自动生化分析仪原理(结构与参数比较)

生化分析仪又称生化分析仪，是由计算机控制，将生化分析中的取样、加试剂、混合、保温反应、检测、结果计算、可靠性判断、显示打印、清洗等步骤结合起来自动操作的分析仪器。

一、生化分析仪的工作原理

生化分析仪的原理是:用多束垂直单色光束照射比色皿中的有色液体，通过被测样品对光能的吸收，由光电转换器(如光电池)将光信号转换成相应的电信号。信号被放大、整流并转换成数字信号，然后发送到计算机。同时，计算机控制和驱动电过滤轮和样品盘，计算机根据用户选择的工作模式对测量数据进行处理、计算、分析和保存。

生化分析仪一般采用终点法、速率法、电极法等检测方法，根据不同的检测方法得到不同的检测项目。

1.终点法的原理及其检测项目

终点法是z实验室常用的方法之一，是指反应混合物经过一定时间的反应后达到平衡(终点)，即显色反应处于稳定阶段时，检测其颜色的光子吸收强度，计算出被测物体的浓度。

终点法包括单波长和双波长终点法、比色法和比浊法、一点终点法和两点终点法(即固定时间法)。终点法主要检测项目包括总蛋白、白蛋白、葡萄糖氧化酶、肌肝、特殊蛋白及部分药物监测。

2.速率法原理及其检测项目

速率法是在酶反应的最佳条件下，以恒定的反应速率(零级反应周期)连续观察和记录底物或产物在一定反应时间内的变化，以单位时间内的初始反应速率计算酶活性大小和代谢物浓度的一种分析方法。

费率法包括两点费率法和多点费率法。速率法主要适用于酶活性和代谢产物的检测。

3.电极法原理及其检测项目

电极法是在离子选择电极和参比电极电位测量的基础上发展起来的。在电解质中，大多数盐将电离分为离子。在该电解质中，离子选择电极(指示电极)被插入作为电池的正电极，参考电极被用作电池的负电极以形成一次电池。然后在相关的离子选择电极和参比电极之间形成电势差，即电池电动势。通过测量电池电动势，可以测量相应的离子浓度。电极法的主要测量项目有K+、Na+、Cl-等。

二、生化分析仪的基本结构

生化分析仪可以说是在传统分光光度计的基础上发展起来的，是利用物质对光的吸收来对物质进行定性或定量的检测。在结构上，它包括加样系统、反应系统、检测系统、清洗系统、计算机系统等。

1.采样系统

生化分析仪的取样系统是将定量样品(通常为微量)和试剂加入指定的反应杯中进行反应的关键装置，一般包括定量移液器、取样针等。

保证采样精度的方法包括:①合理的液路设计和连接技术；②液位检测技术；③带量跟踪技术；④堵塞检测

2.反应体系

生化分析仪的反应大多是以转盘的形式而不是比色杯。在反应过程中，它按照固定的程序在加样臂、加液臂、搅拌棒、光路和清洗装置之间转动。

一些生化分析仪在试管中完成反应后被吸入试管中以比较颜色。现在比较常见的是反应和检测都在比色皿中进行，效率更高，特别适合连续监测。比色杯多由硬质应时玻璃、硬质玻璃、无紫外线吸收的丙烯酸塑料等制成。，具有不同的使用寿命。

3.探测系统

①光源:大多数生化分析仪采用卤钨灯作为光源。卤钨灯能在部分紫外区和整个可见光范围内产生强连续光谱，噪声低，漂移小。卤素灯，工作波长为325 ~ 800纳米。卤素灯的使用寿命较短，一般只有1000 ~ 5000小时。当灯的发光强度不够时，生化分析仪会自动报警，遇到时应更换。

②比色杯；比色皿的光径从0.5 ~ 0.7厘米到0.7厘米不等，通常是应时或优质塑料。

③分光光度计(单色仪)和检测器:

分光装置有两种:干涉滤光片和光栅分光。干涉滤光片价格便宜，但容易受潮发霉。通过科学合理的设计，利用滤光分光法可以获得与光栅分光相同的效果。光栅分束可分为全息反射光栅和蚀刻凹面光栅。前者是在玻璃上覆盖一层金属薄膜制成的，有一定的差异性，容易被腐朽的信息资源侵蚀。后者是将选定的波长固定刻在凹面玻璃上，耐磨、耐腐蚀、无差异。光栅分裂包括前分裂和后分裂；后分光的优点是不需要移动仪器的任何部件，可以同时进行双波长或多波长测量，降低了噪声，提高了分析的准确性和准确度，降低了故障率。因此，大多数现代生化分析仪采用后光谱测量技术。

探测器:探测器将光信号转换成电信号。理想的探测器应具有宽线性范围、低噪声和高灵敏度的特点。生化分析仪的探测器通常是光电倍增管或光电二极管。

4.清洗系统

在生化分析仪中，清洗反应杯有两种方式，即清洗机器中的反应杯和自动更换反应杯。通过清洗机器中的反应杯，反应杯可以重复使用。和搅拌棒被急流等自动冲刷。清洁装置通常由吸液针、喷液针和擦拭刷组成。

一般来说，吸出反应液后，生化分析仪先用碱性溶液冲洗，再用酸性溶液冲洗，z后再用去离子水冲洗3次，刷子的作用是吸干挂在杯壁上的水，刷体内有负压吸引装置。使用时注意雨刮器是否磨损。

5.计算机系统

计算机的硬件和软件是生化分析仪的大脑，其主要功能包括三个方面:

(1)为用户提供操作生化分析仪的界面，实现项目编辑、样品/试剂设置、项目申请与执行、结果输出、历史记录查询等。

②控制生化分析仪各部分的工作，实现各种生化分析方法和一些辅助功能。对于一台生化分析仪器来说，自动化程度越高，仪器的功能越强；

③数据分析、处理和计算，如患者信息和原始数据存储、实验室结果汇总报告、质控报告、质控数据计算图、质控回顾性检查和分析、质控材料和质控数据管理等。生化分析仪中的质量控制和患者结果也可以通过仪器计算机和实验室信息系统(LIS)之间的接口通过网络进行管理。

几种生化分析仪技术参数的比较