第四章 临床检测分析仪器 现代临床检验仪器是观察临床中各标本组分的改变、物理性状的变化、分析其化学成分及其结构的重要工具。高效能、高精度、高自动化程度的检验仪器的广泛应用，提高了临床检验的水平和效率。检验结果可为临床医师诊断疾病、了解病情变化、设计治疗方案、观察疗效和预后估计提供重要依据。随着科学技术的发展，尤其是酶学、免疫化学、分子生物学、分析化学、化学仪器、电子技术和计算机技术、传感器技术的飞速发展，临床检验学在分析技术和仪器研制方面都有很大的进步，多指标分析、高精度数字处理及全自动化是临床检测分析仪

Presentation on theme: "第四章 临床检测分析仪器 现代临床检验仪器是观察临床中各标本组分的改变、物理性状的变化、分析其化学成分及其结构的重要工具。高效能、高精度、高自动化程度的检验仪器的广泛应用，提高了临床检验的水平和效率。检验结果可为临床医师诊断疾病、了解病情变化、设计治疗方案、观察疗效和预后估计提供重要依据。随着科学技术的发展，尤其是酶学、免疫化学、分子生物学、分析化学、化学仪器、电子技术和计算机技术、传感器技术的飞速发展，临床检验学在分析技术和仪器研制方面都有很大的进步，多指标分析、高精度数字处理及全自动化是临床检测分析仪"— Presentation transcript:

1 第四章 临床检测分析仪器 现代临床检验仪器是观察临床中各标本组分的改变、物理性状的变化、分析其化学成分及其结构的重要工具。高效能、高精度、高自动化程度的检验仪器的广泛应用，提高了临床检验的水平和效率。检验结果可为临床医师诊断疾病、了解病情变化、设计治疗方案、观察疗效和预后估计提供重要依据。随着科学技术的发展，尤其是酶学、免疫化学、分子生物学、分析化学、化学仪器、电子技术和计算机技术、传感器技术的飞速发展，临床检验学在分析技术和仪器研制方面都有很大的进步，多指标分析、高精度数字处理及全自动化是临床检测分析仪器的发展方向。

2 临床检验所使用的常规仪器 电解质分析仪 血液学分析仪 血气分析仪 尿液分析仪 生化自动分析仪

3 4.1 电解质分析仪 正常人的体液中钾(K)、钠(Na)、氯(Cl)、钙(Ca)、锂(Li)等电解质都有一定的含量范围。电解质对于保持体液的酸碱平衡、维持渗透压等起着重要作用。在人体发生病变时，如糖尿病酸中毒、肾衰竭、严重呕吐、腹泻、渗出性胸膜炎或腹膜炎等，都会引起电解质偏离正常范围，严重时，甚至危及生命。为了抢救、治疗这类病人，必须及时了解病人电解质的平衡情况。测定电解质的方法很多，有化学法、火焰光度法、原子吸收法、离子选择性电极法等。

4 火焰光度法因其灵敏度较高、设备简单、成本低等优点，曾经被普遍采用。其原理为因每一元素都有其特定的发射光谱，即其谱波长为特异性的，用火焰为激发源，对某些金属元素的发射光谱进行光度分析。但这种方法需先从全血中提取血清或血浆，再加入内标液做定量稀释，所得的数据为全血浆的离子浓度，一般只能测定K、Na二种离子的浓度。此外，该法需要燃气，产生二氧化碳，稀释样品步骤还会降低分析的精密度等，现已较少应用。

5 目前的电解质分析仪(electrolyte analyzer)多采用离子选择性电极法测量溶液中的离子浓度。这种仪器可以快速精确地同时测定生物样品中的钾、钠、氯、钙、锂、pH等多项指标，同时具有操作方便、灵敏度和选择性好、快速、准确、微量、不破坏被测试样、不用进行复杂的预处理等优点。电解质分析仪从20世纪70年代开始出现，经过二十多年的发展，到目前己被广泛应用于各级医院、大专院校和科研单位。其不足之处一是电极的寿命不够长，长者一年左右，短者只有几个月；二是分析所使用的试剂及各种标准液均需购自专门生产厂家，使其测试成本比火焰光度法高。

6 4.1.1 电解质分析仪的 工作原理及结构 1.基本原理 电解质分析仪是依据对离子选择性电极与参比电极的电位测量而发展起来的。在一种电解液中，大多数盐将电离成离子，在此电解液中插入离子选择电极(指示电极)作为电池的正极，参比电极作为电池的负极，组成原电池。这样在相关的离子选择性电极和参比电极之间形成一电极电位差，即电池电动势。通过测量电池电动势即可测出相应的离子浓度。

7 2.离子选择性电极 电解质分析仪测量不同的项目，要使用不同的电极，因此离子选择性电极是电解质分析仪重要的部件。离子选择性电极按电极膜材料的不同可划分为固体离子交换膜电极、液体离子交换膜电极、气敏电极和酶电极等类型。常用的离子选择性电极有钠、钾、氯三种电极。

8 钠电极是一种含铝硅酸钠的玻璃电极。由于使用了对钠离子敏感的玻璃膜，所以对钠离子的选择性很高。它产生的电位和钠离子的浓度成比例。但当pH值低于5时，它会受到氢离子的干扰。这在血液分析时问题不大，因为血液的pH值通常高于5，但分析尿液时则需加入缓冲剂。同时，它对钾离子浓度的改变有瞬态影响，若经常以NH4HF2冲洗可减少此现象。钠电极的寿命一般大于一年。

9 钾电极是以钾-缬氨霉素为活性材料的聚氯乙烯的膜电极，它是利用钾离子与缬氨霉素的强配位能力而达到高的选择性。一般由三部分构成，在塑料套中嵌装了内参比电极的电极杆、缬氨霉素套、内参比溶液。它与钠电极一样，不易被样品的蛋白质毒害。因此，适合于直接分析生化样品。

10 钠电极及钾电极的结构

11 3.测量方法 电解质分析仪的测量方法是采用一个毛细管测试管路，让待测液体同时和所有的电极相接触。不同的电极和样品中相应的离子起作用而建立起各自相应的电位。 电解质分析仪一般采用比较法测量样品溶液中的钾、钠、氯、钙、锂等离子浓度。先测量二个已知浓度的标准液(A定标液和B斜率定标液)，得到电池的两个电池电动势，通过这两个电池电动势在仪器程序内建立一条校准曲线，然后测量未知浓度样本的电池电动势，从己建立的校准曲线上求出样品离子浓度，显示在显示器上，同时用内置打印机输出测量报告。

12 电解质分析仪按测试项目分类可分为2项分析仪、3项分析仪、4项分析仪和多项分析仪；按自动化程度分类可分为半自动电解质分析仪和全自动电解质分析仪。按工作方式分类 可分为湿式电解质分析仪和干式电解质分析仪。

13 4.仪器结构 湿式电解质分析仪是目前最常用的一类分析仪器，它将被测样品作为电池的一部分，然后将离子选择性电极和参比电极插入其中组成电池，通过测量原电池电动势来进行测试分析。干式电解质分析仪也是采用基于离子选择的差示电位法来进行分析测试。

14 分析箱 Na电极 K电极 参比电极 测量电路 显示器 驱动器 逻辑控制电路 操作键 湿式电解质分析仪一般由离子选择性电极、参比电极、分析箱、测量电路、控制电路、驱动电机及显示器等组成。分析箱的设计，实现恒温测量自动化、样品微量化。测量电路与所有离子选择性电极测量仪器相同。控制电路、驱动器等能使仪器实现半自动化和自动化。显示器为仪器的输出设备，用于显示或打印结果。

15 干式电解质分析仪由包括两个完全相同的离子选择性电极的多层膜片组成，两者均由离子选择性敏感膜、参比层、氯化银层和银层组成，并用一纸盐桥相连。左边为样品电极，右边为参比电极。
测定时，用双孔移液管取10μl血清和10μl参比液滴入两个加样孔内，即可测定二者间的电位。通常每测一个项目需要用一个干片，每个干片上带有条形识别码，仪器会自动识别所进行的测定项目。干式电解质分析仪具有使用简单、方便、快速等许多无可比拟的优点，是大有发展前途的一种分析仪。

16 4.2 血液学分析仪 血液是维持人体正常生理活动的重要物质。肌体生理和病理的变化，必将会引起血液组分的改变和血液物理性状的改变。及时发现这些变化，可作为临床医师诊断、治疗、疗效判断和预后估计的重要依据。血液学分析仪就是了解这些变化的最常用的分析仪器，主要包括血细胞分析仪、凝血分析仪、血液流变学分析仪等。这里主要介绍血细胞分析仪。

17 4.2.1 血细胞分析仪 血细胞分析仪实质上是指对一定体积内血细胞数量及异质性进行分析的仪器，包括血细胞计数与分类、血红蛋白测定及网织红细胞计数等众多分析项目，是临床检验工作中最常用的仪器。

18 40年代末，美国的库尔特(W.H.Coulter)发明了电阻抗法粒子计数技术的设计专利。50年代初，第一台血细胞分析仪(Coulter A型)应用于临床检验。当时这种仪器为一个通道，仅能进行红细胞、白细胞计数，故称为血细胞计数仪或血球计数仪。60年代，在原基础上增加一个比色系统，可测定血红蛋白。70年代，随着电子技术及计算机技术的发展，血细胞分析仪可将红细胞阻抗(或散射)所显示的脉冲累加起来，通过计算机处理，得到红细胞比积(又称压积)，再计算出红细胞平均体积、平均血红蛋白含量和平均血红蛋白浓度等7个参数。同时血小板计数仪问世，它可将全血低速离心，分离出富含血小板的血浆进行计数。

19 80年代初，双通道仪器诞生。红细胞和血小板在同一通道计数，白细胞计数为单独通道，使血常规检验扩展为同时进行包括以上8个项目的血液分析项目，国外称之为全血计数(complete blood count, CBC)，但不包括血细胞分类。80年代中期，根据白细胞大小不同而产生的阻抗值或散射量的不同，已能对细胞进行粗筛分类(两分群或三分群)，且一次可报告13～14个分析参数及红细胞计数、白细胞计数、血小板计数三个直方图。90年代研制出的多功能、多参数、多分类全自动血细胞分析仪，把临床血液学检验提高到了一个全新的水平。

20 1.血细胞分析仪分型 按自动化程度可分为半自动血细胞分析仪和全自动血细胞分析仪。
半自动血细胞分析仪需在主机外匹配稀释器，采集的血标本经稀释器预稀释后再上机检测。这类仪器工作效率低，吸样准确性差，多为手工加溶血素、混匀等，其加入量及放置时间、因人为因素，随机误差较大，不利于质控，并且易发生“半堵孔”或“堵孔”现象。90年代以来，在发达国家已被逐步淘汰，国内用户也为数不多，趋于淘汰。

21 全自动血细胞分析仪运用了较先进的计算机技术和机械系统，菜单式操作程序，条码阅读，自动吸取样品，血液在机器内部自动稀释，效率高，检测量准确，有利于质控，减少了操作者实验室感染的几率。且大部分采用表面活性剂法测血红蛋白，避免了氰化物对环境的污染，是全面取代半自动血细胞分析仪的必然趋势。目前还有将全自动血细胞分析仪与自动涂片染色机、电脑及应用软件组合而成的血液分析工作站，将多台全自动血细胞分析仪、全自动网织红细胞分析仪、自动涂片染色机、机械连接系统、电脑、高性能应用软件组合为一体的血液分析流水线（如HST-330模块式全自动血液分析流水线）等。

22 按检测原理可分为⑴电容型：通过改变两电极之间电容量，获得脉冲信号进行计数。⑵光电型：利用细胞和稀释液对光的吸收度不同，使光敏元件在细胞通过时产生脉冲信号而计数。⑶激光型：细胞受到激光的照射产生光吸收、光散射、发射荧光，得到光学的、电子的信号进行计数；⑷电阻抗型：利用血细胞的电阻大于电解质溶液(稀释液)的电阻，细胞通过微孔时两电极之间的阻抗值增大，产生电压脉冲信号而进行血细胞计数和体积测定。国内产品均为电阻抗型；⑸联合检测型：采用多种现代高科技技术，如利用电阻抗、激光、高频电磁波、流式细胞术和化学染色、特殊溶血剂等多方位联合检测同一个血细胞。此类仪器功能多，特异性强、速度快、获得参数多、对环境污染小。

23 2.电阻抗法血细胞分析仪 血细胞与等渗电解质溶液相比为相对的不良导体。其电阻值大于稀释液的电阻值。当血细胞通过检测器小孔管微孔的孔径感受区时，检测器内外电极之间的恒流源电路上电阻值瞬间增大，造成两极之间电压的变化，产生一个电压脉冲信号。每次检测中产生的脉冲信号数，即相当于检测出的细胞数 。

24 操作时，位于小孔两侧的电极产生恒定电流。根据欧姆定律电压变化与电阻变化成正比，电阻值又同细胞体积成正比，血细胞体积越大，电压越高，在甄别器上的脉冲幅度就越大，各种大小不同细胞产生的脉冲信号分别送入仪器内电脑的各个通道，经运算得出各种细胞参数。目前，多数仪器在给出细胞数据结果的同时还提供细胞群体大小分布情况图形，称之为细胞体积直方图。

25 血细胞分析仪在进行细胞分析时，将每个细胞的脉冲根据其体积大小分配并存储在相应的体积通道中，每个通道收集的数据被统计出相对数，表示在Y轴上，体积数据以飞升(fl)为单位，表示在X轴上。可将白细胞体
积从30～450fl分为256个通道，每个通道1.64fl，依据体积大小分别将其放在不同的通道中，得到白细胞体积分布直方图。初步确认：第一群是小细胞区，主要是淋巴细胞，体积在35～90fl之间；第二群是单个核细胞区，也称为中间细胞群，体积在90～160fl，；第三群为大细胞区，主要是中性粒细胞，它分叶多，颗粒多，体积可大至160fl以上。

26 血小板和红细胞共用一个小孔管。正常人红细胞体积和血小板体积有明显的界限。因此血小板计数准确容易。当血细胞悬液中含有异常血细胞（如小红细胞）时，划分界限不清。为使血小板计数有较高的准确性，计算机对血小板和红细胞分布图进行判断，将血小板计数的上限阈值判定线放在红细胞和血小板分布图交叉部分的最低处计数 。

27 3.血细胞分析仪进展与应用展望 随着多种高科技技术在临床检验工作中的应用，血细胞分析仪在自动化程度、先进功能和完美设计方面提高到了一个崭新的阶段。自80年代起，世界各血液分析仪厂家从仪器的测试原理、各种特殊技术的使用和仪器自动化水平的提高三个方面进行改进，使血细胞分析技术得到了长足的发展。全自动多参数白细胞三分群、五分类血细胞分析仪不断涌现，仪器自动化程度也日新月异。将来有可能将多种常用的全自动临床检验仪器，如血液流变学分析仪、凝血分析仪、急诊生化分析仪、全自动生化分析仪等组合成综合高智能应用型临床检验仪器流水线，为临床提供多方位的服务。

28 4.3 血气分析仪 血气分析仪(blood gas analyzer)是用来测量人体血液中的酸碱度(pH)、二氧化碳分压(PCO2)和氧分压(PO2)的仪器。根据所测得的上述几个参数，还可以靠血气分析仪本身的计算，或借助于其它手段(如血气列线图)，求出血液中的其它参数，如血液中的碳酸氢根的浓度AB、标准碳酸氢根浓度SB、血液缓冲碱BB、血浆二氧化碳总量TCO2、血液碱超BE等。根据这些参数可以了解人体血液的酸碱平衡情况和输氧状态，从而为病因的分析和治疗方案提供科学的依据。

29 血气分析仪广泛应用于昏迷、休克、严重外伤等危急病人的临床抢救、外科大手术的监控、临床效果的观察和研究等。它是肺心病、肺气肿、气管炎、糖尿病、呕吐、中毒等病症的治疗和诊断中必备的仪器。由于该仪器分析快速、准确、可靠，已成为现代化医院中不可缺少的重要医疗检测设备之一。

30 血气分析仪是50年代末发展起来的一种现代医学检验仪器，经过60年代的完善和发展，到70年代，血气分析仪已达到数字化和自动化程度。我国于70年代初开始研制血气分析仪，到80年代中后期，国产的血气分析仪基本上只有南京的DX-200型。90年代引进了美国1302型全套生产制造技术，包括关键样品箱、电极、试剂的制造技术，结合我国国情，设计制造了1300系列产品(1324/1326/ 1312)，使我国在血气分析仪研制生产方面前进了一大步。

31 近几年新型仪器的性能进一步完善。由于计算机的普遍使用，血气分析仪的数据处理能力已大大提高，只需将少量的血样注入仪器，就可在极短的时间内自动显示并打印出pH值，血氧分压、血二氧化碳分压及其它十几项相关数据。有些新型号的仪器还增加了测量电解质、血红素或血细胞比容的功能。此外，目前的血气分析仪大多使用了电极帽，将电极体与其敏感膜分开，维修保养时只需将经过处理的电极帽换上即可，使电极的保养变得更为简便。

32 血气分析仪还常与电解质分析仪、血氧仪等联为一体，并与医院的计算机系统联机，使其功能更全面。目前还有可在床边测试的移动式血气分析仪，它使用了电极帽，电极无需保养，只需每隔72小时更换一次电极帽即可。总之血气分析仪将向全功能、小型化、连续测量等方面发展。

33 4.3.1 血气分析仪的工作原理 被测样品在管道系统的抽吸下，被抽进样品室内的测量管。测量管的管壁上开有四个孔，孔里面插有pH、PCO2和PO2三只测量电极和一只参比电极。待测液进人测量管后，同时被四个电极所感测。被电极转换成pH、PCO2和PO2三项参数所对应的电信号。这些电信号分别经放大、模数转换后，送给仪器的微机单元。经微机处理运算后，再分别送到各自的显示单元显示或打印机打印出测量结果。

34 血气分析仪原理框图

35 电极是血气分析仪的信号拾取部分。一般的血气分析仪使用四支电极，分别是pH电极、pH参比(考)电极、二氧化碳分压电极(PCO2)和氧分压电极(PO2)。其中pH电极和pH参比电极共同完成对pH值的测量。pH值电极是一种对氢离子具有选择性敏感的玻璃膜离子选择电极；二氧化碳分压电极实质是一只pH电极，在pH电极敏感膜外部装一片能渗透二氧化碳的薄膜，当血样本通过此薄膜时，二氧化碳气体透过薄膜进入电极外缓冲液，从而改变pH值，通过测量pH值的变化来测量二氧化碳浓度；氧的测量基于电解氧原理，被测血样本中的氧通过薄膜扩散进入电极的内充溶液，在极化电压作用下，进入溶液被电解，电解电流大小正比于分压的高低。

36 因电极的转换稳定性随温度变化非常敏感，所以测量室应是一个恒温系统。早期的测量室采用水浴式、空气浴式等，但因恒温速度慢、热稳定性较差等原因，已被后期的固体恒温式所取代。固体恒温式通常是将一块铝块开槽、打孔后，装入温度加热器、温度感测装置和透明的测量毛细管。由于是靠金属导热的，整个金属块就是一个恒温体，所以固体恒温式的加热速度快，热均匀性比较好，恒温精度也较高。通常测量室的温度被恒定在37℃±1℃。

37 为了完成对样品的自动定标、自动测量和自动冲洗等功能，一般的血气分析仪均装有一套比较复杂的管路系统以及配合管路工作的泵体和电磁阀。泵和电磁阀的转、停、开、闭、温度的高低、定标气、定标液的有、无、供、停等，均由微机来进行控制或监测。

38 血气分析方法是一种相对测量方法。在进行测量之前，先要用标准的液体及气体来确定pH、PCO2和PO2三套电极的工作曲线。通常把这一过程叫做定标或校准(Calibration)。每种电极都要有两种标准物质来进行定标，以便确定建立工作曲线最少所需要的两个工作点。 在工作过程中，仪器还自动对电极进行一点定标，随时检查电极偏离工作曲线的情况。一旦发现问题仪器便停止测量工作，要求重新定标，以保证所测数据的正确性。有的血气分析仪在此基础上，还增加了测量血红蛋白和大气压的测量项目。

39 近年来，血气分析仪有一些新的发展动向。如有一种血气分析仪，将所有的液路、气路以及定标液、定标气、质控液、冲洗液、废液收集袋、微型电极等部分，全部封装在一个录像盘大小的盒子里，使用时，只要将盒子插入仪器即可。每只盒子可以用来测量50个血样。盒子是一次性使用的，用完即弃。这种仪器小巧、携带使用方便，非常适合床边及野外等流动场合使用。另外，经皮PO2和PCO2分析仪也已投人临床使用。这种分析仪不需采血。把电极套套在手指或放在皮肤上便能测量出结果。只是精度尚不如人意。

40 4.4 尿液分析仪 尿液分析是临床诊断泌尿系统疾病的重要措施之一，通过对尿液物理学检查和化学检查，可观察尿液物理性状和化学成分的变化。在尿沉渣检查中能够看到的有形成分为红细胞、白细胞、上皮细胞、管型、巨噬细胞、肿瘤细胞、细菌、精子以及由尿液中沉析出来的各种结晶(包括药物结晶)等，对肾和尿路疾患的诊断、鉴别诊断以及疾病的严重程度和预后的判断，都有极重要的意义。随着现代科学技术的发展，各种先进的检测技术，特别是电子技术及计算机的应用，不断提高尿液检查的自动化水平。各种尿液分析仪的出现，对尿液化学成分检查提供了可靠的数据。同时由于计算机高速发展、血细胞分析仪和流式细胞仪的研制经验，尿沉渣全自动分析仪也相继问世，较好地解决了尿沉渣的自动化检查。

41 尿液分析是最古老的医学检验之一。公元前400年，古希腊学者Hippocrates已注意到发热时，尿液颜色和气味的变化。此后，人们对尿液检验与疾病之间关系的认识逐渐加深。真正科学的尿液检验始于18世纪至19世纪，1827年，Bright最早把尿液检验用于患者的诊断和护理，成为尿液常规分析最早期的开拓者和支持者；20世纪40年代，逐渐出现了尿液干化学试剂带法，并成为筛检健康人或患者尿液的首选方法；

42 70年代，第一台尿液化学分析仪问世，从此在相当程度上改变了传统尿液检验繁琐费时的操作方式，成为现代尿液分析的标志；80年代，许多公司将色谱和免疫技术用于干化学试纸中，生产出具有检测敏感性和特异性极高的单克隆抗体的试剂带；80年代中后期，韩国采用比较尖端的光电转换元件CCD(电荷耦合器件)生产出技术先进的Uriscan-S300型11项尿液分析仪。90年代以来，尿液分析仪的自动化程度、性能得到迅猛发展。

43 我国的尿液分析仪的研制起步较晚，1985年从日本引进当时具有国际先进水平的MA-4210型尿液分析仪和专用试剂带的生产技术及设备，填补了国内空白。经过近三年的努力，实现了部分国产化，1990年尿液分析仪达到全部国产化。 1992年，国外出现了尿10项分析仪及专用试剂带。1994年推出了Uritest-100型10项尿液分析仪及专用试剂带。1997年上半年又推出了Uritest-200型11项尿液分析仪及专用试剂带。该仪器具有大屏幕液晶显示器、中文引导菜单与计算机相联的RS232接口，能够存贮500个数据，具有144个标本/h的检测速度。

44 4.4.1 尿液分析仪的分类 ⑴按工作方式可分为湿式尿液分析仪和干式尿液分析仪，其中后者因结构简单、使用方便，目前在临床上得到普遍应用。⑵按测试项目可分为8项尿液分析仪，检测项目包括尿蛋白、尿葡萄糖、尿pH、尿酮体、尿胆红质、尿胆原、尿潜血和亚硝酸盐；9项尿液分析仪，可检测尿白细胞；10项尿液分析仪，可以检测尿比重；11项尿液分析仪，可进一步检测尿颜色或维生素C。⑶按自动化程度可分为半自动尿液分析仪，检测项目主要包括尿8项、尿9项、尿10项或尿11项；全自动尿液分析仪，检测项目包括尿10项或尿11项。

45 尿液分析仪工作原理 尿液分析仪采用专用的试纸带，利用球面积分式双波长反射光度计原理，通过测定试纸带颜色变化，求得尿液中各种成份的浓度。

46 1. 尿液分析仪的试剂带 单项试剂带是干化学发展初期的一种结构形式，它以滤纸为载体，将各种试剂成分浸渍后干燥，作为试剂层，再在其表面覆盖一层纤维素膜作为反射层。一般把这样一条上面附有试剂块的塑料条叫做试剂带。尿液浸人试剂带后，与试剂发生反应，产生颜色变化。多联试剂带是将多种项目试剂块集成在一个试剂带上，使用多联试剂带，浸入一次尿液可同时测定多个项目。

47 试剂带采用多层膜结构，第一层尼龙膜起保护作用，防止大分子物质对反应的污染；第二层绒制层，包括碘酸盐层和试剂层，碘酸盐层可破坏维生素C等干扰物质，试剂层含有试剂成分，主要与尿液中所测定物质发生化学反应，产生颜色变化；第三层是固定有试剂的吸水层，可使尿液均匀快速地浸入，并能抑制尿液流到相邻反应区；最后一层选取尿液不浸润的塑料片作为支持体。

48 不同型号的尿液分析仪一般使用自己配套的专用试剂带。试剂块要比测试项目多一个空白块，有些仪器还多一个位置参考块。各试剂块与尿液中被测定成分反应而呈现不同颜色。空白块是为了消除尿液本身的颜色及试剂块分布的状态不均等产生出测试误差，提高测量准确度而设置的。固定块是为了消除在测试过程中为免每次测定试剂块的位置不同产生测试误差设置的，每次测定前，检测头都会移到参考位置进行自检，必要时，自动调整发光二极管的亮度和灵敏度，以提高检测的信噪比。

49 2.测量原理 把试剂带浸入尿液中后，除了空白块外，其余的试剂块都因和尿液发生了化学反应而产生了颜色的变化。试剂块的颜色深浅与光的吸收和反射程度有关，颜色越深，相应某种成分浓度越高，吸收光量值越大，反射光量值越小，反射率也越小。反之，反射率越大。即颜色的深浅与光的反射率成比例关系，而颜色的深浅又与尿液中各种成分的浓度成比例关系。所以只要测得光的反射率即可以求得尿液中各种成分的浓度。

50 尿液分析仪一般采用双波长法测定试剂块的颜色变化。一种波长为测定波长，它是被测试剂块的敏感特征波长；另一种为参比波长，是被测试剂块不敏感的波长，用于消除背景光和其它杂散光的影响。各种试剂块都有相应的测定波长，其中亚硝酸盐、酮体、胆红素、尿胆素原的测定波长为550nm，pH、葡萄糖、蛋白质、维生素C、潜血的测定波长为620nm。各试剂块所选用的参考波长为720nm。

51 3. 仪器结构与组成 尿液分析仪一般由机械系统、光学系统、电路系统三部分组成。 机械系统的主要功能是将待检的试剂带传送到位，检测后将试剂带排送到废物盒。光学系统通常包括 光源、单色处理、光电转换三部分。光线照射到反应区表面产生反射光，反射光的强度与各个项目的反应颜色成正比。不同强度的反射光再经光电转换器件转换为电信号进行处理。电路系统包括光电检测器、前置放大电路、电子选择开关电路、电压-频率转换电路、计数电路和微机控制电路等组成，完成各检测项目的检测、分析、处理及显示打印等工作。

52 4.5 自动生化分析仪 自动生化分析仪(auto analyzer)是一种把生化分析中的取样、加试剂、去干扰、混合、恒温、反应、检测、结果处理以及清洗等过程中的部分或全部步骤进行自动化操作的仪器。它完全模仿并代替了手工操作，已成为大中型实验室不可缺少的仪器，使临床生化检验中的主要操作实现了机械化、自动化。

53 自动生化分析仪的出现始于20世纪50年代，1957年Seggs首次介绍的是一种单通道、连续流动式自动生化分析仪。1964年，推出了一台可同时测定多项目的连续流动式自动生化分析仪。70年代中期，电子计算机控制的自动生化分析仪使自动生化分析仪进入了一个崭新的发展时期。进入80年代以来，新型分析仪不断涌现，特别是90年代，各型自动生化分析仪竞相发展，功能及性能指标日趋完善。它们的共同特点是具有先进的光路系统和强大的数据处理功能，实现了检测技术多样化，如生物模块测试技术(免保养的电极模块)，无交叉污染的超声波混匀技术和一次性反应杯等，使检测速度大大提高。随意连续高速度、组合化、超微量化、智能化和尖端化是自动生化分析仪的发展趋势。

54 基本结构和原理 自动生化分析仪的结构分为分析部分和操作部分，二者可分为两个独立的单元，也可组合为一体机。分析部分主要由检测系统、样品和试剂处理系统、反应系统和清洗系统等组成；操作部分就是计算机系统，贮存所有的系统软件，控制仪器的运行和操作以及进行复杂的数据处理。

55 自动生化分析仪的分类 自动生化分析仪根据仪器的自动化程度的高低可分为全自动和半自动两种；根据仪器的反应装置的结构原理，可分为连续流动式、分立式、离心式、袋式和干式五类；根据同时可测项目的数量分为单通道和多通道，单通道每次只能检查一个项目，但项目可换，多通道每次可同时检测多个项目；按反应方式可分为普通液体型和干片式生化分析仪；根据选择方式又有随机任选式和固定项目式之分。随机任选式就是多通道分析仪；是目前全自动生化分析仪的发展趋势，干式分析仪也己逐渐走进临床化学试验室以至患者家庭。

56 自动生化分析仪主要的性能指标为：自动化程序、分析效率、精度和准确度及应用范围等。随着科学技术特别是电子计算机技术的飞速发展，自动生化分析仪的性能和结构都有了很大的改进，新型仪器不断出现，功能和技术指标也不断更机更新。