血氣,尿液,分離儀器維修

1、1,血氣,尿液,分離儀器維修與開發(fā)技術,2,一、 血液氣體分析儀又稱血氣分析儀或血氣酸堿分析儀,血氣分析儀是對人體血液及呼出氣的酸堿度（PH）、二氧化碳分壓（PCO2）、氧分壓（CO2）以及相關參數(shù)進行定量測定的精密分析儀器。也能用于其他體液和氣體中PH，PO2，PO2，的分析測量。該儀器具有分析快速、準確、可靠的特點，在臨床上已成為人體血氣酸堿平衡狀態(tài)和輸氧狀態(tài)進行監(jiān)測、分析和評價的重要工具。,3,主要應用在胸外科、心外科、麻醉科、兒

2、科、急救、科研和防疫部門，特別在搶救危重病人、重大手術、器官移植、心導管、體外循環(huán)及人工腎的應用上具有十分重要的意義。是現(xiàn)代醫(yī)療、衛(wèi)生、防疫部門進行病理、生理研究、科學實驗及臨床檢驗不可缺少的高檔次檢驗設備之一。下面就有關血氣分析理論，測量電極，血氣分析儀的組成結構及工作原理做較詳細的討論。,4,1．血氣分析理論眾所周知，正常成人體內的血液約占體重的7％一8％，血液循環(huán)全身，維持著體內各器官組識間的相互聯(lián)系，因此血液在溝通內、外環(huán)境

3、，運輸各種物質，維持內環(huán)境的相對穩(wěn)定等方面都起著重要作用。 人類的生存依賴于新陳代謝，一方面通過消化系統(tǒng)攝取消化食物、吸收營養(yǎng)、排出消化吸收后的廢物；另一方面通過呼吸系統(tǒng)吸入氧氣，呼出二氧化碳。正常的新陳代謝維持了人體體內血氣、酸堿及電解質的平衡。如果呼吸、代謝及體內調節(jié)機制的任一方面出現(xiàn)疾患，就會引起人體體內的血氣酸堿紊亂。,5,血氣分析儀可對人體內血液的酸堿度（PH）、二氧化碳分壓（PCO2）、氧分壓（PO2）進行定量分析，并

4、且利用所測參數(shù)和病人的體溫、血紅蛋白，計算出HCO3- （碳酸氫根），BE（堿超），PO2含量，SB（標準碳酸氫根），SBE（標準堿超）等生理參數(shù)。1．1血液氣體和酸堿度生理學基礎呼吸是新陳代謝的重要部分，也是機體對O2的攝入與消耗及CO2的產生與排出的過程。體內各組織細胞在代謝過程中不斷地消耗O2，CO2產生CO2，血液擔負著氧及二氧化碳的轉運任務。,6,通過血液運輸O2和CO2將肺呼吸和組織呼吸緊密相接，在整體呼吸中起著重要的

5、O2作用。O2 和CO2可通過毛細血管壁、肺胞壁及細胞膜，它們無論是氣體狀態(tài)或溶解狀態(tài)，都能由分壓高處向低處擴散。因而，促使血液與肺泡或組織之間進行氣體交換的基本動力是膜兩側氣體的分壓差。靜脈血流經(jīng)肺泡壁毛細血管時，因血液PCO2比肺泡氣的高，CO2即由血液向肺泡擴散；同時，肺泡氣PO2比血液的高，O2即擴散人血。,7,從肺流出的動脈血流經(jīng)過組織毛細血管時，因血液中PO2比組織液PO2高，則O2由血液擴散人組織細胞，同時血液中PCO2

6、比組織液中PCO2低，則組織中CO2擴散人血，再經(jīng)靜脈運回肺而排出。 因此，血液中的O2和CO2都有物理溶解和化學結合兩種存在形式。動靜脈血中O2和CO2含量的差值即表示在安靜條件下，血液循環(huán)一次中，每 100 ml血液通過各種形式由肺輸送給組織的O2量和從組織運出到肺排出的CO2量。其中，物理溶解所占比例很小，化學結合的O2和CO2是主要運輸形式。,8,然而在氣體交換時，進入血液的氣體必須先經(jīng)過物理溶解狀態(tài)才能進一步成為化學結合

7、狀態(tài)；氣體從血液釋出時，化學結合狀態(tài)的氣體也需要先行分解成為物理溶解狀態(tài)，然后才能離開血液。實際上，物理溶解狀態(tài)與化學結合狀態(tài)的氣體之間，經(jīng)常維持著動態(tài)平衡。所以血液中的O2和CO2才是反映人體代謝狀態(tài)的重要指標。 （1）PO2（血氧分壓值）：氧在血液中的存在形式有2種，,9,一是物理溶解的，約占總數(shù)的4％，二是與血紅蛋白（Hb）結合成 HbO2，這部分約占總數(shù)的 96％。可見溶解的 O2極少，可忽略不計，而氧在血液中主要是以

8、和血紅蛋白結合形式存在的。通常用血氧飽和度，即Hb的氧含量與氧容量的百分比來表示。正常人血氧飽和度為：動脈0.93－0.98，靜脈0.6—0.7。血氣分析中測量的氧分壓是指血漿中物理溶解O2的張力，其參考范圍在10.66－13.33 kPa。,10,（2）PCO2（血二氧化碳分壓值）：二氧化碳（CO2）在血液中的存在形式有3種，一是物理溶解的，占總量的7.3％；二是與血紅蛋白（Hb）結合成氨基甲酸血紅蛋白（HbNH2＋CO2→HbNH

9、COOH），占總量的 24.4％；三是與水結合形成HCO3-，占總數(shù)的 68.3％。血氣分析中測量的二氧化碳分壓也是物理溶解于血漿中的 CO2張力。其參考范圍在4.65－5.98 kPa。,11,正常人血液中H+濃度增高（pH變低）或CO2分壓增高時，Hb與氧結合力降低；H”濃度降低（pH變高）或CO2分壓降低時，Hb與氧親和力增高。當血液流經(jīng)組織時，因組織細胞的 pH比血液低，而CO2分壓較血液高，有利于HbO2釋放O2，同時又促

10、進了Hb和H+，CO2的結合。當血流經(jīng)肺葉，肺泡的O2分壓高,HbO2的生成促使Hb釋放H+和CO2，同時CO2呼出也有利于HbO2的形成。這就是血液氣體的生理變化過程。,12,（3）pH（血液酸堿度）：血液的 pH值為血液的全血或血漿的酸度，即它的氫離子強度，稱作氫離子活性效應和氫離子濃度的產物。而氫離子的強度，還不能統(tǒng)稱為血液的酸度。pH的概念于1909年由SornSon推導得出，其公式為：

11、 pH＝－lg[H+ ]式中的[H+ ]指定為氫離子的摩爾濃度。,13,依據(jù)這個關系式，全血的 PH為 7. 4，即全血的[H+ ]濃度為 4 ×10-8 mol／L，通常正常生理狀態(tài)下，人的動脈血pH值的范圍應穩(wěn)定在7.35－7.45之間。人體酸堿來源于食物、飲料和藥物中的酸堿物質及體內代謝后產生的酸堿物質。維持酸堿平衡的因素有：緩沖系統(tǒng)、肺調節(jié)、離子交換、腎調節(jié)，并按上述順序分4級調節(jié)，而不正常的 pH值的全血或血

12、漿即表明為酸一堿平衡失調。1．2血液對于PH值的測量，實際上是測定[H+ ]的濃度，對PCO2（二氧化碳分壓）的測量實際上也是測量pH的變化。,14,CO2 ＋H2O ←→H2CO3←→H+＋HCO3-PKa=[H+ ]? [HCO3- ]/ H2CO3H2CO3=KPCO2lgPKa=lg [H+ ]＋lg [HCO3- ]－lgK PCO2pH=K’－lgPCO2 由此可見， 如果某液體的[H+ ]僅由PCO2決定

13、，那么，可以通過pH求PCO2的值。，但是，血液的pH是由除CO2以外多種因素決定的，所以，不能單純通過血液的pH值計算血液PCO2。因此，血氣分析儀是通過特種電極（二氧化碳分壓電極）來實現(xiàn)PCO2的測量。,15,測量電極 血氣分析儀測量電極有PH電極、PCO2電極、PO2電極和參比電極四種類型 一、PH電極血氣分析儀中使用的pH電極和酸度計中所用的電極完全一樣，二者都是利用玻璃電極和甘汞電極來測量溶液的酸堿度，但

14、電極的形狀有所不同。血氣分析儀上所用的玻璃電極有平頭和毛細管型兩種，但多數(shù)為平頭型的。因為在血氣分析儀中，為了一次進樣獲得多項參數(shù)，一份樣品要經(jīng)過好幾個電極，采用平頭型的電極可方便樣品流動。圖1－1示出平頭型玻璃電極和甘汞電極。,16,17,能斯特方程式Ex=E0－2.30259RT/nF? lgax式中：Ex為電極電位，E0為標準電極電位，R為氣體常數(shù)；T為絕對溫度；F為法拉第常數(shù)，n為離子價數(shù)；ax為離子活度，ax＝rC,；r為

15、活度系數(shù)，C為濃度。當溶液的濃度低于10－3mol-1時，活度系數(shù)接近于1，即活度等于濃度。Ex=E0－2.30259RT/nF? lg [H+ ]在250C時E電壓＝K ＋0.059lg [H+1 ]/ [H+2 ]如果令[H+2 ]固定不變，則上式可改寫為E電壓＝K ＋0.059lg[H+1 ]－0.059lg [H+2 ]＝K’＋0.059lg[H+1 ],18,在測量時允許甘汞參比電極中的微量的KCI溶液通過毛細孔流入

16、待測溶液起所謂“鹽橋”作用，即傳導電流作用。為了向甘汞電極內及時補充KCl溶液并使其容易向外滲漏，甘汞電極連有一細管，通過一個氯化鉀泵連接到一個盛裝KCl溶液的瓶子里。該泵轉動時，可使甘汞電極里的KCl循環(huán)并保持有一定的滲透壓。 PH電極在使用中，常使用兩種標準溶液對電極進行校準（定標），一種PH值為7.383，另一種PH值為6.841。,19,二、 PCO2電極 PCO2電極是一個氣敏電極。電極前端有一層半透膜，它只允許

17、CO2氣體分子通過，而阻止其它氣體分子和離子通過。薄膜的材料多用高分子有機化合物制成。電極原理如圖1－2（a）所示。,20,21,玻璃電極和參比電極（Ag－AgCl）被封裝在充滿碳酸氫鈉（NaHCO3）、蒸餾水和氯化鈉（NaCl）溶液的外電極里面，殼子的端部為半透膜。當電極的端部插到樣品室壁時，溶解在液樣品中的 CO2通過半透膜擴散進入電極殼內。擴散一直進行到樣品和電極殼里的CO2濃度相同為止。進入到電極殼里的CO2和水反應生成碳酸：

18、CO2 ＋H2O ←→H2CO3←→H+＋HCO3-,22,從而改變了電極內溶液的酸堿度。樣品液中二氧化碳含量越高擴散到電極殼里的二氧化碳越多，生成的碳酸越多，從而使溶液的PH值下降也越大。電極殼里的玻璃電極和參比電極將此PH的變化測量出來，這樣就間接地測得了PCO2的高低。反之，當樣品中PCO2降低時，電極殼中的H2CO3分解，CO2氣體通過CO2膜擴散出去，使得PH值升高。溶液PH值的變化和PCO2分壓成負對數(shù)關系。即

19、 pH=K’－lgPCO2,23,所以，測得的PH值經(jīng)過反對數(shù)變換就可以得到PCO2值。由于PH和PCO2之間的這種比例關系，在使用前，必須使用兩種已知PCO2氣體對儀器進行校準。一般是采用大氣中的空氣和純CO2兩種氣體，按一定比例混合產生。PCO2電極結構如圖1－2（b）所示。 三、PO2電極PO2電極也是個氣敏電極，氣敏氧電極又是一種極譜化電極，氧的測量是基于電解氧的原理而實現(xiàn)的。電極前端為一允許O2分

20、子通過的透氣膜，電極的原理如圖1－3（a）所示：,24,25,是常用的克拉克PO2電極。電極殼內由一個鉑陽極和一個銀-氯化銀（Ag－AgCI）陰極浸在電解溶液中。內充電解質溶液由磷酸二氫鉀（KH2PO4）、磷酸二氫鈉（NaH2PO4）、氯化鉀（KCl）和蒸餾水組成。KH2PO4和NaH2PO4可穩(wěn)定電解液的pH值。KCl可增加電解液的電導，并參 與離子導電。在兩極之間加有0．7V左右的極化電壓。在極化電壓的作用下，進入內充液的氧被

21、電解。電極上所發(fā)生的反應為陽極反應（氧化反應）：O2＋2H2O＋4e－→4OH- 陰極反應（還原反應）：4Ag→4Ag+＋4e-,26,此電解電流的大小正比于氧分壓PO2的高低。即通過電極的轉換，PO2的高低便轉換成了電流的大小。 PO2電極產生的電流很小，通常只有幾十納安（ 10-9安）。所以PO2電極所配的放大器為高輸入阻抗、低噪聲的微電流放大器。 當PO2的值為零時，電路中電流并不為零，也有一個微小的電流

22、值，通常稱其為基流。校準PO2電極時，也采用兩種氣體。先用不含氧的純CO2氣體通過測量管，將電路中的基流調為零。然后，用第二種標準氣體去測定PO2，便可得出PO2和電流的標準曲線。,27,無論是PCO2電極還是PO2電極，它們對溫度都非常敏感。為了保證電極的轉換精度，溫度的變化必須控制在± 0.10C范圍內。所以血氣分析儀的測量室是一個恒溫室。血氣分析原理及基本結構工作原理血氣分析儀的工作原理如圖1-4所示,28,29,

23、被測樣品在管路系統(tǒng)的抽吸下，被抽進樣品室內的測量管。測量管的管壁上開有四個孔，孔里面插有PH、PCO2和PO2三只測量電極和一只參比電極。待測液進入測量管后，同時被四個電極所感測。被電極轉換成PH、PCO2和PO2三項參數(shù)所對應的電信號。這些電信號分別經(jīng)放大、模數(shù)轉換后，送給儀器的微機單元。經(jīng)微機處理運算后，再分別送到各自的顯示單元顯示，或打印機打出測量結果。微機還控制測量室溫度的高低和管道系統(tǒng)的動作。,30,二、儀器結構 血氣

24、分析儀的結構大體可分三部分：電極、管路和電路。電極前面已經(jīng)介紹過了，電路總框圖已包含在工作原理圖中。這里主要介紹管路系統(tǒng)。 管路系統(tǒng)的作用是： ①測量樣品的通路。 ②系統(tǒng)通過管路進行定標（氣、液）。③通過管路對電極、通道做清洗。管路系統(tǒng)的組成如圖1－5所示,31,32,恒溫測量室是整個儀器的心臟，也是管路系統(tǒng)的中心，四只測量電極就安裝在上面。為保證儀器的準確性，測量室嚴格恒溫，保證電極、管道及所有進入的液體、氣

25、體均恒溫在37±0.10C，其內部設有溫度傳感器、加熱器、過溫開關和液位檢測器。 轉換器完成各種液、氣路轉換，標準液1、2用于PH定標，標氣1、2用于PCO2、PO2定標，定標氣可由標準氣和合成氣體產生，濕化器用于濕化定標氣體（同時也起凈化作用），預熱器將定標氣體加熱到370C。沖洗泵用于沖洗管道，,33,吸樣泵用于測量或定標時吸入樣品和定標液，它是一種蠕動泵，且速度可控。KCl泵用于為甘汞參比電極提供KCl溶液,并

26、維持參比電極一定的滲透壓。所有的儲液瓶上都裝有液位檢測器以監(jiān)視液位狀態(tài)。轉換器、沖洗泵、吸樣泵、控制閥等由電腦控制，以完成自動定標、自動進樣、自動分析、自動沖洗等過程。 AVL－940型血氣分析儀是瑞士AVL公司的產品。該機是一種帶微處理機的全自動化的血氣分析儀。它除了可以測量PH、PCO2、PO2三項基本參數(shù)外，還可以計算出細胞外剩余堿（BEecf）、剩余堿（BE）、緩沖堿（BB）、碳酸氫根（HCO3-）、二氧化碳總

27、量（TCO2）、氧飽和度（O2S）和含氧量（O2CT）等指標。,34,其分辨率對PH值可達0.001PH ，PCO2和PO2可達0.lmmHg(13.333Pa)。該機樣品用量少，只需40µ1血液便可以進行全自動分析。必要時還可以用25µ1樣品的血進行手動分析。該機的打印機設置在儀器內部，每測定一個樣品，打印機可以自動打印出所測試的和計算出的各項參數(shù)值，它還具有自動定標功能，在正常情況下，儀器始終處于備用狀態(tài)?；?/p>

28、原理,35,36,AVL－940型血氣分析儀原理框圖如圖1－6所示。被測樣品在管路系統(tǒng)的抽吸下，被抽進樣品室內的測量管。測量管的管壁上開有四個孔，孔里插有PH、PCO2、PO2三只測量電極和一只參比電極。待測液進入測量管后，同時被三只測量電極所感測，被它們轉換成PH、PCO2、PO2三項參數(shù)所對應的電信號。這些電信號分別經(jīng)過放大后送到多路選擇開關，多路選擇開關在微機控制下分時的輸出不同的輸入信號取樣值并送到 A／D轉換器，經(jīng) A／D轉換

29、后送到微機處理。,37,經(jīng)微機處理、運算后，再分別送到各自的顯示單元顯示，或由打印機打印出測量結果。送給多路選擇開關的信號還有大氣壓表所感測到的當?shù)卮髿鈮毫?，位于測量室的溫度檢測器所感測的溫度信號，還有定標氣體的常數(shù)和接地點。接地點是為了調整模擬開關的零點而接的。 從微處理機到氧放大器去的信號叫氧范圍信號，它控制氧放大器放大倍數(shù)的高低。在測量時，如果微機認為O2的數(shù)值太高，微機便發(fā)出信號，使氧放大器放大倍數(shù)減少10倍，同時將O2

30、顯示器的小數(shù)點作相應的位移。 面板控制鍵用于人機對話。報警控制器用于監(jiān)視儀器是否正常工作。微機還控制測量室溫度的高低和管路系統(tǒng)的動作。,38,二、尿液分析儀,尿液檢測是醫(yī)師對臨床病人進行的常規(guī)檢查項目。尿液分析儀（Automatic Urine Analyzer）是檢測尿液中某些化學成分含量的專用自動化儀器。這類儀器具有操作簡單、快速準確等優(yōu)點被廣泛使用。尿液分析儀分為濕式和干式化學系統(tǒng)兩大類。濕式系統(tǒng)實際上是機械化了的試管

31、法，屬于分立式生化分析儀的一種。干式系統(tǒng)則主要是試帶法測定結果的自動評定，干式系統(tǒng)因其結構簡單、操作方便而倍受用戶的歡迎。干式儀器按測試項目分為兩類：一類主要用于初診病人及健康檢查使用的8—11項篩選組合尿試帶。,39,8項檢測項目包括蛋白質（PRO）、葡萄糖（GLU）、酸堿度（pH）、酮體（KET）、膽紅素（BIL）、尿膽素原（URO）、隱（潛）血（BLD）和亞硝酸鹽（NIT）。9項是在上述基礎上增加了尿白細胞檢查。10項是在9項基礎

32、上增加了尿比重檢查，11項則又增加了維生素C檢查。另一類主要用于已確診疾病的療效觀察，如腎臟疾病患者可用PH，蛋白，隱血（紅細胞）組合試帶；糠尿病病人用PH，糖，酮體組合試帶，肝病病人用膽紅素，尿膽素原組合試帶。,40,下面將主要介紹干式化學尿液分析儀。此類儀器也是利用比色的方法，但與一般的光電比色不同之處是在于它是反射光比色，因此它采用球面積分儀接受雙波長反射光，檢測試紙帶上的顏色變化進行定量分析。1．尿液分析儀原理干式尿液分析儀

33、是在單一化學試帶法測定尿液各種成分的基礎上發(fā)展起來的。過去是利用肉眼觀察試帶顏色的變化，與標準板進行比較得出相應的數(shù)值。而尿液分析儀則是在微電腦的控制下利用球面積分儀將試帶反射回來的光聚集到光電檢測器上，經(jīng)其轉換成電信號后，再經(jīng)電路和計算機處理來測定試帶上顏色的變化進行定量分析。,41,由于分析儀自動完成上述測量過程，因此可獲得比肉眼更精確的測試結果。尿液分析儀常用的試紙條（帶）是在一條數(shù)十厘米長，5rnm寬的塑料條上每隔約2rnm粘

34、上一塊5rnm寬的四方形狀的試紙塊，每個試紙塊對應一項測量指標，另外在試紙條上還有一塊不參加反應的空白塊——補償塊作為尿液本底顏色，以對有色尿液及儀器變化等所引起的誤差進行補償。 試紙條是將亞硝酸鹽試劑塊、ph試劑塊、葡萄糖試劑塊、蛋白質試劑塊、隱血試劑塊、酮體試劑塊、膽紅素試劑塊及尿膽素原試劑塊以及不參加反應的空白塊用機械加工的方法聯(lián)接在一起。,42,將試紙條浸入尿液中，除空白塊外所有的試劑塊都將與尿中相應的成分進行獨立的化學

35、反應，并產生相應的顏色變化顯示出不同的顏色。各試紙試劑塊產生的顏色深淺是和該試劑塊所對應的測試項目在尿液中的含量成比例的。如 PH試劑紙塊僅對尿中的 PH值產生反應，PH值不同，反應產生的顏色深淺也不同。由于試紙條采用了酶試劑，故其顏色反應在2－3秒內便可完成。測試時，將尿液浸泡后的試紙條放在儀器的測試架上，使其受到光電掃描機構的掃描，如圖2－1所示。,43,44,光電檢測機構上方是一個長條狀的光源燈，光源燈發(fā)出的光可以通過球面積分儀

36、的上下通光孔照射在試紙條的試劑塊上，試劑塊則會將一部分光反射到積分球內。由于試劑塊顏色及深淺不一樣，其反射的光強也不一樣。例如，尿液中某種化學成分的含量較低，其相應的試劑塊的顏色就較淺，它所反射的光強度就較強；反之，若含量較高，則反射的光強度較弱。2、1球面積分儀,45,46,球面積分儀（如圖2-2所示）具有在球面積分儀內任一位置光強相等的特性，試劑塊上所反射的光被球面積分儀會聚后通過濾光片照射到光電檢測器上，光電檢測器將光信號轉換為

37、電信號，電信號經(jīng)放大器及數(shù)模轉換送到微處理器系統(tǒng)，微處理器求出被測的每種試劑塊的反射率及補償塊的反射率并與事先存在微機中的反射率及表示分析成分濃度的曲線進行比較，最后由打印機輸出半定量的等級符號及濃度值。,47,試劑塊顏色的深淺除各被測成分及含量的不同外，還與尿液本身的顏色有關。為消除這一誤差，在試紙條上設有空白塊（補償塊），它雖不隨被測成分發(fā)生顏色變化，但卻隨尿液的顏色變化而變化。目前的儀器基本上都是采用雙波長（通過濾光片的一束測定

38、光和一束參考光）測定法，各波長的選擇由檢測項目而定。儀器可按下述公式自動計算出反射率R。,48,R試紙＝Tm(試劑塊對測量波長的反射強度）/Ts(試劑塊對參考波長的反射強度)×100％R空白＝Cm(空白對測量波長的反射強度）/Cs(空白對參考波長的反射強度)×100％ 總反射率R為試劑塊的反射率與空白塊的反射率之比： R ＝R試/R空 ＝Tm? Cs/ Ts? Cm由于采用雙波長法測定

39、，可抵消尿液本身顏色引起的誤差，測量精度高。,49,干式化學尿液分析儀，按自動化程度可分為全自動，半自動和簡易型幾種；按測量項目又可分為5項，7項，8項，9項，10項等多種；按通道又可分為單通道和多通道。不論哪種干式化學尿液分析儀，其主要工作原理、構造基本相同?，F(xiàn)以MA－4210型尿液分析儀為例，介紹儀器的結構、電路及工作原理。 2．2光電檢測驅動系統(tǒng)光電檢測驅動系統(tǒng)又稱掃描驅動機構或簡稱為掃描部件。它是一個可以前后運動的獨立部件

40、如圖2－3所示：,50,51,掃描部件的右側有2個小滑輪，左側通過2個螺釘固定在滑塊上，滑塊串在滑桿上，滑塊上有一長齒條。小滑輪放在支架的長滑槽內可沿槽前后運動，齒條則和電機上所帶的齒輪咬合。當電機正反運轉時，在電機的驅動下滑塊帶著光電檢測驅動系統(tǒng)作前后運動，對試紙條上的試劑塊進行掃描。在光電檢測驅動部件上裝有光源燈、球面積分儀、濾光片、光電檢測器和前置放大器。,52,光源燈是一個 12 V，10 W的長條狀鹵素燈，所需電壓由穩(wěn)壓電源單

41、元供給。在掃描機構前后移動的大部分時間內燈絲上的電壓只有2 V左右，此時燈光很暗，燈絲暗紅，隱示鹵素燈燈絲工作正常。只有到了開始檢測時燈上才會加上12 V電壓而變得明亮。球面積分儀又叫積分球，它的上下各有一個透光孔作為光線的通路，光源燈的光就是通過這兩個透光孔照射到試紙條的試劑塊上。通光孔由透明玻璃密封，積分球內為球面形狀并在其上鍍有反射層，它具有會聚光線的作用。,53,積分球形狀如圖2－2所示，它有3個光電檢測孔，每個相隔120o。

42、3個光電檢測二極管和3塊濾光片，分別裝配在3個檢測孔上。 3塊濾光片的波長分別是550，620，720nm。光電檢測二極管將光強轉換成電信號后分別由3條屏蔽線輸出，送到前置放大器。前置放大器電路板安裝在掃描部件里。掃描部件下的支架上裝有放置試紙條的試紙架和連續(xù)測試用輔助電路板。,54,試紙架是用來放試紙條的，是一個上方開有淺槽的耐酸堿的塑料塊或黑色膠木塊。試紙條放在淺槽內，必要時該架可拔出來進行清洗。在淺槽的兩個邊沿上開有縫隙，這兩條

43、縫隙和試紙架背面的四個小排泄孔相通，四個排泄孔正好對著支架上兩個黑色橡膠圈組成的吸嘴，這樣試紙架上淺槽內的殘液，就可通過吸嘴在泵的作用下吸入廢液瓶中。在淺槽后部有兩個有機玻璃通光孔，孔下方正對著2個串聯(lián)在一起的光電檢測器。當試紙架上沒放試紙條時光電檢測器可接收到光而導通，,55,但當放上試紙時光電檢測器接收不到光而截止。因此，當試紙架上更換試紙條時光電二極管就會產生一個變化的電位信號，此信號將被送到放大器中。測量時，按照要求，應在測完前

44、一個試紙條顯示器從 28倒計數(shù)到 20這段時間間隔內取下測量過的試紙條，更換新的試紙條。由于試紙條的更換，光電二極管產生一個變化的電位信號，儀器收到這變化的電位信號便進行連續(xù)測量，不需要再按START啟動鍵。若在倒計數(shù)28－20之間沒有更換新的試紙條，儀器便停止連續(xù)檢測。要測量需重新按START鍵。,56,當把從尿液中浸泡過的試紙條放到試紙架上后，在控制電路的作用下掃描機構作前后掃描，試紙條上的各反應試劑塊所反射的與所測參數(shù)的含量相關的

45、反射光強依次被光電檢測器所檢測，并按所檢測到的光強信號的強弱將其轉換成電信號。這些信號經(jīng)放大、微機處理后由打印機打出定量或半定量的數(shù)值或代碼。 尿液自動分析儀的顯示一般采用液晶或發(fā)光二極管，打印機大都是采用袖珍打印機，有色帶式的也有熱敏式的。在采用熱敏打印機時要特別注意打印紙不要裝反，否則打不出字來。,57,MA－4210型尿液分析儀電路由穩(wěn)壓電源、前置放大器、微機控制電路、打印電路、顯示電路等組成，圖2－4為MA－4210型尿液

46、分析儀電路方框圖（不含穩(wěn)壓電源）。,58,59,（l）穩(wěn)壓電源電路：MA—4210型尿液分析儀輸入電壓為220 V交流電。輸出電壓其中一組經(jīng)變壓器降壓為110 V交流電送到儀器后面板做為真空泵的電源；另外輸出24 V的穩(wěn)壓直流電，供打印機馬達和掃描驅動馬達使用。輸出的5 V穩(wěn)壓直流電壓，作為數(shù)字集成電路的直流供電電壓和頻率變換器V/F的直流供電電壓。12V直流電壓作為模擬電路的直流供電電壓。此外還有一組 12 V的電壓作為光源燈的供電電

47、壓。,60,（2）前置放大器：前置放大器除光源燈和光電二極管外，其余部分全部安裝在一塊電路板上，該板裝在掃描部件中由3組相同的反相放大器組成，分別對3只光電管轉換后的電信號進行放大。（3）掃描機構的換向和連續(xù)工作檢測電路：掃描機構的換向和連續(xù)工作檢測電路如圖2－5所示,61,62,光電耦合管PC1在光不被遮擋的情況下，發(fā)光二極管發(fā)出的光使光電三極管導通，將信號送到 I／O接口電路。當掃描機構運動到最后部位時，檔板恰好將發(fā)光二極管發(fā)出的

48、光遮住，使光敏管接收不到光而截止，這時有一低電平信號送到I／O電路，CPU就根據(jù)這一電平的變化來控制電機轉動，使掃描機構換向。連續(xù)工作檢測電路由兩只光電三極管和比較放大器組成，兩只相串聯(lián)的光電三極管被置于試紙架的通光孔下方的支架上。,63,當試紙架上有試紙時，有一個通光孔被遮住，相串T1或T2截止，加到比較器 IC1反相端為一低電平。當取下試紙條時，兩通光孔均無遮擋，T1和 T2導通，IC1反相端有一高電平。當更換過試紙后，IC1反相端

49、又會出現(xiàn)一低電平，即在更換試紙條的過程中，在IC1反相端有一變化的脈沖出現(xiàn)，此脈沖被IC1處理后，通過三態(tài)門送到CPU作為連續(xù)工作信號，使掃描機構連續(xù)工作，而不必再去按START鍵。,64,4）電壓頻率變換及計數(shù)電路：電壓頻率變換及計數(shù)電路由八選一電子開關、電壓變換器。計數(shù)器及時鐘電路組成，其作用是把選中的測量信號經(jīng)放大后送到電壓頻率轉換器將電壓轉換成相應的頻率信號，再經(jīng)計數(shù)器將該數(shù)字信號送往CPU完成D/A轉換。 （5）接口電

50、路：接口電路由8255擔任。這部分電路還包括掃描機構馬達的正反驅動電路，打印機加熱控制電路以及蜂鳴器電路等。接口電路用來溝通這些電路和CPU之間的聯(lián)系，溝通CPU與鍵盤、存儲器以及其他控制和執(zhí)行部件之間的聯(lián)系。,65,（6）鍵盤及顯示電路：鍵盤及顯示電路由面板上的開關 SW1－SW4（其中 SW1，SW2并聯(lián)在一起作 START開關）。 儀器顯示器在正常情況下其功能：一是作定時器，以S為單位進行倒計時；二是顯示標本順序號，范圍是

51、00－99。每日開機后標本號從00開始，若不想從0開始可用UP（或DOWN）鍵調節(jié)，按UP序號依次增加，按DOWN時序號可依次遞減。儀器出現(xiàn)異常時，顯示故障代碼。,66,（7）微處理器：它由CPU （8085），譯碼器（74LS138），鎖存器（74LS373），RAM隨機存貯器（MSM2128），EPROM可編程存貯器（2764），六反相三態(tài)緩沖器74LS366），自動清零電路（MB166）以及對外信號輸出電路等組成（圖2－4）。

52、 CPU和上述電路一起完成對信號的運算和處理，并具有存貯數(shù)據(jù)，產生控制指令等功能?？删幊檀尜A器是用來存放儀器系統(tǒng)控制程序以及測量、處理數(shù)據(jù)的固化程序的存貯器。隨機‘讀/寫’存貯器用于存放測量數(shù)據(jù)、中間結果、計算結果以及在執(zhí)行中斷程序時保護現(xiàn)場等。,67,六反相三態(tài)緩沖驅動器，其輸入端分別接收鍵盤送來的信號、試紙條位置狀態(tài)信號、測量數(shù)據(jù)的計數(shù)狀態(tài)（即一次測量是否結束）信號等。CPU可通過尋址方式檢查儀器的工作狀態(tài)。2．3使用方法

53、 儀器在使用之前首先要作以下幾項檢查。 首先將吸液泵的電源線插入標有“DRAIN PUM”標記的泵電源插孔中。其次，將廢液瓶蓋蓋緊，,68,將瓶上的管子分別連接到吸液泵的IN與儀器的后面板最左側的抽液金屬嘴上。接著檢查試紙架，應將其插到底，不得在后部留有空隙。最后再確認打印機上是否裝有打印紙，無打印紙時不得開機空打，否則容易將其損壞縮短使用壽命。 該儀器操作非常方便，鍵盤上有START啟動，UP遞增，DOWN遞減和電

54、源開關3個鍵。它既可進行單次測定，又可進行連續(xù)測定，還可根據(jù)所測定的項目（選用試紙條的種類）自動更 換測定程序，自動記錄當次或當日測試標本的順序號。具體操作如下：,69,（1）開啟電源：開啟電源預熱約 5 min，光源燈亮約20 s、顯示器顯示88．掃描機構掃描一次

55、，停在初始位置（最后端）。 （2）校正儀器：在儀器測量之前，需將試紙筒內的2條標準試紙條拿出一條，另一條作備用，對儀器進行校正。注意不要用手接觸試塊，更不允許用水或其他有機溶劑將其弄濕，否則標準試紙條失效。 方法：取出標準試紙條，按下START鍵機內發(fā)出“嘀”聲，顯示器從5開始倒計時，計到0時機內又會發(fā)出“嘀”聲，并從29倒計數(shù)，當計數(shù)到28－20之間時將標準試紙放入試紙架，儀器便會自動掃描一次并將所測標準結果打印出來。

56、,70,將打印結果與試紙盒上的標準值相比較，如果相等，可進行正常檢測工作，若不相等，應找出原因再進行測試。 （3）輸入標本號：一般情況下，每次開機時序號都是從00開始，不用輸入標本號。但在特殊情況下，如重復測量某一樣本可通過UP或DOWN鍵對序號進行修改，每按一次UP鍵序號增1，按DOWN鍵一次序號減1，以此將序號調整至所需的數(shù)值。,71,（4）試紙條及尿樣標本的準備：將待測的尿液樣本排序備好，室溫較低時可將尿液置于20－25℃

57、的水槽中。試紙筒從冷藏柜中取出不要馬上打開，應放在室內使其溫度達到室溫時再打開取出試紙條，以防止水分在較冷的試紙條上凝聚，試紙條取出后要將簡蓋蓋好。 注意：開過封的試紙條不宜再放入冷柜中保存，只需放置在陰涼干燥處保存即可。,72,（5）標本測定： ①單獨測試：按下START鍵，機內發(fā)出“嘀”一聲，顯示器由00變成5并遞減計數(shù)，在計數(shù)到0時發(fā)出“滴滴”兩聲，然后，顯示器又從29開始倒計數(shù)。在發(fā)出“嘀嘀”兩聲時應立即將試紙條

58、浸入待測尿液，等到顯示器出現(xiàn)28-20時將待測試紙條放入試紙架上。注意，一定要在顯示20之前將試紙條放好。 在計數(shù)到20時掃描機構開始自動掃描測量，并自動將測試結果打印出來，如需再次測量，可重復上述過程。,73,如需再進行測量，只要再按START鍵，便可重復上述過程。 ②連續(xù)測定：連續(xù)測定過程大體上與單獨測定過程相同，只是在完成上次測量儀器顯示計數(shù)到0發(fā)出“嘀”聲時，立即取下測試過的試紙條并將新的試紙條浸入下一份尿液中，

59、在計數(shù)到28時取出浸好的試紙條并在計數(shù)到20前將其放入測試架上，儀器便自動進行連續(xù)測試。如果在儀器計數(shù)到20前不再送入新的試紙條，儀器便以為是單獨測試，從19直接變?yōu)?0，回到準備狀態(tài)。,74,2．4儀器保養(yǎng)注意事項 （1）測試架保養(yǎng)：試紙架要每日清洗，方法如下： ①拔出試紙架。 ②用無腐蝕的清洗劑如0.5％的次氯酸或20％的異丙醇和清水將試紙架洗干凈，不要用開水清洗以免將其燙壞。 ③擦干或晾干后將測試架

60、放回，不要用爐烘烤，也不要靠近其他熱源，以免變形。,75,（2）尿液排泄孔應定期進行保養(yǎng)：尿液排泄孔在試紙架下，當孔被阻塞或滲漏時就不能正常排泄，應進行如下保養(yǎng)。 ①每次插入試紙架時都要檢查排泄孔上的O形環(huán)是否有缺損或變形，發(fā)現(xiàn)變形或缺損應及時更換。 ③檢查排泄孔，如發(fā)現(xiàn)堵塞變臟應及時疏通或清洗。 （3）光源的更換： ①按住START鍵打開電源開關，掃描機構會自動移出不再退回。,76,②關掉電源開關拔下電源插頭

61、，然后打開光源燈上面的蓋子更換新的燈泡，長條狀光源燈兩端有白色（或紅色）的點，安裝時應使點朝上。 （4）光學部分的清潔：有以下3點。 ①抽出試紙架 ②在開機狀態(tài)下按START鍵，當掃描機構運動到最外邊時立即切斷電源，并拔掉電源插頭。 ③用擦鏡紙或其他軟質物品擦拭積分球的密封玻璃。,77,（5）操作注意事項： ①儀器應避免長時間陽光照射，并避免溫度、濕度過高。儀器的最佳工作溫度為20－25℃，室溫和尿

62、液的溫度最好保持在此溫度區(qū)間。 ②使用干凈的取樣杯盛放新鮮的尿液，不必對尿液進行濃縮或稀釋。 ③試紙條上所有的試塊都要浸在尿液中，浸入時間為2S，即浸入時間應與蜂鳴聲同時開始，同時結束。,78,④浸過尿液的試紙條應在倒計數(shù)20之前放入試紙架中，否則儀器會出現(xiàn)故障顯示并自動停止測量。 ⑤掃描機構掃描時嚴禁用力阻止其運動。 ⑤標準試紙條測出的結果只能用來判斷儀器的正常與否，不能作為判斷被測者是否有病的依據(jù)。

63、①尿液中的維生素C，會造成葡萄糖和潛血的假象。,79,三分離分析儀器,分離分析是醫(yī)學檢驗中對物質定性定量分析的一種重要的分析方法。它是利用物理或化學原理先對被分析樣品進行組分分離，然后再對每組分進行定性和定量分析的一種方法。目前在醫(yī)學檢驗中常用的分離分析方法有四種：電泳分離分析法、離心分離分析法、色譜分離分析法和質譜分離分析法。,80,電泳分離分析法,懸浮或溶解在電解質溶液中的帶電粒子（如病毒、細胞、球蛋白分子、合成粒子等），在電場中

64、向與其自身相反電荷的電極移動的現(xiàn)象，稱為電泳。利用電泳現(xiàn)象來達到某些化學組合的分離，然后采用固定、烤干、洗脫、比色測量或染色后用光密度計來描記、定量或直接用紫外分光光度計掃描定量等方式進行物質分析的方法叫“電泳分離分析法”，也叫“電泳技術”,81,電泳技術廣泛的用于臨床診斷、工業(yè)制備和基礎理論研究中。例如，各級醫(yī)院常用來作血清蛋白、血紅蛋白、糖蛋白、脂蛋白的分離、鑒定和含量的測量，血清酶的檢驗以及免疫化學檢驗等，這些數(shù)據(jù)可以給醫(yī)生提供診

65、斷某些疾病的依據(jù)，如肝癌、肝炎、肝硬化、惡性腫瘤、腎病綜合征、心絞痛、多發(fā)性骨髓瘤等疾病的診斷；在生化工業(yè)中用于提純酶、激素及其它生化產品；在科研工作中利用高壓電泳來研究蛋白質的結構等?？傊畬σ幌盗信c生物有關的物質（小至氨基酸，大至細胞）的鑒別、分離、提純，都離不開電泳技術。,82,一、電泳原理 許多分子都具有可電離的基團，因此在溶液中能夠形成正負離子。此外具有相同電荷的分子，由于它們在分子量等方面的區(qū)別，會有不同的質／荷比?？?/p>

66、之，由于電荷、質量等差異的存在，使得溶液中的離子或其它帶電顆粒在電場中具有不同的遷移，這就是電泳原理。常用的電泳原理示意圖如圖5－1所示。,83,84,在緩沖液（在遷移過程中充當運動流的載體，并保持溶液中的PH為常數(shù)）A、B中各放有一個電極，電極接在直流電源上。這樣，V一個鹽橋（支持介質已用緩沖液浸濕飽和），電泳物質液體狀態(tài)的樣品加在支持介質上。在電場的作用下，樣品中的帶電荷顆粒將發(fā)生定向移動，帶正電行的顆粒向負極移動，帶負電荷的顆粒

67、向正極移動。如果在樣品混合物的離子到達電極之前關閉電源，那么混合物的成分便按照它們的電泳遷移率不同被分離開。,85,u = V/E=d/t/U/L=dL/Ut（厘米2／伏特·秒） 式中：u為遷移率，V為顆粒的遷移速度（厘米／秒），E為電場強度或電勢梯度（伏／厘米），d為顆粒遷移距離（厘米），U為加在支持物兩端的實際電壓（伏），L為支持物的有效長度，t為通電時間（秒）。通過測量d、L、U、t便可算出遷移率。另外遷移率取決

68、于帶電顆粒的性質，即顆粒所帶凈電荷的量、顆粒大小和顆粒的形狀。一般來說，顆粒帶凈電荷越多、顆粒直徑越小、越接近球形，在電場中遷移速度越快。反之越慢。,86,可見，遷移速度與分子大小、介質粘度、顆粒所帶的凈電荷有關。還與外加電場強度有關，在電泳技術中，常把電場強度叫做電勢梯度，電勢梯度越大，帶電質點移動速度越快。按照電場強度大小，可將電泳分為常壓（100～500V）、中壓（500～1500V）和高壓（1500～10000V）三種。前者電勢