台自动生化分析仪是一台连续流动式自动分析仪，测定项目相同的各待测样品与 试剂混合后的化学反应，均在同一管道中经流动过程完成，又称管道式分析仪。这类仪器一般可分 为空气分段系统式和试剂分段系统式。 4.1.3离心式自动生化分析仪严格说属于分立式范畴。其工作原理是将样品和试剂放在特制圆形反 应器内，该圆形反应器称为转头，装在离心机的转子位置，当离心机开动后，圆形反应器内的样品 和试剂受离心力的作用而相互混合发生反应，经过一定时间的温育后，反应液最后流入圆形反应器 外圈的比色凹槽内，垂直方向的单色光通过比色孔进行比色，最后计算机对所得吸光度进行计算， 显示结果并打印。 4.1.4分立式自动生化分析仪是目前国内外应用最多的一类自动生化分析仪，工作原理与手工操作 相似，按手工操作的方式编排程序，并以有序的机械操作代替手工操作，用加样探针将样品加入各 自的反应杯中，试剂探针按一定时间自动定量加入试剂，经搅拌器充分混匀后，在一定条件下反 应。反应杯同时作为比色杯进行比色测定。各环节用传送带连接，按顺序依次操作，故称为”顺序 式分析。 4.1.5干化学式自动生化分析仪是将待测液体样品直接加到已固化于特殊结构的试剂载体上，以样 品中的水将固化于载体上的试剂溶解，再与样品中的待测成分发生化学反应，是集光学、化学、酶 工程学、化学计量学及计算机技术于一体的新型生化检测仪器。 4.2自动生化分析仪的基本结构和工作原理 以分立式自动生化分析仪为例，介绍其基本结构和工作原理 4.2.1样品处理系统 (1)样品架：有圆盘状和传送条带状等类型，用以放置样品杯或原始样品管 (2)试剂仓：用来放置实验试剂，一般都有冷藏装置，温度为4℃~15℃，可同时放置几十种 试剂。 (3)样品和试剂取样单元：由机械臂、样品针或试剂针、吸量器、步进马达等组成。机械臂根 据计算机的指令携带样品针或试剂针移动至指定位置，由吸量器准确吸量，转移至反应杯中。 (4)搅拌器：使反应液和样品充分混匀，由电机和搅拌棒组成。 4.2.2检测系统 (1)光源：大多采用卤素灯，工作波长为325~800m,少数采用氙灯，工作波长为285~ 750nm,用来检测部分需紫外光检测的项目。 (2)分光装置：分光元件一般采用干涉滤光片或光栅。干涉滤光片价格便宜，使用方便，但易受 潮霉变。光栅分光有前分光和后分光两种，目前自动性化分析仪多采用后分光，即光源光线直接透 过样品，通过光栅，再进行吸光度的检测。使用后分光技术，可以在同一体系中测定多种成分。 (3)比色杯：自动性化分析仪的检测速度与比色杯的数量也有关，多在100个以上，有些组合式 分析仪可有双圈比色杯，数量更多，速度更快。比色杯种类繁多，光径一般为0.5cm~1cm,目前小

4 内容提要 4.1自动生化分析仪的分类与功能 4.1.1 自动生化分析仪种类繁多，根据不同分类标准，可分成不同的种类。根据仪器反应装置结构 不同，可分为连续流动式、离心式、分立式和干化学式；根据仪器的功能及复杂程度，可分为小 型、中型、大型及超大型；根据同时可测定项目数量不同，可分为单通道和多通道；根据自动化程 度不同，可分为全自动化和半自动化。 4.1.2 世界上第一台自动生化分析仪是一台连续流动式自动分析仪，测定项目相同的各待测样品与 试剂混合后的化学反应，均在同一管道中经流动过程完成，又称管道式分析仪。这类仪器一般可分 为空气分段系统式和试剂分段系统式。 4.1.3 离心式自动生化分析仪严格说属于分立式范畴。其工作原理是将样品和试剂放在特制圆形反 应器内，该圆形反应器称为转头，装在离心机的转子位置，当离心机开动后，圆形反应器内的样品 和试剂受离心力的作用而相互混合发生反应，经过一定时间的温育后，反应液最后流入圆形反应器 外圈的比色凹槽内，垂直方向的单色光通过比色孔进行比色，最后计算机对所得吸光度进行计算， 显示结果并打印。 4.1.4 分立式自动生化分析仪是目前国内外应用最多的一类自动生化分析仪，工作原理与手工操作 相似，按手工操作的方式编排程序，并以有序的机械操作代替手工操作，用加样探针将样品加入各 自的反应杯中，试剂探针按一定时间自动定量加入试剂，经搅拌器充分混匀后，在一定条件下反 应。反应杯同时作为比色杯进行比色测定。各环节用传送带连接，按顺序依次操作，故称为"顺序 式"分析。 4.1.5 干化学式自动生化分析仪是将待测液体样品直接加到已固化于特殊结构的试剂载体上，以样 品中的水将固化于载体上的试剂溶解，再与样品中的待测成分发生化学反应，是集光学、化学、酶 工程学、化学计量学及计算机技术于一体的新型生化检测仪器。 4.2 自动生化分析仪的基本结构和工作原理 以分立式自动生化分析仪为例，介绍其基本结构和工作原理 4.2.1 样品处理系统 （1）样品架：有圆盘状和传送条带状等类型，用以放置样品杯或原始样品管。 （2）试剂仓：用来放置实验试剂，一般都有冷藏装置，温度为4℃～15℃，可同时放置几十种 试剂。 （3）样品和试剂取样单元：由机械臂、样品针或试剂针、吸量器、步进马达等组成。机械臂根 据计算机的指令携带样品针或试剂针移动至指定位置，由吸量器准确吸量，转移至反应杯中。 （4）搅拌器：使反应液和样品充分混匀，由电机和搅拌棒组成。 4.2.2 检测系统 （1）光源：大多采用卤素灯，工作波长为325～800nm，少数采用氙灯，工作波长为285～ 750nm，用来检测部分需紫外光检测的项目。 （2）分光装置：分光元件一般采用干涉滤光片或光栅。干涉滤光片价格便宜，使用方便，但易受 潮霉变。光栅分光有前分光和后分光两种，目前自动生化分析仪多采用后分光，即光源光线直接透 过样品，通过光栅，再进行吸光度的检测。使用后分光技术，可以在同一体系中测定多种成分。 （3）比色杯：自动生化分析仪的检测速度与比色杯的数量也有关，多在100个以上，有些组合式 分析仪可有双圈比色杯，数量更多，速度更快。比色杯种类繁多，光径一般为0.5cm～1cm，目前小

孔径比色杯由于更节省试剂，使用更为广泛。 (4)恒温装置：自动生化分析仪通过温度控制系统保证反应在恒温环境下进行，反应温度通常为 25℃、30℃、37℃。恒温装置主要有空气浴、水浴、油浴及金属浴等。 (5)清洗装置：一般包括吸液针、吐液针和擦拭块。 4.2.3计算机系统 具有样品识别、自动吸加样品和试剂、混匀、恒温调控、结果计算和打印、数据管理等功能。 4.3自动生化分析仪的性能和评价 4.3.1自动生化分析仪的性能 (1)自动化程度：指仪器能够独立完成生物化学检测操作程序的能力： (2)分析效率：指在分析方法相同的情况下，分析速度的快慢，这取决于一次测定中可测样品的 多少和可测项目的多少。 (3)应用范围：是衡量自动生化分析仪的一个综合指标，与仪器的设计原理及结构有关。自动生 化分析仪的应用范围包括可测试的生化项目、其它项目、反应的类型及分析方法的种类等。 (4)分析准确度：是提供实验分析结果的精密度和准确度的基础，取决于分析方法的选择以及仪 器各部件，诸如探针、温控装置、分光元件、比色系统、光路系统等的加工精确度和精确的工作状 态 (5)其他性能：自动生化分析仪的取液量，最小反应体积等也是衡量其性能的指标之一。除此之 外，仪器的寿命、仪器的维修保养方式和途径、消耗品及零配件的供应、配套试剂盒的供应、试剂 的使用是否为开放式等，在选用时都应一并考虑。 4.3.2自动生化分析仪性能评价指标 (1)精密度：包括批内重复性、总精密度、与厂商估计的精密度或临床要求的精密度比较 (2)波长的准确性和线性：按相关方法进行检查。 (3)与其他仪器的相关性：即使是相同项目，用不同仪器测定，结果必然存在差别，为了取得 致的结果，拥有两台仪器以上的实验室，有必要进行仪器之间的相关性校正。 4.4自动生化分析仪的参数设置、操作和维护保养 4.4.1自动生化分析仪参数的正确设置和合理使用是仪器正常工作的前提条件。生化分析仪参数很 多，主要包括波长、温度、样品量和试剂量、分析方法和校正方法、反应时间设定、线性范围的设 置、机械臂与电子阀设置、计算机软件的设定等。 (1)波长的选择：当测定体系中只有一种组分或混合溶液中待测组分的吸收峰与其他共存物质 的吸收峰无重叠时，可用单波长检测。一般情况下自动生化分析仪常用双波长或多波长。 (2)温度的选择：自动生化分析仪通常设有25℃、30℃、37℃三种温度 (3)分析方法的选择：自动生化分析仪分析方法是在常规检测方法的基础上，借助仪器的机械 和电子装置作进一步扩展。主要有终点分析法、连续监测法、比浊测定法等。 (4)样品量与试剂量的选择：一般按照试剂说明书上的比例，并结合仪器的特性，即样品和试 剂最小加样量及加样范围、最小反应体积等，进行设置。 (5)试剂的选择：单试剂或双试剂。 (6)分析时间的选择：一点终点法的分析时间应设在待测物质反应将完成时，过早会由于反应 未达到终点而影响结果的准确性，过迟易受其他反应物质干扰。二点终点法应选择合适的第一试剂

孔径比色杯由于更节省试剂，使用更为广泛。 （4）恒温装置：自动生化分析仪通过温度控制系统保证反应在恒温环境下进行，反应温度通常为 25℃、30℃、37℃。恒温装置主要有空气浴、水浴、油浴及金属浴等。 （5）清洗装置：一般包括吸液针、吐液针和擦拭块。 4.2.3 计算机系统 具有样品识别、自动吸加样品和试剂、混匀、恒温调控、结果计算和打印、数据管理等功能。 4.3自动生化分析仪的性能和评价 4.3.1 自动生化分析仪的性能 （1）自动化程度：指仪器能够独立完成生物化学检测操作程序的能力。 （2）分析效率：指在分析方法相同的情况下，分析速度的快慢，这取决于一次测定中可测样品的 多少和可测项目的多少。 （3）应用范围：是衡量自动生化分析仪的一个综合指标，与仪器的设计原理及结构有关。自动生 化分析仪的应用范围包括可测试的生化项目、其它项目、反应的类型及分析方法的种类等。 （4）分析准确度：是提供实验分析结果的精密度和准确度的基础，取决于分析方法的选择以及仪 器各部件，诸如探针、温控装置、分光元件、比色系统、光路系统等的加工精确度和精确的工作状 态。 （5）其他性能：自动生化分析仪的取液量，最小反应体积等也是衡量其性能的指标之一。除此之 外，仪器的寿命、仪器的维修保养方式和途径、消耗品及零配件的供应、配套试剂盒的供应、试剂 的使用是否为开放式等，在选用时都应一并考虑。 4.3.2 自动生化分析仪性能评价指标 （1）精密度：包括批内重复性、总精密度、与厂商估计的精密度或临床要求的精密度比较。 （2）波长的准确性和线性：按相关方法进行检查。 （3）与其他仪器的相关性：即使是相同项目，用不同仪器测定，结果必然存在差别，为了取得一 致的结果，拥有两台仪器以上的实验室，有必要进行仪器之间的相关性校正。 4.4自动生化分析仪的参数设置、操作和维护保养 4.4.1 自动生化分析仪参数的正确设置和合理使用是仪器正常工作的前提条件。生化分析仪参数很 多，主要包括波长、温度、样品量和试剂量、分析方法和校正方法、反应时间设定、线性范围的设 置、机械臂与电子阀设置、计算机软件的设定等。 （1）波长的选择：当测定体系中只有一种组分或混合溶液中待测组分的吸收峰与其他共存物质 的吸收峰无重叠时，可用单波长检测。一般情况下自动生化分析仪常用双波长或多波长。 （2）温度的选择：自动生化分析仪通常设有25℃、30℃、37℃三种温度。 （3）分析方法的选择：自动生化分析仪分析方法是在常规检测方法的基础上，借助仪器的机械 和电子装置作进一步扩展。主要有终点分析法、连续监测法、比浊测定法等。 （4）样品量与试剂量的选择：一般按照试剂说明书上的比例，并结合仪器的特性，即样品和试 剂最小加样量及加样范围、最小反应体积等，进行设置。 （5）试剂的选择：单试剂或双试剂。 （6）分析时间的选择：一点终点法的分析时间应设在待测物质反应将完成时，过早会由于反应 未达到终点而影响结果的准确性，过迟易受其他反应物质干扰。二点终点法应选择合适的第一试剂

和第二试剂加入时间，以消除标本空白和内源性物质干扰。连续监测法的分析时间应选择在零级反 应期，以保证检测结果的准确性。 (7)线性范围的选择：线性范围应选择数据收集窗时间内吸光度变化的允许范围，用于自动生 化分析仪主要是设定吸光度的最大值和最小值。 (8)校正方法：自动生化分析仪有多种校正方法，常用的有一点校正、两点校正、多点校正、 线性和非线性校正等。 4.4.2自动生化分析仪的操作 (1)一般自动生化分析仪操作流程目前多数采用24小时不关机起始运行程序。 (2)分析流程 4.4.3自动生化分析仪的维护保养 (1)仪器工作环境 (2)流动此色池 (3)蠕动泵 (4)单色器和检测器 (5)仪器管道系统

和第二试剂加入时间，以消除标本空白和内源性物质干扰。连续监测法的分析时间应选择在零级反 应期，以保证检测结果的准确性。 （7）线性范围的选择：线性范围应选择数据收集窗时间内吸光度变化的允许范围，用于自动生 化分析仪主要是设定吸光度的最大值和最小值。 （8）校正方法：自动生化分析仪有多种校正方法，常用的有一点校正、两点校正、多点校正、 线性和非线性校正等。 4.4.2 自动生化分析仪的操作 （1）一般自动生化分析仪操作流程目前多数采用24小时不关机-起始运行程序。 （2）分析流程。 4.4.3 自动生化分析仪的维护保养 （1）仪器工作环境 （2）流动比色池 （3）蠕动泵 （4）单色器和检测器 （5）仪器管道系统