基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)尿液分析儀

1、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)尿液分析儀基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)尿液分析儀尿液分析儀簡介 臨床泌尿系統(tǒng)、肝臟以及糖尿病等多種疾病均可導(dǎo)致尿成分的改變。由于尿液標(biāo)本容易采集，所以尿液檢驗已廣泛應(yīng)用于臨床疾病的輔助診斷，疾病進(jìn)展監(jiān)測、治療效果或并發(fā)癥的監(jiān)測，以及對無癥狀人群進(jìn)行的先天性或遺傳性疾病的篩查。 尿液檢驗一般分為肉眼評價， 理化檢查及沉查檢查。檢測方法有定性、半定量、定量與形態(tài)學(xué)檢查，檢測成分涉及到常規(guī)化學(xué)、特殊化學(xué)、細(xì)胞形態(tài)學(xué)與病原微生物等。其中尿液干化學(xué)分析由于其操作方便、測定迅速、結(jié)果準(zhǔn)確、可實現(xiàn)自動化，并且對大批量標(biāo)本能進(jìn)行過篩試驗，因此目前廣泛應(yīng)用于臨床。尿液干化學(xué)分析的發(fā)展 自從1956年爾弗來德弗瑞（ Alfr

2、ed free）發(fā)明了cilinitix尿液分析儀歷史上第一個試紙條測試方法以來，尿液的化學(xué)分析開始向干化學(xué)方法轉(zhuǎn)變。當(dāng)時有人采用單一干化學(xué)試帶法測定尿中蛋白質(zhì)和糖，利用肉眼觀察試帶中顏色的變化與標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行比較，得出相應(yīng)的值。尿液干化學(xué)分析儀的出現(xiàn)給臨床實驗室尿液分析帶來一個飛躍。 到了80 年代中期，由于計算機技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛使用，尿液分析儀的自動化才得到迅猛發(fā)展，由半自動發(fā)展到全自動，測試項目由3 項發(fā)展到11項。測定速度最高可達(dá)300到500個標(biāo)本每小時，這使得常規(guī)檢測更為普及，更加方便。 尿液干化學(xué)分析儀的分類 尿液干化學(xué)分析儀按測試項目可分為： 8項尿液分析儀：代表儀器有日本或國

3、產(chǎn)的MA4210，測試項目包括尿蛋白、尿糖、尿pH、尿膽紅素、尿膽素原、尿潛血酮體和尿亞硝酸鹽。 9項尿液分析儀：代表儀器有德國RL-9 型，測試項目包括上述8項與尿白細(xì)胞。 10項尿液分析儀：代表儀器有德國的Miditron 型，美國的Cilinitex 型或國產(chǎn)的FA-100等，測試項目為上述9比重。 11液分析儀：代表儀器有韓國Vrisca n300型，測試項目為上述10項與尿維生素C，由于增加了維生素C反應(yīng)膜塊，所以可及時發(fā)現(xiàn)因維生素C 干擾所出現(xiàn)的葡萄糖、潛血、膽紅質(zhì)的結(jié)果偏差。 按自動化程度可分為 半自動尿液分析儀，這是近年來臨床實驗室普遍使用的尿液分析儀，代表儀器有德國的S ur

4、trom、日本或國產(chǎn)的MA-4290、國產(chǎn)的FA-100等。檢測項目主要包括尿8項、尿9項、尿10 項、尿11 項。 全自動尿液分析儀，代表儀器有德國的S urtrom 型、日本的- AX-4290 型、美國的Cilinitex ATLAS，檢測項目包括尿10 項、尿11 項或尿012項，部分還增加了可靠的濁度測定功能，對尿比重采用光析射率計算。全自動尿液分析儀由于從加樣到最后的結(jié)果輸出全部由儀器自動完成，并且實現(xiàn)了校對的標(biāo)準(zhǔn)化，實時質(zhì)量控制以及隨時插放急診樣品等功能，真正實現(xiàn)了尿液的自動化分析。 尿液干化學(xué)分析的標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量控制 “ 浸漬條” 或試紙條為一個塑料條，上有一個或多個富含化學(xué)物質(zhì)

5、的反應(yīng)塊，尿與試劑塊接觸后產(chǎn)生顯色反應(yīng)。較常用的試紙條包括下列項目：pH、亞硝酸鹽、比重、白蛋白、葡萄糖、白細(xì)胞酯酶、血紅蛋白、膽紅素、尿膽原。 試紙條結(jié)構(gòu)： 試紙條采用多層膜結(jié)構(gòu)： 第一層尼龍膜起保護(hù)作用，防止大分子物質(zhì)對反應(yīng)的污染。 第二層絨制層，包括過碘酸鹽區(qū)和試劑區(qū)，過碘酸鹽區(qū)可以破壞維生素C的干擾物質(zhì)；試劑區(qū)主要與尿液所測定的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，產(chǎn)生顏色變化。 第三層是吸水層，可使尿液均勻快速地浸入，并抑制尿液流到相鄰的反應(yīng)區(qū)。 最后一層選取尿液不浸潤的塑料片作為支撐體。 尿液分析儀的測試原理 這里我們以URIFLET 系列8A 型試劑帶為例說明尿液分析儀的工作原理。8A型試劑帶是在一

6、塊長90mm、寬5mm, 的透明塑料條上的一端，每隔2mm 粘上一塊5mm 寬的四方塊試紙塊，共有九塊，按尿膽素原、膽紅素、酮體、潛血、蛋白質(zhì)、葡萄糖、pH值、空白塊、亞硝酸鹽的順序排列。 測試時，將試劑帶浸沒在尿液中。浸了尿液的試劑帶，由于化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生顏色變化。試劑塊的顏色深淺對光的吸收和反射程度不同，顏色越深，相應(yīng)某種成分濃度越高，吸收光量值越大，反射光量值越小，反射率也越?。环粗?，反射率越大。也就是說：顏色的深淺與光的反射率成比例關(guān)系，而顏色的深淺又與尿液中的各種成分的 濃度也成比例關(guān)系。所以只要測得光的反射率，即可以求得尿液中各種成分的濃度。 尿液分析儀通常采用雙波長光度計法測試試劑

7、帶上試劑塊的顏色變化。所謂雙波長法是指：一種波長的光為測定光，它是被測試劑塊的敏感特征光；另一種光為參考光，是被測試劑塊不敏感的光，用于消除背景光和其他雜散光的影響。 尿液分析儀的結(jié)構(gòu) 尿液分析儀由機械系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、電路系統(tǒng)三部分組成。 機械系統(tǒng)主要功能是將待檢試紙條傳送到位，將檢測后的試紙條排人廢物盒。 半自動分類： 試劑帶架式：將試劑帶放入試劑帶槽內(nèi)，傳送試劑帶架到光學(xué)系統(tǒng)檢測后回位； 試劑帶傳送帶式：將試劑帶放入試劑帶架內(nèi)，傳送裝置或機械手傳送到光學(xué)系統(tǒng)檢測后回位； 自動分析儀： 浸式加樣：由試劑帶傳送裝置、采樣裝置和測量裝置組成； 點式加樣：由試劑帶傳送裝置、采樣裝置、加樣裝置和測量

8、裝置組成。 光學(xué)系統(tǒng)通常包括光源、單色處理、光電轉(zhuǎn)換三部分。光線射到反應(yīng)區(qū)表面產(chǎn)生反射光，反射光的強度與各個項目的反應(yīng)顏色成正比。不同強度的反射光再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行處理。不同廠家其尿液分析儀的光學(xué)系統(tǒng)不盡相同。 1）LED系統(tǒng) 采用了可以發(fā)射特定波長的發(fā)光二極管作為檢測光源，兩個檢測頭都有三個不同波長發(fā)光二極管，對應(yīng)于特定檢測項目，它們相對于檢測面60度角照射到反應(yīng)區(qū)上。作為光電轉(zhuǎn)換器件的光電二極管直接安裝在反應(yīng)區(qū)上方，在檢測光照射的同時接收反射光。 2）濾光片系統(tǒng) 高亮度鹵鎢燈為光源，經(jīng)光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)到兩個檢測頭。入射光以45度角照射到反應(yīng)區(qū)上。在反應(yīng)區(qū)的正上方也固定有一組光纖，反

9、射光被傳導(dǎo)至濾光片分光，單色化之后的光信號再經(jīng)光電二極管轉(zhuǎn)換為電信號。 3）CCD系統(tǒng) CCD的基本單元是MOS（金屬-氧化物-半導(dǎo)體），其突出特點是以電荷作為信號，而不是以電壓或電流。 CCD器件具有良好的光電轉(zhuǎn)換特性，光電轉(zhuǎn)換因子可達(dá)99.7%。以高壓氙燈作為光源，特點發(fā)光光譜接近日光；放電通路窄，發(fā)光效率高。 電路系統(tǒng)的作用是，將轉(zhuǎn)換后的電信號放大，經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送CPU處理計算出最終檢測結(jié)果，然后將結(jié)果輸出到屏幕顯示并送打印機打印。 CPU不但負(fù)責(zé)檢測數(shù)據(jù)的處理，而且控制了整個機械、光學(xué)系統(tǒng)的運作，并通過軟件實現(xiàn)了多種功能。 尿液分析儀的工作原理為：在微電腦的控制下，用雙波長測定試劑帶

10、上的顏色變化。試劑帶上有數(shù)個含有各種試劑的試劑墊，各自與尿中相應(yīng)成分進(jìn)行獨立反應(yīng)，顯示不同顏色，顏色的深度與尿液中某種成分呈比例關(guān)系。試劑帶中還有另一個墊“ 補償區(qū)” 作為尿液本底顏色，以對有色尿及儀器變化等產(chǎn)生的誤差進(jìn)行補償。 將沾附有尿液的試劑帶放在儀器比色槽內(nèi)，試劑帶上已產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的各種試劑墊被光源照射，其反射光被接收器接收，反射光的強度與各個項目的反應(yīng)顏色成正比。不同強度的反射光再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換為電信號送到電路系統(tǒng)進(jìn)行處理。電路系統(tǒng)首先將該信號放大，經(jīng)模A/D數(shù)轉(zhuǎn)換后送中央微處理器。 CPU算出被測的每塊試劑塊的反射率，并與事先存于CPU中的反射率及分析成分濃度關(guān)系的曲線相比較，

11、最后將結(jié)果輸出至屏幕顯示，并送打印機打印。 1) 光電系統(tǒng) 光電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，光源燈發(fā)出的白光通過球面積分儀的通光筒，照射到試劑塊上，試劑塊把光反射到球面積分儀中。 積分球的內(nèi)部為球面形狀，球面上鍍有反射層，它具有會聚光線的作用。也就是說，試劑塊上的任一方向的反射光在內(nèi)球面鏡中經(jīng)多次全反射后，在球面的任何一點都可以接收到，也即在球面任何一點可以接收到各個方向散射光之和。 球面積分儀上有三塊濾色片和三個光電管，對應(yīng)于波長為550nm、620nm、720nm的光。其中720nm 為參考波長，每掃描一個試劑塊有一個測定波長和參考波長光電管工作，將光信號變成電信號。 亞硝酸鹽、酮體、膽紅素、尿膽素原的測

12、定光波長為550nm， pH、葡萄糖、蛋白質(zhì)、潛血的測定光波長為620nm， 各試劑塊所選用的參考波長均為720nm。 2.電路系統(tǒng) 本機的電路由CPU電路、穩(wěn)壓電源、前置放大器、連續(xù)工作放大電路、打印電路和顯示電路組成。兩路光電管檢測的信號（ 測定光、參考光），經(jīng)模擬信號電路處理送到電子開關(guān)，電子開關(guān)對兩路分別進(jìn)行采樣，并將采樣電壓送到I/V 轉(zhuǎn)換器，變成頻率變化信號。剩下的工作由單片機系統(tǒng)完成。 尿液分析儀的維護(hù)和保養(yǎng) 1.儀器的安裝要求 要求環(huán)境溫度在10-30，相對濕度80% ，接地良好，電源電壓220V（5%10%) 。儀器安裝位置要便于操作，打印紙不要裝反，要裝入足夠的打印紙，不能

13、讓打印機空打，否則打印頭易損壞。試劑帶架安裝前須充分干燥，但不要烘烤和靠近熱源。 2.使用儀器的注意事項 整機的清潔是維持良好運行的保證。保證使用干凈的取樣杯，使用新鮮的混合尿樣，必須使用與機器相配套的試劑帶，試劑帶浸入尿樣的時間為2 秒，所有試劑塊包括參考塊在內(nèi)全部浸入尿樣中，使用濃縮的新鮮尿液，須稀釋。儀器使用的最佳溫度 為2025，室溫和尿樣最好維持在這一溫度范圍內(nèi)。 3. 尿液分析儀的各部件的保養(yǎng) 本儀器屬精密的光電儀器，須精心管理保養(yǎng)。如不按規(guī)程操作，會擾亂儀器的正常工作，引起不良的后果。試劑帶架。每天清洗試劑帶架。從儀器內(nèi)抽出試劑帶架，使用無腐蝕的洗滌劑清洗，用清理工具從槽溝中清除

14、積累的雜物，清洗完安裝前要充分干燥。 過量尿液從試劑帶架下的排泄孔吸出，當(dāng)孔被塞住或有滲漏時，就不能排出，應(yīng)定期檢查此孔， 及時疏通。 由于光學(xué)部分在試劑帶上面掃描，容易被逐漸弄臟，應(yīng)定期清理。 尿液分析儀常見故障與維修 光源燈泡安裝不當(dāng)，燈泡不合格，整機供電異常等。處理方法：更換燈泡；檢查供電電路等。 驅(qū)動頭運動受阻，驅(qū)動電機損壞或供電電路異常。處理方法： 檢修各運動部件；潤滑各部件；檢查電機及其供電電路等。 儀器不進(jìn)行測試，驅(qū)動部分異常，試劑帶放置錯誤。處理方法：檢修驅(qū)動部件；重新放好試劑帶。 光源強度不足，燈泡老化，光敏測試孔太臟，光路受阻，反光片太臟，光源燈泡供電異常；球面積分儀故障。

15、處理方法： 更換燈炮， 清潔光路， 檢查燈泡供電電壓，檢修或更換球面積分儀。 暫停狀態(tài)，不能連續(xù)測試， 試劑帶架及帶架下透光孔太臟， 光敏檢測系統(tǒng)故障，開機自檢時放入測試帶或試劑帶架位置錯。處理方法：清潔帶架及光敏檢測孔。取出試劑帶后再開機，檢修光敏檢測電路。 光學(xué)系統(tǒng)運動不到位或不運動 光學(xué)系統(tǒng)不運動，應(yīng)首先判斷電機是否有問題， 如果電機損壞， 只好更換電機。若檢查電機未壞，供電又正常，肯定是電機阻力太大，這種情況也會造成光學(xué)系統(tǒng)運動不到位。電機位于試劑帶臺的下面，如果多余的尿液清除不凈，就會積聚侵蝕到電機內(nèi)部和變速齒輪系統(tǒng)，日復(fù)一日，造成電機損壞或變速齒輪運轉(zhuǎn)不暢。這時要小心打開變速部分，

16、清除銹蝕和尿漬，涂上黃油或凡士林，按原位裝好，同時清除齒輪上的污垢并潤滑，機器就可正常工作。 負(fù)壓泵不能產(chǎn)生負(fù)壓 負(fù)壓泵最易出故障的部件是由橡膠制成的“ 皮碗”，兩只皮碗在電磁鐵的作用下形成推挽狀態(tài)而產(chǎn)生負(fù)壓。“ 皮碗” 老化、破損，導(dǎo)致漏氣，就不能產(chǎn)生負(fù)壓。這時就需要更換新的皮碗。 此外，負(fù)壓泵吸走的是多余的尿液，所以它的管路很臟，容易堵塞。要定期用蒸餾水清洗排液小孔和管路，以保暢通；要定期倒掉廢液瓶中的廢液。 字符不清楚的原因：一是熱敏頭的供電電壓偏低，二是打印頭沾有污物。導(dǎo)致供電壓偏低的原因也有二種情況：本身電源電壓偏低，其次是本機電源電路有故障，不能產(chǎn)生所需的工作電壓。針對第一種情況，

17、應(yīng)該使用精度較高的交流穩(wěn)壓器；后一種情況，應(yīng)熟悉電流電路，對癥下藥，找出有故障的元件。若故障是打印頭沾有污物引起，應(yīng)用紗布沾上10%HCL 溶液輕輕擦洗打印頭，故障即可排除。 另外字符缺行的故障，通常是熱敏片阻值差異較大（ 對國產(chǎn)品而言），信號電流較大，加之長期使用均可使阻值變大或開路，不能發(fā)熱，熱敏紙不變色，從而造成缺行。排除此故障只有更換熱敏頭。 UF-1000i熒光染色的尿液流式細(xì)胞分析儀，檢測部熒光染色的尿液流式細(xì)胞分析儀，檢測部運用紅色半導(dǎo)體激光運用紅色半導(dǎo)體激光前向散射光、側(cè)向散射光和側(cè)向熒光信息前向散射光、側(cè)向散射光和側(cè)向熒光信息的綜合判斷提高了顆粒分類的準(zhǔn)確度降的綜合判斷提高了

18、顆粒分類的準(zhǔn)確度降低干擾低干擾雙檢測通道（沉渣通道、細(xì)菌通道）雙檢測通道（沉渣通道、細(xì)菌通道） UF-1000i尿沉渣分析儀 它應(yīng)用了流式細(xì)胞和電阻抗原理：當(dāng)一個尿液標(biāo)本被稀釋和染色后，靠液壓作用通過鞘液流動室。當(dāng)樣品進(jìn)入鞘液流動室時，被鞘液包圍而以單個細(xì)胞排列形式通過流動室的中心軸線，在這里每個尿細(xì)胞被氬激光光束照射。 每個細(xì)胞產(chǎn)生不同程度的熒光強度和散射光強度，以及不同的電阻抗。熒光強度反映細(xì)胞的定量特性，如細(xì)胞膜、線粒體和核酸等；散射光強度是前散射光，主要反映細(xì)胞大?。浑娮杩剐盘栔饕c細(xì)胞的體積成正比。流式細(xì)胞法示意圖流式細(xì)胞法示意圖側(cè)向散射光側(cè)向熒光前向散射光激光束(635nm)半導(dǎo)體

19、激光(635nm)二向色鏡光電倍增管(熒光)光電倍增管(側(cè)向散射光)光電二極管(前向散射光)流動池 S-FSC: 前向散射光強度，顆粒大小 S-FLH: 熒光強度(高靈敏度)，顆粒核酸的染色強度 S-SSC: 側(cè)向散射光強度，顆粒的內(nèi)部復(fù)雜性 S-FSCW:前向散射光脈沖寬度，顆粒的長度 S-FLLW: 低靈敏度的熒光脈沖寬度，顆粒部分的脈沖寬度 S-FLLW2: 熒光脈沖寬度2，顆粒的核強染色部分的脈沖寬度 全自動尿沉渣分析儀主要由光學(xué)檢測系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電阻抗檢測系統(tǒng)和電路系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)由氬激光器、激光反射系統(tǒng)、流動室、前向光采集器和前向光檢測器組成。激光作為光源，被雙色反射鏡反射，被聚光

20、鏡收集形成射束點，并聚集于流動室中央。樣品經(jīng)過流動室時，細(xì)胞被激光光束照射而產(chǎn)生散射光和熒光信號。前散射光被光電二極管轉(zhuǎn)換為電信號，被輸送到微處理器。熒光則通過濾光片濾過一定波長的熒光后輸送到光電倍增管轉(zhuǎn)換成電信號，然后送到微處理器。 液壓系統(tǒng)主要形成鞘液流動。反應(yīng)池的染色標(biāo)本經(jīng)真空作用吸入鞘液流動室。鞘液形成一股液渦流，使尿液細(xì)胞形成單個排列。兩種液體互不混合，保證了尿液細(xì)胞永遠(yuǎn)在鞘液中心通過。鞘液流動提高了細(xì)胞計數(shù)的精度，減少了流動室被尿液污染的可能。 電阻抗檢測系統(tǒng)包括測定細(xì)胞體積的電阻抗系統(tǒng)和測定尿液導(dǎo)電率的傳導(dǎo)系統(tǒng)。電阻抗檢測方法是小孔變阻法，即當(dāng)尿液細(xì)胞通過小孔時，在電極間產(chǎn)生的阻

21、抗變化而引起電壓發(fā)生變化，電壓值主要與細(xì)胞體積有關(guān)。測定導(dǎo)電率采用電極法。在樣品進(jìn)入流動室前，在樣品兩側(cè)各有一個傳導(dǎo)性感受器，接受導(dǎo)電率電信號，放大后直接送到微處理器。電子系統(tǒng)主要用于接受各種電信號，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。 定量檢測參數(shù)（12項） RBC、WBC、EC、CAST、BACT、P-CAST、SRC、YLC、CRYSTAL、SPERM、MUCUS、COND. 研究參數(shù)信息（3項） 紅細(xì)胞形態(tài)學(xué)信息（血尿來源判斷） 尿電導(dǎo)率分級 UTI信息（尿路感染致病菌初篩） RBC在20個/L以上時會提示上述信息Dysmorphic？ Mixed？ Isomorphic？ 紅細(xì)胞信息通過紅細(xì)胞前向散射光直方圖獲得。紅細(xì)胞主要群體大小和紅細(xì)胞大小分布寬度，來提示紅細(xì)胞的來源，如果可能來源于腎小球，將會顯示報警信號Dysmorphic？。如果來源可能不是腎小球（膀胱，尿路出血），將會顯示報警信號Isomorphic？ 既不是Dysmorphic？也不是 Isomorphic？的情況下，將顯示Mixed? 尿液電導(dǎo)率定量分級信息 表達(dá)電流通過導(dǎo)體的難易程度的指標(biāo)表達(dá)電流通過導(dǎo)體的難易程度的指標(biāo) 尿液電導(dǎo)率