Полуавтоматический биохимический анализатор
ОСНАЩЕНИЕ КЛИНИКО ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ.
Все исследования в медицинской практике, несмотря на их многочисленность, можно разделить на 2 базовых сегмента: во-первых, это визуальная диагностика, которая основана на инструментальных методах и, во-вторых, лабораторная диагностика. Последняя в своем арсенале имеет методы лабораторных исследований крови или же других биологических материалов. Осуществляется лабораторная диагностика в нескольких направлениях: это общая гематология и биохимия, иммунология и цитология, микробиология и молекулярная генетика.
Лабораторная диагностика — важнейший индикатор в медицине. Это индикатор точности и правильности первоначального диагноза. Кроме того, это индикатор, вернее, ведущий контролирующий фактор проводящегося пациенту лечения. По статистике, лабораторная диагностика поставляет практическому здравоохранению примерно 80% объема всей
Основными подразделами классической клинической лаборатории являются:
1. Клинико-гематологический — это целый спектр гематологических и других обще-клинические исследований. Например, определение уровня содержания онкомаркеров в сыворотке.
2. Биохимический — этот подраздел клинической лаборатории занят оценкой всех видов обмена и изучением функций органов и систем — проводится широкое исследование ферментов, а также содержания важных в диагностическом плане химических веществ.
|
|
|
3. Цитологический подраздел занимается цитологическими исследованиями пунктатов опухолей всех локализаций, а также другими цитологическими исследованиями, например, исследованиями на половой хроматин.
4. В микробиологическом «отсеке» клинической лаборатории занимаются возбудителями бактериальных инфекций и решением задач санитарной бактериологии. Определение состава флоры, а также чувствительности к антибактериальным препаратам различного биологического материала (мокроты и раневого отделяемого, плеврального экссудата и прочее).
5. Иммуногематологический блок работ в клинической лаборатории включает в себя целую гамму сложных исследований, например, анализ на групповую и резус-принадлежности, когда используются специальные гелевые карты.
В особые подразделы деятельности клинико-диагностической лаборатории можно выделить и другие области ее работы. Например, часто обособляется экспресс-лаборатория. Она представляет собой срочные исследования, выполненные «по cito». Иногда в отдельный блок выносят и исследование свёртывающей системы крови (активированное частичное тромбопластиновое время, международное нормализованное отношение, фибриноген и др. показатели).
|
|
|
АППАРАТНОЕ ОСНАЩЕНИЕ, ПОСУДА И РАСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ:
Согласно приказу министерства здравоохранения РФ № 380 от 25 декабря 1997г. «О состоянии и мерах по совершенствованию лабораторного обеспечения и лечения пациентов в учреждениях здравоохранения Российской Федерации» для интенсификации процесса диагностики в лабораторной практике должны максимально использоваться готовые наборы реактивов и биоматериалов, автоматизированные приспособления для анализа и современные компьютерные системы управления, например, обработка результатов проводящихся исследований. Кроме того, обязательна связь лаборатории с клиническими подразделениями.
В данном приказе, в специальном приложении, приводится примерный перечень приборов, оборудования, медицинского инструментария, которые необходимы для организации работы в клинико-диагностической лаборатории стандартного лечебно-профилактического учреждения. Это и аппарат для окраски цитологических образцов, и микроскопы, и вакуумные сушилки, и водяные бани, и встряхиватели, и гематологические анализаторы, и электоркоагулографы, и селективные биохимические автоанализаторы. Обязательно наличие в лаборатории вытяжного шкафа.
|
|
|
Несмотря на достаточно объемный список необходимого в данном приказе 97 года на практике оказывается, что для эффективной работы даже этого перечня недостаточно. Наука развивается, методы диагностики совершенствуются и это ведет к постоянному повышению потребностей.
Примерный план оснащение клинической лаборатории:
1. Аппараты и устройства:
• Холодильник для хранения проб
• Приборы для проведения общего и биохимического анализов крови
• Центрифуги, встряхиватели, шейкеры
• Лабораторные бани и термостаты
• Микроскопы
• Термометры
• Спиртовки
• Сушильные шкафы
• Стерилизаторы
• Инкубаторы
2. Лабораторная посуда:
• Пробирки
• Флаконы
• Колбы
• Бюретки
• Пипетки
• Аллонжи
• Кюветы
• Мензурки
• Химические стаканы
3. Расходные материалы:
• Реактивы
• Средства защиты персонала
• Одноразовые наборы для взятия образцов
• Вата, марля и прочее.
4. Лабораторная мебель:
• Вытяжные шкафы
• Лабораторные столы
• Столы-мойки
• Лабораторные шкафы
• Тумба
АППАРАТЫ И УСТРОЙСТВА
СПЕКТРОФОТОМЕТРЫ И ФОТОМЕТРЫ
Технически спектрофотометр от фотометра отличается устройством выбора регистрируемых длин волн. Для фотометров – это светофильтры с достаточно широким диапазоном пропускания, для спектрофотометров – это дифракционная решетка или призма с лучшей селективностью по длинам волн и расширенным спектром. Фотометр широко используется в клинико-биохимических исследованиях.
|
|
|
Фотометр - позволяет производить измерения коэффициентов пропускания рассеивающих эмульсий, взвесей, и коллоидных растворов в проходящем свете. В зависимости от применяемого реактива, определяют количество гемоглобина в крови, количество желчных пигментов и белка, мочевины в сыворотке, креатина в моче и сыворотке, мочевой кислоты, глюкозы в моче и крови, железа, кальция, фосфора и др.
Устройство и принцип работы фотометра: Фотометр или фотоэлектроколориметр (сокращенно ФЭК) используется для вычисления концентраций различных окрашенных растворов по поглощению света.
Структурная схема типового однолучевого фотметра представлена на рисунке ниже:
1- Лампа; 2- Cветофильтр; 3- Кювета для растворов; 4-Фотоприёмник; 5- Преобразователь сигнала (усилитель); 6- устройство измерительное (гальванометр).
Луч света от источника света - лампы светит через светофильтр. Полученный монохроматический свет следует через кювету с раствором. Кюветы их минимум две или более представляют из себя сосуды, в которые наливают раствор для сравнения и исследуемый. Кюветы изготавливаются из прямоугольной формы с заданным расстоянием между своими стенками. Для измерений важен не общий объём раствора, а толщина слоя, которая задается расстоянием между передними и задними стенками. Кюветы изготавливают из прозрачного стекла, пропускающего все лучи видимого светового спектра. Для анализа в ультрафиолетовом спектре частот используют кюветы сделанные из кварца пропускающие УФ лучи. Прошедший через раствор световой спектр, следует на фотоприёмник, обычного в его роли используется фотодиод, преобразующий энергию световой волны в электрический ток. Полученный электрический сигнал усиливается усилителем и попадает на устройство измерительное (гальвонометр). На нем имеются две шкалы. На нижней нанесены значения оптической плотности раствора, а на верхней - коэффициента пропускания в %. Принцип измерения оптической плотности и коэффициента пропускания базируется на том, что на фотоприёмник поочерёдно направляют потоки света - прошедший через анализируемый раствор и полный . Вначале под луч светового потока ставят кювету с раствором сравнения ( дистиллированная вода или какой-то растворитель). Изменением чувствительности фотометра добиваются, чтобы отсчёт по первой шкале коэффициентов пропускания был равен 100 делениям (или был равен нулю по шкале оптической плотности - вторая шкала). Т.е, полный световой поток условно принимается за 100% - полный. Затем в него помещают кювету с анализируемым раствором. Из-за поглощения света этим раствором световой поток уменьшается, и стрелка измерительного прибора отклоняется от нуля. По показаниям стрелки определяют значение коэффициента пропускания или оптической плотности.
Спектрофотометры - Различают одноканальные и многоканальные. Принцип работы спектрофотометра основан на регистрации величины оптической плотности и преобразования ее путем несложных математических операций. Оператор выполняет подготовительные работы: подготовка реагентов, их смешивание, установка режима системы и пр. В ряде приборов предусмотрен спектр дополнительных опций: термостатирование проб, автоматический вычет бланка, вывод данных на экран либо печать на бумажном носителе и т. д.
В образце сравнения обычно используют известную концентрацию вещества + краситель, в исследуемом образце обычно используют плазму крови + краситель. Т.К. исследуемое вещество связывается с красителем, оптическая плотность будет зависеть от концентрации вещества. Приемник излучения улавливает разницу оптической плотности, при прохождении через кюветы с заданной концентрацией и неизвестной концентрацией в плазме крови. Усилитель и регистратор выводят на экран цифровые значения, которые подставляют в несложную формулу, записанную в инструкции к реагенту и узнают концентрацию исследуемого вещества в плазме крови. Область применения спектрофотометрических методов в биохимической лаборатории довольно широка. На определении оптического поглощения основаны различные методы количественного анализа аминокислот, белков, коферментов, НАДФ, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов и др. соединений.
Нефелометры -Принцип действия нефелометров основан на измерении интенсивности рассеянного света, прошедшего через жидкую биологическую пробу и последующем пересчете, с помощью встроенных программ, полученного значения интенсивности в необходимый параметр (концентрацию) лабораторного теста в соответствии с методикой медицинского лабораторного исследования. Результат измерений отображается на экране нефелометра в виде значений степени мутности, выраженных в относительных единицах мутности и концентрации специфических белков в образце. Конструктивно нефелометры выполнены в виде двух блоков - блока считывания и блока обработки результатов измерений, размещенных в едином корпусе. Блок обработки результатов измерений представляет собой микрокомпьютер, предназначенный для управления системой и обработки результатов измерений с применением встроенного программного обеспечения.
На нефелометре проводят Иммуноферментный анализ (ИФА) — это метод лабораторной диагностики, основанный на реакции «антиген-антитело», который позволяет выявить вещества белковой природы (в том числе ферменты, вирусы, фрагменты бактерий и другие компоненты биологических жидкостей).
БИОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР — это прибор для биохимических исследований различных веществ: электролитов, ферментов, гормонов и прочее. Он способен определить концентрацию и наличие этих веществ практически в любых видах биологического материала. Расшифровка биохимического анализа крови – это сравнений полученных результатов с нормальными показателями. Бланк анализа содержит полный список показателей, определяемых биохимической лабораторией и их референтные значения.
Биохимический анализатор обеспечивает выполнение различных тестов и анализов: от срочных до традиционных клинико-биохимических. Данные аппараты делят на автоматические и полуавтоматические. Автоматические выполняют большой спектр операций: отбор материалов и реагентов, их смешивание и нагрев, анализ, обработка и печать полученной информации, автоматическое промывание прибора. На полуавтоматических анализаторах процесс подготовки анализируемых веществ оператор производит вручную, что крайне неудобно для крупных лабораторий.
Для более быстрой и удобной работы системы биохимические анализаторы могут быть оснащены:
· автоматическими манипуляторами,
· центрифугами для пробирок,
· специальным программным обеспечением для обработки результатов пациентов.
Сегодня трудно представить современную лабораторию без различных анализаторов для определения основных параметров биохимии в сыворотке крови, плазме. Выделяют три основные группы анализаторов:
Полуавтоматический биохимический анализатор
Прибор осуществляет автоматическую калибровку, выдает запрос о необходимости добавления следующей пробы. Расчет результатов исследования производится по выбранному оператором алгоритму и отображается на дисплее прибора. В некоторых модификациях приборов предусмотрены дополнительные опции, позволяющие производить сравнения результатов и определить их адекватность по бланку, изменению оптической плотности или значению. Возможно несколько вариантов предоставления информации: в электронном виде (вывод результатов на экране монитора либо сохранение на записывающем устройстве), печать на бумаге.
Автоматические биохимические анализаторы
Требуют минимального участия оператора. Оператор выбирает профиль работы прибора в соответствии с порядком определения параметров и количеством анализируемых проб. Все остальные действия по подготовке пробы (выбор и смешивание реагентов, расчет результатов и др.) осуществляются в автоматическом режиме.
Автоматические биохимические анализаторы обладают рядом преимуществ:
· Высокая производительность, быстрота в обработке проб и результатов анализов.
· Минимальные затраты на расходные материалы за счёт автоматического смешивания, подачи реагентов и промывки системы.
· Удобство и простота в управлении за счет современного программного обеспечения с возможность подключения к внешнему ПК и передачи данных в общелабораторную компьютерную сеть.
· Опционально предусмотрена система охлаждения блока хранения реагентов.
Автоматические биохимические анализаторы открытого и закрытого типа
Различают два типа автоматических биохимических анализаторов: «открытый» и «закрытый».Закрытый тип анализаторов предполагает использование ограниченного числа реагентов, предусмотренных производителем. В систему изначально внесены контрольные и калибровочные данные, а информация о применяемых реагентах в данном конкретном исследовании заносится в прибор посредством считывания штрих-кода с их упаковки. Ограниченность выбора реагентов является минусом данного анализатора. Как правило, заявленные производителем реагенты достаточно дорогостоящие, заменить их более дешевыми аналогами нельзя, так как это может привести к некорректной работе самого анализатора. К плюсам анализатора данного типа можно отнести стабильность результатов калибрования.
Открытый тип анализаторов предполагает возможность использования реагентов практически любого производителя благодаря встроенному набору светофильтров для проведения наиболее распространенных методик анализа. В остальном работа систем открытого и закрытого типа одинакова. Стоит отметить, что не все системы открытого типа полностью идентичны. Каждый производитель разрабатывает свои уникальные конструкции — блоки реагентов, блоки анализируемых образцов и т. д. Однако выделяют следующие ключевые параметры, которые способны влиять на качество анализируемых веществ.
Режим и последовательность доступа к тестам:
· Система «тест-за-тестом» выполняет анализ последовательно параметр за параметром, встречается в анализаторах с проточной кюветой. Данная система получила широкое распространение в лабораториях с небольшой производительностью за счет минимального риска взаимодействия реагентов и как следствие высокой точности анализа. Однако, невозможность получения быстрого результата исследования ограничивает применение данной системы в крупных лабораториях.
· Система «пациент за пациентом» позволяет выбрать и произвести полный анализ по всем необходимым параметрам. Данная система является универсальной, так как предусматривает возможность проведения анализа по системе «тест-за-тестом» и экспресс исследование любого параметра. Система «пациент за пациентом» требует участия высококвалифицированного специалиста для правильного выбора последовательности тестов и тщательной промывки системы между анализами. В системе последнего поколения данные действия выполняются программно, однако стоимость таких систем достаточно высока.
Конструкция реакционного узла, блока проб и реагентов:
· Наиболее распространены следующие типы конструкций реагентного блока: «линейный» и «карусельный». «Линейный» блок подразумевает хранение реагентов при комнатной температуре, кюветы при этом размещены в стрип с гнездами. В некоторых моделях предусмотрена система охлаждения регентов.«Карусельный» блок — реагенты размещаются в промышленных флаконах, что значительно сокращает длительность подготовки теста, минимизирует расходы реагентов, исключает возможность загрязнения. В некоторых моделях также предусмотрена система охлаждения регентов до 15С, которая позволяет гарантировать высококачественное выполнение анализов.
· Блок проб конструктивно схож с реагентным блоком. Однако в «карусельном» блоке можно в процессе работы системы установить дополнительные калибраторы и образцы, отсутствует привязка калибраторов к определенным гнездам.
· Реакционный узел. Возможно несколько вариантов исполнения: в форме проточной кюветы, в виде термостатируемой платформы с реакционными пробирками, кюветами или планшетами (одноразовые или многоразовые)
Аналитический процесс
Современный гематологический анализатор является техническим устройством, которое обеспечивает выполнение аналитического процесса – определение клеточного состава крови человека в автоматическом режиме. На рисунке 1 представлена схема этого аналитического процесса. После ввода пробы крови в анализатор внутри прибора выполняются следующие процедуры: приготовление двух разведений введенной пробы крови: первое разведение - для подсчета концентрации лейкоцитов (в нем же после лизиса эритроцитов подсчитывается концентрация гемоглобина), и второе разведение – для подсчета концентрации эритроцитов и тромбоцитов.
Первое разведение крови получается путем дозирования цельной крови (обычно 10 – 20 мкл) и изотонического разбавителя (5 – 10 мл) с последующим добавлением лизирующего раствора, который разрушает эритроциты и преобразует все формы гемоглобина к одной форме.
Второе разведение крови получается путем дозирования первого разведения крови (обычно 50 – 100 мкл) (до того как в него добавляется лизирующий раствор) и изотонического разбавителя (5 – 10 мл).
На втором этапе анализатор определяет концентрации клеток крови в приготовленных разведениях, анализирует индивидуальные характеристики клеток крови: объем, свойства пропускания и рассеяния света; измеряет концентрацию производной формы гемоглобина. Для этого часть первого разведения крови по магистралям анализатора поступает в специальное устройство, которое подсчитывает лейкоциты, другая часть первого разведения поступает в проточную кювету гемоглобинометра, а второе разведение крови поступает в устройство, которое подсчитывает эритроциты и тромбоциты. Для расчета концентраций клеток при их подсчете измеряется объем разведения крови, прошедшего через устройство подсчета клеток.
На третьем этапе прибор выполняет комплекс вычислений, в результате которых получаются конечные данные анализа, и выводит на дисплей и на печать эти данные.
Техническая реализация элементов аналитического процесса - Открытая пробирка с венозной или капиллярной кровью (стабилизированной ЭДТА), подносится к заборной игле прибора и поступает во внутренние магистрали прибора. Следующий этап - дозирование цельной крови для приготовления первого разведения. Для выполнения этой операции в гематологическом анализаторе используется Шприцевой дозатор. Игла для ввода цельной крови подключена магистралью к шприцевому дозатору. При перемещении поршня дозатора на определенное расстояние, кровь в объеме 10 - 20 мкл, всасывается в иглу, после чего игла перемещается внутрь прибора и за счет движения поршня дозатора в обратном направлении кровь вытесняется из иглы в емкость для первого разведения.
Дозирование изотонического разбавителя и лизирующего раствора осуществляются с помощью шприцевых дозаторов.
Подсчет клеток крови, анализ их характеристик -Для выполнения этой процедуры используется кондуктометрический метод. Этот метод основан на эффекте изменения электрического сопротивления микроотверстия (трансдьюсера) при прохождении через него клетки крови. Величина изменения сопротивления пропорциональна объему клетки. Это позволяет различать тромбоциты и эритроциты при их одновременном подсчете. Для подсчета лейкоцитов предварительно производится лизис эритроцитов. Концентрация клеток определяется как отношение числа подсчитанных клеток к объему разведения пробы, которое прошло через трасдьюсер. Для определения объема пробы, прошедшей через трансдьюсер при подсчете клеток используется метод фиксированного времени. В этом методе по обе стороны трансдьюсера создается разность давлений точно заданной величины. При этом предполагается, что за определенное время через микроотверстие проходит точно известное количество пробы.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 1739; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!