生化分析仪光学系统的研究与设计

　　1　引　言

　　生化分析仪是临床诊断常用的重要仪器之一。通过对血液和其它体液的生化分析来测定各种生化指标,如血红蛋白、胆固醇、转氨酶、葡萄糖、无机磷、淀粉酶、白蛋白、总蛋白、钙等。通过利用这些生化指标并结合其它临床资料进行综合分析,可帮助诊断疾病,对器官功能作出评价,并可鉴别病发因子以及决定今后医疗的基准等[1]。

　　生化分析仪是集光、机、电、算和生物化学分析技术于一体的智能光电医用仪器,大致可以分为四个部分,包括进样系统、光学系统、控制系统、数据处理系统。进样系统是分析的前提,光学系统是整个仪器的核心,控制系统是分析的保证,数据处理系统是功能的扩展。

　　2　生化分析仪的基本工作原理

　　目前绝大多数生化分析仪都是基于光电比色法的原理进行工作的。其结构可粗略看成是由光电比色计或分光光度计加微机两部分组成。生化分析仪的基本工作原理如图1所示。

　　如图1,生化分析仪的基本工作原理是由单色光束照射比色皿内的有色液体,通过被测样品对光能量的吸收,由探测器(光电转换器)将光信号转换成相应的电信号,该信号经放大、整流、并转换成数字信号,送入计算机,同时计算机控制驱动电力驱动滤光片轮和样品盘,计算机再根据用户选择的工作方式对测量数据进行处理、运算、分析、保存,打印机同时打印出相应的结果,最后,在测完每组样品之后.进行比色皿清洗[2]。

　　3　生化分析仪光学系统的分光比色方法

　　生化分析仪有两种光电比色方法:前分光和后分光。图2采用的是前分光,即先通过单色器分光后再入射到比色池。图3采用的是后分光,即从光源发射的复合光先通过比色池后再经单色器分光。对于前分光式的分光光度计,由于通过吸收池的是单色光,所以没有其它波长单色光的干扰。其缺点是测试速度相对较慢,不能同时完成多波长测试。对于后分光式的分光光度计,由于光先通过吸收池再由单色器分光,所以可采用面阵CCD、光电二极管阵列等光电探测器同时对几个波长进行测试,速度快。

　　后分光技术一般用于全自动生化分析仪。前分光技术是早期自动生化分析仪广泛使用的光电比色方法,现在一般用于半自动生化分析仪中,相对后分光技术来说结构简单,成本较低,基于我们所研发的半自动生化分析仪是面向国内低消费层次市场,所以采用了这种分光比色方法。

　　4　生化分析仪光学系统的研究及设计

　　生化分析仪的光学系统可以粗略地看作是一个分光光度计,其所要完成的工作简单的讲是将光源所发出的复色光分成所需要的单色光,利用光电探测器将带有被测样品信息的单色光的光信号变为电信号后,再通过控制系统将信号送到数据处理系统进行处理计算。