全自动生化分析仪基本知识与应用
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、
全自动生化分析仪工作原理
全自动生化分析仪工作原理
全自动生化分析仪是一种常见的实验室仪器，用于快速、准确地分析生物样本中的化学组分。
其工作原理如下：
1. 采样：全自动生化分析仪通过自动取样系统，从待测样品中抽取一定体积的样品。
2. 样品处理：取得样品后，生化分析仪会对样品进行预处理，通常包括离心、加热、稀释等操作，以便于后续分析。
3. 反应：样品经过处理后会被送入反应池中，与特定试剂发生相应的化学反应。
反应种类多样，常见的有酶促反应、免疫反应、化学反应等。
4. 光学检测：在反应池中发生的化学反应会产生各种信号，这些信号可以通过光学方式进行检测。
大多数生化分析仪是基于光学检测原理，其利用特定波长的光对反应物质进行测量。
5. 数据分析：生化分析仪会将检测到的光学信号转化为数字信号，并进行数据处理和分析。
仪器通常带有内置的电子计算机，可以自动计算和输出各种分析结果，如浓度、比例、反应速率等。
6. 结果输出：分析仪会将计算得到的分析结果显示在仪器屏幕上，并可通过打印机或数据输出接口将结果输出到其他设备或存储介质中。
全自动生化分析仪的工作原理可以大致归纳为采样、样品处理、反应、光学检测、数据分析和结果输出等步骤。
这些步骤的快速、自动化完成，使得生化分析结果准确可靠，并且大大提高了实验效率。
生化仪方法及参数设置有关的知识
方法及参数有关的知识1、导向知识：生化分析仪的基本原理是分光光度计，或者俗称比色计。
分光光度计的依据是“朗伯—比尔定律”。
朗伯—比尔定律阐述了液体吸光度与液体浓度的关系，并且引申出相应的公式及推导公式。
吸光度越高，溶液的色度也就越深，反之越浅。
当然前提是同波长下。
一般来说，生化反应把吸光度增加的叫做正反应，或者叫做上升反应，色度越来越深；吸光度下降的反应叫做负反应或者下降反应，色度越来越浅。
应用和维修的界限其实很难划分，一般来说操作问题属于应用，故障属于维修。
但结果问题有可能是应用问题，也有可能是故障，所以生化仪区分应用和维修我认为纯属找麻烦。
2、生化的测试方法：从分光光度计的方法来说，有透射和散射两种方法，生化仪只用到透射法，因为它只有一套光路。
贝克曼的自有机型和特定蛋白仪及免疫类血凝类设备，还增加有散射法等等。
生化的测试方法只有两种，那就是终点法和速率法，其余方法都是衍生法。
而单试剂或者双试剂与否与方法关系不大，只跟衍生法有关。
2.1终点法顾名思义，在反应终点进行吸光度测定的方法，其衍生方法有一点终点法，对应单试剂；两点终点法对应双试剂。
还有一些相关的概念：试剂空白、血清空白。
先声明一下，下面出现的所有例图都是选自日立、奥林巴斯、东芝、拜耳这些生化仪的手册，选择的目的一是有代表性，而是清晰度好，并非我个人有所倾向。
2.2一点终点法：也就是单试剂采用的方法。
这是奥林巴斯的曲线示意图，它是R1+S方式，所有生化仪都是以样本S的加入为正式读点的开始，之前加入的试剂读点都为0或负数。
所有试剂和样本加入后，都进行搅拌。
上图中R1加入搅拌后进行第一个读点吸光度测试，读点编号为0，然后加入样本再次搅拌开始正式读点1-27。
而测试读点是27，也就是反应终点。
当然，不一定非要到最后一个读点，很多蛋白反应速度很快，几分钟就到达终点，所以根据情况设置。
奥林巴斯的机型算是一类机型，与贝克曼自有机型类似，R和S间隔读点，也正是这个特性引发了试剂空白和血清空白的应用。
全自动生化仪简介
日立系列生化仪性能特点
从紧凑型的7020到组合式的7600，都具有强大的功能， 可以满足各种项目的检测需要。 开放式的试剂系统。试剂和样本微量化。 灵活的反应时间，可自由控制。
仪器线性宽，量程0-32000。
同样一个项目可以同时输入血清和尿液两套参数（不 占试剂通道）。
全反应过程监测，可以察看任意时间反应曲线 和吸光度，便于发现和解决问题。
AU400采用干式空气浴，AU640采用恒温液循 环加温方式，升温均匀。 带冷藏的48位试剂盘，R1/R2试剂位置可随意 设置，避免R1/R2不同盘造成的试剂位浪费。 单数为外圈，放30ml小瓶，双数为内圈，可放 60ml的大瓶。
除AU600外，都具有样本预稀释（5-100
倍）功能，可以检测高浓度标本，并且 可以通过预稀释降低试剂用量。
AU400
AU640
AU2700
AU系列各型号生化仪对比
机型 试剂位 R1/R2 项目 ( 双) 速度 无 ISE 样本 (ul) R1 (ul) R2 (ul) 反应液 (ul)
AU400 AU600 AU640 AU2700 AU5600
48/48 48/48 48/48 48/48
38 48 48 48
后分光
优点：1、可同时选用双波长或多波长测定，降低“噪 声”；
2、光路中无可动部分，减少故障率，提高精度。
例：
集束式光路系统
光源
直射式
光源
集束式
优点：运用点光源技术，大大减少反应液混合体积。
无相差蚀刻凹面光栅 1、当今最先进的全息光栅 2、分光准确 3、半带宽小，检测线性提高 4、寿命长，无需任何保养 5、最多采用12种波长：340、380、410、450、 480、520、570、600、660、700、750、 800nm 目前主流的大型生化仪均采用此光栅。
全自动生化分析仪的检测原理
全自动生化分析仪的检测原理1.吸光光度法：吸光光度法是一种常用的定量分析方法，通过测量样品溶液对特定波长的光的吸收，来确定样品中其中一种物质的浓度。
全自动生化分析仪会通过光分束器将光束分成两部分，并分别通过待测样品和标准溶液。
经过样品和标准溶液后，光被光电二极管接收并转换成电信号，进而经过放大和滤波等处理，最后根据光强和标准曲线计算出待测样品中物质的浓度。
2.酶促反应法：全自动生化分析仪常用酶促反应法来测定样品中酶的活性。
在酶促反应过程中，待测样品中的底物通过酶的催化作用转化为产物，并与试剂中的其中一种物质发生化学反应，产生颜色变化或发光等特征。
全自动生化分析仪会通过光学系统测量样品中产生的颜色变化或发光强度，然后根据标准曲线计算出酶活性。
3.免疫分析法：免疫分析法是一种利用抗体与抗原之间的特异性结合反应来测定样品中其中一种物质的含量的方法。
全自动生化分析仪通过荧光、化学发光、放射免疫测定等不同的检测技术来实现免疫分析。
具体来说，全自动生化分析仪先将抗体或抗原固定在特定的载体上，然后将待测样品和标准溶液添加到反应孔中，使抗体与待测物质发生特异性结合反应。
接下来，根据具体的检测技术，全自动生化分析仪会检测标记的抗体或抗原，并通过光电二极管接收信号，最终根据标准曲线计算出待测样品中物质的含量。
4.电化学分析法：电化学分析法是利用电化学原理进行定量分析的方法。
全自动生化分析仪会采用电极对待测样品进行电化学测量。
例如，根据样品中其中一种物质的氧化还原反应，可以通过测量氧化还原电流或电势差来得到物质的浓度。
此外，电化学分析法还可以应用于测定氨基酸、蛋白质和核酸等特定化合物的含量。
以上仅为全自动生化分析仪检测原理的几个常见方面，实际应用中还涉及到许多其他的检测原理和技术。
全自动生化分析仪通过各种方法和技术的组合应用，能够实现对生物样本中多种参数的快速、高通量、准确的检测和分析。
全自动生化分析仪基本知识与应用
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中新口腔
4.干式生化分析仪
• 干片分：扩散层、试剂层、指示剂和支持层。 • 利用“反射光度法”和“差式电位法”检
测。 • 以液体样品中的“水”为溶剂。 • 理论基础：KubelkaMunk理论。
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中新口腔
5.半自动生化分析仪
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中新口腔
• 4.苯衍生物指示反应 • ALP • GGT • NAG
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• 5.免疫透射比浊法 • Ⅳ型胶原 • TnI • Hs-CRP，LP(a) • 尿微量白蛋白，前白蛋白 • 胱抑素C • 载脂蛋白
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• 6. 离子选择电极法 • K+ • Na+ • Cl• TCO2
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• 例22
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• 例23
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• 例24
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• 例25
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• 例26
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• 例27
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• 例28 • 钠电极属于 • A 晶体电极 • B 气敏电极 • C 玻璃电极 • D 酶电极 • E 膜电极
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• 例29 • 很多分析仪都采用双波长或多波长的光路
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• 例11 • 大多数全自动生化分析仪比色杯的光径是 • A 0.5~0.7cm • B 0.8~1.0cm • C 1.1~1.9cm • D 2.0~3.9cm • E ≥ 4.0cm
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中新口腔
• 例12
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中新口腔
全自动生化分析仪的检测原理
全自动生化分析仪的检测原理全自动生化分析仪是一种用于生物化学分析的仪器，主要用于检测血液或其他生物样本中的化学成分。
其检测原理基于一系列光电化学反应，通过测量特定波长的光吸收或光散射来定量分析样本中的生化物质。
下面将详细介绍全自动生化分析仪的检测原理。
一、光谱学基础知识全自动生化分析仪的检测原理主要基于光谱学基础知识。
光谱学是研究光与物质相互作用的科学，主要涉及光的吸收、散射、发射等特性。
在全自动生化分析仪中，主要利用了光的吸收和散射特性。
1.光吸收当一束光通过介质时，光会受到介质的吸收。
不同物质对光的吸收能力不同，这种差异可以用来进行物质鉴定和定量分析。
在全自动生化分析仪中，利用特定波长的光通过样本时被吸收的程度来推算样本中的生化物质浓度。
2.光散射光散射是指光通过介质时，部分光偏离原来方向的现象。
在全自动生化分析仪中，散射光被用来测量样本中颗粒的大小和浓度。
这些颗粒可能包括蛋白质、脂质和其他大分子化合物。
二、生化分析仪检测原理全自动生化分析仪主要包括以下几个关键部分：光源、光检测器、样本容器、搅拌器、温度控制系统和数据处理系统。
1.光源在全自动生化分析仪中，通常使用氙灯或卤素灯作为光源，可以发射出特定波长的光。
这些特定波长的光主要对应于血液中生化物质的吸收峰。
2.光检测器光检测器是用来检测光线通过样本后的吸收或散射光强度的装置。
全自动生化分析仪通常使用光电倍增管作为光检测器，它可以将微弱的光信号转化为电信号，再由数据处理系统进行进一步处理。
3.样本容器和搅拌器样本容器是用来容纳样本的，通常是一种具有光学透明性的容器，例如玻璃或塑料管。
搅拌器则用来混合样本和试剂，使反应能够充分进行。
4.温度控制系统温度控制系统是用来控制反应温度的装置，以确保反应在设定的温度下进行。
在全自动生化分析仪中，通常使用水浴、电热丝或微型加热器来控制温度。
5.数据处理系统数据处理系统是全自动生化分析仪的核心部分，它负责控制仪器的各个部件，进行数据处理和结果输出。
八、全自动生化分析仪的使用
全自动实验准备 Ø 一般操作程序 Ø 参数设置 Ø 实验影响因素及仪器维护
实验目的
掌握：全自动生化分析仪参数设定、检测点计算、 实验的影响因素
熟悉：全自动生化分析仪的基本操作流程。
了解：全自动生化分析仪设计原理，简单故障处 理及设备维护。
一、全自动生化分析仪工作原理
2.上机操作 全班分为4个实验组，分别计算配制试剂，
上机操作。
三、D280全自动生化分析仪一般操作程序
三、D280全自动生化分析仪一般操作程序
生化分析仪电源开关
D280软件
三、D280全自动生化分析仪一般操作程序
二、全自动生化分析仪基本结构——D280
实验准备
样品：血清 制备方法
采集非抗凝静脉全血2mL，37℃水 浴促凝，待血清析出后， 3000r/min离心5min，取上清备用。
注意事项：
用量：200~300ul/上机样品管 血清无纤维蛋白
足够量、无气泡
实验准备
1.检测项目 TP ALB Glu BUN
分立式：按手工操作的方式编排程序，并以有序的机械操作代替 手工操作，用加样探针将样品加入各自的反应杯中，试剂探针按 一定时间自动定量加入试剂，经搅拌器充分混匀后，在一定条件 下反应。各环节用传送带连接，按顺序依次操作，又称“顺序式” 分析。
二、全自动生化分析仪基本结构
二、全自动生化分析仪基本结构——D280
三、D280全自动生化分析仪一般操作程序
四、D280全自动生化分析仪参数设置
五、设备维护、简单故障处理
日常维护
Ø 仪器工作环境 Ø 流动比色池 Ø 单色器和检测器 Ø 仪器管道系统 Ø 日常维护与保养
五、设备维护、简单故障处理
简单故障处理 Ø样品针、试剂针堵塞 Ø探针液面感应失败 Ø质控结果超出范围
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例5 关于分立式全自动生化分析仪的比色杯的
阐述，错误的是： A 比色杯可以是反应杯 B 比色杯可以自动制作 C 比色杯可以是流动比色池 D 比色杯可以是石英玻璃 E 比色杯可以是硬质塑料
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二、自动生化分析仪的安装与准备
1.工作环境 空间、电源（UPS)、避免直射阳光、
银－氯化银电极；CO2 气敏电极
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例22
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例23
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例24
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例25
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例26
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例27
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例28 钠电极属于 A 晶体电极 B 气敏电极 C 玻璃电极 D 酶电极 E 膜电极
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例29 很多分析仪都采用双波长或多波长的光路
列稀释等不同的稀释方式。
17
2.试剂系统 冷藏功能 液面感应及气泡检出 双试剂与多试剂 试剂瓶的防蒸发与死体积 试剂条码
18
3.条形码系统 三组成部分：扫描系统、信号整形、译码器
黑条白空相间的条码符号 光电转换元件 常用条码类型：Code39, Code128等
63
8.终点法反应的项目 Glu-GOD，肌苷－肌氨酸氧化酶法，尿酸，
TG-GPO-PAP，T-Ch，
9.速率法反应的项目 ALT，AST，ALP，GGT，TBA，CK,LD， Glu-HK，UN，NAG，
64
9.其他
9.1 反应底物 ALT L丙氨酸＋α-酮戊二酸
UN
K+酶法
TCO2酶法
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2.2 利用NAD→NAD(P)H，吸光度升高的：
CK CK-MB TBA LD-L Glu-HK TBA
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3. Trinder反应 Glu-GOD 肌苷－肌氨酸氧化酶法 尿酸 GPO-PAP T-Ch,HDL/LDL-Ch
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4.苯衍生物指示反应 ALP GGT NAG
60
5.免疫透射比浊法 Ⅳ型胶原 TnI Hs-CRP，LP(a) 尿微量白蛋白，前白蛋白 胱抑素C 载脂蛋白
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6. 离子选择电极法 K+ Na+ Cl TCO2
62
7. 常见受溶血影响较大的项目 K+不当（污垢、老化）
清洗液使用不当
排列顺序不合理
9.2 计算 小于0.3%为正常
9.3 常见组合
24
例8 自动生化分析仪比色分析常用的检测器是 A 固定闪烁计数器 B 硒电池 C 镍氢电池 D 二极管 E 光电倍增管
25
例9 自动生化分析仪的光源能量降低对单色光
和温度的准确性常影响测定结果。
8
例1 临床上所指的封闭式全自动生化分析仪主
要是 A 质控物封闭 B 试剂封闭 C 环境封闭 D 仪器封闭 E 技术人员封闭
9
例2 全自动生化分析仪可分为小型、中型、大
型，其依据是： A 单通道和多通道数量 B 仪器可测定项目的多少 C 测定程序可否改变 D 仪器的复杂程度、功能和单位时间测试数量 E 是否可以同步分析
技术，是为了减少 A 试剂的干扰 B 样品中黄疸、溶血、脂血的干扰 C 仪器光源的波动 D 批间差异 E 批内差异
50
例30
51
例31
52
例32
53
五、全自动生化分析仪常用测定项目 的反应原理
终点分析法 连续监测法 干化学分析法 电化学分析法
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光径0.5~0.7cm。
22
7.3 单色器 朗伯比尔定律
滤光片、棱镜、光栅分光
多采用光栅分光
多采用后分光测量技术
光源 → 比色杯 →单色光器 → 检测器
7.4 检测器 发光二极管
8 程序控制系统
23
9. 携带污染
常规清洗不能完全消除携带污染
9.1 常见原因 共用系统
82
例50 血清前白蛋白测定，临床上常用的方法是 A 溴甲酚绿法 B 凯氏定氮法 C 双缩脲法 D 免疫比浊法 E 磺柳酸法
83
例51 酶法测定甘油三酯常用的方法是 A 终点法 B 速率法 C 免疫比浊法 D 化学修饰法 E 固定时间法
84
ALP 磷酸苯二钠
9.2 用全血标本：糖化血红蛋白
65
例33
66
例34
67
例35
68
例36
69
例37
70
例38
71
例39
72
例40
73
例41
74
例42
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例43
76
例44
77
例45
78
例46
79
例47 关于ALT测定中，叙述正确的是 A L-丙氨酸与β-酮戊二酸为反应底物 B NADH在氧化还原反应中起作用 C 第一步反应中的L-丙氨酸将进入下一步反应 D 在偶联反应中，生化仪将在455nm处检
常用双波长 比浊 340/700nm； Hb 340/380；NADH 340/380、340/405； ALP 405/476；Trinder 520/600。
39
1.1 波长选择的三个条件
待测物质的光吸收最大
吸收峰宽而钝
常见干扰物在该波长下光吸收最小
1.2 吸收光谱分析
影响最大的波长是 A 340nm B 405nm C 450nm D 500nm E 630nm
26
例10 自动生化分析仪清洗加样针主要为了 A 提高分析精密度 B 提高分析准确度 C 防止交叉污染 D 提高反应速度 E 提高分析的灵敏度
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例11 大多数全自动生化分析仪比色杯的光径是 A 0.5~0.7cm B 0.8~1.0cm C 1.1~1.9cm D 2.0~3.9cm E ≥ 4.0cm
2
1.连续流动式生化分析仪
比例泵 空气分段 透析器 管道式，携带污染
3
4
2.离心式全自动生化分析仪
几乎“同步分析” 随机任选式（早期的必须按项目顺序） 比色杯人工清洗？（一次性）
5
3.分立式生化分析仪
目前使用生化分析仪主要此种类型。 比色杯
袋式仪器可以自动制作比色杯 比色杯可以兼作反应杯 比色杯不能作流动比色池（半自动）
A 可见光 B 紫外光 C 红外光 D 近红外光 E 远红外光
36
例20
37
例21
38
四、全自动生化分析仪常用分析技术
1.光谱分析技术 单波长、双波长甚至多波长
主波长，特有波长；副波长，为消除干扰而设
单波长易受溶血、黄疸、脂浊的干扰；双波长可 消除上述干扰，减少杂散光、噪音干扰
34
例18 某实验室全自动生化分析仪近两天发现部分结果
明显不稳定，仪器自检正常，测定过程没有错误报警，如 果是交叉污染因素，首先应考虑为
A 清洗剂的类型是否正确 B 清洗用水是否符合要求 C 管路冲洗是否彻底 D 反应杯是否需更新 E 用校准品对仪器进行重新校正。
35
例19 340nm波长属于
19
4.反应系统 4.1 反应盘 4.2 混合装置 多用特氟隆不沾涂层的搅拌棒 4.3 温控装置 理想的温度波动应小于±0.1℃ 3种方式：空气浴、水浴、恒温液间接加热 强生干化学仪用空气浴恒温
20
5.清洗系统 一般先用碱性液冲洗、再 用酸性液冲洗、最后用去离子水冲洗。
15
例7 临床生化实验室用水一般采用： A 一级水 B 二级水 C 三级水 D 次级水 E 自来水
16
三、全自动生化分析仪 基本结构及工作原理
1.样品系统 专用样品杯和直接用采血试管 凝块和气泡检出功能 自动冲洗功能 样品预稀释、后稀释、加倍、标准原液系
1. 常用分析方法 连续监测法的定义 终点法定义 零级反应期 一级反应期
55
2. NAD(P)H系统指示的反应 还原型NAD(P)H在340nm有吸收峰；氧化
型NAD(P)则没有。
56
2.1 利用NAD(P)H→NAD，吸光度下降的：
ALT
AST
LD-P
测吸光度下降速率 E LD主要作用于第一步反应
80
例48 若遇到溶血标本时，受影响较小的项目是 A LDL-C B LDH C CK D AST E ALT
81
例49 在下列反应中，需要谷氨酸脱氢酶的是： A 酶速率法测定尿素 B 葡萄糖氧化酶法测定 C 肌苷酶法测定 D 尿酸酶法测定 E 胆固醇酶法测定
6
4.干式生化分析仪
干片分：扩散层、试剂层、指示剂和支持层。 利用“反射光度法”和“差式电位法”检
测。 以液体样品中的“水”为溶剂。 理论基础：KubelkaMunk理论。
7
5.半自动生化分析仪
光源（石英卤素灯） 常用“干涉滤光片”分光 微量流动比色池。 终点法项目通常在“仪器”外孵育，时间
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例12
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例13
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例14 全自动生化分析仪比色杯的材料常采用 A 光学玻璃或一般塑料 B 普通玻璃或硬质塑料 C 隔热玻璃或普通塑料 D 石英玻璃或优质塑料 E 优质塑料或普通玻璃
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例15 目前全自动生化分析仪最常用的光栅分光