第十一章自动化分析技术

医学检验教研室宜春职业技术学院第十一章

自动化分析技术及相关仪器第一节实验室自动化3自动化（automation）全实验室的自动化(totallaboratoryautomation，TLA)实验室信息系统(1aboratoryinformationsystem，LIS)医院信息系统(hospitalinformationsystem，HIS)重点概念：4定义：

实验室技术人员用最小的劳动强度使用实验室仪器和样品处理设备来完成临床实验分析。

自动化（automation）准确、精密、快速、高效

自动化分析仪的优势：5目前自动化的范围：①检验申请→②收费→③样品采集→④样品标示→⑤运送→⑥样本的接(验)收、检验项目(含收费)的确认→⑦分析前处理(如离心、分注、贴标识)→⑧样品装载→⑨样品分析→⑩分析后处理

不仅仅是指分析过程的自动化，还包括分析前和分析后的自动化。

自动化的范围未来自动化的范围:6全实验室的自动化定义：借助实验室信息系统(1aboratoryinformationsystem，LIS)将临床实验室中各类自动化分析仪器(生物化学、血液学、分子诊断学、免疫学等)串联起来，组合成流水线作业的形式，把样品输送到不同的检测单元，并将各个仪器的检测结果合并输出，实现了远程检验申请、实时在线检测、远程审核结果和实验数据的共享。78全实验室自动化9自动化流水线正面观10TailEndofAutomationLine

（自动化流水线末端）11基本结构：硬件软件标本自动传送系统

标本前处理系统标本后处理系统

检测单元信息处理系统

12样本入口区域急诊标本装载区域条形码识别离心揭盖原始管装载&卸载,直接进行分析智能测试的贮存区域无链接仪器样本分类至原来区域样本分装样本入口区域

揭盖出口区域分析仪器无需离心样本贮藏室数据管理分析仪器

离心标本前(后)处理系统分装模块13样本分选自动离心自动智能分装自动开盖自动样本装卸重测存储复测14意义：1、逐步实现部门一体化，所需人力资源减少，效率提高；2、所用的标本量减少，更好的方便患者；3、人工操作减少，操作误差减少到最小；4、更快的处理标本；回报结果的能力增强；5、促进实验室操作的规范化；6、安全性和整个过程的控制更好；7、实验室占用较少的空间；8、全面提升临床检验的管理。

极大限度地减少了标本处理和数据处理等过程中所谓单调(dull)、脏(dirty)、危险(dangerous)的“3D”人工操作16实验室信息系统(laboratoryinformation

system，LIS)是以支持实验室日常工作、管理决策、科研等为目标的信息收集、处理、存储、传播和应用的系统，由信息系统和管理系统两部分组成。信息系统以实验室标本检测全过程中产生的数据管理为主，管理系统以实验室的经济、物资、人事、科研等管理决策为主。定义：1718医院信息系统

利用电子计算机和通讯设备，为医院所属各部门提供病人诊疗信息(PatientCareInformation)和行政管理信息（AdministrationInformation)的收集(Collect)、存储(Store)、处理(Process)、提取(Retrieve)和数据交换(Communicate)的能力并满足所有用户(AuthorizedUsers)的功能需求。

19第二节自动生化分析仪21自动生化分析仪(automaticbiochemicalanalyzer)，是把生化分析中的取样(样品稀释)、加试剂、混匀、保温反应、检测、结果计算、可靠性判断、显示和打印、清洗等步骤实现自动化的仪器。

特点灵敏准确快速节约标准化一、概述22二、全自动生化分析仪的主要类型、基本结构和工作原理(一)自动生化分析仪的类型

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。23根据反应装置的结构原理连续流动式

离心式

分立式

干化学式

24根据仪器的功能及复杂程度小型自动生化分析仪中型自动生化分析仪

大型自动生化分析仪

超大型自动生化分析仪

25根据同时可测定项目数量根据项目选择方式

单通道多通道随机任选式固定项目式根据仪器自动化程度全自动化半自动化26（二）连续流动式自动生化分析仪

检测特点：测定项目相同的各待测样品与试剂混合后的化学反应及整个分析过程，均在同一管道中经流动过程完成，又称管道式分析仪。空气分段系统式试剂分段系统式分类：27结构：①样品盘：用来放置待测样品和标准品②比例泵：提供使样品在仪器内进行运动的压力以及向流经管道的液体注入空气③混合管：将比重不同的液体充分混匀④透析器：去除反应管中大、小分子对反应的干扰，⑤恒温器：恒定反应所需温度⑥比色计和记录器：获得检测结果。28单通道管道式自动分析仪结构示意图29（三）离心式自动生化分析仪

结构与检测原理：

使用特殊材料制成的转盘作为反应器，转盘上有呈放射状排列的三个为一组的凹槽，可多达30组。检测时，将转盘放在离心机上作为转头，在靠近轴心的凹槽中加入试剂，中间凹槽中加入待测标本转盘转动后，在离心力的作用下，试剂与标本混合，发生反应。经适当的时间后，反应液最后流入离轴心最远的凹槽中，该凹槽的上下表面均由透明的塑料材料制成，可作为比色孔。当光源光束按垂直方向通过该比色孔时，完成比色测定。最后由微机进行数据处理、结果分析，并将测试结果显示并打印出来。。在分析过程中，样品与试剂的混合、反应和检测等每一步骤同时完成，属于“同步分析”。

30离心式自动分析仪结构示意图31（四）分立式自动生化分析仪

模拟手工操作的方式设计仪器并编制程序，以机械臂代替手工，按照程序依次进行有序的操作，完成项目检测及数据分析。检测特点：工作流程：32“顺序式”分析示意图33结构：样品盘(架)和取样装置试剂室(瓶)和取液装置混匀装置保温系统检测系统清洗系统计算机控制系统等3435基本结构和原理分析部分操作部分检测系统进样和加液系统反应系统清洗系统计算机系统36检测系统组成:

检测系统

(detectionsystem)光学系统信号检测系统功能:作为分析部分的核心，它的功能是将化学反应的光学变化转变成电信号。37光学系统功能:提供足够强度的光束、单色光及比色的光路。组成:由光源、光路系统、分光器、比色杯等组成。38光源：

一般采用卤素灯(多为12V20W)，寿命为800小时左右，提供波长范围为325nm～800nn的光源。39光路系统：定义:从发出光到信号接收的全部路径。

组成:由一组透镜、聚光镜、比色杯和分光元件等组成40光路的分类：直射式光路和集束式光路集束式光路的优点：使光束变窄，可检测低于180μl的反应液，使生化分析仪的超微量检测成为可能41前分光光路和后分光光路后分光的优点：①可同时选用双波长或多波长进行测定，提高了分析的精度和准确度；②不需调节仪器的任何部件，降低了噪声，，减少了故障率。42反射式光路：特点：①在干化学化分析仪中使用。②载体是固相的试纸，不具备透射功能，反光度与浓度成反比。43分光元件分类:滤光片、棱镜、全息反射式光栅和蚀刻式凹面光栅

滤光片均为干涉滤光片，有插入式和可旋转式滤光片槽、滤光片盘两种。全息反射式光栅是在玻璃上覆盖一层金属膜后制成，有一定程度的相差，易被腐蚀。蚀刻式光栅是将所选波长固定地刻制在凹面玻璃上(1mm内可以蚀刻4000～10000条线)，有耐磨损、抗腐蚀、无相差等优点44比色杯比色杯的厚度有0.5cm、0.6cm和1cm三种。光径小的可以减少样品和试剂用量。光径小于1cm时，仪器可以自动校正为1cm。45比色杯有二种类型：

2、反应杯兼作为比色杯：反应杯以不同形式逐个连接在一起，形成一个盘结构，按指定顺序通过光路，进行连续比色。1、流动比色池

:吸液器将试管内的有色溶液吸入固定的比色杯，进行比色后再吸出，此为单通道比色方式。46信号检测系统功能：是接收由光学系统产生的光信号，将其转换成电信号后放大，再把它们传送至数据处理单元。信号接收器：一般为硅(矩阵)二极管

信号传送方式：光电信号传送和光导纤维传送两种

47进样、加液系统功能：模仿人工操作，识别样品和试剂，并把它们加入到反应器中。样品架(盘)和试剂盘加液系统搅拌器组成：单通道全自动生化分析仪48495051多通道全自动生化分析仪52反应系统组成：反应盘和恒温系统两部分。反应盘

反应盘是生化反应的场所，全部的反应杯位于其中，目前的全自动生化分析仪都用反应杯兼作比色杯，置于恒温箱中。53恒温系统自动生化分析仪通过恒温系统保持温度的恒定，以保证反应的正常进行，其保持恒温的方式有干式恒温、水浴循环加热式、恒温液循环间接加热式三种：54清洗系统组成：一般由吸液针、吐液针和擦拭块组成，可有五至九段清洗，段就是冲洗的步骤。→→→清洗的工作流程：吸出反应液→吐入清洗剂→→→→吸干吐入去离子水吸干擦干5657计算机系统主要功能：

控制标本的识别、吸取样品和试剂、样品和试剂的反应、测定方法的选择、吸光度的检测、数据处理、校准方法、结果打印、质量监控等功能表现：具有各种测定方法、校准方法、仪器使用状态的实时监控、多种质量监控方式、项目间结果计算、各种统计功能、多种报告打印方式、数据存储和调用。

58三、全自动生化分析仪的性能及评价（一）性能：自动化程度分析效率精度和准确度应用范围及功能其它性能591.自动化程度定义：自动化程度指在人发出指令后，能够由仪器自己独立完成工作的程度和可同步分析的检测项目数量等。决定因素：取决于仪器所使用微机处理功能的大小。602.分析效率定义：指在测定方法相同的情况下分析仪的分析速度，即单位时间可处理标本的能力。决定因素：决定于一次测定中可测样品多少和可测项目的多少。表示方法:单通道分析仪，一次只能检测一个项目，分析效率较低，这里的分析效率指仪器一次可容纳的样品数量。多通道分析仪，一次可测定多个项目，分析速度一般表示为“test/h”

623.精度和准确度

取决于仪器各部件(加液、温度控制、波长、计时等)的加工精度和精确的工作状态以及加样精度、恒温方式和测光方式。634.应用范围及功能仪器的应用范围:指所能进行的分析方法以及可测定项目的种类。

分析方法除了分光光度法外，还能进行浊度法、离子选择性电极法、荧光法等测定。既可用终点法，也可作动态法检测。可测定项目，早期常规的生化检验指标，近年来免疫浊度法测定特种蛋白、药物监测的分析和微量元素测定很多分析仪还具有一些特殊的功能双波长和多波长的测光技术双试剂功能多种校准及质量控制功能655.其它性能仪器的取液量、最小反应液体积、反应时间、可测吸光度范围。试剂的使用是封闭式还是开放式仪器的性能价格比、条码识别功能等。检测能力,检测范围等66(二)自动生化分析仪的评价精密度评价波长检查相关性671.精密度评价内容：批内重复性和总精密度两个方面，反映仪器的测定结果的精密度。批内重复性测定批内重复性就是对样品的某一个或几个项目各重复测定20次，计算它的CV值即精密度，然后与厂家的该项技术指标进行比较。总精密度以血糖为例，选择两个浓度(有医学决定水平的正常和异常值)，每天测定2批，每个浓度各平行两次，两批之间的时间间隔不少于2小时，连续20天，要求每天必须做室内质量控制。然后计算总精密度(ST)。682.