1．樣品(Sample)系統(tǒng)

樣品包括校準(zhǔn)品、質(zhì)控品和病人樣品。系統(tǒng)一般由樣品裝載、輸送和分配等裝置組成。

樣品裝載和輸送裝置常見的類型有：

(1)樣品盤(Sample disk)，即放置樣品的轉(zhuǎn)盤有單圈或內(nèi)外多圈，單獨(dú)安置或與試劑轉(zhuǎn)盤或反應(yīng)轉(zhuǎn)盤相套合，運(yùn)行中與樣品分配臂配合轉(zhuǎn)動(dòng)。有的采用更換式樣品盤，分工作和待命區(qū)，其中放置多個(gè)弧形樣品架(Sector)作轉(zhuǎn)載臺(tái)，儀器在測(cè)定中自動(dòng)放置更換，均對(duì)樣品盤上放置的樣品杯或試管的高度、直徑和深度有一定要求，有的需專用樣品杯，有的可直接用采血試管。樣品盤的裝載數(shù)，以及校準(zhǔn)品、質(zhì)控品、常規(guī)樣品和急診樣品的裝載數(shù)，一般都是固定的。這些應(yīng)根據(jù)工作需要選擇。

(2)傳動(dòng)帶式或軌道式進(jìn)樣 即試管架(Rack)不連續(xù)，常為10個(gè)一架，靠步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)傳送帶，將試管架依次前移，再單架逐管橫移至固定位置，由樣品分配臂采樣。

(3)鏈?zhǔn)竭M(jìn)樣試管固定排列在循環(huán)的傳動(dòng)鏈條上，水平移動(dòng)到采樣位置，有的儀器隨后可清洗試管。

分配加樣裝置大都由注射器、步進(jìn)馬達(dá)或傳動(dòng)泵、加樣臂和樣品探針等組成，①注射器(syrine unit)。根據(jù)注射器直徑和活塞移動(dòng)距離的多少，定量吸取樣品或試劑。它的精度決定加樣的精度，一般可精確到1微升。注射器漏液時(shí)，首先考慮是否探針堵塞，其次是注射器活塞磨損等。有的加液系統(tǒng)采用容積型注射泵和數(shù)控脈沖步進(jìn)馬達(dá)，提高精度。②樣品探引(Probe)與加樣臂相聯(lián)，直接吸取樣品。探針均設(shè)有液面感應(yīng)器，防止探針損傷和減少攜帶污染。有的設(shè)有阻塞檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)當(dāng)探針樣品中的血凝塊等物質(zhì)阻塞時(shí)．儀器會(huì)自動(dòng)報(bào)警沖洗探針，并跳過當(dāng)前樣品，對(duì)下一樣品加樣。有的還有智能化防撞裝置遇到阻礙探針立即停止運(yùn)動(dòng)并報(bào)警。即使如此，它仍是非正規(guī)操作時(shí)的易損件。為了保護(hù)探針，除預(yù)先需要根據(jù)樣品容器的高低、最低液面高度等進(jìn)行設(shè)置外、，樣品容器的規(guī)格、放置以及液面高度等設(shè)定條件不得隨意改變。在某些儀器上，采樣器和加液器組合在一起，加樣品和加試劑或稀釋液一個(gè)探針一次完成。③加樣臂。連接探引，在樣品杯(試劑瓶)和反應(yīng)杯之間運(yùn)動(dòng)，完成采樣和加樣(加試劑)。它的運(yùn)動(dòng)方式，與儀器工作效率及工作壽命有一定關(guān)系。④閥門用以決定液體流動(dòng)方向。⑤稀釋系統(tǒng)。對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)稀釋、過后稀釋或加倍，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)原液系列稀釋等。不同儀器的稀釋方式有所差異，要注意識(shí)別。試劑系統(tǒng)亦有稀釋功能：

2.試劑(Reagent)系統(tǒng)一般由試劑儲(chǔ)放和分配加液裝置組成。

(1)試劑倉常與試劑轉(zhuǎn)盤結(jié)合在起。多數(shù)儀器將試劑倉設(shè)為冷藏室，以提高在線試劑的穩(wěn)定期。

(2)分配加液裝置(Dispense unit)。與樣品系統(tǒng)的類似。，試劑探針常?？梢詫?duì)試劑預(yù)加溫，雙試劑系統(tǒng)的試劑2(R2)探針起始量宜較下，以便配合不同R1/R2比例的試劑。

(3)試劑瓶(Bottle)。有不同的形狀及大小規(guī)格。如 COBAS MIRA PLUS儀有4、10、15、35ml等規(guī)格，瓶底呈凹形，OLYMPUS Au600儀有30和60ml兩種；日立7060儀有20、50、100ml三種等規(guī)格。應(yīng)根據(jù)工作量和試劑規(guī)格．考慮試劑瓶殘留死體積和更換頻率，合理選用。獨(dú)特設(shè)計(jì)的卡式試劑盒，體積小，防蒸發(fā)，方便儲(chǔ)存。

(4)配套試劑常有條形碼，儀器設(shè)有條形碼檢查系統(tǒng)，可對(duì)試劑的種類、批號(hào)、存量、有效期和校準(zhǔn)曲線等貨剌，進(jìn)行核對(duì)校驗(yàn)，如BeckmanCX7等。

(5)試劑瓶蓋自動(dòng)開關(guān)系統(tǒng)，更有利于試劑保存。有的儀器可在運(yùn)行中添加，更換試劑，有的則須在暫停狀態(tài)進(jìn)行。

3.條形碼(Barcode)識(shí)讀系統(tǒng)

一般由掃描系統(tǒng)、信號(hào)整形和譯碼器三部分組成。掃描系統(tǒng)以光源掃射黑條白空相間的條碼符號(hào)由于條和空對(duì)光的反射不同、不同寬窄的條符反射光持續(xù)時(shí)間不同，產(chǎn)生強(qiáng)度不同的反射光．再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換元件接收并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)強(qiáng)度的電信號(hào)，最后通過信號(hào)整形，由譯碼器解譯。系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別樣品架及樣品編號(hào)識(shí)別試劑、校準(zhǔn)品及其批號(hào)、失效期，有的并可識(shí)別校驗(yàn)校準(zhǔn)曲線等信息。

實(shí)驗(yàn)室常用條形碼類型有CODE 39、CODE 128、2 of 5 Standard、Interleaved2of 5等。要自編樣品條形碼需要條形碼輸入器，條形碼閱讀系統(tǒng)與條形碼要匹配。已有全自動(dòng)試管分配暨條形碼粘貼準(zhǔn)備系統(tǒng)。

4．反應(yīng)系統(tǒng)

(1)反應(yīng)盤裝載一系列反應(yīng)比色杯（Cuvettes）,多為轉(zhuǎn)盤形式。反應(yīng)測(cè)定過程中按固定程序，在加樣臂、加液臂、攪拌棒、光路和清洗裝置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。有的儀器在反應(yīng)杯中完成反應(yīng)后再吸入比色杯比色，現(xiàn)在更常見反應(yīng)和檢測(cè)同在比色杯中進(jìn)行，效率更高，尤其適于連續(xù)監(jiān)測(cè)法。比色杯多采用硬質(zhì)石英玻璃、硬質(zhì)玻璃、無紫外光吸收的丙烯酸塑料等，使用壽命不一。Dimension系列的比色杯在機(jī)器內(nèi)自動(dòng)制造，自動(dòng)封口，免沖洗，無污染。流動(dòng)池式主要在小型分析儀用。容積一般幾十微升，但抽液管道占用較多反應(yīng)液，多樣品連續(xù)使用，增加交叉污染機(jī)會(huì)。

蠕動(dòng)泵(Pump)。半自動(dòng)生化儀需要蠕動(dòng)泵抽吸反應(yīng)液進(jìn)人流動(dòng)比色池作測(cè)定。要求定期對(duì)蠕動(dòng)泵校準(zhǔn)，即通過吸人定量的水來檢驗(yàn)泵的吸液量是否準(zhǔn)確。一般均設(shè)有泵校準(zhǔn)功能。

(2)混合裝置(Mixing unit) 如采用多頭回旋攪拌棒(二頭雙清洗式攪拌系統(tǒng))。攪拌棒常具特氟隆不粘涂層，避免液體粘附。

(3)溫控裝置生化分析儀通過恒溫控制裝置來保持孵育溫度的調(diào)控和恒定也是由計(jì)算機(jī)來控制的，理想的孵育溫度波動(dòng)應(yīng)小于±01℃。保持恒溫的方式有三種。①空氣浴恒溫：即在比色杯與加熱器之間隔有空氣?？諝庠『銣氐奶攸c(diǎn)是方便、速度快、不需要特殊材料，但穩(wěn)定性和均勻性較水浴稍差。羅氏(Roche)的cobas和0lympus Au2700系統(tǒng)采用的就是空氣浴恒溫模式。②水浴循環(huán)式：即在比色杯周圍充盈有水，加熱器控制水的溫度。水浴恒熱的特點(diǎn)是溫度恒定，但需特殊的防腐劑以保證水質(zhì)的潔凈，且要定期更換循環(huán)水。日立系統(tǒng)生化分析儀采用的即是水浴循環(huán)恒溫裝置。⑧恒溫液循環(huán)間接加熱式：結(jié)構(gòu)原理是在比色杯周圍流動(dòng)著一種特殊的恒溫液(具無味、無污染、惰性、不蒸發(fā)等特點(diǎn))。比色杯和恒溫液之間有極小的空氣狹縫，恒溫液通過加熱狹縫的空氣達(dá)到恒溫，其溫度穩(wěn)定性優(yōu)于干式，和水浴式循環(huán)式相比不需要特殊保養(yǎng)。

5．清洗(Wash)系統(tǒng)

探針和攪拌棒采用激流式等方式自動(dòng)沖洗。清洗裝置一般由吸液針、吐液針和擦拭刷組成。清洗工作流程為吸出反應(yīng)一吸于一注入純水一吸干一擦干。清洗液有堿性和酸眭兩種。一般說來，在吸出反應(yīng)液后，儀器先用堿性液沖洗，再用酸性液沖洗，最后用去離子水沖洗三遍。擦拭刷的功能是吸去杯壁上掛淋的水，刷體內(nèi)部有負(fù)吸裝置。使用進(jìn)程中要注意擦拭刷是否磨損。

值得注意的是，對(duì)于常規(guī)沖洗還不能清除交叉污染(carry—over)的實(shí)驗(yàn)要特別處理，以減少交叉污染或攜帶污染。例如，膽固醇測(cè)定試劑中的膽酸鹽對(duì)血清總膽汁酸的測(cè)定有干擾，在消除交叉污染的程序中，可輸入程序，指令總膽汁酸不在測(cè)試膽固醇的比色杯中進(jìn)行測(cè)定，如不能避開，儀器則對(duì)比色杯進(jìn)行特別沖洗，防止發(fā)生交叉污染。

沖洗水的水溫自動(dòng)控制到與恒溫反應(yīng)槽溫度相近，保證反應(yīng)系統(tǒng)的恒溫，并增加去污力。急診測(cè)定后采用針對(duì)性清洗，似乎比采用固定的全面清洗程序更有效率更經(jīng)濟(jì)。耗水量?jī)x器間相差較大。

ABBOTT AEROSET 自動(dòng)生化分析儀等系統(tǒng)具有自動(dòng)清洗功能(smart wash)和最佳標(biāo)本順序選擇功能(OSS)。即儀器根據(jù)試劑或樣品間交叉污染的項(xiàng)目組合，自動(dòng)改變檢測(cè)順序，避免互有影響的分析項(xiàng)目；確實(shí)無法回避時(shí)，則采用選定的特殊清洗劑作自動(dòng)清洗。

6．比色系統(tǒng)

(1)光源多數(shù)采有鹵素?zé)?，工作波長(zhǎng)為325～800nm。鹵素?zé)舻氖褂脡勖^短，一般只有1 000～l 500小時(shí)。當(dāng)燈的發(fā)光強(qiáng)度不夠時(shí)，儀器會(huì)自動(dòng)報(bào)警，應(yīng)及時(shí)更換，部分生化分析儀采用的是長(zhǎng)壽命的氙燈，24小時(shí)待機(jī)可工作數(shù)年，工作波長(zhǎng)285-750nm。

(2)比色杯 自動(dòng)生化分析儀的比色杯也是反應(yīng)杯。比色杯的光徑0.5～0.7 cm不等，通常為石英或優(yōu)質(zhì)塑料。光徑小的省試劑，當(dāng)比色杯光徑小于1 cm時(shí)，部分儀器可自動(dòng)校正為1cm。生化分析儀的比色杯自動(dòng)沖洗裝置在儀器完成比色分析后做自動(dòng)反復(fù)沖洗、吸干的動(dòng)作，比色杯在自動(dòng)檢查合格后繼續(xù)循環(huán)使用。要及時(shí)更換不合格的比色杯。如采用的是石英比色杯，比色杯要定期檢查清洗。

(3)單色器與檢測(cè)器各類自動(dòng)生化分析儀應(yīng)用的是可見一紫外吸收光譜法，即監(jiān)測(cè)200-700nm光區(qū)某特定波長(zhǎng)下發(fā)色基團(tuán)吸光度的變化，輔以微機(jī)軟件系統(tǒng)的計(jì)算來完成測(cè)定?？梢娨蛔贤馕庾V定量的基礎(chǔ)是Lamber—Beer定律。

傳統(tǒng)的分光度測(cè)定普遍采用前分光，即在光源燈和樣品杯之間先要用濾光片、棱鏡或光柵分光，通過可調(diào)的狹縫，取得與樣品“互補(bǔ)”的單色光之后，照射到樣品杯，再用光電池或光電管作為檢測(cè)器，測(cè)定樣品對(duì)單色光的吸收量(吸光度)。

而現(xiàn)代大多生化分析儀采用后分光測(cè)量技術(shù)。后分光測(cè)定：將一束白光(混合光)先照到樣品杯，然后再用光柵分光，同時(shí)用一列發(fā)光二極管排在光柵后面作為檢測(cè)器。后分光的優(yōu)點(diǎn)是不需移動(dòng)儀器比色系統(tǒng)中的任何部件，可同時(shí)選用雙波長(zhǎng)或多波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定，這樣可降低比色的噪聲，提高分析的精確度和減少故障率。

生化儀的單色器即分光裝置，有干涉濾光片和光柵分光兩類。干涉濾光片有插入式和可旋轉(zhuǎn)的圓盤式兩種。插入式就是將需用的濾光片插入濾片槽中，圓盤式是將儀器配備的濾光片都安裝在圓盤中，使用時(shí)旋轉(zhuǎn)至所需濾光片處即可。干涉濾光片價(jià)格便宜，但易變潮霉變，從而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，半自動(dòng)生化分析儀多采用此種濾光片。

光柵分光可分為全息反射式光柵和蝕刻式凹面光柵兩種。前者是在玻璃上覆蓋一層金屬膜后制成，有一定程度的相差易被腐蝕；后者是將所選波長(zhǎng)固定地刻制在凹面玻璃上，耐磨損、抗腐蝕、無相差。全自動(dòng)生化分析儀多采用光柵分光。

7．程序控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)是自動(dòng)生化分析儀的大腦，標(biāo)本、試劑的注加和識(shí)別，條碼的識(shí)別，恒溫控制，沖洗控制，結(jié)果打印，質(zhì)控的監(jiān)控，儀器各種故障的報(bào)警等都是由計(jì)算機(jī)控制完成。儀器一代勝過一代，自動(dòng)化程度越來越高，有的儀器甚至可以完成部分日常保養(yǎng)程序。自動(dòng)生化分析儀數(shù)據(jù)處理功能日趨完善，如：反應(yīng)進(jìn)程中吸光度，各種測(cè)定方法，各種校準(zhǔn)方法室內(nèi)質(zhì)控結(jié)果的統(tǒng)計(jì)等，生化儀都可進(jìn)行處理。計(jì)算機(jī)還可以調(diào)看病人的數(shù)據(jù)、儀器的性能指標(biāo)、儀器的運(yùn)行狀態(tài)等。自動(dòng)生化儀中的質(zhì)控和病人結(jié)果還可通過儀器計(jì)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)(LIS)的對(duì)接進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理。

程序控制器是系統(tǒng)的硬件部分。它主要包括：

(1)微處理器和主機(jī)電腦。用于儀器各個(gè)單元和總體控制，應(yīng)具有程控操作、故障診斷、多種數(shù)據(jù)處理和儲(chǔ)存等強(qiáng)大功能。一般根據(jù)儀器功能的需要和電腦硬件市場(chǎng)的主流產(chǎn)品來配置。

(2)顯示器(CRT monitor unit)。通常用鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏等方式進(jìn)行操作。

(3)系統(tǒng)及配套軟件。多采用Windows-NT或windows界面，具全圖形化設(shè)計(jì)，多菜單選擇，信息導(dǎo)引，故障報(bào)警，幫助提示，人機(jī)“對(duì)話”，方便直觀，不少儀器有即時(shí)反應(yīng)曲線顯示。

(4)通過Rs 232 c等數(shù)據(jù)接口與其他計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。具人工智能雙向通訊系統(tǒng)(Host query)，儀器可直接自行向主電腦詢問病人／樣品基本資料及檢測(cè)項(xiàng)目。有的具遠(yuǎn)程通訊及監(jiān)控功能，可遙控遠(yuǎn)處測(cè)試及維修檢查，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)工作。

自動(dòng)生化分析儀均采用程序控制的自動(dòng)分析。分析程序一經(jīng)確定，工作時(shí)只要簡(jiǎn)單地輸入測(cè)定項(xiàng)目或編碼，儀器即可按編制程序自動(dòng)完成測(cè)定、計(jì)算和報(bào)告。具體的控制程序因儀器而異，一般分為固定程序和自編程序兩種。固定程序?yàn)閮x器廠家預(yù)先設(shè)定，常與指定試劑配套；有的不能更改，有的也可由用戶修改。它與配套試劑一同使用時(shí)，既方便工作，質(zhì)量也比較可靠，但成本較高。自編程序靈活實(shí)用，便于開發(fā)新項(xiàng)目，強(qiáng)調(diào)程序的靈活性。比如，成批測(cè)定過程中應(yīng)可隨時(shí)插入急診標(biāo)本測(cè)定而不打亂原有程序；單個(gè)急診標(biāo)本測(cè)定操作簡(jiǎn)捷、消耗少，可靈活預(yù)稀釋或重復(fù)測(cè)定。