基于C8051Fxxx单片机的半自动生化分析仪

    生化分析仪是用来对人体的血液、尿液等体液中各种生化成分进行定量检测和分析的仪器,如肝功能、肾功能、血脂、心功能、微量元素及其电解质,同时还能测量激素及微量蛋白。人体体液的生化指标在临床疾病诊断和治疗上具有重要的参考价值,是临床医生诊断所依赖的第一手资料^[1]。生化分析仪诞生至今已近半个世纪,得到了广泛的应用和迅猛的发展。半自动生化分析仪虽在加样过程中需要手动操作,但其测定过程与全自动生化分析仪完全相同,温度控制、测量精度和检测项目等也与全自动生化分析仪相差无几,且价格低廉、操作使用方便。

    1　仪器的基本原理

    生化分析仪基本工作原理是基于Lmbert-Beer定律的吸光光度法或比色法,通过测定样品和试剂的吸光度及单位时间内吸光度的变化值来测定样品中某些物质的浓度、酶反应的速率等,并由此计算出各种临床生化指标。图1为样品溶液吸收单色光示意图。一束强度为I0的单色光经样品溶液后到达光电转换器,设透射光的强度为I,光走过的距离即光径为L,样品溶液中待测物质的浓度为C,则有:

式中　K为吸光系数。由此可见,在光径L一定情况下,通过测定透射光和入射光强度的相对变化值就可测定样品的浓度。

    测量方法有酶动力法和终点法两种,不同测量指标应选择相应测量方法[2]。

    酶只能影响反应速度,不能改变反应的平衡。酶动力法是通过测定单位时间内样品和试剂的吸光度变化来测定酶的反应速率,包括连续测量法、初始速率法和两点法。连续测量法是在反应呈线性范围内测定若干个点,计算出每分钟吸光度的变化值。为保证测量在线性范围内进行,在测量期间必须作线性监测。

    初始速率法是根据反应初速度的变化率与待测定物质的含量成正比,反应初速度的变化率又与反应物在最大吸收峰处吸光度减少的变化量或生成物在最大吸收峰处增加的变化量成正比的关系来测量物质的浓度。测量时需将检测到的单位时间内吸光度的变化值ΔOD转换为每分钟吸光度的变化值ΔOD/min,再乘以相应的酶活度定量系数,得到被测酶活力的国际单位(IU/L)。即:测定结果=酶活度定量系数×样品管测定的ΔOD值(ΔOD/min),其中,酶活度定量系数=反应液总体积/(指示物摩尔消光系数×样品体积×光径)。

    两点法即固定时间法,其主要针对某些代谢物(而不是酶)的测定,包括有工具酶参与的动力学反应,以及少数具有典型动力学特征的化学反应。其测定方式是监测比色杯内反应液在前后两次时间间隔内的吸光度变化值。在测量时间内不需要作线性监测,也不需要作吸光度变化值/分钟转化。但两点法每批样品测定时必须使用标准浓度管(C标准),其测量结果=因数Fn×样品管测定的OD值,其中,因数Fn=标准液浓度值C标准/反应液前后两次时间间隔内吸光度变化值ΔOD。