臨床檢驗分析儀器.ppt

1、a,1,臨床檢驗分析儀器,臨床化學分析儀 電解質(zhì)分析儀 血氣分析儀 血液學測定裝置,a,2,比色和分光光度儀,a,3,朗伯-比爾定律及其應(yīng)用,單色光經(jīng)過有色溶液時，透過溶液的光強度不僅與溶液的濃度有關(guān)，而且還與溶液的厚度及溶液本身對光的吸收性能有關(guān)： A = KCb A為消光值:A= lg(I0/I)； K為溶液的消光（吸收）系數(shù)； C為溶液的濃度； b為光程，即溶液的厚度（有時也以L表示,a,4,摩爾消光系數(shù),一種有色溶液對于一定波長（單色光）的入射光的K值具有一定數(shù)值。若溶液的濃度以mol/l表示，溶液厚度以cm表示，則此時的K值稱為摩爾消光系數(shù)，它是有色化合物的重要特征之一,a,5,光電

2、比色計的基本原理,若先配制一已知濃度的標準溶液，根據(jù)朗伯-比爾定律，有：As=KsCsbs。 待測濃度的溶液：Ax=KxCxbx。 如使bx=bs，Kx=Ks，即光程和溶液已知，則有 As/Ax=Cs/Cx 或 ： Cx=(Ax/As)Cs,a,6,光電比色計結(jié)構(gòu),光源與聚光鏡 光源強度保持不變是獲得準確測定結(jié)果的重要因素(穩(wěn)壓器)。光電比色計通常用612V的鎢絲燈泡作發(fā)光光源(3201100nm)。聚光鏡使從光源射來的光成為平行光,a,7,濾光片 濾光片的作用是只讓一定波長范圍的光透過，而將其余不需要的波長光濾去。常用的濾光片有吸收濾光片、截止濾光片、復(fù)合濾光片等。 比色皿 比色皿是用來盛裝

3、所分析的樣品液的。在可見光范圍內(nèi)，常用無色光學玻璃或塑料制作；而在紫外區(qū)，需要用能透紫外線的材料，如石英玻璃來制作。由于經(jīng)常用來盛裝各種化學溶液，比色皿除了應(yīng)具有良好的透光特性之外，還應(yīng)有較強的耐腐蝕性,a,8,光電檢測器 在檢驗儀器中常使用的光電檢測器有光電池、光電管、光電倍增管等，是利用光電效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化為電能的器件，它必須滿足以下三個條件： 光電轉(zhuǎn)換必須滿足恒定的函數(shù)關(guān)系。 波長響應(yīng)范圍寬。 靈敏度高，響應(yīng)速度快，產(chǎn)生的電信號易于檢測和放大，噪音低,a,9,分光光度法,利用單色分光器產(chǎn)生波長可連續(xù)變化的電磁波照射溶液。因溶液中的分子吸收能量而在宏觀上表現(xiàn)為透射光強度變小。若將照射前后光強

4、度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⒂涗浵聛?，就可以得到一張光強度變化對波長關(guān)系曲線圖分子吸收光譜圖。 由于分子吸收光譜與物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)，吸光度的大小與物質(zhì)的含量有關(guān)，利用吸收光譜的形狀和吸收程度的大小即可對物質(zhì)進行定性和定量的分析。這種方法就叫做分光光度法,a,10,分光光度計,紫外可見光分光光度計 光焰光度計 原子吸收分光光度計 熒光分光光度計等,a,11,分光光度計儀器結(jié)構(gòu),從光源發(fā)出的光，經(jīng)單色器色散后，變?yōu)閱紊?。單色光?jīng)過比色皿中的被測溶液后照射到光電管上。光電管將這一隨溶液濃度不同而變化的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)放大器，由微安表將透光度T或吸光度A顯示出來。 調(diào)節(jié)單色器可以使不同波長的單色

5、光穿過比色皿，從而測量比色皿中的樣品對不同波長的光的吸光度,單色器的主要部件是玻璃棱鏡或衍射光柵，轉(zhuǎn)動不同角度可獲得不同波長的單色光。 光源最常用的是鎢燈（360-800nm），紫外線時要增加氫燈或氘燈來產(chǎn)生紫外光,a,12,分光光度計調(diào)零和調(diào)滿刻度,在實際使用中，分光光度計需要進行調(diào)零(T=0)和調(diào)滿刻度(T =100%)。 調(diào)零時，關(guān)上光門使之沒有光線射入探測器，調(diào)節(jié)電位器2，提供一個合適的電壓以抵消光電管本身產(chǎn)生的暗電流或其它原因造成的零漂，使輸出信號為零(T=0)。 調(diào)滿刻度時，將參比溶液置于光路中，通過調(diào)節(jié)電位器1來調(diào)節(jié)光源燈兩端的電壓，改變光源燈的亮度使輸出信號為滿刻度。 常用的分

6、光光度計的光學系統(tǒng)有：單光束光學系統(tǒng)、雙光束光學系統(tǒng)和雙波長/雙光束系統(tǒng)等。由于對不同波長都需要作調(diào)零，采用單光束光學系統(tǒng)需要把參比溶液皿和樣品皿來回的換位，不利于光譜的掃描。使用雙光束光學系統(tǒng)可以便于光譜的掃描,a,13,721分光光度計外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu),穩(wěn)壓電路板,a,14,火焰光度計,每一元素都有其特定發(fā)射光譜，其譜波長為特異性的。 以火焰為激發(fā)源，對某些金屬元素的發(fā)射光譜進行光度分析的方法稱為火焰光度法,a,15,樣品經(jīng)噴口成霧狀，與燃料混合進入火焰，待測堿金屬原子離解生成基態(tài)原子，并被火焰激發(fā)，輻射出自身的特征譜線。用單色器或濾光片選擇出所測元素的特征譜線，送入光電檢測器，經(jīng)放大并顯示

7、結(jié)果。 霧化器與混合室、火焰共同組成火焰原子化器，是樣品原子化的場所,a,16,原子吸收分光光度計,原子吸收光譜法（Atomic Absorption Spectrometry，AAS）是以測量氣態(tài)基態(tài)原子外層電子共振線的吸收作為基礎(chǔ)的分析方法，可對60多種元素作微量（ng/ml）定量測定（符合朗伯-比耳定律）。原子從基態(tài)到激發(fā)態(tài)吸收特定波長的光使入射光變?nèi)?、變暗，通常為線狀光譜。 溶液是分子吸收光譜,a,17,熒光,物質(zhì)經(jīng)高能量射線（如紫外線）激發(fā)后，所發(fā)出的比原激發(fā)光波較長的可見光叫熒光。任何能發(fā)出熒光的分子都具有兩種特征光譜，激發(fā)光譜和發(fā)射光譜,a,18,熒光分光光度計,激發(fā)單色器從光源

8、中選擇出合適波長的激發(fā)光，投射到樣品上。樣品杯里的熒光物質(zhì)吸收了激發(fā)光后，被激發(fā)發(fā)出該物質(zhì)的熒光光譜。 熒光被發(fā)射單色器選出，由光電檢測器將此正比于物質(zhì)濃度的熒光強度轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大后顯示。 激發(fā)光束和熒光光束相垂直，以防光源產(chǎn)生的激發(fā)光到達檢測器,a,19,自動生化分析儀,a,20,生化分析儀是臨床診斷常用的重要儀器之一。它通過對血液和其他體液的分析來測定各種生化指標：如血紅蛋白、膽固醇、肌肝、轉(zhuǎn)氨酶、葡萄糖、無機磷、淀粉酶、白蛋白、鈣等。 自動生化分析儀就是把生化分析中的取樣、加試劑、去干擾物、混合、保溫反應(yīng)、檢測、結(jié)果計算和顯示、以及清洗等步驟進行自動化的儀器。 目前，絕大多數(shù)生化分

9、析儀都是基于光電比色法的原理進行工作的。其結(jié)構(gòu)可粗略看成是由光電比色計或分光光度計加微機兩部分組成。由于整個測試過程是自動完成的，所以除微機外，在采樣、進樣、反應(yīng)等過程使用了一些特殊的部件,a,21,生化分析儀分類,可從不同的角度進行分類。 按反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)：連續(xù)流動式、分立式和離心式三類。 按自動化程序：全自動、半自動和手工型三類。 按同時可測定項目：單通道和多通道兩類。單通道每次只能檢測一個項目，但項目可以更換。多通道每次同時可以測多個項目。 按儀器的復(fù)雜程度及功能：小型、中型和大型三類。小型一般為單通道、半自動及專用分析儀。中型為單通道(可更換幾十個項目)或多通道，常同時可測2-10個項

10、目，大型均為多通道儀器，同時可測10個以上項目，分析項目可自選或組合，不僅能進行臨床生化檢驗，而且可進行藥物監(jiān)測及進行免疫球蛋白的測定。 按規(guī)定程序可變與否：程序固定式和程序可變式分析儀兩類,a,22,連續(xù)流動式自動生化分析儀,單通道連續(xù)流動式生化分析儀是在微機控制下，通過比例泵將標本和試劑吸到連續(xù)的管道系統(tǒng)中，在一定的溫度下，在管道內(nèi)完成混合，去除干擾物，保溫反應(yīng)，比色測定，信號放大，運算處理，最后將結(jié)果顯示并打印出來。因為這種檢測分析是一個標本跟著一個標本在連續(xù)流動狀態(tài)下進行的，故稱之為連續(xù)流動式分析儀。 樣品和樣品之間可用空氣來隔離，叫空氣分段式系統(tǒng)；也可用空白試劑或緩沖液來隔離，叫非分

11、段式系統(tǒng),a,23,分立式自動生化分析儀,分立式是指按手工操作的方式編排程序，并以有節(jié)奏的機械操作代替手工，各環(huán)節(jié)用傳送帶連接起來，按順序依次操作。放在傳送帶上的編碼試管架，可使試管升降。當反應(yīng)試管加好樣品后，即向保溫水浴移動，至一定部位(在勻速行進中，距離即等于反應(yīng)時間)時，又由另外的注射加液器加入反應(yīng)試劑，并伸入攪拌器攪拌均勻。反應(yīng)完畢后，由泵依次吸至流動比色池中進行比色，經(jīng)信號處理后，記錄或打印出結(jié)果,a,24,離心式自動生化分析儀,全部檢驗過程在一個類似離心機轉(zhuǎn)頭樣的圓盤上進行：將樣品和試劑放在特制的圓盤上(作為轉(zhuǎn)頭)，當離心機開動后，圓盤內(nèi)的樣品和試劑受離心作用而相互混合，并進行反應(yīng)

12、。最后流入圓盤外圈的比色槽中，通過比色計進行檢測。在整個分析過程中，各樣品和試劑的混合，反應(yīng)和檢測的每一步驟，幾乎都是同時完成的。 特點是微量(樣品150m L，試劑120300m L)、快速(每小時大于600個樣品,a,25,血氣和血氣分析儀,a,26,測量血氣的意義,呼吸是新陳代謝的重要部分，也是機體對O2的攝吸與消耗(獲得能量)及CO2的產(chǎn)生與排出的過程。 呼吸分內(nèi)呼吸和外呼吸兩個環(huán)節(jié)，內(nèi)呼吸為組織中毛細血管與組織間的氣體交換以及細胞氧化，外呼吸為肺泡通氣和肺泡壁的氣體交換。 血液是運送從大氣吸入的O2到組織、同時又運送組織排放的CO2到肺部以排出體外的運輸工具。血液中O2和CO2是反映

13、人體代謝狀態(tài)的重要指標,a,27,血液中的氧,氧在血液中的兩種存在形式： 物理溶解（4） 與血紅蛋(Hb)結(jié)合成HbO2（96%） 血氧飽和度： HbO2(HbO2+Hb) 或：(O2含量物理溶解的O2量) O2含量； 正常人：動脈0.930.98，靜脈0.60.7。 血氣分析中測量的氧分壓，是指血漿中物理溶解O2的張力，其參考范圍在10.6613.33kPa(80100mmHg,a,28,血液中的二氧化碳,CO2在血液中的存在形式有三種： 物理溶解（7.3%）； 與血紅蛋白(Hb)結(jié)合成氨基甲酸血紅蛋白(HbNH2+CO2HbNHCOOH)，（占24.4%）； 與水結(jié)合形成HCO3（68.3

14、%）。 血氣分析中測量的二氧化碳分壓也是物理溶解于血漿中的CO2張力。其參考范圍在4.655.98kPa (3545mmHg,a,29,血液酸堿度,人體血液酸堿度來源于食物、飲料和藥物中的酸堿物質(zhì)及體內(nèi)代謝后產(chǎn)生的酸堿物質(zhì)。維持酸堿平衡的因素有：緩沖系統(tǒng)、肺調(diào)節(jié)、離子交換、腎調(diào)節(jié)，并按上述順序分四級調(diào)節(jié)。 在正常生理狀態(tài)下，pH應(yīng)穩(wěn)定在7.357.45之間,a,30,血液氣體的生理變化過程,血液中H+濃度增高(pH變低)或CO2分壓增高時，Hb與氧親合力降低 H+濃度降低（pH變高）或CO2分壓降低時，Hb與氧親合力增高。 當血液流經(jīng)組織時，因組織細胞的pH比血液低，而CO2分壓較血液高，有利

15、于HbO2釋放O2，同時又促進了Hb和H+、CO2的結(jié)合。 當血流經(jīng)肺時，肺泡的O2分壓高，HbO2的生成促使Hb釋放H+和CO2，同時CO2的呼出也有利于HbO2的形成,a,31,血氣分析儀,血氣分析儀是對人體血液及呼出氣的酸堿度(pH)、二氧化碳分壓(PCO2)、氧分壓(PO2)進行定量測定的儀器。 可用來分析和評價人體血液酸堿平衡(紊亂)狀態(tài)和輸氧狀態(tài)。它還可以用于人體其它體液(腔液、胃液、腦脊液、尿液)的pH、PCO2、PO2的分析測量,由于該儀器分析快速、準確、可靠，因此可以為分析病因和制定治療方案提供可靠的依據(jù)；在臨床中常用于昏迷、休克、嚴重外傷等危急病人的搶救、外科大手術(shù)的監(jiān)視、

16、治療效果的觀察和研究；是肺心病、肺氣腫、氣管炎、糖尿病、嘔吐、腹瀉、中毒等病癥診斷和治療中所必備的儀器,a,32,血氣分析儀的工作原理,被測樣品在管路系統(tǒng)的抽吸下，被抽進樣品室內(nèi)的測量管。測量管的管壁上開有四個孔，孔里面插有pH、PCO2和PO2三只測量電極和一只參比電極。待測液進入測量管后，同時被四個電極所檢測，轉(zhuǎn)換成pH、PCO2和PO2三項參數(shù)所對應(yīng)的電信號,血氣分析儀的結(jié)構(gòu)可分為： 電極 管路 電路,a,33,血氣分析儀的管路系統(tǒng),恒溫測量室裝有四只測量電極，是整個管路系統(tǒng)的中心。為保證儀器的準確性，測量室嚴格恒溫，保證電極、管道及所有進入的液體、氣體均恒溫在37土0.1，其內(nèi)部設(shè)有溫

17、度傳感器、加熱器、過溫開關(guān)和液位檢測器,作用： 系統(tǒng)通過管路進行定標(氣、液)。 通過管路對電極、通道做清洗。 測量樣品的通路,a,34,電解質(zhì)分析儀,a,35,鉀鈉分析儀,鉀鈉分析儀是采用離子選擇性電極測量血清、血漿、尿、腦脊髓或其它品液中鉀鈉離子濃度的分析儀器。 有些儀器除了鈉鉀離子外，還有能測量其它多種離子的電極，因而也常稱為電解質(zhì)分析儀,a,36,鉀鈉分析儀的組成,鉀鈉分析儀一般由鉀電極、鈉電極、參比電極、分析箱、測量電路、控制電路、驅(qū)動電機及顯示器等組成,a,37,血細胞計數(shù)器,a,38,a,39,血細胞計數(shù),血細胞計數(shù)主要是指計數(shù)單位容積中紅細胞、白細胞和血小板的個數(shù)。 傳統(tǒng)的血細

18、胞計數(shù)是將血液稀釋后，滴在有分劃的玻璃片上，在顯微鏡下用人工計數(shù)。 最基本的血細胞計數(shù)器只能用來計數(shù)紅細胞(RBC)和白細胞(WBC)。較復(fù)雜的儀器還可以用來計數(shù)血小板(PLT)，測量血紅蛋白(HGB)。并根據(jù)以上四個參數(shù)，自動計算出紅細胞比容(HCT)、平均紅細胞容量(MCV)、平均血紅蛋白量(MCH)、平均血紅蛋白濃度(MCHC)等項參數(shù),a,40,血細胞計數(shù)器,根據(jù)對白細胞分類的能力，血細胞計數(shù)器可分為三分類和五分類兩種,血細胞計數(shù)方法有：變阻脈沖法(簡稱變阻法)、光電計數(shù)法和激光計數(shù)法等,a,41,變阻脈沖法血細胞計數(shù)原理,血細胞是電的不良導體，如果構(gòu)成電路的某一小段電解液截面很小，其

19、尺度可與細胞直徑相比擬，那么當有細胞浮游到此時，將明顯增大整段電解液的等效電阻。如果該電解液外接恒流源 ，則可得到一連串脈沖，對這些脈沖計數(shù)，就可求得血細胞數(shù)量。由于各種血細胞直徑不同，所以其電阻率也不同，所測得的脈沖幅度也不同，根據(jù)這一特點就可以對各種血細胞進行分類計數(shù)。這就是變阻脈沖法原理,a,42,變阻法計數(shù)在大多數(shù)細胞計數(shù)器中是利用小孔管換能器裝置實現(xiàn)的,紅細胞、白細胞、血小板直徑不同，產(chǎn)生的脈沖幅度也不同，以白細胞最大，紅細胞次之，血小板最小。 先利用脈沖幅度甄別器將幅度較小的血小板脈沖去掉，保留紅細胞和白細胞脈沖。因為白細胞數(shù)量小于紅細胞數(shù)量的15，故其總數(shù)即可代表紅細胞數(shù)量。 在

20、計數(shù)白細胞時，先利用溶血劑將紅細胞破碎，然后再對剩下的白細胞進行計數(shù)。 在計數(shù)血小板時，將脈沖幅度甄別器的域值調(diào)低，計出紅細胞、白細胞和血小板的總數(shù)，再減去先前測出的紅細胞數(shù)，便得出血小板數(shù),a,43,重合損失補償,因為紅、白細胞的直徑一般是710m，大者也只有20m左右，而寶石微孔的孔徑卻為100m，會存在兩個、三個甚至更多細胞，一同或前后尾隨進入小孔“敏感區(qū)”的可能性。雖然這種情況產(chǎn)生的脈沖幅度比單個細胞要高，但它只能產(chǎn)生一個信號脈沖，使計數(shù)有所丟失。這種現(xiàn)象稱為重合損失。 為了彌補這種損失，通常設(shè)有重合校正電路或用軟件校正。 重合損失是按泊桑(Poisson)分布規(guī)律加以校正的： 計數(shù)值

21、在8000以下時不校正。 計數(shù)值在800038000時，每計數(shù)1000個含補充的100個數(shù)。即每計900個便向千位進1。 在38000以上時，每計數(shù)1000含補充的200個。即每計數(shù)800個向千位進l,a,44,血紅蛋白測量,血紅蛋白的單位是g100m1(新制是gL)。 采用相對比色法進行間接測量：用溶血劑將經(jīng)過稀釋的血液中的紅細胞破壞，血紅蛋白便溶解出來，再加入氰化鉀試劑進而轉(zhuǎn)化為顏色穩(wěn)定的氰化血紅蛋白。血紅蛋白含量越高，它的顏色就越深，透光性就越差(或吸光性越強)。用光電器件檢測透射光強度，并與已定標的血紅蛋白值相比較，即可得出血紅蛋白含量。 常用的光路系統(tǒng)為了防止光散射和外來光干擾，均采

22、用雙波長法測量,a,45,雙波長測量法,氰化血紅蛋白的光密度曲線在540nm處有一個吸收峰。 光源燈發(fā)出的光，經(jīng)過透鏡和狹縫，再透過流動比色皿到達一個半透半反鏡上分成兩束光，一束透射光和一束反射光。透射光經(jīng)過690nm濾光片到達一光電池，被光電池轉(zhuǎn)換為參考信號B；另一束反射光經(jīng)過540nm的濾光片，到達另一光電池，被光電池轉(zhuǎn)換為樣品信號A,a,46,雙波長測量吸光度計算,設(shè)在540nm處為1，690nm處為2， 在1時的吸光度為A1K1CL+AS1 ； 同樣，對于2也有A2K2CL+AS2 ； 式中， AS1和AS2分別為在波長1和2時的光散射和背景吸光度，因540nm和690nm相差不太遠，可以把AS1和AS2視為相等。因此，透過比色皿的參考信號和樣品信號的吸光度之差A(yù)為 A(K2一K1)CL 根據(jù)以上原理，只要在電路中求出參考和樣品兩信號之差，便可以求得相應(yīng)的血紅蛋白濃度，并有效地抑制和減少了光散射、背景吸收以及混濁樣品的影響，提高測量精度,a,47,復(fù)習題,朗伯-比爾定律成立的前提是什么？敘述朗伯-比爾定律。 敘述光電比色計的基本原理