生化分析仪的基本原理与结构
《生化分析仪》课件
02
微型化生化分析仪将适用于特殊环境，如野外、战场等，满足
特殊需求。
微型化仪器在家庭医疗中的应用
03
随着家庭医疗的发展，微型化生化分析仪将进入家庭，方便个
人进行自我检测。
多功能化
01
02
03
检测项目多样化
生化分析仪将能够检测更 多的生物化学指标，满足 更广泛的医疗需求。
多合一检测
生化分析仪将实现多合一 检测，即一次检测多个指 标，提高检测效率。
对样本需求量大
为了获得更准确的检测结果，生化分 析仪通常需要较大的样本量，这对一 些稀有样本来说是个挑战。
对环境要求高
生化分析仪对环境的要求较高，需要 恒温、恒湿的环境才能保证其正常运 行，增加了维护成本。
06
生化分析仪的未来 发展趋势
智能化
自动化检测
生化分析仪将实现更高程度的自 动化，减少人工操作，提高检测 效率和准确性。
生化分析仪的发展历程
总结词
生化分析仪经历了从手工操作到自动化、智能化的发 展过程。
详细描述
最初，生化分析需要手工操作，效率低下且误差较大。 随着科技的不断进步，生化分析仪逐渐实现了自动化和 智能化，大大提高了检测效率和准确性。现代生化分析 仪集成了计算机技术、光学技术、电化学技术等多种高 科技手段，具有自动进样、自动检测、自动清洗等功能 ，且能够实现快速、准确的检测结果输出。未来，生化 分析仪将继续朝着更高精度、更高效率、更智能化的方 向发展，为人类的健康和科技进步做出更大的贡献。
跨学科应用
生化分析仪不仅限于医学 领域，还将拓展到环境监 测、食品安全等领域，实 现跨学科应用。
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详细描述
生化分析仪通过测量酶促反应过程中产物浓度的变化，推算出酶的活性或底物浓度。酶促反应具有特定的动力学 特征，通过监测反应速率或产物生成速率，可以计算出酶的活性或底物浓度。
生化分析原理及应用
实验室常用条形码类型有CODE 39、CODE 128、2 of 5 Standard、Interleaved2of 5等。要自编样品条形码需要条 形码输入器，条形码阅读系统与条形码要匹配。已有全自动试 管分配暨条形码粘贴准备系统。
自动生化分析仪工作原理
生化分析仪（Chemistry Analyzer）是临床检验中经常使用的 重要分析仪器之一它通过对血液或者其他体液的分析来测定各种生化 指标：如转氨酶、血红蛋白、白蛋白、总蛋白、胆固醇、肌肝、葡萄 糖、无机磷、淀粉酶、钙等。结合其他临床资料，进行综合分析，可 以帮助诊断疾病，对器官功能做出评价，鉴别并发因子，以及决定今 后治疗的基准等。
②样品探引(Probe)与加样臂相联，直接吸取样品。探针均设有 液面感应器，防止探针损伤和减少携带污染。有的设有阻塞检测报 警系统当探针样品中的血凝块等物质阻塞时．仪器会自动报警冲洗 探针，并跳过当前样品，对下一样品加样。有的还有智能化防撞装 置遇到阻碍探针立即停止运动并报警。即使如此，它仍是非正规操 作时的易损件。为了保护探针，除预先需要根据样品容器的高低、 最低液面高度等进行设置外、，样品容器的规格、放置以及液面高 度等设定条件不得随意改变。在某些仪器上，采样器和加液器组合 在一起，加样品和加试剂或稀释液一个探针一次完成。
自动生化分析仪基本结构及工作原理
二)典型分立式自动生化分析仪基本结构
1．样品(Sample)系统 样品包括校准品、质控品和病人样品。系统一般由样品装载、
生化分析仪的原理
反应系统（2）
(3)温控装置生化分析仪通过恒温控制装置来保持孵育温 度的调控和恒定也是由计算机来控制的，理想的孵育温度 波动应小于±01℃。保持恒温的方式有三种。①空气浴恒 温：即在比色杯与加热器之间隔有空气。空气浴恒温的特 点是方便、速度快、不需要特殊材料。罗氏(Roche)的 cobas和0lympus Au2700系统采用的就是空气浴恒温模式。 ②水浴循环式：即在比色杯周围充盈有水，加热器控制水 的温度。水浴恒热的特点是温度恒定，但需特殊的防腐剂 以保证水质的洁净，且要定期更换循环水。日立系统生化 分析仪采用的即是水浴循环恒温装置。⑧恒温液循环间接 加热式：结构原理是在比色杯周围流动着一种特殊的恒温 液(具无味、无污染、惰性、不蒸发等特点)。比色杯和恒 温液之间有极小的空气狭缝，恒温液通过加热狭缝的空气 达到恒温，其温度稳定性优于干式，和水浴式循环式相比 不需要特殊保养。
全自动生化分析仪
全自动生化分析仪的工作原理 自动生化分析仪应用现状 自动生化分析仪的应用要求 检验设备自动化与检验效益关系
1
全自动生化分析仪的工作原理
基本结构 仪器一般工作流程 主要操作程序 基本测定方法
2
按照反应装置的结构
流动式 指测定项目相同的各待测样品与试剂混合后的化 学反应在同一管道流动的过程中完成。这是第一代自动生 化分析仪。 分立式 指各待测样品与试剂混合后的化学反应都是在各 自的反应杯中完成。其中有几类分支。 (1)典型分立式自动生化分析仪。此型仪器应用最广。 (2)离心式自动生化分析仪，每个待测样品都是在离心力 的作用下，在各自的反应槽内与试剂混合，完成化学反应 并测定。由于混合，反应和检测几乎同时完成，它的分析 效率较高。 袋式自动生化分析仪是以试剂袋来代替反应杯和比色杯， 每个待测样品在各自的试剂袋内反应并测定。 固相试剂自定生化分析仪(亦称干化学式自动分析仪) 是 将试剂固相于胶片或滤纸片等载体上，每个待测样品滴加 在相应试纸条上进行反应及测定。操作快捷、便于携带是 它的优点。
生化分析仪的原理和应用
生化分析仪的原理和应用一. 生化分析仪的原理生化分析仪是一种应用于生物医学领域的分析仪器，通过测量和分析生物样本中的化学成分来获得有关生物体内化学过程的信息。
生化分析仪基于一系列的原理和技术来进行样本的分析和测试。
1. 光谱分析原理生化分析仪的光谱分析原理是其中一项主要原理。
它利用吸收、发射、散射等光的特性来分析样本中的化学成分。
在生化分析仪中，常常采用紫外光、可见光和红外光等不同波长的光源，根据不同化学成分对不同波长光的吸收或发射情况进行测量和分析。
2. 电化学分析原理电化学分析原理是另一项常用于生化分析仪的原理。
它通过测量电化学响应来分析和检测样本中的化学成分。
常见的电化学分析方法包括电位法、电流法和阻抗法等。
电化学分析原理在药物代谢、血液检测、生物传感器等领域具有广泛的应用。
3. 酶标仪原理酶标仪是生化分析仪的一种常见类型，其原理是利用酶作用来测量和分析样本中的化学物质。
酶标仪通常会添加特定酶到样本中，酶与目标化学物质发生反应后产生可测量的信号。
常见的酶标仪原理包括酶联免疫吸附试验（ELISA）和酶联免疫检测（EIA）等。
二. 生化分析仪的应用生化分析仪在生物医学领域有着广泛的应用，对于疾病诊断、药物研发和临床监测等方面起着重要作用。
以下列举了几个常见的生化分析仪的应用场景。
1. 临床化验生化分析仪在临床化验方面有着重要的应用。
它可以分析和测量血液、尿液、体液等样本中的生化指标，例如血液中的血红蛋白、白细胞计数和血糖水平等。
通过对这些指标的测量和分析，可以帮助医生诊断疾病、监测患者病情以及评估治疗效果。
2. 药物研发生化分析仪在药物研发过程中起到了至关重要的作用。
它可以用于分析和评估新药的药代动力学和药效学特性，例如药物的吸收速度、分布情况和代谢途径等。
通过生化分析仪的测试和分析，研究人员可以获得新药的关键信息，从而进行药物优化和剂量调整，提高药物疗效和安全性。
3. 食品安全检测生化分析仪在食品安全检测方面也有着广泛应用。
自动生化分析仪
血红蛋白、胆红素、乳糜的光谱吸收曲线
（5）反应方向 有正向和负向两种，正向反应吸光度增加， 负向反应吸光度下降。 （6）样品量与试剂量 一般按照试剂说明书上的比例，并结合仪 器的特性，即样品和试剂最小加样量及加 样范围、最小反应体积等，进行设置。
（7） 试剂选择 单试剂法：在反应过程中只加一 次试剂的方法 双试剂法：在反应过程中试剂分 开配制和加入反应系统，可消除干 扰和非特异性反应，稳定试剂，使 检测结果更准确。
分光装置
前分光
衍射光栅后分光
比色杯
样品装载盘
急诊（STAT）进样口
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四、自动生化分析仪的工作过程
1. 取样加试剂和混匀 2. 保温反应和吸光度检测 3. 计算并显示或打印结果
五、自动生化分析仪 的参数设置
必选分析参数
备选分析参数
必选分析参数 （1）试验代号（test code） 即测定项目标识符 ，通常以项目英文缩写 表示。
根据仪器的结构、原理不同分类
–分立式自动生化分析仪
–干化学式自动生化分析仪 –连续流动式自动生化分析仪 –离心式自动生化分析仪
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(一)分立式自动生化分析仪
1.原理 按手工操作的方式编排程序，以有序的机 械操作代替手工操作。 2.结构 与管道式自动生化分析仪在结构上的主要 区别为前者各个样品和试剂在各自的试管中起反 应；后者是在同一管道中起反应
半、全自动分析仪比较
二、自动生化分析仪的工作原理
属光学分析仪器，检测原理基于物质对光的 选择性吸收，一般工作波长340nm800nm， 属紫外-可见分光光度法。
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三、自动生化分析仪的基本结构
由样品处理系统、检测系统和计算机系统组成。
生化分析仪基本原理与结构
图1-6
离心式分析仪由加样部分和分析部分组成，具 体结构参见图1－6。在一个圆盘的外周呈放射 状排列着比色室，其上下各有石英窗，光束从 上向下（或相反方向）通过比色室到达检测器。 在比色宝的内侧有与比色室呈对应排列的试剂 槽和试样槽，槽间由隆起的脊隔开。将圆盘放 到离心机上，开机后由于快速旋转所产生的离 心力，使试剂、试样向外移动并混合、反应， 反应物最后转移到比色室中。试样和试剂的量 是由吸量分布器完成的。分析部分则由圆盘转 干、温度控制器、分光光度计、微机和打印机 等组成。
5）试剂瓶盖自动开关系统：更有利于试剂 的保存，有的仪器可在运行中添加、更换 试剂，有的则须在暂停状态下进行。 （3）条形码（barcode）识读系统：一般 由扫描系统、信号整形和译码器三部分组 成。
扫描系统以光源扫射黑条白空相间的条码 符号，由于条和空对光的反射不同，不同 宽窄的条符反射光的持续时间不同，产生 强度不同的反射光，再经光电转换元件接 收并转换成相应强度的电信号，最后通过 信号整形由译码器解译。
b二传动带式或轨道式进样：即试管架 （rack）不连续，常为10个一架，靠步进马 达驱动传送带，将试管架依次前移，再单 架逐管模移至固定位置，由样品分配臂采 样。 C．链式进样：试管固定排列在循环的传 动链条上，水平移动到采样位置，有的仪 器随后可清洗试管。
2）分配加样装置大都由注射器、步进马达 或传动泵、加样臂和样品探针等组成。 a．注射器（syringe unit）：根据注射器直 径和活塞移动距离的多少，定量吸取样品 或试剂。它的精度决定加样的精度，一般 可精确到1微升。注射器漏液时，首先考虑 是否探针堵塞，其次是注射器活塞磨损等 等。有的加液系统采用容积型注射泵和数 控脉冲步进马达，可提高精度。
生化分析仪简介
生化分析仪作用
• 生化分析仪就是用来分析人体体液(血液、尿液等)中各种生 化指标的仪器，它可以为医生(包括医护人员)提供快速、准 确的医疗检验数据，医生以此数据和其他的临床资料进行对 比来分析、诊断病人的病情。
生化分析仪历史和发展趋势
第一代:分光光度计 第二代:半自动生化分析仪 第三代:全自动分析仪 单通道，低速，半自动化，低通用性 多通道，高速度，全自动化，高通用性
• 国产生化分析仪品牌近些年为了企业的发展，也在转直销模式为分销模式，但是因为本身利润率就比 较低，分销后更是分薄了利润，所以往往没有外资品牌那么大的投入去进行市场推广。
生化分析仪市场前景规模如何
• 近年来，由于政府集中采购力度较大，生化分析仪行业需求得到释放，再加上国家对基层医疗的支持， 政府采购一直处于稳定增长态势，2018年，整个行业市场规模达到了34亿元。
行业现状
• 目前市场上主流生化分析仪生产商家分为进口和国产两类，进口品牌代表厂家主要有 贝克曼、日立、东芝、罗氏等，国产品牌代表主要有迪瑞、迈瑞、科华等。国外自动 生化分析仪经过多年发展，在技术上已非常成熟，国产全自动生化分析仪呈飞跃式发 展。
• 我国自行研制的生化分析仪多数为半自动生化分析仪，2000年前后才开始有中、低档 的全自动生化分析仪面市，但主要是由合资企业生产的。国内企业由于资金、人才、 技术等方面的限制，主要是仿造国外的产品，缺乏竞争力。自2003年以来陆续有国内 厂家推出全自动生化分析仪，为打破国外的技术与市场垄断起到了重要作用。全自动 生化分析仪的技术水平在极大程度上代表了临床实验室的自动化水平。
测量原理图
分析仪结构图
生化分析仪的组成与工作原理介绍
进样系统、光学系统、控制系 统和数据处理系统。 进样系统是分析的前提，光学 系统是整个仪器的核心，控制 系统是分析的保证，数据处理 系统是功能的扩展。
生化仪检测原理及应用
湿化学常见的比色分析反应类型：
• 直接测量：具有特征性的吸收峰，不经过任何反应直接在指定波长测 量； • 单一反应：待测反应本身有特征性吸收峰的底物或产物量的变化；如 ALB测定原理：白蛋白+BCG-----白蛋白-溴甲酚绿复合物 • 溴甲酚绿复合物在波长为570nm处吸光度最强，固此法ALB主波长应 设定在570nm； • 偶联反应：底物或产物无特征性吸收峰，需经过其他反应生成有特征 性的吸收峰测量的化合物，这种反应称为指示反应。如ALT测定原理： • L-丙氨酸+α—酸戊二酸 丙酮酸+L-谷氨酸 • 丙酮酸+NADH+H+ 乳酸+ NAD • NADH在340nm处吸光度最强，其吸光度与NADH的浓度成正比，固 ALT此法检测主波长应设定在340nm处。
5：反渗透纯水系统：
• 原水为自来水，首先经过机械过滤器，去除混在 水中的铁锈、砂、红虫、胶体等大颗粒杂质；首 级过滤后的水进入活性碳滤器，活性炭对水中的 余氯、有机物及异味有极高的去除效果；然后经 过软水处理器去除水中造成结垢的钙、镁等离子， 变成软水。经过处理后出来的水，再经过5μm保 安过滤器，防止预处理滤料微粒及5μm以上的杂 质进入反渗透系统，再经高压泵增压1.0MPa或 1.5MPa，在此压力下，反渗透析出纯水，然后送 到纯水箱。
化学发光技术基本原理：
• 1：电化学发光分析技术（ECL）：是一种 在电极表面由电化学引发的特异性化学发 光反应。包括了两个过程，发光底物二价 的三联吡啶钌及反应参与物三丙胺在电极 表面失去电子而被氧化。氧化的三丙胺失 去一个H成为强还原剂，将氧化型的三价钌 还原成激发态的二价钌，随即释放光子恢 复为基态的发光底物。 （发光标记物-三联 吡啶钌） • 代表仪器品牌----德国罗氏Cobas E601
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生化分析仪的基本原理与结构
生化分析目前已广泛应用于药物研究，水质分析，食品加工和临床医学等诸多领域所谓自动生化分析仪就是将过去手工操作的生化分析中的的取样，添加试剂，去除干扰物，混合，恒温反应，检测，结果计算，记录以及清晰等步骤部分或全部工作由仪器统一自行完成，因此与传统手工操作相比，自动化生化分析仪具有快速简便，灵敏，准确和标准统一等优点，能进行吸光度、浓度以及酶活力的测定，并且测试项目多，还可以进行自动，半自动快速微量的测定。
在临床上，生化分析仪主要是通过对人体的血液和其他体液中的如血红蛋白，胆固醇、转氨酶、葡萄糖、淀粉酶，尿素氮，肌酐、白蛋白，无机磷、钙等的分析来测定各种生化指标，这些生化指标可为医生提供受检者的综合信息，帮助医生对疾病作出正确诊断，因此，生化分析仪已成为临床上最常用的检验仪器之一。
生化分析仪常用的测量方法有电极法和光电比色法。
一般生化分析仪主要采用比色法进行分析，其工作波长在340-800nm之间，单色器常用复合滤光片组成，通常用6-10块滤光片供选用，也有部分仪器由光源经光栅产生单色光。
目前，生化分析仪种类繁多：有流动式生化分析仪、离心式生化分析仪，和分立式生化分析仪。
这些均为湿式生化分析仪，近年来已研制出了干式生化分析仪，干式生化分析仪结构简单，用血量少，标本不必预先处理，可直接用全血测量，操作快捷简便，结果准确，特别适合儿科、急诊、野外医疗等使用。
目前大多数生化分析仪都是以光电比色为原理进行工作的。
其结构可大致分为分光光度部分，微机及自动化机械3部分，整个操作过程自动化，因此，除分光光度计以外、微机外，在采样、进样、反应等过程中，有一些特殊的装置。
对流动式生化分析仪（属第一代）有：样品盘、比例泵，蛇形混合器，透析器，恒温器分光光度器等组成。
其工作过程是在微机的控制下，首先通过比例泵将标本和试剂按比例地吸入连续流动的管道系统中，在一定温度和条件下，在管道内完成混合，经透析器清除干扰物，在恒温器内进行恒温反应，在流动比色器内进行分光检测。
分光检测所得到的结果再经仪器内的放大器放大，信号处理，最后由计算机将结果显示及打印。
该仪器在检测分析时，样品的测量是一个跟着一个在连续不断流动状态下进行的，故称为连续流动式生化分析仪。
在样品与样品之间可用空气来隔离分段，也可用空白试剂或缓冲液来隔离分段，前者称为空气分段式系统，后者为非分段式系统。
样品盘是一个可转动的圆盘架，盘架上放有若干聚乙烯塑料杯或试管，用来盛放待测样品和仪器校正标准液。
在计算机控制下，原盘每隔一定时间自动转动一格，圆盘每转动一格采样管便自动伸入样品杯吸取一定量的样品一次。
这样，在比例泵的作用下，样品被源源不断地送入反应管内，但每个样品之间要用空气泡或蒸馏水隔开。
比例泵: 比例泵具有提供样品在仪器内流动所需压力和流经硅胶管液体注入空气等功能，它可替代手工操作时的各种吸管，样品和各种试剂的用量以及管内空气泡的多少均由比例泵控制。
混合器由玻璃管组成，它的作用是将比重不同的液体充分混合并让它们充分反应。
混合器可以根据反应时间的长短来选择混合器的长短。
透析器：透析器由两块有机玻璃组成。
玻璃板相对两面刻有对称的槽，由边缘向中心呈螺旋状环绕。
透析时两板间放有一透析膜。
当样品和第一试剂从上侧管道通过，第二试剂从下侧管道通过时样品中的小分子可立刻通过透析膜进入下侧管道与第二试剂进行反应，样品中的大分子颗粒从上侧管道流出。
起到对大分子颗粒的过滤作用。
流动比色器：起流动分光光度作用。
光电管或光电池：光电转换
放大器：放大电信号
CPU控制及处理器，相应的接口电路如光栅、滤光片的选择、温度控制、机械的伺服系统等等，最终结果的显示，存储和显示。
离心式生化分析：
离心式生化分析仪的特点是将样品和试剂均放在一个特制的圆盘上，圆盘在离心机上作转头。
转头由转移盘、比色槽、上下玻璃圈和上下套壳等组成转盘上有30组左右向四周呈放射状排列的3个一组的圆坑，里面一个为试剂孔，中间为样品孔，最外面的孔与比色槽相连通，套壳内上下两块玻璃圈紧合后组成比色杯，套壳的上下呈透明状可让光线从上下通过，以便进行比色。
当样品和试剂加到转移盘后，开机让其旋转，在离心力的作用下试剂甩向中间孔的样品中和样品充分混合反应后再甩向位于圆周边缘的比色槽。
单色器的光线垂直通过比色槽，比色后的信号通过光电管经仪器放大处理。
这种仪器的特点是使用方便，比色盘有时为一次性使用的，也有的设计为做好一次冲洗一次。
每次可测20-30个样品，测6个项目。
是目前效率最高的、消耗最少的一种生化分析仪。
分立式自动生化分析仪。
分立式生化分析仪可以模仿手工操作的方式编排程序，并以机械手代替手工操作按顺序依次对样品进行自动化测定。
它是用加样器和稀释器在一个个分开的试管内自动定量的加入样品、试剂并混合，在一定条件下反应后将之抽入流动比色皿中进行比色测量，或直接将特制的反应试管作为比色皿进行比色测定，然后将该信号放大后交CPU处理。
比色后的试管会被仪器自动冲洗干净，以备下次分析之用。
为了能使比色测定连续进行，有的仪器采用将反应后的试管放入一个专用的进样架上，每次进样架最少可以放置10个试管，由传送装置带动进样架一步步前进，试管依次穿过相应的单色器进行比色测量。
在种仪器中，每一试剂盛入一个单独的容器，而容器的排列，样品的采取，试剂的添加，搅拌，加温，比色，信号放大，计算机处理以及机械伺服清洗等等全过程都实现了机械化和自动化。
好的机器可同时测24个项目以上。
稀释器：稀释器由取样器和第一加液器及驱动机构组成。
取样器和加液器由两各类似于注射器的泵和阀门构成。
当取样管插入样品、加液管插入试剂时，两个注射器的活塞在驱动机构的控制下同时向下运动，这时，一定量的的样品和被吸入取样器内，试剂被吸入加样器内。
然后，两个活塞在驱动机构的控制下同时向上运动，阀门倒向，样品和试剂将一齐通过取样管被排出加到反应试管内，利用这个冲力正好将试剂与样品进行混合完成加液和混合。
同时，试剂将取样管的内壁也进行一次冲洗。
稀释器在工作之前应先抽去几次将管中的气体排净。
另外，采样器和加液器两者也可单独使用如需加第二试剂和第三试剂。
进样装置进样装置的作用是和稀释器配合共同完成取样、混合、反应等。
常用的进样装置有圆盘式进样盘和试管架。
圆盘样品盘外圈有的可放60个待测血清杯，内圈放标准液，急诊杯，对照血清，探针洗液等。
试剂盘有两个R1和R2 每个盘上可盛放32个20-100微升的试剂。
加液器
反应盘搅拌器
冲洗器
试剂冷却器
光电比色器除气器。