醫療器械原理與結構組成系列講座之四 ----生化分析儀

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一、臨床檢驗及設備
  臨床檢驗是將病人的血液、體液、分泌物、排泄物和脫落物等標本，通過目視觀察、物理、化學、儀器或分子生物學方法檢測，并強調對檢驗全過程（分析前、分析中、分析后）采取嚴密質量管理措施以確保檢驗質量；從而為臨床、為病人提供有價值的實驗資料。臨床檢驗是一門多學科互相滲透、交叉融合的綜合性應用學科，涉及化學、物理學、生物學、生物化學、免疫學、微生物學、生理學、病理學、遺傳學、分子生物學、統計學和多門臨床醫學等學科。

二、自動生化分析儀的基本原理
   全自動生化分析儀是在傳統的分光光度計的基礎上發展來的。 全自動生化分析儀屬于光學式分析儀器，它基于物質對光的選擇性吸收，即分光光度法。 Lambert-Beer 定律：當入射光波長一定時，待測溶液的吸光度 A 與其濃度和液層厚度成正比，即 k 為比例系數，與溶液性質、溫度和入射波長有關。結構上包含分光光度計的主要組成部分，如: 光源、單色器(色散裝置)、比色池、檢測器等；另外，它還包括生化分析所需的特有部分，如: 加樣系統、清洗系統、溫控系統、軟件系統等。根據工作波段的不同，分光光度法可分為真空—紫外、可見光、紫外—可見和紫外—可見—近紅外，其工作波段分別為 0.1nm--200nm、 350nm--700nm、 185nm--900nm 和 185nm--2500nm。臨床生化分析，一般要求工作波長為 340nm-800nm，屬于紫外—可見分光光度法,紫外—可見分光光度法是上千種定量分析方法的基礎。單色器將光源發出的復色光分成單色光，特定波長的單色光通過盛有樣品溶液的比色池，光電轉換器將透射光轉換為電信號后送入信號處理系統進行分析。
三、自動生化分析儀的基本組成
    全自動生化分析儀組成： 1、檢測系統: 主要為分光光度計部分，光源，單色器，比色池，檢測器。 2、樣品試劑處理系統樣品架,試劑盤,識別裝置,機械臂,加液器,攪拌器 3、 反應系統:反應盤,恒溫箱 4、 清洗機構:吸液針,吐液針,擦洗塊 5、計算機系統 6、生化試劑
四、自動生化分析儀的檢測系統
（1）光源
大多數分析儀使用鹵素鎢絲燈，工作波長 325～800nm。 340nm 是發光強度最弱波段。鹵鎢燈在部分紫外區和整個可見光范圍內可產生較強的連續光譜，噪聲低，漂移小。貝克曼使用氘燈（ dao)，工作波長 285～750nm。氘燈可在紫外區產生一定強度的連續光譜，在可見區也能提供有用的光強，在 340nm 發光強度較好，紅外段發光較差，透射比濁反應測試靈敏度較差。
（2）單色器
單色器:是使不同波長的光以不同角度發散的組件。按色散元件的不同，可分為棱鏡單色器、光柵單色器和濾光片式單色器。
光柵:的色散率大，色散角與波長成線性關系，分辨率高，光譜范圍寬。
濾光片:是使用光的吸收和干涉原理從復色光中得到有限波長范圍的光學元件，分為吸收濾光片和干涉濾光片
（3）檢測器
檢測器:生化分析儀的檢測器一般為光電倍增管或光電二極管。
光電倍增管:紫外—可見范圍內有良好的靈敏度。光電倍增管檢測器只能一次檢測一個波長的吸光度。光電二極管檢測動態范圍寬，不怕強光、重量輕、壽命長及讀出速度快等優點，硅光電二極管的檢測范圍約是 170nm~1100nm。
（4）比色池
立式比色杯、分立式轉盤式比色杯、離心式比色盤、流動池。比色杯光徑 6-7mm，
少數為 10mm。 干式生化儀不需要比色杯， 袋式生化儀由試劑袋經擠壓自動形成比色杯（杜邦）。
? 石英玻璃反應杯：永久使用，耐磨性好，不耐強堿，對光衰減小，均一性好，成本較高。
? PVC 材料反應杯：耐磨性差，耐腐蝕性好，需定期更換，在紫外區吸收較大。
 （5）分光方式
   傳統的分光度測定普遍采用前分光，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)。
而現代大多生化分析儀采用后分光測量技術。后分光測定：將一束白光(混合光)先照到樣品杯，然后再用光柵分光，同時用一列發光二極管排在光柵后面作為檢測器。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減少故障率。