تبلیغات

لینک باکس تبلیغاتی

تبلیغات

تبلیغات

آنالایزرهای بیوشیمی ۱

827 بازدید

آنالايزرهاي بيوشيمي قلب تپنده آزمايشگاه

آنالایزرهای بیوشیمی ۱

نویسنده: مهندس شادي نقدي

 امروزه استفاده از دستگاه هاي اتوماتيك و روش هاي مربوط به آن براي رسيدن به كيفيت مورد نظر در سطح بالا ضروري است. به بيان ديگر، اتوماسيون براي تبديل يك آزمايشگاه كوچك به آزمايشگاه بزرگ و مدرن با كيفيت مطلوب، امري اجتناب ناپذير است. اين امر از سال 1950 با افزايش تقاضاي تست هاي متنوع آزمايشگاهي شروع شد. سپس با پيشرفت تكنيك ها و ابزارهاي مختلف، آزمايشگاه ها توانستند حجم كاري بيشتر و متنوع تري را در زمان كوتاه تر و بدون نياز به افزايش پرسنل به انجام برسانند. امروزه ‏FDA، اتوماسيون را استفاده از سيستم هاي مكانيكي كنترل شونده به وسيله كامپيوتر تعريف مي کند. ‏
   اتوآنالايزرهاي بيوشيمي با هدف بالا بردن سرعت پاسخ دهي، بهبود كيفيت نتايج، كاهش مصرف ‏reagents‏ و نيز كاهش تعداد پرسنل در آزمايشگاه ها كاربرد فراوان دارد. در اين قسمت مروري كلي بر تقسيم بندي اتوآنالايزرها و روش هاي مختلف اندازه گيري در آنها خواهيم داشت.

آنالايزرهاي بيوشيميايي دستگاه هايي هستند كه غلظت متابوليت ها، الكتروليت ها، پروتئين‌ها و داروها را در سرم، پلاسما، ادرار و مايع مغزي- نخاعي ‏‎(CSF)‎‏ و ساير مايعات بدن با دقت و صحت بالا اندازه گيري مي كنند.
   مزاياي به كارگيري اين سيستم ها در آزمايشگاه عبارتند از:
   1) افزايش سرعت و حجم كاري
   2) كاهش خطاهاي انساني
   3) افزايش دقت و صحت نتايج
   4) صرفه جويي در مصرف نمونه و معرف ها
   5) دقت در تكرار آزمايش (تكرار پذير بودن آزمايش)
   6) كاهش هزينه هاي جانبي و كاهش پرسنل در آزمايشگاه

  
تقسيم بندي اتوآنالايزرهاي بيوشيمي براساس روش قرائت تست ها


Batch Analyzer

‏Multibatch Analyzer
در اين اتوآنالايزرها  قرائت در حالت عادي به صورت تست به تست انجام مي شود، ولي امكان تعريف اجراي چند تست مختلف براي يك نمونه و به صورت متوالي نيز وجود دارد كه در اين صورت بايد از قسمت اورژانس يا برنامه ‏Stat‏ دستگاه استفاده کرد. همچنين در اين اتوآنالايزرها دستيابي به نتايج به هردو صورت يعني تست به تست يا بيمار به بيمار امكان پذير است.‏
   سرعت اين اتوآنالايزرها معمولا بين 80 الي 240 تست در ساعت است.


‏Random Access Analyzer‏‏      در اين اتوآنالايزرها مي توان در هر زمان و براي نمونه، تست مورد نظر را انتخاب و اجرا كرد. حال آنكه رعايت هيچ گونه ترتيبي اجباري نيست. سرعت اين اتوآنالايزرها بين 100 الي 600 تست در ساعت است.

قسمت هاي تشكيل دهنده اتوآنالايزر بيوشيمي
   هردستگاه اتوآنالايزر از دو قسمت مشخص سخت افزار و نرم افزار تشكيل شده است.‏
   قدرت، كارايي و سادگي كار با هر دستگاه اتوآنالايزر ارتباط تنگاتنگي با نرم افزار آن دارد. وظايف مهم ذيل از ويژگي هاي نرم افزار يك دستگاه اتوآنالايزر است:
   1) شناسايي نمونه ها،‏
‏   2) شناسايي تست هاي هر نمونه،
   3) شناسايي روش هاي بيوشيمي،
   4) تعريف تست ها و متدهاي مختلف،
   5) اجراي تست ها به روش هاي مختلف،
   6) نمايش نتايج به فرم هاي متنوع روي هر خروجي دلخواه،
   7) شناسايي خطاهاي به وجود آمده در دستگاه و اعلام اخطار به اپراتور به صورت اتوماتيك،
   8) شناسايي و رفع عيب اتوماتيك دستگاه و قطعات مختلف آن،
   9) قابليت كاليبراسيون و شناسايي معرف هاي مختلف،
   10) اجراي برنامه كنترل كيفيت،
   11) پردازش سيگنال ها، انتقال داده ها و كنترل ورودي و خروجي دستگاه،
   12) سخت افراز در يك دستگاه اتوآنالايزر به دو بخش اصلي و لوازم جانبي تقسيم مي شود.
   قسمت هاي اصلي سخت افزار يك دستگاه اتوآنالايزر شامل موارد زير است:
   1) ‏UPS‏ (سيستم تامين كننده ولتاژ و جريان مورد نياز ساير قسمت ها)،
   2) مدارات الكترونيكي و كامپيوتري شامل بوردهاي كنترل، ‏CPU,Main Board‏
   3) پمپ هاي الكترومكانيكي،
   4) انواع سرنگ و پيستون،
   5) شلنگ ها و تيوب ها،
   6) انواع موتورهاي آنالوگ و ديجيتال
   7) انواع شيرهاي الكترومغناطيسي،
   8) انواع سوزن ها،
   9) انواع ربات ها،
   قسمت فتومتريك شامل:
   1) لامپ، 2) فيلترهاي نوري، 3) محل نگهداري نمونه آماده قرائت، 4) دتكتتورو 5) مدار تبديل است.
   لوازم جانبي سخت افزاري در يك دستگاه اتوآنالايزر معمولا عبارتند از:
   1) صفحه كليد،‏
‏   2) نمايشگر،
   3) چاپگر،
   4) دستگاه باركد خوان.

روش هاي اندازه گيري

روش فتومتريبراي اندازه گيري به روش فتومتري به يك منبع نور، وسيله جدا كننده طيف مورد نظر و يك آشكار ساز نياز است.
هر دستگاه اتوآنالايزر از دو قسمت مشخص سخت افزار و نرم افزار تشكيل شده است. قدرت، كارايي و سادگي كار با هر دستگاه اتوآنالايزر ارتباط تنگاتنگي با نرم افزار آن دارد.‏
   منبع نور به كار رفته در دستگاه هاي آنالايزر مي تواند لامپ هاي تنگستن، هالوژن، كوارتر، دوتريوم، جيوه يا ليزر باشد. براي جداسازي طيف مورد نظر از فيلترهاي تداخلي نوري استفاده مي شود. اين فيلترها معمولا داراي پيك عبوري 30 تا 80 درصد پهناي باند 5 تا 15 درصد است.
   در اتوآنالايزرها اين فيلترهاي نوري در چرخ فيلتر ‏‎(Filter Wheel)‎‏ قرار داده شده اند و فيلتر مورد نظر در زمان مناسب توسط نرم افزاري سيستم در محل عبور نور قرار مي گيرد.

فتومتري انعكاسيدراين روش نور منعكس شده اندازه گيري مي شود اجزاي اين سيستم همانند اجزاي سيستم فتومتري است و معمولا در اتوآنالايزرهايي كه از معرف هاي ‏‎(Reagents)‎‏ خشك استفاده مي كنند، به كار مي رود. فلوروسنس، ساطع شدن پرتوهاي الكترومغناطيسي حاصل از ماده اي است كه توسط يك منبع تشعشعي ديگر تحريك شده است. شدت نور ساطع شده (فلورسنت) رابطه مستقيم با غلظت ماده تحريك شده دارد.
‏  
   فلورومتري
در اتوماسيون و روش هاي سنجش ايمني كاربرد زيادي دارد. حساسيت آن هزار برابر بيشتر از روش هاي اسپكتروفتومتري است، اما تداخل زمينه اي ناشي از فلورسنس سرم مي تواند مشكل ساز باشد. هر چند اين مشكل را مي توان با انتخاب فيلترهاي مناسب براي جداسازي طيف مورد نظر و نيز با انتخاب رنگ فلورسنتي كه طيف تشعشعي آن از طيف مواد تداخلي متفاوت باشد، حل كرد.

 كدورت سنجي يا نفلومتري
 براي اندازه گيري كمي و كيفي رسوب حاصل از واكنش آنتي ژن آنتي بادي به كار مي رود.

‏   ISE
‏    تعداد زيادي از روش هاي الكتروشيميايي در اتوآنالايزرها به كار مي روند. كه رايج ترين آنها الكتروديون انتخابي يا ‏‎(ISE)‎‏ ‏Electrode‏ ‏Selective ‎‏ ‏Ion‏ است.

نگاهي به سيستم هاي اتوآنالايزر بيوشيمي آزمايشگاهي
خون و مايعات موجود در بدن داراي مواد مخصوصي هستند كه ماهيت آن ها اغلب متفاوت بوده و در غلظت هاي مشخصي براي ادامه حيات ضروري اند. اين مواد شامل: قندها، پروتئين ها، چربي ها، يون ها، آنزيم ها و هورمون ها و ... هستند و بررسي ماهيت، مقدار و اندازه گيري و عمل اين مواد در حيطه علم بيوشيمي است. هر يك از اين مواد در بدن داراي مقدار و رنج مشخصي است كه افزايش و يا كاهش آن موجب اختلالاتي مي شود. بعضي از اين مواد به مقدار بسيار كم تا حد چند صدم ميلي گرم در هر سي سي از سرم يافت مي شود و مقدار بعضي ديگر از اين مواد حتي به ميزان چند گرم در هر ميلي ليتر مي رسد.
   اندازه گيري قند، چربي، و آنزيم ها از طريق موادي انجام مي شود كه در برخورد با مواد فوق الذكر كمپلكس رنگي تشكيل مي دهد. اين مواد كه از اين پس آن ها را به عنوان معرف نام خواهيم برد از مواد آلي يا معدني تهيه مي شوند. روش كار بدين صورت است كه حجم مشخصي از سرم بيمار را با مقدار معيني از معرف يا معرف ها (بسته به نوع تست از يك تا چند معرف متفاوت) مجاور مي كنند. ماده مورد اندازه‌گيري در مجاورت معرف، كمپلكس رنگي ايجاد مي كند كه شدت و ضعف رنگ بستگي به مقدار ماده مورد نظر در آن حجم معين از سرم دارد. برخي از اين واكنش ها احتياج به زمان و دماي معيني براي انجام واكنش و به دست آمدن رنگ دلخواه دارد. سپس مقدار رنگ ايجاد شده در دستگاه هايي به نام رنگ سنج از طريق طول موج مشخصي كه رنگ مزبور در آن طول موج حداكثر جذب نوري را داراست اندازه گرفته مي شود. بدين ترتيب كه نور به كمپلكس تابانده مي شود كه مقداري از اين نور جذب مي شود و مقداري عبور مي كند. سپس نور عبور كرده در طرف ديگر دستگاه توسط سلول هاي حساس به نور اندازه گيري مي شود و بدين طريق مقدار جذب نور توسط كمپلكس اندازه گيري شده و با انجام محاسباتي، مقدار ماده مورد اندازه گيري در هر ميلي متر مكعب خون به دست مي آيد. با پيشرفت تكنولوژي دستگاه هايي طراحي و ساخته شده كه تمامي اعمال فوق را به طور اتوماتيك و برنامه ريزي شده در مدت زمان كمتري و در حجم بسيار بالايي انجام مي دهد.
   امروزه در آزمايشگاه هاي تشخيص طبي با توجه به حجم بالاي كار و دقت بالاي روش هاي اتوماتيك لزوم استفاده از اين دستگاه ها بيشتر احساس مي شود. اين دستگاه ها تحت نام عمومي اتوآنالايزر در مدل ها و سيستم هاي مختلفي به بازار عرضه شده اند.
آن چه در اين مطلب مي خوانيد، اجزاي سيستم هاي اتوآنالايزر از نوع سانتريفوژي را بررسي مي كند و به اتوآنالايزرهاي با سيستم دستي و سيستم اتوماتيك گسسته اشاره نمي كند.
حساسيت زياد دراندازه گيري اين دستگاه ها با توجه به مطالب زير الزامي است:
برخي از بيماران از قبيل افراد ديابتيك، بيماران قلبي، كليوي و ... با تغييرات جزيي در مواد خون خود اغلب حياتشان به خطر افتاده و چه بسا كه يك اندازه گيري صحيح قادر به نجات جان بيماران باشد.
اندازه گيري آنزيم هاي قلبي در بيماران قلبي و سكته ها، اندازه گيري مواد سمي از قبيل اوره كراتينين در بيماران كليوي، تست هاي كبدي در بيماران كبدي و قند در افراد ديابتي بسيار حساس و ضروري است.
حال با توجه به مطالب فوق لزوم دقت در طراحي سيستم هاي اتوآنالايزر بيش از پيش مطرح مي شود. اين سيستم ها با توجه به اختلافات و تفاوت هايشان اغلب در بعضي از اصول كلي مشتركند كه به شرح زير است:
اتوآنالايزرها در وهله اول داراي قسمت رايانه اي براي ثبت، انتقال و دريافت اطلاعات هستند كه از طريق آن متصدي دستگاه اطلاعات راجع به بيماران، نوع تست‌ها، كاليبراسيون پارامترها و ... را به دستگاه انتقال داده و از همان قسمت نتايج نهايي را دريافت مي كند.
سيستم داراي ظروفي براي ريختن نمونه هاي سرم بيماران، ظروفي براي معرف ها، بازوهاي متحركي براي انتقال نمونه و معرف ها به كووت هاي مخصوص براي انجام واكنش و تشكيل كمپلكس رنگي است. پس از تشكيل كمپلكس قسمت رنگ سنج دستگاه ميزان جذب نوري را اندازه گرفته و به قسمت رايانه اي انتقال مي دهد و در نهايت جواب هاي آماده، تحويل گرفته مي شود.
سيستم ها براي انجام هر تستي سوالاتي را به صورت اتوماتيك مطرح مي كنند و از طريق پاسخ اين سوالات پارامترهاي لازم براي محاسبه نتايج آزمايش را به دست مي‌آورند. اين پارامترها از روي بروشورهاي موجود در كيت هاي آزمايشگاهي توسط متصدي دستگاه و از طريق بردها به حافظه دستگاه منتقل مي شود و دستگاه براساس اين پارامترها برنامه ريزي و كنترل مي شود.
عليرغم حساسيت و دقت دستگاه ها، اين سيستم ها بايد در فواصل زماني معيني و با استفاده از سرم هاي معلوم تحت عنوان سرم كنترل كه مواد در آن ها قبلا اندازه گيري شده كنترل شوند. همچنين دستگاه ها داراي مراقبت هاي ويژه از قبيل شستشوها و ... هستند كه بايستي براساس كتابچه اپراتوري عمل كرد.
عليرغم مشتركات سيستم ها، در جزييات معمولاً متفاوت عمل مي كنند. جزيياتي از قبيل: نحوه ثبت و انتقال اطلاعات، نحوه عملكرد بازوهاي متحرك و پمپ كردن مواد، شيوه مخلوط كردن معرف ها و سرم، نوع عملكرد رنگ سنج و جواب دهي.

اجزا و عملكرد اتوآنالايزربه طور معمول يك اتوآنالايزر يك سر چرخان (روتور) دارد كه روي حلقه بيروني آن، جايگاه هاي نمونه قرار دارند. 
اين سر روتوري شبيه به روتور در سانتريفوژهاست. در حلقه داخلي روتور، جايگاه‌ها يا چاه هاي كوچكي ‏‎(Wells)‎‏ معرف قرار دارند، يك منبع نور و يك فوتودتكتور (آشكارساز نوري) هم بخش هاي مربوط به اندازه گيري سيستم را تشكيل مي دهند. نمونه و معرف با مكانيزم هاي جداگانه پي پتي، به صورت اتوماتيك درون محفظه هاي مربوط به خود در روي روتور ريخته مي شوند. محفظه ها با مرزهاي شعاعي از هم تفكيك شده اند. در يك سيستم نمونه 30 محفظه روي روتور وجود دارد. روتور با سرعت متوسط ‏rpm‏ 500 (500 دور در دقيقه) مي چرخد و نيروي سانتريفوژي حاصل، معرف ها را به يك محفظه يا چاه خارجي مي راند كه در آن عمل مخلوط شدن انجام مي شود (شكل هاي 1 و 2 را ببينيد). وقتي نمونه و معرف ها مخلوط شدند، واكنش بين آن ها آغاز مي شود. در اين حالت دستگاه اجازه مي دهد تا واكنش در دماي خاصي (به عنوان مثال 37 درجه) و در مدت زمان معيني كه براي هر تست متفاوت است انجام شود و رنگ نهايي تست ها در كووت ها ايجاد شود. سپس نور از منبع نور ثابت به كووت مي تابد و با عبور از آن به آشكارساز مي رسد، در آشكار ساز ميزان جذب نور اندازه گيري مي شود. براي هر كووت تعدادي اندازه گيري هاي متوالي انجام مي شود و متوسط نتايج در نظر گرفته مي شود.
در مدل هاي قديمي تر، در هر محفظه تنها يك نوع تست انجام مي شود. در سيستم هاي مدرن تر، با افزودن گردونه فيلتري كه توسط ميكروپروسسور كنترل مي‌شود. و با بهره گيري از سيستم مديريت داده ها و سيستم پيچيده جابجايي نمونه و معرف اين امكان به وجود آمده است كه پارامترهاي لازم براي تست هاي مختلف و تعيين زمان واكنش فيلترنوري با طول موج مناسب و نحوه محاسبات پس از خواندن شدت جذب نوري براي هر محفظه برنامه ريزي شود.
بعضي از دستگاه ها آزمايشات را به صورت انتخابي انجام مي دهند. يعني اين كه ابتدا كليه تست هاي مربوط به يك بيمار را انجام داده و سپس به سراغ نمونه بيمار بعدي مي روند كه به آن ‏batch Analyse‏ مي گويند. برخي دستگاه ها تست هاي هر نمونه را مرتب كرده و عمل مي کنند يعني اين كه مثلا ابتدا تمامي قندها را كار كرده و سپس به سراغ تمامي اوره ها و ... رفته و تست ها را به صورت تك تك جوابدهي مي كنند كه به آن ‏Random Access‏ مي گويند.
بعضي از سيستم ها احتياج به كاليبراسيون روزانه داشته و برخي ديگر نياز ندارند.
با توجه به تفاسير فوق در ادامه بحث به بررسي چند نمونه از سيستم هاي اتوآنالايزر، قسمت هاي مختلف آن ها و نحوه كار با آن ها خواهيم پرداخت.

   برخي مشخصات يك اتوآنالايزر مناسب‏   1) قدرت برنامه ريزي براي تست هاي متنوع تر و بيشتر.
   2) عدم نياز به مرتب كردن تست هاي هر نمونه جهت آزمايش
   3) سرعت بالاي انجام تست ها
   4) مصرف حداقل كاليبراتور براي كاليبراسيون دستگاه
   5) نداشتن فاضلاب مزاحم ناشي از شستشوي سيستم
   6) مصرف كمتر معرف و مواد مصرفي ديگر
   7) مصرف كمتر نمونه سرم
   8) قابل استفاده با انواع معرف هاي خارجي يا توليد داخل
   9) قابل كار در هر دو حالت ‏RandomAccess, batch‏ در ادامه به توضيح كامل يك سيستم نمونه مي پردازيم.
   اين دستگاه شامل چند قسمت اصلي است:
   1- سيني معرف يا ‏Ragent Tray‏ كه داراي تعداد ظرف با گنجايش حدود            ‏cc‏25 براي معرف ها است.
   2- سيني نمونه يا ‏Sample Tray‏ كه سرم بيماران در داخل ظرف هاي كوچكي به نام ‏cup‏ ريخته است.
   3- پمپ معرف كه داراي يك سرنگ شيشه اي براي برداشت معرف ها از سيني مربوطه مي باشد.
   4- مكنده معرف، كه توسط بازوي مكنده كه متحرك است به داخل ظروف رفته و حجم معيني از معرف را برداشت مي كند.
   5- پمپ نمونه كه توسط سرنگ شيشه اي حجم مورد نظر از نمونه را از داخل كاپ‌ها پمپ كرده و برداشت مي كند.
   6- مكنده نمونه كه توسط بازوي مكنده و متحرك داخل كاپ هاي حاوي نمونه رفته و حجم لازم از سرم را برداشت مي كند.
   7- سيني واكنش كه شامل صد كووت واكنش است. در اين كووت ها معرف و نمونه آن ها توسط حركت دوراني مخلوط شده و پس از زمان معين رنگ ايجاد مي‌شود.
   8- رنگ سنج، كه در اين قسمت به كووت ها نوري با طول موج مشخص تابانده مي شود و سپس توسط دتكتور حساس به نور ميزان جذب نوري محلول كووت اندازه‌گيري مي شود.
   9- پمپ هوا، با فشار هوا باعث برداشت محلول ها مي شود.
   10- پنكه ها، تبادل كننده حرارت داخل دستگاه با محيط بيرون هستند.
   11- قسمت رايانه اي دستگاه كه شامل بردها، نرم افزار است و وظيفه كنترل دستگاه، دريافت و انتقال اطلاعات و جواب دهي را بر عهده دارد. داراي چاپگرهاي مخصوص هم است. ‏

منبع:
ماهنامه مهندسی پزشکی و تجهیزات آزمایشگاهی


در اين اتوآنالايزر قرائت به صورت تست به تست انجام شده و نتايج نيز به همين صورت نشان داده مي شود. سرعت قرائت تست ها در اين نوع آنالايزرها بين 40 الي 80 تست در ساعت است.


حمایت از سایت

هدف از راه اندازی این سایت بالا بردن سطح آگاهی و اطلاعات علمی و عمومی و همچنین ارائه مطالب جامع و کامل در تمامی زمینه های علمی، پزشکی، نجوم و ... به شما عزیزان می باشد. از آنجایی که اداره و پایداری سایت ملزم به پرداخت هزینه می باشد بنابراین احتیاج به پشتیبانی و حمایت شما داریم. در صورت تمایل از "اینجا" به تلسمیک کمک کنید.
با تشکر فراوان - مدیریت پایگاه علمی فرهنگی تلسمیک

تبلیغات

تبلیغات

دیدن این مطالب نیز به شما توصیه می شود:

درباره این مطلب (0) نظر ارسال شده است. شما هم نظری ارسال کنید:
نام شما:
رايانامه*:
تارنما:
کد تاييد*:
ارسال نظر به صورت خصوصي - نظرات خصوصي نمايش داده نخواهند شد.

به چند نکته در ارسال نظر توجه کنيد:
لطفاً نظرات غير مرتبط با اين مطلب را اينجا ارسال نکنيد.
رايانامه شما منتشر نخواهد شد.
برای مشاهده تارنما نظردهنده روی نام کلیک کنید.
نظرات شما پس از تاييد مديريت نمايش داده خواهد شد.

تبلیغات