尿液分析(简介)

1、尿液分析仪尿液分析仪简介 临床泌尿系统、肝脏以及糖尿病等多种疾病均可导致尿成分的改变。由于尿液标本容易采集，所以尿液检验已广泛应用于临床疾病的辅助诊断，疾病进展监测、治疗效果或并发症的监测，以及对无症状人群进行的先天性或遗传性疾病的筛查。 尿液检验一般分为肉眼评价， 理化检查及沉查检查。检测方法有定性、半定量、定量与形态学检查，检测成分涉及到常规化学、特殊化学、细胞形态学与病原微生物等。其中尿液干化学分析由于其操作方便、测定迅速、结果准确、可实现自动化，并且对大批量标本能进行过筛试验，因此目前广泛应用于临床。尿液干化学分析的发展 自从1956年尔弗来德弗瑞（ Alfred free）发明了ci

2、linitix尿液分析仪历史上第一个试纸条测试方法以来，尿液的化学分析开始向干化学方法转变。当时有人采用单一干化学试带法测定尿中蛋白质和糖，利用肉眼观察试带中颜色的变化与标准板进行比较，得出相应的值。尿液干化学分析仪的出现给临床实验室尿液分析带来一个飞跃。 到了80 年代中期，由于计算机技术的迅速发展和广泛使用，尿液分析仪的自动化才得到迅猛发展，由半自动发展到全自动，测试项目由3 项发展到11项。测定速度最高可达300到500个标本每小时，这使得常规检测更为普及，更加方便。 尿液干化学分析仪的分类 尿液干化学分析仪按测试项目可分为： 8项尿液分析仪：代表仪器有日本或国产的MA4210，测试项目

3、包括尿蛋白、尿糖、尿pH、尿胆红素、尿胆素原、尿潜血酮体和尿亚硝酸盐。 9项尿液分析仪：代表仪器有德国RL-9 型，测试项目包括上述8项与尿白细胞。 10项尿液分析仪：代表仪器有德国的Miditron 型，美国的Cilinitex 型或国产的FA-100等，测试项目为上述9比重。 11液分析仪：代表仪器有韩国Vrisca n300型，测试项目为上述10项与尿维生素C，由于增加了维生素C反应膜块，所以可及时发现因维生素C 干扰所出现的葡萄糖、潜血、胆红质的结果偏差。 按自动化程度可分为 半自动尿液分析仪，这是近年来临床实验室普遍使用的尿液分析仪，代表仪器有德国的S urtrom、日本或国产的MA

4、-4290、国产的FA-100等。检测项目主要包括尿8项、尿9项、尿10 项、尿11 项。 全自动尿液分析仪，代表仪器有德国的S urtrom 型、日本的- AX-4290 型、美国的Cilinitex ATLAS，检测项目包括尿10 项、尿11 项或尿012项，部分还增加了可靠的浊度测定功能，对尿比重采用光析射率计算。全自动尿液分析仪由于从加样到最后的结果输出全部由仪器自动完成，并且实现了校对的标准化，实时质量控制以及随时插放急诊样品等功能，真正实现了尿液的自动化分析。 尿液干化学分析的标准化与质量控制 “ 浸渍条” 或试纸条为一个塑料条，上有一个或多个富含化学物质的反应块，尿与试剂块接触后

5、产生显色反应。较常用的试纸条包括下列项目：pH、亚硝酸盐、比重、白蛋白、葡萄糖、白细胞酯酶、血红蛋白、胆红素、尿胆原。 试纸条结构： 试纸条采用多层膜结构： 第一层尼龙膜起保护作用，防止大分子物质对反应的污染。 第二层绒制层，包括过碘酸盐区和试剂区，过碘酸盐区可以破坏维生素C的干扰物质；试剂区主要与尿液所测定的物质发生化学变化，产生颜色变化。 第三层是吸水层，可使尿液均匀快速地浸入，并抑制尿液流到相邻的反应区。 最后一层选取尿液不浸润的塑料片作为支撑体。 尿液分析仪的测试原理 这里我们以URIFLET 系列8A 型试剂带为例说明尿液分析仪的工作原理。8A型试剂带是在一块长90mm、宽5mm,

6、的透明塑料条上的一端，每隔2mm 粘上一块5mm 宽的四方块试纸块，共有九块，按尿胆素原、胆红素、酮体、潜血、蛋白质、葡萄糖、pH值、空白块、亚硝酸盐的顺序排列。 测试时，将试剂带浸没在尿液中。浸了尿液的试剂带，由于化学反应而发生颜色变化。试剂块的颜色深浅对光的吸收和反射程度不同，颜色越深，相应某种成分浓度越高，吸收光量值越大，反射光量值越小，反射率也越小；反之，反射率越大。也就是说：颜色的深浅与光的反射率成比例关系，而颜色的深浅又与尿液中的各种成分的 浓度也成比例关系。所以只要测得光的反射率，即可以求得尿液中各种成分的浓度。 尿液分析仪通常采用双波长光度计法测试试剂带上试剂块的颜色变化。所谓

7、双波长法是指：一种波长的光为测定光，它是被测试剂块的敏感特征光；另一种光为参考光，是被测试剂块不敏感的光，用于消除背景光和其他杂散光的影响。 尿液分析仪的结构 尿液分析仪由机械系统、光学系统、电路系统三部分组成。 机械系统主要功能是将待检试纸条传送到位，将检测后的试纸条排人废物盒。 半自动分类： 试剂带架式：将试剂带放入试剂带槽内，传送试剂带架到光学系统检测后回位； 试剂带传送带式：将试剂带放入试剂带架内，传送装置或机械手传送到光学系统检测后回位； 自动分析仪： 浸式加样：由试剂带传送装置、采样装置和测量装置组成； 点式加样：由试剂带传送装置、采样装置、加样装置和测量装置组成。 光学系统通常包

8、括光源、单色处理、光电转换三部分。光线射到反应区表面产生反射光，反射光的强度与各个项目的反应颜色成正比。不同强度的反射光再经光电转换器转换为电信号进行处理。不同厂家其尿液分析仪的光学系统不尽相同。 1）LED系统 采用了可以发射特定波长的发光二极管作为检测光源，两个检测头都有三个不同波长发光二极管，对应于特定检测项目，它们相对于检测面60度角照射到反应区上。作为光电转换器件的光电二极管直接安装在反应区上方，在检测光照射的同时接收反射光。 2）滤光片系统 高亮度卤钨灯为光源，经光导纤维传导到两个检测头。入射光以45度角照射到反应区上。在反应区的正上方也固定有一组光纤，反射光被传导至滤光片分光，单

9、色化之后的光信号再经光电二极管转换为电信号。 3）CCD系统 CCD的基本单元是MOS（金属-氧化物-半导体），其突出特点是以电荷作为信号，而不是以电压或电流。 CCD器件具有良好的光电转换特性，光电转换因子可达99.7%。以高压氙灯作为光源，特点发光光谱接近日光；放电通路窄，发光效率高。 电路系统的作用是，将转换后的电信号放大，经模/数转换后送CPU处理计算出最终检测结果，然后将结果输出到屏幕显示并送打印机打印。 CPU不但负责检测数据的处理，而且控制了整个机械、光学系统的运作，并通过软件实现了多种功能。 尿液分析仪的工作原理为：在微电脑的控制下，用双波长测定试剂带上的颜色变化。试剂带上有数

10、个含有各种试剂的试剂垫，各自与尿中相应成分进行独立反应，显示不同颜色，颜色的深度与尿液中某种成分呈比例关系。试剂带中还有另一个垫“ 补偿区” 作为尿液本底颜色，以对有色尿及仪器变化等产生的误差进行补偿。 将沾附有尿液的试剂带放在仪器比色槽内，试剂带上已产生化学反应的各种试剂垫被光源照射，其反射光被接收器接收，反射光的强度与各个项目的反应颜色成正比。不同强度的反射光再经光电转换器件转换为电信号送到电路系统进行处理。电路系统首先将该信号放大，经模A/D数转换后送中央微处理器。 CPU算出被测的每块试剂块的反射率，并与事先存于CPU中的反射率及分析成分浓度关系的曲线相比较，最后将结果输出至屏幕显示，

11、并送打印机打印。 1) 光电系统 光电系统的结构，光源灯发出的白光通过球面积分仪的通光筒，照射到试剂块上，试剂块把光反射到球面积分仪中。 积分球的内部为球面形状，球面上镀有反射层，它具有会聚光线的作用。也就是说，试剂块上的任一方向的反射光在内球面镜中经多次全反射后，在球面的任何一点都可以接收到，也即在球面任何一点可以接收到各个方向散射光之和。 球面积分仪上有三块滤色片和三个光电管，对应于波长为550nm、620nm、720nm的光。其中720nm 为参考波长，每扫描一个试剂块有一个测定波长和参考波长光电管工作，将光信号变成电信号。 亚硝酸盐、酮体、胆红素、尿胆素原的测定光波长为550nm， p

12、H、葡萄糖、蛋白质、潜血的测定光波长为620nm， 各试剂块所选用的参考波长均为720nm。 2.电路系统 本机的电路由CPU电路、稳压电源、前置放大器、连续工作放大电路、打印电路和显示电路组成。两路光电管检测的信号（ 测定光、参考光），经模拟信号电路处理送到电子开关，电子开关对两路分别进行采样，并将采样电压送到I/V 转换器，变成频率变化信号。剩下的工作由单片机系统完成。 尿液分析仪的维护和保养 1.仪器的安装要求 要求环境温度在10-30，相对湿度80% ，接地良好，电源电压220V（5%10%) 。仪器安装位置要便于操作，打印纸不要装反，要装入足够的打印纸，不能让打印机空打，否则打印头易

13、损坏。试剂带架安装前须充分干燥，但不要烘烤和靠近热源。 2.使用仪器的注意事项 整机的清洁是维持良好运行的保证。保证使用干净的取样杯，使用新鲜的混合尿样，必须使用与机器相配套的试剂带，试剂带浸入尿样的时间为2 秒，所有试剂块包括参考块在内全部浸入尿样中，使用浓缩的新鲜尿液，须稀释。仪器使用的最佳温度 为2025，室温和尿样最好维持在这一温度范围内。 3. 尿液分析仪的各部件的保养 本仪器属精密的光电仪器，须精心管理保养。如不按规程操作，会扰乱仪器的正常工作，引起不良的后果。试剂带架。每天清洗试剂带架。从仪器内抽出试剂带架，使用无腐蚀的洗涤剂清洗，用清理工具从槽沟中清除积累的杂物，清洗完安装前要

14、充分干燥。 过量尿液从试剂带架下的排泄孔吸出，当孔被塞住或有渗漏时，就不能排出，应定期检查此孔， 及时疏通。 由于光学部分在试剂带上面扫描，容易被逐渐弄脏，应定期清理。 尿液分析仪常见故障与维修 光源灯泡安装不当，灯泡不合格，整机供电异常等。处理方法：更换灯泡；检查供电电路等。 驱动头运动受阻，驱动电机损坏或供电电路异常。处理方法： 检修各运动部件；润滑各部件；检查电机及其供电电路等。 仪器不进行测试，驱动部分异常，试剂带放置错误。处理方法：检修驱动部件；重新放好试剂带。 光源强度不足，灯泡老化，光敏测试孔太脏，光路受阻，反光片太脏，光源灯泡供电异常；球面积分仪故障。处理方法： 更换灯炮， 清

15、洁光路， 检查灯泡供电电压，检修或更换球面积分仪。 暂停状态，不能连续测试， 试剂带架及带架下透光孔太脏， 光敏检测系统故障，开机自检时放入测试带或试剂带架位置错。处理方法：清洁带架及光敏检测孔。取出试剂带后再开机，检修光敏检测电路。 光学系统运动不到位或不运动 光学系统不运动，应首先判断电机是否有问题， 如果电机损坏， 只好更换电机。若检查电机未坏，供电又正常，肯定是电机阻力太大，这种情况也会造成光学系统运动不到位。电机位于试剂带台的下面，如果多余的尿液清除不净，就会积聚侵蚀到电机内部和变速齿轮系统，日复一日，造成电机损坏或变速齿轮运转不畅。这时要小心打开变速部分，清除锈蚀和尿渍，涂上黄油或

16、凡士林，按原位装好，同时清除齿轮上的污垢并润滑，机器就可正常工作。 负压泵不能产生负压 负压泵最易出故障的部件是由橡胶制成的“ 皮碗”，两只皮碗在电磁铁的作用下形成推挽状态而产生负压。“ 皮碗” 老化、破损，导致漏气，就不能产生负压。这时就需要更换新的皮碗。 此外，负压泵吸走的是多余的尿液，所以它的管路很脏，容易堵塞。要定期用蒸馏水清洗排液小孔和管路，以保畅通；要定期倒掉废液瓶中的废液。 字符不清楚的原因：一是热敏头的供电电压偏低，二是打印头沾有污物。导致供电压偏低的原因也有二种情况：本身电源电压偏低，其次是本机电源电路有故障，不能产生所需的工作电压。针对第一种情况，应该使用精度较高的交流稳压

17、器；后一种情况，应熟悉电流电路，对症下药，找出有故障的元件。若故障是打印头沾有污物引起，应用纱布沾上10%HCL 溶液轻轻擦洗打印头，故障即可排除。 另外字符缺行的故障，通常是热敏片阻值差异较大（ 对国产品而言），信号电流较大，加之长期使用均可使阻值变大或开路，不能发热，热敏纸不变色，从而造成缺行。排除此故障只有更换热敏头。 UF-1000i荧光染色的尿液流式细胞分析仪，检测部荧光染色的尿液流式细胞分析仪，检测部运用红色半导体激光运用红色半导体激光前向散射光、侧向散射光和侧向荧光信息前向散射光、侧向散射光和侧向荧光信息的综合判断提高了颗粒分类的准确度降的综合判断提高了颗粒分类的准确度降低干扰低

18、干扰双检测通道（沉渣通道、细菌通道）双检测通道（沉渣通道、细菌通道） UF-1000i尿沉渣分析仪 它应用了流式细胞和电阻抗原理：当一个尿液标本被稀释和染色后，靠液压作用通过鞘液流动室。当样品进入鞘液流动室时，被鞘液包围而以单个细胞排列形式通过流动室的中心轴线，在这里每个尿细胞被氩激光光束照射。 每个细胞产生不同程度的荧光强度和散射光强度，以及不同的电阻抗。荧光强度反映细胞的定量特性，如细胞膜、线粒体和核酸等；散射光强度是前散射光，主要反映细胞大小；电阻抗信号主要与细胞的体积成正比。流式细胞法示意图流式细胞法示意图侧向散射光侧向荧光前向散射光激光束(635nm)半导体激光(635nm)二向色镜

19、光电倍增管(荧光)光电倍增管(侧向散射光)光电二极管(前向散射光)流动池 S-FSC: 前向散射光强度，颗粒大小 S-FLH: 荧光强度(高灵敏度)，颗粒核酸的染色强度 S-SSC: 侧向散射光强度，颗粒的内部复杂性 S-FSCW:前向散射光脉冲宽度，颗粒的长度 S-FLLW: 低灵敏度的荧光脉冲宽度，颗粒部分的脉冲宽度 S-FLLW2: 荧光脉冲宽度2，颗粒的核强染色部分的脉冲宽度 全自动尿沉渣分析仪主要由光学检测系统、液压系统、电阻抗检测系统和电路系统。光学系统由氩激光器、激光反射系统、流动室、前向光采集器和前向光检测器组成。激光作为光源，被双色反射镜反射，被聚光镜收集形成射束点，并聚集于

20、流动室中央。样品经过流动室时，细胞被激光光束照射而产生散射光和荧光信号。前散射光被光电二极管转换为电信号，被输送到微处理器。荧光则通过滤光片滤过一定波长的荧光后输送到光电倍增管转换成电信号，然后送到微处理器。 液压系统主要形成鞘液流动。反应池的染色标本经真空作用吸入鞘液流动室。鞘液形成一股液涡流，使尿液细胞形成单个排列。两种液体互不混合，保证了尿液细胞永远在鞘液中心通过。鞘液流动提高了细胞计数的精度，减少了流动室被尿液污染的可能。 电阻抗检测系统包括测定细胞体积的电阻抗系统和测定尿液导电率的传导系统。电阻抗检测方法是小孔变阻法，即当尿液细胞通过小孔时，在电极间产生的阻抗变化而引起电压发生变化，

21、电压值主要与细胞体积有关。测定导电率采用电极法。在样品进入流动室前，在样品两侧各有一个传导性感受器，接受导电率电信号，放大后直接送到微处理器。电子系统主要用于接受各种电信号，并进行相应的处理。 定量检测参数（12项） RBC、WBC、EC、CAST、BACT、P-CAST、SRC、YLC、CRYSTAL、SPERM、MUCUS、COND. 研究参数信息（3项） 红细胞形态学信息（血尿来源判断） 尿电导率分级 UTI信息（尿路感染致病菌初筛） RBC在20个/L以上时会提示上述信息Dysmorphic？ Mixed？ Isomorphic？ 红细胞信息通过红细胞前向散射光直方图获得。红细胞主要群体大小和红细胞大小分布宽度，来提示红细胞的来源，如果可能来源于肾小球，将会显示报警信号Dysmorphic？。如果来源可能不是肾小球（膀胱，尿路出血），将会显示报警信号Isomorphic？ 既不是Dysmorphic？也不是 Isomorphic？的情况下，将显示Mixed? 尿液电导率定量分级信息 表达电流通过导体的难易程度的指标表达电流通过导体的难易程度的指标 尿液电导率与