全自動生化分析儀關鍵技術進展

天津市南開區(qū)中醫(yī)醫(yī)院檢驗科 （天津 300110）

內容提要： 常見全自動生化分析儀主要包含自動生化分析儀、糖化分析儀及血細胞分析儀三類，既能夠降低人工操作中的主觀誤差，為臨床醫(yī)師提供疾病診斷的客觀信息依據(jù)，同時也有助于把握患者病情發(fā)展進度，提高患者預后，在醫(yī)學領域應用十分廣泛。因此，本文對全自動生化分析儀關鍵技術進展進行綜述，以期為各醫(yī)院在全自動生化分析儀的選擇與使用中提供參考。

自動生化分析儀、糖化分析儀及血細胞分析儀都是臨床中常見的生化分析儀器，隨著醫(yī)學現(xiàn)代化科技的不斷發(fā)展，儀器智能化及自動化程度不斷提高，在多項臨床檢驗中都發(fā)揮著不可替代的重要作用。自動生化儀主要用于肝功能、腎功能、血脂及血糖指標的檢測；糖化分析儀主要測定血紅蛋白與葡萄糖的結合程度，對于患者糖尿病的篩選、診斷、預后判斷具有重要意義；血細胞分析儀可對紅細胞、白細胞、血紅蛋白、血小板、紅細胞壓積、平均紅細胞體積等參數(shù)進行檢測，對于感染病、白血病、貧血等多種疾病具有良好的診斷及輔助治療效果。

1.自動生化分析儀關鍵技術進展

1.1 結構原理技術進展

自動生化分析儀最初采取管道式結構，全部待測樣品均在同一管道內與試劑進行混合，待測樣品互污染率非常高，沖洗時間長，自動化程度低，后隨著離心式分析儀的產(chǎn)生被徹底淘汰[1]。離心式分析儀通過使用不同的反應比色杯減輕了待測樣品間的相互污染，大幅縮短了清洗時間，但仍存在檢測項目靈活度低，吸光度差等問題[2]。分立式分析儀多采用后分光原理及雙波長測定技術，既顯著降低了光噪，同時也明顯提高了分析的靈敏度，本院使用的TBA-120FR全自動生化分析儀便是分立式分析儀，此種分析儀有效克服了離心式分析儀的大部分缺點，自動化程度高，具有使用靈活，即時檢測的優(yōu)點，現(xiàn)已全面取代了離心式分析儀[3]。

現(xiàn)階段最先進的自動生化分析儀結構原理技術是指將樣品制備過程、反應過程、分離過程及檢測過程集成到微米芯片上的微流控芯片技術，芯片材料以聚二甲基硅氧烷為主，毛細管電泳、聚合酶鏈反應、酶反應、激光誘導熒光檢測和PCR反應等都可在微流控芯片中實現(xiàn)，具有精度高、試劑用量少、檢驗時間短等顯著優(yōu)勢，已逐漸在臨床中應用及推廣[4]。

1.2 光學技術進展

光度計是全自動生化分析儀中的核心技術，能夠對待測溶液中物質進行定量及定性分析。光度計的基本原理是應用朗伯-比爾定律：A=-lg(I/I。)=-lgT=kLc測量溶液中的吸光度，進而計算出待測樣本濃度，樣本的吸光值與樣本的濃度成正比。老式全自動生化分析儀的光學系統(tǒng)中組件主要有鹵鎢燈、透鏡、濾色片、光電池等。新式全自動生化分析儀在光學部分有了很大的技術突破及改進，與老式光學系統(tǒng)相比，新式全自動生化分析儀在光源與比色杯之間加用了一組透鏡，能夠將原始光源燈投射出契型光束變?yōu)辄c光束，從而有效縮小比色杯體積，對試劑的節(jié)約效果可達45%以上。并且，新式全自動生化分析儀應用了新研制出的光/數(shù)碼信號直接轉換技術，能夠將光路中的光信號轉化成為數(shù)碼信號，既有助于降低外界因素對光路的干擾，同時也能夠減少信號衰減，整體提高測試精度。

1.3 恒溫技術進展

溫度對于醫(yī)學檢驗結果的影響很大，因此為保持生化儀的靈敏度及精確度，必須為其配備完善的恒溫系統(tǒng)[5]。早期生化儀多采用空氣浴的方式進行保溫，但空氣浴受溫度影響大，易出現(xiàn)受熱不均等問題，現(xiàn)階段已逐漸形成了恒溫液循環(huán)間接加溫干式浴技術，通過在比色杯周圍放置比熱容較大的穩(wěn)定恒溫液的方式，持續(xù)為待測樣品提供穩(wěn)定、均勻的溫度環(huán)境，有效降低了溫度對自動分析儀的精確度造成影響[6]。

1.4 加樣、攪拌及探針技術進展

加樣技術的不斷完善也是提升生化分析儀自動化程度的關鍵技術之一，加樣的準確度對于測量結果的準確性具有著十分重要的影響[7]?，F(xiàn)階段加樣系統(tǒng)主要依靠液面檢測技術、隨量跟蹤技術及堵塞檢測技術，探針上設有自動感應裝置，探測到液面及障礙物時會自動停止，既能夠減輕探針的磨損及意外損傷，同時也能夠有效預防待測樣品間的交叉感染，提高分析儀的測試準確性[8]。同時，探針還能根據(jù)吸入液體量的多少，自動對下降深度進行調整，以防出現(xiàn)空吸或多余液體，影響加樣結果的準確性[9]。另外，加樣探針配有壓力檢測裝置，識別出樣品中含有血凝塊或蛋白質凝塊時能夠自動排堵并報警，保證檢驗結果的準確性[10]。

傳統(tǒng)攪拌采用磁珠式及渦旋式兩種攪拌技術，但攪拌中產(chǎn)生的氣泡會對檢驗結果造成一定干擾[11]?，F(xiàn)階段已逐漸出現(xiàn)壓電攪拌、多攪拌單元等攪拌技術，改良后增加了攪拌力度、縮短了攪拌時間、避免微泡將光散射后對檢驗結果造成影響，大幅提升了檢驗的可靠性[12]。

2.糖化分析儀關鍵技術進展

糖化分析儀的關鍵測定技術主要有親和測定法、高壓液相方法（HPLC）、免疫凝集法、離子捕獲法、電泳法等，但電泳法自動化程度較低，親和測定法靈敏度較低，免疫法抗干擾性差[13]。HPLC可全自動分離測定糖化血紅蛋白及血蛋白的變異體和亞型，CV值在1%以內，具有操作簡便，精確度高的顯著優(yōu)點，現(xiàn)階段仍以HPLC作為HbA1c的金標準，本院使用的HA-8180日本愛科萊全自動糖化血紅蛋白分析儀也采用了HPLC作為測定原理[14]。

3.血細胞分析儀關鍵技術進展

血細胞儀最初應用電阻率變化聯(lián)合電子技術對血細胞進行計數(shù)，后隨著電阻抗、射頻與細胞化學聯(lián)合檢測技術的研發(fā)，對淋巴、單核、中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞均能得到良好檢測。后續(xù)逐漸研發(fā)出體積、電導、激光散射法，激光散射和細胞化學染色技術及多角度偏振光激光散射技術，大幅提高了血細胞分析儀的檢測速率及準確性。體積、電導、激光散射法先通過低頻電流對細胞體積展開分析，然后利用細胞膜對高頻電流的傳達效應，對粒細胞與淋巴細胞進行區(qū)分，最后通過激光散射測量技術，對粒細胞胞漿中顆粒情況進行探測，依據(jù)不同顆粒大小對光的散射強度不同，有效區(qū)分中性、嗜酸性和嗜堿性細胞。

激光散射和細胞化學染色技術應用了過氧化酶染色反應，先通過聯(lián)苯胺處理標本，細胞內的過氧化物酶能將無色的聯(lián)苯胺氧化為藍色的聯(lián)苯胺藍，最終形成棕黑色顆粒性產(chǎn)物定位于胞漿。其中嗜酸性粒細胞過氧化酶染色反應陽性程度最強（++++），其次為中性分葉核粒細胞（+++），嗜堿性粒細胞為陰性反應（-）。在此基礎上，過氧化酶檢測通道對經(jīng)過的細胞實施激光散射測量技術，依據(jù)細胞的吸光率展開定量及定性分析。

多角度偏振光激光散射技術將全血標本通過鞘流液按適當比例稀釋，然后將激光照射在細胞上，收集0°、10°及90°方向的散射光對細胞體積、結構、內部顆粒情況進行區(qū)分，從而計算出細胞分類結果。

在上述血細胞分析儀關鍵技術的輔助之下，大幅縮短了檢驗時間，3min內可報告15項血細胞指標及CRP，對于提高急診患者預后具有重要意義[15]。

4.結語

隨著醫(yī)學科技的不斷更新與發(fā)展，全自動生化儀器關鍵技術也在持續(xù)革新及進步，向著自動化、高效化、人性化趨勢迅速發(fā)展。通過本文對全自動生化分析儀關鍵技術的綜述，各醫(yī)院可以根據(jù)自身對于自動化檢驗儀器精確度及標本量的需求，理性選擇最適宜的全自動化生化分析儀器，為臨床提供更加精準、安全、高效的檢驗參數(shù)。