第十二章血液分析仪器.ppt

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1、第十二章 血液分析仪器,广州医学院化学教研室,制 作： 张超 副教授 E-mail： chao-,血液分析仪器是临床实验室最常用的分析仪器，包括： 血细胞分析仪 血液凝固分析仪 血液流变学分析仪,第一节 血细胞分析仪,一、血细胞分析仪（Blood cell analyzer, BCA） 指对一定体积全血内血细胞异质性进 行自动分析的临床检验常规仪器。,又称血细胞自动计数仪（ABCC）、血液学自动分析仪（AHA）。 ABCC代表早期的低档次BCA，AHA外延过大。, 历史,手工计数 仪器简单计数 两分群 三分群 五分群 五分群网织红,20世纪40年代末， 电阻抗法微粒子计数专利 50年代， Co

2、ulter Model A型用于临床 60年代， 测定参数达7项 70年代， 全血细胞计数（CBC） 80年代， 双通道、白细胞23分群、五分群 90年代以来，多功能、多参数、流水线,二、血细胞分析仪分型,1. 按自动化程度,半自动血细胞分析仪 全自动血细胞分析仪 血细胞分析工作站 血细胞分析流水线,2. 按检测原理,电容型血细胞分析仪 光电型血细胞分析仪 激光型血细胞分析仪 电阻抗型血细胞分析仪 联合检测型血细胞分析仪 干式离心分层型血细胞分析仪 无创型 血细胞分析仪,3. 按对白细胞分类的水平,两分群血细胞分析仪 三分群血细胞分析仪 五分群血细胞分析仪 “五分群网织红” 血细胞分析仪,三、

3、电阻抗法血细胞分析仪基本原理, 电阻值R：,血细胞,电解质溶液（稀释液）, 细胞通过仪器微孔时：,阻抗R ,仪器产生脉冲信号, 根据脉冲信号进行血细胞计数和体积测定。,贝克曼库尔特 ACT diff 2TM 三分类血细胞分析仪,这可要记住哦！,1.白细胞的检测,三分群细胞分析仪：,Three-part Differential BCA,2.红细胞和血小板的检测,红细胞和血小板共用一个小孔管，正常人红细胞体积和血小板体积间有一个明显界限，血小板计数准确容易,CPU对血小板和红细胞分布图进行判断,2.红细胞和血小板的检测,异常人红细胞体积和血小板体积间界限不清！,四、联合检测型血细胞分析仪的检测原

4、理,主要体现在白细胞分类，实质是选用较特异的方法将血中含量较少的嗜酸、嗜碱性粒细胞检出，发现异常细胞。 共有特点是：均使用鞘流技术。,1.容量、电导、光散射检测技术（VCS） (Volume、conductivity、light scatter),1987年 美国BECKMAN COULTER 公司发明VCS,光散射,电导性,电阻抗,体积(volume，V) 电阻抗原理测定细胞体积和数量 电导性(conductivity，C) 高频电磁探针，测量细胞内部结构，包括细胞核、细胞浆的比例及细胞内的化学成分。 光散射( scatter，S ) 细 胞内粗颗粒的光散射强 度要比细颗粒更强,2. 光散射

5、与细胞化学联合检测技术,Bayer公司生产 ADVIA 120 血细胞分析仪。 这类仪器是应用激光散射与过氧化物酶染色技术对白细胞进行分类计数。 仪器有四个通道：,血红蛋白测量通道,血红细胞/血小板测量通道,嗜碱性粒细胞测量通道,过氧化物酶测量（细胞分类）通道,高角度前向散射光：细胞核及颗粒的信息 低角度前向散射光：细胞大小的信息,结合细胞化学染色技术对白细胞进行分类计数。,染色剂：过氧化氢、1-氯-1-萘酚,胞浆固定剂：甲醛,基本原理是： 基于细胞大小、折射率、核形、核浆比值、以及颗粒性质等，均可影响不同角度下的散射光强度 不同白细胞在以上几个方面完全一致的几率很小，从而对白细胞进行分类,4

6、.电阻抗、射频与细胞化学联合检测技术,这类仪器是利用电阻抗、射频这一成熟细胞计数技术结合细胞化学技术，通过 4 个不同的检测系统对白细胞、幼稚细胞进行分类和计数。 嗜酸性粒细胞检测系统 嗜碱性粒细胞检测系统 淋巴、单核和粒细胞检测系统 幼稚细胞检测系统,Sysmex生产的NE-8000血细胞分析仪。,白细胞分类散射图,联合使用多项技术(流式、激光、射频、电导、电阻抗、细胞化学染色)同时分析一个细胞，综合分析实验数据，从而得出较为准确的白细胞“五分群”结果。,五、网织红细胞检测原理,网织红细胞中嗜碱性物质 RNA，在活体状态下与特殊的荧光染料结合。 荧光强度与 RNA 含量成正比。 用流式细胞术

7、检测 网织红细胞大小和 RNA 含量及血红蛋 白的含量,细胞与试剂反应前后的变化,反应前,反应后,血细胞分析仪网织红细胞成熟度分类,六、血红蛋白测定原理,除干式、无创型外，各型BCA对血红蛋白测定都采用光电比色原理。,血细胞悬液中加入溶血剂后，红细胞溶解释放出血红蛋白，后者与溶血剂中有关成分结合形成血红蛋白衍生物，进入血红蛋白测试系统。,特定波长（530550nm）下进行光电比色。,七、仪器基本结构,机械系统 电学系统 血细胞检测系统 血红蛋白测定系统 计算机 键盘控制系统,1.机械系统,包括机械装置（如全自动有进样针、分血器、稀释器、混匀器、定量装置等）和真空泵，以完成样本的定量吸取、稀释、

8、传送、混匀，以及将样本移入各种参数的检测区。,2. 电学系统,包括主电源、电压元器件、控温装置、自动真空泵电子控制系统，以及仪器的自动监控、故障报警和排除等。,3.血细胞检测系统,国内常用的血细胞分析仪，使用的检测技术可分为电阻抗检测技术和光散射检测技术两大类。,电阻抗检测技术：由检测器、放大器、甄别器、阈值调节器、检测计数系统和自动补偿装置组成。 流式光散射检测技术：由激光光源、检测装置和检测器、放大器、甄别器、阈值调节器、检测计数系统和自动补偿装置组成。,4.血红蛋白测定系统 由光源、透镜、滤光片、流动比色池和光电传感器等组成。 5.计算机和键盘控制系统,二、仪器的性能指标、鉴定与调校,（

9、一）血细胞分析仪的性能指标,1.测试参数 2.细胞形态学分析 3.测试速度 4.样本量 5.精密度与示值范围 6.打印,（二）血细胞分析仪的鉴定,ICSH 公布了电子血细胞分析仪的评价方案：在细胞计数、血红蛋白测定方面，要鉴定评价仪器测试样本的总变异、携带污染率、线性范围、可比性和准确性等。,出厂前已经过厂方技术鉴定合格，但由于运输振动或因故障维修后或长时间停用后再启用等原因，以及正常使用半年以上或认为有必要时，都必须对仪器进行调校及性能测试，这对了解仪器性能，发现问题，确保检验质量有重要意义。,（三）血细胞分析仪的调校,1. 安装 洁净的环境、稳定的电源、可靠的接地、适宜的温度和湿度是保证B

10、CA正常工作的前提。,三、仪器的维护与常见故障,（一）仪器的维护,2.维护 良好的工作环境是仪器正常工作的前提，精心细致的维护是仪器处于良好工作状态的保证。做好仪器的维护保养，有助于提高仪器测量的准确性，减少故障的发生，延长仪器的使用寿命。,检测器的维护 采血顺利 防止纤维丝堵孔 关机前对检测器的微孔进行清理冲洗 计数期间，及时按 “反冲”键，冲掉沉积变性的蛋白质 定期卸下检测器，用5%次氯酸钠浸泡清洗,管路的维护,机械传动部位的维护,有自我诊断功能，有故障发生时，内置电脑的错误检查功能显示出“错误信息”，并伴有报警声。,（二）常见故障,1.开机时的常见故障 2.测试过程中常见的错误信息 其中

11、检测器的微孔堵塞是影响检验结果准确性最常见的原因。根据微孔堵塞的程度，将其分为完全堵孔和不完全堵孔两种。,仪器测试原理的不断创新 白细胞分类的改进 红细胞和血小板计数原理的改进 新血细胞分析参数的出现 各种特殊技术的应用 仪器自动化水平的提高 无创型全血细胞分析仪的研究,四、血细胞分析仪的进展,克服了电阻抗法在病理情况下测定MCH、MCHC结果不准及血小板计数精确性较差的缺点,红细胞和血小板计数原理的改进,二维激光散射法测定红细胞和血小板,第二节 血液凝固分析仪,血液凝固分析仪（automated coayulation analyzer，ACA）是采用一定分析技术，对血栓与出血有关成分自动检

12、测的临床常规检验仪器。,在血栓/出血实验室中最基本的设备是血液凝固分析仪（简称血凝仪）。,一、血液凝固分析仪概述,1910年，Kottman发明了血凝仪。 1950年，Schnitger和Gross发明了基于电流法的血凝仪。 20世纪70年代前为血凝仪的初级阶段。,20世纪70年代，较精确的各种自动血凝仪先后问世，其特点是：单通道、终点法的半自动血凝仪，也称第一代产品。 20世纪80年代末，多通道、多种分析方法与原理的半自动血凝仪相继诞生，称之为第二代产品。,各代血凝仪的特点,20世纪90年代以来，多通道、多方法、多功能全自动（即第三代）血凝仪不断涌现。,二、血凝仪分型与检测原理,（一）血凝仪

13、分型,（二）血凝仪检测原理,通过检测血浆在凝血激活剂作用下发生一系列物理量（光、电、超声、机械运动等）的变化，再由计算机分析所得最终结果，称生物物理法。按测量原理分为电流法、超声分析法、光学法和磁珠法四种。,1凝固法原理,根据血浆凝固过程中浊度的变化，导致光强度变化来测定相关因子。,（1）光学法（比浊法）,光学法血凝仪工作流程,纤维蛋白的形成与吸光度,啊？为何在50%？,仪器在血浆与试剂混合的瞬间，也就是散射光最弱的时刻，将散射光强度定为 0%，在血浆完全凝固后，散射光最强的时刻，将散射光定为100%。0 100%之间的光强度变化（吸光度）被描述成一条曲线，仪器设定50%的点所对应时间，称为凝

14、血时间。,测试杯的两侧各有一组驱动线圈，产生恒定的交替电磁场，使杯内去磁小钢珠保持等幅振荡运动；凝血激活剂加入后，随着纤维蛋白的增多，血浆黏稠度增加，小钢珠运动振幅逐渐减弱，将运动幅度衰减到50时确定为凝固终点。,（2）双磁路磁珠法,前者是检测血浆凝固过程中磁电信号变化 后者是检测该过程中光信号的变化,双磁路磁珠法与光学法原理主要区别：,实质为光电比色原理，是通过测定产色底物的吸光度变化来推测所测物质的含量和活性，也称生物化学法。测定波长为504nm。,2.底物显色法原理,以纯化的被检物质为抗原，制备相应的抗体，然后利用抗原抗体反应对被检物进行定性或定量测定。血凝仪使用免疫比浊法。,3.免疫学

15、法原理,三、血凝仪的基本结构,1.半自动血凝仪基本结构,四、血液凝固分析仪的维护, 保持测试槽清洁，严禁有异物进入； 避免阳光直晒和远离强热物体； 防止受潮和腐蚀； 仪器和加珠器都必须远离强电磁场干扰源； 电源电压为220V10，最好使用稳压器； 使用一次性测试杯及钢珠。,（一）半自动血凝仪的维护, 清洗或更换空气过滤器； 检查及清洁反应槽； 清洗洗针池及通针； 检查冷却剂液面水平； 清洁机械运动导杆和转动部分并加润滑油； 及时保养定量装置； 更换样品及试剂针； 数据备份及恢复等。,（二）全自动血凝仪的维护,五、血凝仪的临床应用与进展,（一）临床应用,1. 凝血系统的检测 2. 抗凝系统的检测

16、 3. 纤维蛋白溶解系统检测 4. 临床用药的监测, 多方法、多功能、快速高效； 智能化程度高，软件开发进一步完善； 全自动血凝分析仪工作站； 床旁分析； 在临床中的应用日趋广泛。,（二）进展,主要体现在：,第三节 血液流变学分析仪器,血液流变分析仪器（hemorheology analyzer，HA）是对全血、血浆或血细胞流变特性进行分析的检验仪器。,主要有：,1931年 Fahraeus 等发现 Fahraeus-Lindquist效应，毛细管式血液黏度计随之诞生。 1954年Michson等用微管吸吮法测定红细胞变形性。 1961年Wells等研制成功了锥板旋转式黏度计。 1975年Be

17、ssis等发明了激光衍射法测定仪。,发 展 史,一、血液黏度计,血液黏度大小直接影响到血液循环中阻力的大小，必然影响组织血液灌流量。对血液黏度测定有十分重要的临床意义。能否准确测量血液黏度依赖于黏度计性能的好坏。,（一）黏度计的分类,1按自动化程度,2按工作原理,旋转式黏度计：,毛细管黏度计：,（二）黏度计检测原理与基本结构,按泊肃叶（Poiseuille）定律设计，即一定体积的牛顿液体，在恒定的压力驱动下，流过一定管径的毛细管所需的时间与黏度成正比。,1.毛细管黏度计,检测原理：,血浆比黏度 = 血浆时间 / 蒸馏水时间,血浆比黏度（ratio of viscosity）：,包括毛细管、储液

18、池、控温装置、计时装置等。,毛细管黏度计基本结构,以牛顿的粘滞定律为理论依据，主要有以外园筒转动（或以内园筒转动）的筒-筒式旋转黏度计（又称Couette黏度计）和以园锥体转动（或以圆形平板转动）的锥板式（又称Weissenberg黏度计）。,2旋转式黏度计,2.1 工作原理,同轴锥板构型，平板与锥体间充满被测样本，调速电机与圆形平板同速旋转，锥体与平板及马达间均无直接联系。当圆形平板以某一恒定角速度旋转时，转动的力矩通过被测样本传递到锥体；样本越粘稠，传入的力矩越大。当此力矩作用于锥体时，立即被力矩传感装置所俘获，并将其转换为电信号，其信号大小与样本黏度成正比。,2.2 锥板式黏度计工作原理

19、,锥-板式粘度计,2.3基本结构,二、红细胞变形测定仪,（一）红细胞变形测定仪分类,测定或评价红细胞群体变形能力的方法分类：,测定单个红细胞变形性和膜的力学性质的方法分类：,（二）仪器的工作原理与基本结构,1.黏度测量法的工作原理与基本结构,（1）工作原理,用旋转式黏度计测量同一剪切率（100ss-1或200s-1 ）下的全血黏度和血浆黏度， 然后按下式计算红细胞刚性指数：,TK=（1-b-0.4/p）/HCT,同前旋转式黏度计,（2）基本结构,根据红细胞被激光照射时发生衍射，产生反映细胞几何状态的衍射图像，当有剪切应力作用于红细胞时，红细胞发生形变，衍射图也随之变化，测定该作用力前后红细胞形

20、变率的大小来反映其变形性。,2.锥板式激光衍射法工作原理与基本结构,（1）工作原理,（2）基本结构,主要由能提供可变剪切场的透明锥板结构、光路系统（包括激光器和三棱镜）、摄像系统、控温装置、光电转换器、处理器及显示打印装置组成。,本 章 小 结,1. 掌握旋转式黏度计和毛细管黏度计工作原理、基本结构。 2. 熟悉黏度计与红细胞变形仪测定原理。 3. 了解旋转式黏度计和毛细管黏度计性能指标、日常维护方法及常见故障排除，红细胞变形仪基本结构。,堂 上 练 习,1血细胞分析仪 2解释VCS技术 3. 血液凝固分析仪 4血凝仪凝固法原理 5血凝仪底物显色法原理 6血凝仪光学法（比浊法）原理,一、名词解

21、释,二、选择题 【A型题】 在五个选项中选出一个最符合题意的答案（最佳答案）。,1血细胞分析仪是用来检测（ ） A红细胞异质性 B白细胞异质性 C血小板异质性 D全血内血细胞异质性 E网织红细胞异质性,2电阻抗血细胞检测原理中血细胞的电阻（ ）电解质溶液电阻。 A相等 B大于 C小于 D大于或等于 E小于或等于,3电阻抗型血细胞分析仪最大缺点是只能将白细胞按体积大小分为（ ）。 A一个亚群 B二个亚群 C三个亚群 D四个亚群 E五个亚群,4白细胞的三分群分类中第三群主要是（ ） A淋巴细胞 B单核细胞 C嗜酸性粒细胞 D嗜碱性粒细胞 E中性粒细胞,5血细胞分析仪血红蛋白的测定是采用（ ） A光

22、散射原理 B光衍射原理 C光电比色原理 D透射比浊原理 E散射比浊原理,6血栓/止血成分检测的方法中最常用的是（ ） A免疫学方法 B底物显色法 C乳胶凝集法 D凝固法 E光电比色法,7血凝仪按检测原理，下列不属于凝固法的是（ ） A免疫比浊法 B电流法 C超声分析法 D光学法比浊法 E双磁路磁珠法,8白细胞分类检测原理中VCS联合检测技术中C代表（ ） A体积 B电导性 C光散射 D电容 E光强度,9双磁路磁珠法进行凝血测试时磁珠的振幅衰减到（ ）时为凝固终点 A0% B80 C70 D100 E50,10双磁路磁珠法中随着纤维蛋白的产生增多磁珠的振幅（ ） A增强 B减弱 C不变 D先增强后减弱 E先减弱后增强,11血凝仪底物显色法的实质是（ ） A光电比色法 B属免疫法 C易于自动化 D精密度好 E灵敏度高,12联合检测型BCA共有特点是（ ） A均使用了鞘流技术 B光散射法 C易于自动化 D精密度好 E灵敏度高,13毛细管黏度计是根据（ ）定律而设计的。 A牛顿流体定律 B牛顿定律 C血液黏度定律 D泊肃叶（Poiseuille）定律 E非牛顿流体定律,LH 700系列,END!,