贝克曼DXI800发光免疫分析仪的系统原理解析与应用

2012-11-04郑传权

中国医学装备 2012年11期

郑传权

郑传权①

目的：对美国贝克曼库尔特化学发光免疫分析仪的系统原理进行解析。方法：将样品分析步骤、分析模块、液路模块、空气压力系统等相关模块的运作原理、结构组成等逐个进行详尽的解析，并针对典型故障现象进行应用分析及总结。结果：通过不断总结经验并加以注意和改进，使仪器始终保持良好的运行状态，为临床提供有力的保障。结论：化学发光免疫分析仪在日常使用和维护过程中应掌握仪器各模块原理，并进行系统分析，才能有效排除仪器典型故障，确保分析仪正常运转。

免疫分析仪；系统原理；解析；应用

美国贝克曼公司的发光免疫分析系统检测原理是根据微粒子酶促化学发光，以金刚烷AMPPD为标记底物，具有智能化和自动化程度高的特点[1-3]。智能化的样品管理，带有阻塞检测和纠正功能，样品容量大，并可连续装载和急诊优先检测；样品检测速度为400个/h，可满足临床大量标本的检测要求，可测定甲状腺激素水平、心血管疾病、贫血、肿瘤标志物、生殖激素、产前筛查和其他内分泌项目，为临床疾病提供可靠的辅助诊断(如图1所示)。

图1 贝克曼DXI800发光免疫分析仪

1 样品分析步骤与运行原理

当发光免疫分析系统从实验室信息系统(laboratory information system，LIS)或系统控制台接收到检测请求后即开始样品处理。输入检测请求后即可将样品放入样品架，并将其放置在样品处理单元(Sample processing unit，SPU)的装载区内[4]。仪器自动地将样品架移至分装台、扫描样品架及样品试管上的条形码标签、分装足够的样品以完成全部要求的检测和复制到一个或多个反应容器(reaction vessel，RV)中，并将RV存储在冷藏样品存储区中，然后样品架被移至SPU卸载区(如图2所示)。

(1)样品装载小车(carriage)和样品抓手将一个反应管从漏斗移至样品储存单元。样品架放置在SPU运送至内部条码阅读器(从LIS下载标本信息)然后运送至样品针。操作者打开SPU前盖，放入样本架，SPU运送样本架至条码阅读器，条码阅读器通过扫描样品架条码识别出样品架类型，通过条码阅读器识别出标本，SPU移出样品架至样品处理区域，SPU将样品架从前方卸载区域移出样品架，如果前方卸载区域满之后SPU会自动将样品架移动至侧面卸载区域，操作者可以将样品架在任何时候从卸载区域取出。

(2)样品针吸取用于完成所有测试的足够的标本量，加到低温样品转盘中的样品管里，样品针模块通过射频技术感应样品。容器里的标本液面经吸样、防堵检测后样品针将已吸取的标本加入到样品储存容器中的样品管里。

(3)当样品抓手从装载小车抓起反应管后，样品转盘转到相应位置以便接受反应管，样品转盘转到相应位置以接受样品针加样。样品转盘转到相应位置以便样品抓手将反应管在样品转盘和试剂装载小车间运送样品管，可以在4～10 ℃和3 h内保存最多288个样品管用于后面的测试(如发射测试)，然后反应转盘转到相应位置以便样品抓手丢弃样品管。

图2 样品分析流程图

(4)样品架移动至样品卸载区域后可移出反应架，用于其他测试。样品抓手将一个空管RV移动至4个样品装载小车之一，如果需做稀释测试，会额外运送一个稀释管。样品抓手将空管从转载小车到样品装盘，在试剂装载小车和样品转盘间运送反应管，将空管从装载小车移动到试剂装载小车，然后丢弃过期的样品管。

(5)样品抓手将装有标本的样品管运送至4个试剂装载小车之一。操作者将反应管倒入反应管储存容器中，漏斗模块通过装载小车提供连续的反应管供应，楼梯将反应管从反应管储存容器中移出，被移出的反应管如果可以在楼梯上定位，将通过分配轨道转移至装载小车，不能定位的反应管将会掉进反应管储存容器中。同时，将试剂冰箱里用于此测试的试剂盒运送至相对应的试剂针下方，转载小车传送空反应管，将bulk feeder输送来的反应管运送到样品抓手下方。

(6)由试剂针从样品管吸取的患者标本加到相对应的试剂装载小车上的反应管里，4个试剂针从样品管吸样到反应管，试剂针超声液面感应，试剂针压力感应，按需求做稀释，超声混匀，吸取试剂到反应管中。4个试剂装载小车功能：①接收从样品抓手运送来的标本；②定位反应管以便试剂针加入样品和试剂；③移动反应管以便孵育抓手将已添加好试剂和样品的反应管取走；④丢弃稀释管。

(7)试剂被加入到反应管的患者标本中并混匀。再由孵育抓手将反应管运送到孵育转盘，在试剂装载小车和孵育模块间运送反应管，丢弃没用的反应管。样品管被运送回样品转盘用于反射测试。

(8)经过一段时间的孵育，反应管由冲洗抓手运送到冲洗区域，冲洗抓手在冲洗装盘和孵育装盘之间运送反应管。经过3次冲洗加入发光剂并孵育后由光电倍增管将光信号转变为电信号，最终计算出结果。得到结果后反应管经过冲洗抓手和孵育抓手运送至废物丢弃口处丢弃。

2 设备分析模块

当样品培养过程结束后反应容器将移至清洗圆盘开始做最后的处理。随着清洗圆盘转动，反应容器将经过3个清洗站。在每个清洗站会有一个装剂探头将清洗缓冲液添加至反应容器中。然后磁铁将顺磁粒子吸出，并将其拖至反应容器的一端。最后，吸入探头将会把清洗缓冲液和未结合的分析物一并移出。完成3次清洗循环后，反应容器将被移至底物探头处，该探头将化学发光底物放入反应容器。分析模块分为：①孵育转盘，让反应管在36.5 ℃的环境里孵育反应管；在孵育盘里共有258个位置；②冲洗/读数转盘，移动反应管至冲洗臂，冲洗/读数转盘共69个位置，给反应管中的磁性颗粒提供磁场，旋转混匀反应管；③冲洗臂，共有3个D针(dispense分配)、3个A针(aspirate吸气)、1个底物针(substrate)的冲洗；④光电倍增管，每个反应管读7次数，经由LED达到自稳定[5-6]。

随着反应容器继续沿着清洗圆盘移动，底物与用酶标记过的分析物产生反应并发出光。清洗圆盘最后停留在照度计处，照度计将读取化学发光反应发出的光。照度计输出的电信号将按相对光单位(RLU)测量并表示。使用RLU和分析校正数据来计算检测结果。在照度计读取完毕后，反应容器移至废料物斜槽并被丢弃(如图3所示)。

图3 分析模块原理图

3 液路模块

液路模块工作步骤：①经样品泵和样品阀吸取标本和冲洗样品针，通过压力变化的监测实现对整个进程的防堵检测；②经试剂泵和试剂阀吸取试剂和冲洗试剂针，通过压力变化的监测实现对整个进程的防堵检测；③冲洗反应管给3根D针(dispense probes)提供缓冲液并经冲洗泵、冲洗阀冲洗A1针(Aspirate probe #1)，由蠕动泵经3根A针将废液排出；④真空泵将A1针的外部冲洗废液排出，可使用废液桶排废或直接由废液管排入下水道(如图4所示)。

图4 液路模块原理图

4 空气压力系统

空气经过进气空气过滤器进入空气压缩泵，经过空气压缩泵产生32～35 psi的压力(正压)供往5路。

(1)一路到试剂冰箱推出门，将试剂冰箱门打开后将试剂盒丢弃。

(2)一路到试剂冰箱抓手，供试剂冰箱抓手抓取试剂。

(3)一路到孵育转盘冲洗臂，供冲洗臂进行冲洗、混匀动作。

(4)一路到发光底物控制门，供发光底物控制门关门。

(5)一路经过20 psi的压力调节阀，产生20 psi的压力供给5路：①供给样品抓手，以抓取样品管、反应杯及摆放样品；②冲洗抓手，从孵育转盘里面抓反应杯放至冲洗转盘；③孵育抓手，将加好试剂和样品的反应管到孵育转盘孵育，并丢弃反应管；④漏斗用以装载反应杯；⑤发光底物控制门，控制发光底物控制门开门[7-9]。

空气压缩泵产生32～35 psi压缩空气需经压力电路控制板控制，输送时经过压力传感器监测后再经过储气罐、过压泄气阀、冷凝水排放阀等，压缩空气过压时需经过过压泄气阀进行过压泄气及排放冷凝水至固体废物箱(如图5所示)。

图5 Unicel DxI 800空气压力系统原理图

5 典型故障现象分析及排除

5.1 仪器水汽路模块漏液故障分析及故障排除

将仪器断电，打开SPU模块，拆卸SPU下面的挡板，将水汽路模块拉出来检查仪器废液蠕动泵泵管两头是否破裂，若破裂导致漏液则需尽快更换新的泵管，并清洁泵马达灰尘和HOME位置传感器灰尘，模块复原，重新初始化仪器、执行冲洗程序一切正常后观察标本运行[10-12]。

5.2 仪器报冲洗转盘运动错误故障分析及故障排除

仪器报冲洗转盘运动错误，找不到HOME位置；先检查冲洗转盘马达是否有异物卡住。将仪器切断电源用手转动冲洗转盘，若转到一半时无法转动，则可判断有异物卡在了冲洗转盘里面，拆卸冲洗转盘上的盖子，松掉整个固定冲洗臂组件的2个螺丝，把冲洗臂组件往后移开后拿出冲洗转盘，发现冲洗槽里面有混匀抓手的断脚，再检查冲洗臂上的3个混匀抓手，其中间一个混匀抓手断掉一个脚，更换新的混匀抓手，将拆卸的所有组件复原，进入诊断程序复位冲洗转盘、仪器重新初始化、执行冲洗程序一切正常后做标本运行[13-15]。

6 结语

发光免疫分析仪在日常使用和维护过程中应对仪器各模块原理进行系统分析，针对故障现象，不断总结经验并加以注意和改进，使仪器始终保持良好的运行状态，为临床诊断提供有力的保障。

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Principles and application of Beckman DXI800 chemiluminescence immunoassay device/

ZHENG Chuan-quan// China Medical Equipment,2012,9(11):28-31.

Objective: To analyze the principles of the Beckman DXI800 chemiluminescence immunoassay device. Methods: The principles in sample analysis step, analysis module, a liquid path module, an air pressure system and other related module operation principle, structural composition were analyzed in detail. Meanwhile, the typical breakdowns were analyzed to summarize experience in its maintenance. Results: The device could be kept in normal condition to provide guarantee for clinical practice. Conclusion: In daily maintenance of the device, its principles should be grasped to ensure its normal operation through troubleshooting.

Chemiluminescence immunoassay device; System principlej; Analytic; Application

Dongguan Houjie Hospital, Guangdong Medical College, Dongguan 523945, China.

1672-8270(2012)11-0028-04

TH789