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分立式自動生化分析儀的分析原理(一)
發布時間：2017-09-01
分立式自動生化分析儀問世于20世紀60年代，是目前國內外實驗室應用最多的一類自動生化分析儀，一般都可以任意選擇測定項目，故又稱為任選式自動生化分析儀。
(一)工作原理
分立式自動生化分析儀是按人工操作的方式編碼程序，并以有序的機械操作代替人工操作，用加樣探針將樣品加入各自的反應杯中，試劑探針按一定時間自動定量加入試劑，經攪拌器充分混勻后在一定條件下反應，按程序依次完成各項操作的自動分析儀器。儀器操作過程中的各環節用傳送帶連接，按順序依次操作，故稱為“順序式分析”(圖19―1)。
(二)儀器基本結構與功能
自動生化分析儀由樣品處理系統、檢測系統和計算機系統組成(圖19-2)。其樣品處理系統包括樣品架和試劑盤、加液器、攪拌器，其檢測系統由光源、分光裝置、比色杯、恒溫裝置及清洗系統等組成，其計算機系統與儀器結合在一起，是自動生化分析儀的核心。
1．樣品處理系統 該系統的功能是通過模仿人工操作，識別樣品和試劑，并把它們加入反應器中，包括放置樣品和試劑的場所、識別裝置、機械臂和加樣器等。
(1)樣品架與試劑盤：樣品架有圓盤狀、傳送條帶狀、軌道式及鏈式進樣等類型，用以放置樣品杯或原始樣品管。帶讀碼器的分析儀可以直接掃描樣品管上的條形碼信息，并將信息傳送至聯機電腦，由后者檢索數據庫中有關該樣品的檢驗項目等信息，再將樣品信息反饋給分析儀的控制電腦，由其指令分析儀進行分析測定；無條形碼的分析儀需人工輸入樣品的相關信息及檢測項目。試劑盤放于試劑室內，用于放置實驗項目所用的試劑，一般都設有冷藏裝置(4～15℃)，以提高在線試劑的穩定期，通常試劑倉可同時放置幾十種試劑。有試劑倉條形碼讀碼器的分析儀，設有條形碼檢查系統，可對試劑的種類、批號、存量、有效期和校準曲線等進行核對校驗。試劑加樣的工作方式與樣品吸樣基本相同，但試劑在加樣結束后需要進行攪拌。采用雙試劑的分析儀還包括第二試劑室和第二試劑加樣器。
(2)加液器：加液器由機械臂控制，包括定量吸量器和加樣針兩部分，一般由特殊的硬質玻璃或塑料制成。機械臂根據計算機的指令攜帶樣品針或試劑針移動至指定位置，由吸量器準確吸量，轉移至反應杯中。目前的定量吸取技術采用脈沖數字步進電機定位，定位準確，故障率低。加樣針與試劑針均設有液面感應器，防止探針損傷和減少攜帶污染。有的分析儀設有阻塞檢測報警系統，當探針遇到樣品中的血凝塊等物質阻塞時，儀器會自動報警、沖洗探針，并跳過當前樣品，對下一樣品加樣。有的還有智能化防撞裝置，當遇到阻礙時探針立即停止運動并報警。在某些分析儀上，采樣器和加液器組合在一起，加樣品和加試劑或稀釋液一個探針一次完成。
(3)攪拌器：有機械式攪拌混勻和超聲混勻兩種方式，由電機和攪拌棒組成，電機運動帶動攪拌棒高速轉動，使反應液和樣品充分混勻。攪拌棒的下端是一個扁金屬桿，表面涂有一層不黏附的材料或特殊的防黏附清洗劑，可減少攜帶率，降低攜帶污染率。
2．檢測系統
(1)光路系統：自動生化分析儀的光源多采用鹵素燈，工作波長為325～800nm。鹵素燈的使用壽命較短，一般只有1000～l 500小時。當燈的發光強度不夠時，儀器會自動報警，應及時更換。部分生化分析儀采用的是長壽命的氙燈，工作波長285～750nm，24小時重，有些分析儀附加安裝水冷卻裝置，以延長光源的使用壽命。光路由一組透射鏡、聚光鏡、光徑(比色杯)和分光元件等組成。根據光路設計方式不同可分為前分光和后分光兩種。傳統的分光度測定普遍采用前分光(圖19．3)，即在光源燈和樣品杯之間先要用濾光片、棱鏡或光柵分光，通過可調的狹縫，取得與樣品“互補”的單色光之后，照射到樣品杯，再用光電池或光電管作為檢測器，測定樣品對單色光的吸收量(吸光度)。而目前大多數生化分析儀采用后分光測量技術。后分光測定是將一束白光(混合光)先照射樣品杯，然后用光柵分光，再進行吸光度的檢測，可以在同一體系中測定多種成分(圖19-4)。后分光的優點是不需移動儀器比色系統中的任何部件，可同時選用雙波長或多波長進行測定，這樣可降低比色的噪聲，提高分析的精確度和降低故障率。
參考資料：分析化學
