第五章色谱分析技术和色谱分析仪器

第一讲概论内容提要第一节学习《临床检验仪器学》课程的目的第二节临床检验仪器的特点、分类第三节临床检验仪器的常用性能指标和主要结构第四节临床检验仪器的管理第五节临床检验仪器的进展和发展趋势

教学基本要求明确学习《临床检验仪器学》课程的目的了解临床检验仪器的分类了解如何选用和维护临床检验仪器了解临床检验仪器的发展趋势熟悉临床检验仪器的特点熟悉临床检验仪器的主要部件掌握临床检验仪器常用的性能指标第一节学习《临床检验仪器学》课程的目的

随着现代医学的不断发展，检验医学已经不再是单纯地辅助临床诊断。各种检验项目的检测结果为临床医生和患者提供了真实可靠的实验室数据，对疾病的诊断、治疗病情监测、预后判断和健康评价发挥着重要作用。

第一节学习《临床检验仪器学》课程的目的

由于临床医学的发展和医学研究的诸多需要，检验方法的进展十分迅速。相应的医学检验仪器也日益先进。随着电子计算机技术向检验医学的广泛渗透，临床检验仪器的性能得到前所未有的发展。

全谱直读等离子体发射光谱仪第一节学习《临床检验仪器学》课程的目的微电子技术的进步、带有计算机软件处理的检验仪器的发展，又使临床检验仪器具有了更强的数据处理能力和图像处理的功能。随着各种高灵敏度、多功能、智能化程度较高的检测仪器的不断涌现和广泛应用，以及临床医学的发展对实验室检验，判断结果的依托性的不断增大，对检验工作者的专门知识和技术、技能要求越来越高。

第一节学习《临床检验仪器学》课程的目的

培养和提高医学院校检验专业各层次学生、实验室工作人员熟练掌握和使用各类现代化检验仪器，使之在疾病的诊断和治疗中发挥最佳的效能，已经成为相当急迫，重要的任务。

ARL9800系列X射线荧光光谱仪

《临床检验仪器学》是在人们认识疾病、明确诊断、观察疗效、推测预后和不断提高人类的生存质量的过程中逐步发展起来的一门新兴学科。

第一节学习《临床检验仪器学》课程的目的第一节学习《临床检验仪器学》课程的目的学习本课程可使同学们了解和掌握名目繁多的检验仪器的性能质量，掌握各种常用检验仪器的工作原理、分类结构、技术指标、使用方法、常见故障的排除、临床检验仪器中的计算机技术，关注其发展趋势及特点，以使有限的仪器得到综合应用，为他们更好地从事临床检验工作打下坚实的基础，这就是学习本课程的目的。

第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标一、临床检验仪器的特点临床检验仪器多是集光、机、电于一体的仪器，使用部件种类繁多。尤其是随着仪器自动化程度的提高和仪器的自动化、智能化，仪器功能的不断增强，各种自动检测、自动控制功能的增加，使临床检验仪器结构更加复杂。第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标一般来说，临床检验仪器具有以下特点：

1．涉及的技术领域广

临床检验仪器涉及光学、机械、电子、材料、计算机、传感器、生物化学、放射等多技术领域，是多学科技术相互渗透和结合的产物。

第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标2.结构复杂

高新技术的发展和应用，使得临床检验仪器基本实现光机电算一体化和智能化。电子技术、计算机技术和光电器件的不断发展和功能的完善，更多的新技术、新器件的推广应用，使得临床检验仪器的结构变得复杂。

第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标3．技术先进

临床检验仪器始终跟踪各相关学科的前沿。电子技术的发展、计算机的应用、新材料、新器件的应用、新的检验分析方法等都在医学检验仪器中体现出来。

4．精度高

临床检验仪器是用来测量某些组织、细胞的存在、组成、结构及特性并给出定性或定量的分析结果，所以要求精度非常高。临床检验仪器多属于较精密的仪器。第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标

全自动血沉动能分析仪第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标5．对使用环境要求严格

检验仪器的自动化、智能化、高精度、高分辨率，以及其中某些关键器件的特殊性质，决定了检验仪器对使用环境条件要求很严格。第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标二、临床检验仪器的分类考虑到临床检验中的使用习惯，本教材将所介绍的各种临床检验仪器，大体分为以下几类。

临床检验仪器第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标分离分析检验仪器

光谱分析检验仪器目视检验仪器

细胞及分子生物学检验仪器

临床检验常规仪器

其它临床检验仪器

分离分析检验仪器第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标低速离心机；高速离心机；超速离心机；气相色谱仪；高效液相色谱仪；等电聚焦电泳仪；高效毛细管电泳仪

第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标光谱分析检验仪器

紫外─可见分光光度计荧光分析仪原子吸收光谱仪原子发射光谱仪荧光光谱仪

目视检验仪器普通生物显微镜扫描电子显微镜透射电子显微镜相衬显微镜偏光显微镜紫外线显微镜荧光显微镜第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标细胞及分子生物学检验仪器包括：培养箱生物安全柜流式细胞仪基因扩增仪全自动DNA测序仪蛋白质自动测序仪第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标血细胞分析仪血液凝固分析仪血液流变学分析仪尿液分析仪尿沉渣分析仪微量蛋白比浊仪样品自动处理系统自动血培养仪半自动生化分析仪全自动生化分析仪电解质分析仪，血气酸碱分析仪；微生物快速检测仪；酶免疫分析仪，发光免疫分析仪磁分离酶联免疫测定仪

临床检验常规仪器γ计数器，血沉分析仪尿液分析仪其它临床检验仪器第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标及时检测仪器实验室自动化系统包括第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标三、临床检验仪器常用的性能指标

（一）灵敏度；

（二）误差；（三）噪音；（四）最小检测量；

（五）精度；

（六）可靠性；（七）重复性；（八）分辨率；（九）测量范围和示值范围；（十）线性范围；（十一）响应时间；（十二）频率响应范围。

第二节临床检验仪器的特点、分类和常用性能指标临床检验仪器的常用性能指标

（一）灵敏度

灵敏度指检验仪器在稳态下输出量变化与输入量变化之比，即检验仪器对单位浓度或质量的被检物质通过检测器时所产生的响应信号值变化大小的反应能力，它反映仪器能够检测的最小被测量。当灵敏度为定值时，检验仪器系统为线性的。

临床检验仪器的常用性能指标

（二）误差当对某物理量进行检测时，所测得的数值与真值之间的差异称为误差(error)。误差的大小反映了测量值对真值的偏离程度。

误差通常有两种表示方法。一是绝对误差，它只能说明检测结果偏离实际值的情况，但不能反映出检测的准确程度

；二是相对误差，它是绝对误差与被测量真值之比。相对误差只有大小和符号无量纲，但它能反映检测工作的精细程度。临床检验仪器的常用性能指标（三）噪音检测仪器在没有加入被检验物品(即输入为零)时，仪器输出信号的波动或变化范围即为噪音(noise)。引起噪音的原因很多，噪音的表现形式也有多种，均会影响检测结果的准确性，应力求避免。

临床检验仪器的常用性能指标（四）最小检测量

指检测仪器能确切反映的最小物质含量。仪表的灵敏度越大，在同样的噪音水平时其最小检测量越小。因此同一台仪器对不同物质的最小检测量也不一样。在比较仪器的性能时，必须取相同的样品。

临床检验仪器的常用性能指标（五）精度

精度是对检测可靠度或检测结果可靠度的一种评价，是指检测值偏离真值的程度。精度是一个定性的概念，其高低是用误差来衡量的，误差大则精度低，误差小则精度高。

临床检验仪器的常用性能指标（六）可靠性可靠性指仪器在规定的时期内及在保持其运行指标不超限的情况下执行其功能的能力。是反映仪器是否耐用的一项综合指标。临床检验仪器的常用性能指标（七）重复性重复性指在同一检测方法和检测条件(仪器、设备、检测者、环境条件)下，在一个不长的时间间隔内，连续多次检测同一参数，所得到的数据的分散程度。重复性反映一台设备固有误差的精密度。对于某一参数的检测结果，若重复性好，则表示该设备精度稳定。临床检验仪器的常用性能指标（八）分辨率分辨率是仪器设备能感觉、识别或探测的输入量(或能产生、能响应的输出量)的最小值。

分辨率是仪器的一个重要技术指标，它与精确度紧密相关，要提高检验仪器的检测精密度，必须相应地提高其分辨率。临床检验仪器的常用性能指标（九）测量范围和示值范围测量范围指在允许误差极限内仪器所能测出的被检测值的范围。检测仪器指示的被检测量值为示值；示值范围指在仪器所显示或指示的最小值到最大值的范围。示值范围即仪器量程，量程大则仪器检测性能好。临床检验仪器的常用性能指标（十）线性范围线性范围指输入与输出成正比例的范围。在此范围内，灵敏度保持定值。线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。大部分临床检验仪器所应用的原理都是非线性的，其线性度也是相对的。当所要求的检测精度较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的近似看作线性的，这会给检测带来极大的方便。

临床检验仪器的常用性能指标（十一）响应时间响应时间表示从被检测量发生变化到仪器给出正确示值所经历的时间。一般来说，响应时间越短越好。如果作为自动控制信号源，响应时间这个性能就显得特别重要，因为仪器反映越快，控制才能越及时。临床检验仪器的常用性能指标（十二）频率响应范围频率响应范围是为了获得足够精度的输出响应，仪器所允许的输入信号的频率范围。频率响应特性决定了被检测量的频率范围，频率响应高，被检测的物质频率范围就宽。一、临床检验仪器的主要部件

（一）取样(或加样)装置取样装置是把待检测的样品引入仪器。对于实验室仪器来说，其取样装置就是进样器。

第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准（二）预处理系统预处理系统是将样品先加以一系列处理，以满足检测系统对样品的各种状态的要求。预处理系统一般包括冷却器或恒温器、过滤器、净化器和保持仪器选择性的某种物理方法、化学方法、生物学方法的处理装置。其任务就是要求进入检验仪器的是一份有代表性、洁净、符合检验技术要求、没有任何干扰成分的样品。

第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准（三）分离装置将样品各个组分加以机械分离或物理区分的装置都属分离装置。对分离装置的要求，主要是分辨率。各组分检测仪器的分辨率的高低主要取决于分离装置。

第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准（四）检测器检测器是检测仪器的核心部分。工作时根据样品中待检测组分的含量发出相应的信号，这种信号多数是以电参数输出的。一台检测仪器的技术性能，特别是单组分检测仪器的技术性能，在很大程度上取决于检测器。第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准（五）信号处理系统信号处理系统是信号从检测器发出到显示出来过程中的一系列中间环节。对它的要求是确保信号不失真地传輸给显示装置。

第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准（六）显示装置

显示装置的功能就是把检测结果显示出来。一般有模拟显示和数字显示两种。数字显示是将信号处理后直接用数字显示检测数值。这是目前大力发展的一种显示方式。对于显示装置的要求是能精确显示出检测器发出的信号，响应速度快，能及时显示检测数据。第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准（七）补偿装置

补偿装置的作用是消除或降低客观条件或样品的状态对检测的影响，特别是环境的压力、温度的波动对检测结果的影响。

第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准（八）辅助装置

辅助装置是为了确保仪器测量的精度，保证操作条件而设置的附加装置。如恒温器、稳压电源、电磁隔绝装置、稳压阀等。目前，大多数检验仪器的辅助装置都采用多微处理器（CPU）系统，各工作单元独立的CPU之间也采用无噪声干扰的网络连接及传送，以提高其速度和准确性、稳定性。

第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准（九）样品前处理系统样品前处理系统的工作任务是将标本分类、离心、分装、编排、运送、存储等，不仅用于生化分析的样品处理，还可以用于免疫/血清、血液常规分析和尿液分析等各种标本的样品的分类和运送。

二、临床检验仪器的维护

1.正确使用操作人员应熟悉仪器性能，严格按照操作规程掌握正确的使用方法，使仪器始终保持在良好运行状态。

第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准2.环境要求

要有一个整齐清洁的实验室；应让仪器始终处于符合要求的温、湿度环境中；

要确保精密仪器远离腐蚀源；防震也是仪器对环境的基本要求之一。平时应注意做好环境监查工作。

3.电源要求应保证供电电源的电压稳定、波形失真小和具有正确良好的接地等；大型检验仪器应做到单独深埋接地并具有良好的抗干扰措施，比如采用隔离变压器等以保证仪器的灵敏度和可靠性。可配用高可靠性的UPS电源，

第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准4.定期校验应当按照仪器说明书提供的方法和标准(图谱)对仪器定期进行校验，以保证检测结果的准确可靠。第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准5.做好记录仪器的工作记录内容应包括仪器状态、开机或维修时间、操作维修人员、仪器工作内容及其他值得记录备查的内容。一方面可为将来的统计工作提供充分的数据，另一方面也可掌握某些需定期更换的零部件的使用情况，有助于辨别是正常消耗还是故障。第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准三、临床检验仪器的选用标准随着社会的进步和科学技术的发展，对检验仪器质量的评估越来越严格，选用的标准也越来越全面。选用临床检验仪器的标准应着眼于“全面质量”。全面质量是指仪器精密程度和价廉质高的总体评价，或者说是通过使用户满意而获得效果的总体水平。

第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准一般可从以下几个方面加以考虑：

1.要求仪器的精度等级高、应用范围广、检测范围宽、稳定性好、灵敏度高、噪音小、响应时间短；

2.要求仪器的检测速度快、检测参数多，结果准确可靠，重复性好；

3.用户操作程序界面全中文显示，操作简便，快捷；

4.有国内生产的配套试剂盒供应；第三节临床检验仪器的主要部件、维护和选用标准

5.仪器不失效的性能、寿命、可维修性和仪器的保存性能好，如仪器的装配合理、材料先进、采用标准件及同类产品通用零部件的程度高，售后维修服务好。

6.能充分体现高效益、低成本。目前，大多临床检验仪器已具备超微量分析的能力，检测全程由计算机控制，其智能化、自动化、一机多能化程度更高，许多仪器都集大型机的处理能力和小型机的应变能力于一身。

第四节临床检验仪器的进展和发展趋势

进入二十一世纪后，检验仪器技术更新快、高科技含量增长迅猛，正向自动化、智能化、一机多能化方向发展。

第四节临床检验仪器的进展和发展趋势定量免疫荧光检测仪基于微电子技术和计算机技术的应用实现了检验仪器的自动化，检测全程由计算机控制，其智能化、自动化、一机多能化程度更高。仪器的联用技术使得检验仪器检测速度更加超高速化、分析试样更加超微量化。

第四节临床检验仪器的进展和发展趋势二、临床检验仪器的发展趋势

1．由计算机技术和通信技术相结合而发展的计算机网络，已渗透到临床检验实验室中，形成了多用户共享高精度、高速度、多功能、高可靠性的检验仪器。第四节临床检验仪器的进展和发展趋势

2．利用物理学的新效应和高新技术及其成就开发新型高灵敏度、高稳定性、强抗干扰能力的新型传感器技术和纳米检测技术，研制新型的、高精度、高分辨率的检验仪器。同时，临床检验仪器超小型、多功能、低价格、更新换代频繁、床边和家庭型的方向迈进。第四节临床检验仪器的进展和发展趋势

3．模块式设计形成一个高质量多功能的检验系统，实现一机多用。一台仪器可测定常规、特殊生化、药物治疗、滥用药物、特种蛋白、免疫等多种项目还可以增添各种部件，扩展其功能。

第四节临床检验仪器的进展和发展趋势高级石墨炉原子吸收光谱仪

4．分子生物学技术已成为核心技术和前导术逐渐运用到检验设备的研发中去，影响着检验仪器发展的历程。生物传感器和芯片的应用将使检验仪器小型化，灵活多用，相应的检验仪器正在不断出现和发展。

第四节临床检验仪器的进展和发展趋势5.专家系统技术更趋完善，使临床检验仪器具有更高级的智能。自诊断自控、自调、自行判断决策等高智能功能，使检验仪器的操作使用更加方便、快捷。并向全能型、全自动化和先进的“人-机”对话方向迅速发展。第四节临床检验仪器的进展和发展趋势6.仪器更机器人化。由计算机控制的机械臂和数据处理分析系统能准确无误地完成各项任务，速度更加快捷。并能定期自动校检，排除人为因素和非标准干扰，结果存储便于查询，减少误差，缩短了出报告的时间。

第四节临床检验仪器的进展和发展趋势7.自动化（包括分析前、分析后的全过程）水