Введение
Автоматический анализатор – это медицинский лабораторный прибор, предназначенный для быстрого измерения различных веществ и других характеристик в ряде биологических образцов с минимальным участием человека. Эти измеряемые свойства крови и других жидкостей могут быть полезны в диагностике заболеваний. Фотометрия является наиболее распространенным методом определения количества конкретного аналита в образце. В этой технике образец подвергается реакции, приводящей к изменению цвета. Затем фотометр измеряет поглощение света образцом для косвенного определения концентрации аналита, присутствующего в образце. Использование ионно-селективного электрода (ISE) – еще один распространенный аналитический метод, который специфически измеряет концентрацию ионов. Обычно он измеряет концентрацию натрия, кальция или калия в образце. Существуют различные способы подачи образцов в анализатор. Пробирки с образцами часто загружаются в стойки. Эти стойки могут быть вставлены непосредственно в некоторые анализаторы или, в крупных лабораториях, перемещаться по автоматизированной транспортной системе. Более ручные методы включают вставку пробирок непосредственно в вращающиеся круговые карусели для обеспечения доступа к образцу. Некоторые анализаторы требуют переноса образцов в специальные кюветы. Однако необходимость защиты здоровья и безопасности лабораторного персонала побудила многих производителей разработать анализаторы с закрытым забором проб из пробирок, предотвращающим прямой контакт работников с образцами. Образцы могут обрабатываться по одному, партиями или непрерывно. Автоматизация лабораторных исследований не отменяет необходимости в экспертных знаниях (результаты все равно должны оцениваться медицинскими технологами и другими квалифицированными специалистами клинической лаборатории), но снижает риск ошибок, решает проблемы с нехваткой кадров и повышает безопасность.
Анализаторы биохимии обычного применения
Это машины, которые обрабатывают значительную часть образцов, поступающих в больницу или частную медицинскую лабораторию. Автоматизация процесса тестирования сократила время анализа многих показателей с дней до минут. История дискретного анализа образцов в клинической лаборатории началась с появления "Робота-химика", изобретенного Хансом Барухом и поступившего в коммерческую продажу в 1959 году[1]. Автоанализатор является ранним примером автоматического химического анализатора, использующего специальную проточную технологию, известную как "анализ непрерывным потоком (CFA)", разработанную в 1957 году Леонардом Скеггсом, доктором философии, и впервые произведенную компанией Technicon Corporation. Первоначально он применялся для клинического (медицинского) анализа. Автоанализатор кардинально изменил работу химической лаборатории, позволив значительно увеличить количество обрабатываемых образцов. Образцы, используемые в анализаторах, включают, помимо прочего, кровь, сыворотку, плазму, мочу, спинномозговую жидкость и другие жидкости организма. Конструкция, основанная на разделении непрерывного потока воздушными пузырьками, существенно снизила медлительность, громоздкость и подверженность ошибкам ручных методов анализа. К видам анализов относятся определение уровня ферментов (например, многих показателей функции печени), уровень ионов (например, натрия и калия) и другие диагностически значимые химические вещества (например, глюкозы, альбумина сыворотки или креатинина). Простые ионы часто измеряются с помощью ион-селективных электродов, которые пропускают только один тип ионов и измеряют разность потенциалов. Активность ферментов может определяться по скорости изменения ими одного окрашенного вещества в другое; в таких анализах результаты для ферментов указываются в единицах активности, а не концентрации. В других анализах для определения концентрации вещества используются колориметрические изменения. Также может измеряться мутность.
Анализаторы на основе иммунологических методов
Антитела используются некоторыми анализаторами для обнаружения множества веществ с помощью иммуноанализа и других реакций, основанных на взаимодействии антиген-антитело. Когда концентрация этих соединений слишком низка для того, чтобы вызвать измеримое увеличение мутности при связывании с антителом, необходимо использовать более специализированные методы. Недавние достижения включают автоматизацию лаборатории иммуногематологии, также известной как трансфузиология.
Анализаторы гематологические
Они используются для проведения общего анализа крови, скорости оседания эритроцитов (СОЭ) или коагуляционных тестов.
Счетчики сотовых
Автоматические счетчики клеток берут образцы крови и количественно оценивают, классифицируют и описывают популяции клеток, используя как электрические, так и оптические методы. Электроанализ включает пропуск разбавленного раствора крови через апертуру, через которую протекает электрический ток. Прохождение клеток через ток изменяет импеданс между электродами (принцип Коултера). К раствору крови добавляют литический реагент для селективного лизиса эритроцитов, оставляя лейкоциты и тромбоциты неповрежденными. Затем раствор пропускают через второй детектор. Это позволяет определить количество эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Количество тромбоцитов легко отделяется от количества лейкоцитов по меньшим импульсам импеданса, которые они создают в детекторе из-за их меньшего объема. Оптическое детектирование может быть использовано для получения дифференциального подсчета популяций типов лейкоцитов. Разбавленная суспензия клеток проходит через проточную кювету, которая пропускает клетки по одной через капиллярную трубку мимо лазерного луча. Отражение, пропускание и рассеяние света от каждой клетки анализируется сложным программным обеспечением, предоставляющим численное представление о вероятном общем распределении популяций клеток. Некоторые современные гематологические анализаторы могут выдавать данные о популяциях клеток, включающие морфологическую информацию о лейкоцитах, которая может использоваться для выявления клеточных аномалий, вызывающих подозрение на определенные заболевания. Подсчет ретикулоцитов теперь может выполняться многими анализаторами, предлагая альтернативу трудоемкому ручному подсчету. Многие автоматические подсчеты ретикулоцитов, как и ручные, используют сверхжизненный краситель, такой как новый метиленовый синий, для окрашивания эритроцитов, содержащих ретикулин, перед подсчетом. Некоторые анализаторы оснащены модульным устройством для приготовления мазков, которое способно как создавать мазки крови стабильного качества, так и окрашивать их, после чего мазки просматриваются медицинским лабораторным техником.
Коагулометры
Автоматические коагуляционные аппараты или коагулометры измеряют способность крови к свертыванию, проводя различные типы тестов, включая частичное время тромбопластина, протромбиновое время (и рассчитываемые МНО, обычно используемые для оценки эффективности терапии), скрининг на антифосфолипидные антитела, определение D-димера и количественное определение факторов свертывания. Коагулометрам требуются образцы крови, взятые в пробирки, содержащие цитрат натрия в качестве антикоагулянта. Это обусловлено тем, что механизм антикоагулянтного действия цитрата натрия обратим. В зависимости от теста, в плазму крови могут добавляться различные вещества для инициирования реакции свертывания. Процесс свертывания может отслеживаться оптически путем измерения поглощения света определенной длины волны образцом и изменения этого поглощения во времени.
Другие гематологические аппараты
Автоматические считыватели скорости оседания эритроцитов (СОЭ), хотя и не являются строго анализаторами, предпочтительно должны соответствовать опубликованным в 2011 году рекомендациям CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) "Процедуры для определения скорости оседания эритроцитов: H02-A5" и обзору ICSH (Международный совет по стандартизации в гематологии) "ICSH о измерении скорости оседания эритроцитов", в которых указан единственный референсный метод – метод Вестергрена, явно предписывающий использование разбавленной крови (с цитратом натрия) в пипетках длиной 200 мм с внутренним диаметром 2,55 мм. После 30 или 60 минут нахождения в вертикальном положении, без сквозняков, вибрации и прямого солнечного света, оптический считыватель определяет расстояние, на которое осели эритроциты, определяя уровень прозрачности.