時(shí)間：2022-11-28 03:10:51
序論：在您撰寫化學(xué)發(fā)光免疫分析儀時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
目前，化學(xué)發(fā)光免疫分析儀以分立式結(jié)構(gòu)最為典型。分立式結(jié)構(gòu)的工作原理[1]與手工操作相似，樣品與試劑按特定比例被添加到彼此分立的反應(yīng)杯或試管中完成混合、孵育和檢測(cè)等過程。各個(gè)樣品在分析過程中是互不摻雜的，因此交叉污染率相對(duì)較低。本文提出一種新型的化學(xué)發(fā)光免疫分析儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)介紹了存儲(chǔ)模塊、加樣模塊、傳送模塊等結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)分析儀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些改進(jìn)設(shè)計(jì)，有效地提高了工作效率和空間利用率。
1分析儀工作流程分析
在本文的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中，全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀的工作流程（如圖1所示）為：加樣模塊中的加樣針先后吸取待測(cè)樣品與配套的兩種試劑并將其加入到反應(yīng)杯中混合，然后反應(yīng)杯進(jìn)入孵育區(qū)進(jìn)行免疫反應(yīng)。免疫反應(yīng)完成后，去除反應(yīng)杯內(nèi)的干擾物并加入發(fā)光底物，隨后對(duì)發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。將所得數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)品測(cè)出的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行對(duì)照，計(jì)算分析得出待測(cè)物的濃度。
2分析儀各模塊結(jié)構(gòu)與功能
2.1存儲(chǔ)模塊
樣品、試劑存儲(chǔ)模塊主要用于存放待測(cè)樣品及各種相關(guān)試劑，同時(shí)可以將樣品和試劑傳送到加樣位置上。如圖3所示為化學(xué)發(fā)光免疫分析儀存儲(chǔ)模塊結(jié)構(gòu)圖。存儲(chǔ)模塊由兩個(gè)樣品轉(zhuǎn)盤和一個(gè)試劑轉(zhuǎn)盤組成。樣品轉(zhuǎn)盤和試劑轉(zhuǎn)盤均設(shè)計(jì)為圓環(huán)形盤狀結(jié)構(gòu)，其圓周上均勻布置用于放置樣品、試劑容器的收容腔。樣品轉(zhuǎn)盤用于放置盛放待測(cè)樣品的試管，并通過轉(zhuǎn)動(dòng)將待測(cè)樣品依次傳送到加樣位置，等待加樣模塊進(jìn)行加樣操作。試劑轉(zhuǎn)盤同圓心地布置于樣品轉(zhuǎn)盤的內(nèi)側(cè)，可通過轉(zhuǎn)動(dòng)將所用試劑傳送到加樣位置。用于實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的兩種配套的試劑分別放置于試劑轉(zhuǎn)盤的內(nèi)、外圈收容腔內(nèi)。當(dāng)待測(cè)樣品較多時(shí)，備用樣品轉(zhuǎn)盤可用于放置樣品。此時(shí)，加載模塊可將樣品轉(zhuǎn)盤已檢測(cè)完畢的樣品卸載到備用樣品轉(zhuǎn)盤上的廢棄位置，并將待測(cè)樣品加載到樣品轉(zhuǎn)盤上的收容腔內(nèi)。分析儀的存儲(chǔ)模塊采用轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)，可使分析儀整體布局更加緊湊，也可以簡(jiǎn)化該部分的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，存儲(chǔ)模塊還可以直接完成將樣品和試劑傳送到加樣位置的動(dòng)作，無需增加其他傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。相比于同類分析儀樣品、試劑分塊式布局的方式[6]，本文中的存儲(chǔ)模塊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了樣品和試劑的傳送操作，減小了加樣模塊進(jìn)行加樣操作的行程，進(jìn)而有效地提高了分析儀的加樣效率。另外，采用轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)無需額外增加機(jī)械結(jié)構(gòu)，即可在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，完成有磁珠標(biāo)記抗體的混勻。
2.2加樣模塊
加樣模塊的主要功能是根據(jù)預(yù)先規(guī)劃的運(yùn)動(dòng)軌跡控制加樣單元準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)，按照特定的順序?qū)⒚笜?biāo)記抗原、待測(cè)樣品、磁珠標(biāo)記抗體加入到反應(yīng)杯中，完成加樣操作?；瘜W(xué)發(fā)光免疫分析儀加樣模塊結(jié)構(gòu)如圖4所示。加樣模塊由直線導(dǎo)軌、加樣單元（包含加樣針）、清洗槽等部分組成。直線導(dǎo)軌將加樣單元限定在一直線軌跡上運(yùn)動(dòng)，可分別控制三個(gè)加樣單元到達(dá)不同的加樣位置。加樣模塊采用三個(gè)加樣單元分別攜帶加樣針，可同時(shí)吸取存儲(chǔ)模塊中的樣品和試劑，依次加入到反應(yīng)杯中進(jìn)行反應(yīng)，有效避免交叉污染；并且在清洗操作時(shí)，能夠同時(shí)對(duì)三根加樣針進(jìn)行清洗。加樣模塊的操作方式可大幅節(jié)省樣品、試劑吸取和加樣針清洗時(shí)的操作時(shí)間，有效地提高加樣操作的效率。同時(shí)，分析儀可通過控制存儲(chǔ)模塊中的樣品轉(zhuǎn)盤、試劑轉(zhuǎn)盤和傳送模塊的反應(yīng)盤，使得待測(cè)樣品、配套試劑、反應(yīng)杯的加樣位置位于直線導(dǎo)軌正下方，因此加樣單元只需進(jìn)行直線移動(dòng)，相比較常見的三自由度直線式加樣臂[7]和平面關(guān)節(jié)式加樣臂[2,3]，加樣模塊對(duì)加樣單元的移動(dòng)行程減小，定位精度的控制也更加簡(jiǎn)便。
2.3傳送模塊
分析儀的傳送模塊的主要功能是將反應(yīng)杯傳送到加樣位置上，同時(shí)能夠控制反應(yīng)杯在發(fā)光檢測(cè)分析過程中的位置。傳送模塊起到了串聯(lián)整體儀器的作用，在實(shí)驗(yàn)檢測(cè)過程中實(shí)現(xiàn)反應(yīng)杯位置的改變——反應(yīng)杯經(jīng)過加樣位置、孵育位置、清洗位置、加底物位置和檢測(cè)位置，并最終被回收——使分析儀的各個(gè)工作流程能夠連續(xù)進(jìn)行。如圖5所示為化學(xué)發(fā)光免疫分析儀傳送模塊結(jié)構(gòu)圖。圖5(a)為傳動(dòng)模塊俯視圖。傳動(dòng)模塊主要由底盤和四個(gè)反應(yīng)盤組成。每個(gè)反應(yīng)盤上有若干均布于圓周上的反應(yīng)杯位，反應(yīng)杯可放置于反應(yīng)杯位中。四個(gè)反應(yīng)盤均勻地布置于底盤圓周上。當(dāng)反應(yīng)杯需要加樣時(shí)，反應(yīng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度到達(dá)加樣位置，即進(jìn)行“自轉(zhuǎn)”。當(dāng)加樣操作完成后，反應(yīng)盤再次轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使下一個(gè)位置的反應(yīng)杯到達(dá)加樣位置，等待下一次加樣操作的進(jìn)行，依此類推。當(dāng)分析儀對(duì)一個(gè)反應(yīng)盤上所有的反應(yīng)杯均完成加樣操作后，傳送模塊進(jìn)行“公轉(zhuǎn)”：轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)四個(gè)反應(yīng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)90°，“公轉(zhuǎn)”過程中反應(yīng)盤保持靜止。傳動(dòng)模塊的“自轉(zhuǎn)”與“公轉(zhuǎn)”的相互轉(zhuǎn)換，可通過布置于轉(zhuǎn)盤下方的傳動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。該傳動(dòng)模塊設(shè)計(jì)的特點(diǎn)在于：1）在反應(yīng)杯數(shù)目滿足實(shí)驗(yàn)的孵育時(shí)長(zhǎng)和高通量的條件下，將反應(yīng)杯平均布置于四個(gè)反應(yīng)盤上，可有效減小傳動(dòng)模塊的占用面積，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2）在“自轉(zhuǎn)”過程中，四個(gè)反應(yīng)盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)可以保證每個(gè)反應(yīng)盤的操作相互獨(dú)立，互不干擾；3）反應(yīng)盤模塊化設(shè)計(jì)，當(dāng)一個(gè)反應(yīng)盤完成發(fā)光檢測(cè)后，可更換新的反應(yīng)盤到轉(zhuǎn)盤相應(yīng)位置，保證實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的連續(xù)性。
2.4加載模塊
分析儀的加載模塊由一個(gè)機(jī)械臂構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖6所示。機(jī)械臂由移動(dòng)關(guān)節(jié)、大臂、小臂和末端夾取裝置組成，其自由度數(shù)為3。末端夾取裝置的開合可以通過電磁鐵通斷電情況來控制：當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，夾取裝置張開；當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)，夾取裝置閉合。加載模塊主要有兩個(gè)功能：更換反應(yīng)盤；更換樣品試管。在反應(yīng)盤中心位置開有一個(gè)夾取用孔。當(dāng)一個(gè)反應(yīng)盤上所有位置的反應(yīng)杯均完成發(fā)光檢測(cè)操作后，將機(jī)械臂夾持裝置的末端伸入該反應(yīng)盤的夾取用孔中，電磁鐵通電后，夾取裝置張開，撐住孔內(nèi)壁，將使用過的反應(yīng)盤移動(dòng)到回收位置。之后，將備用的反應(yīng)盤移動(dòng)到相應(yīng)的反應(yīng)盤位置上，完成反應(yīng)盤的更換。此操作示意如圖7(a)所示。同理，將機(jī)械臂夾持裝置的末端伸入已完成加樣的樣品試管中，夾取裝置張開，末端撐住樣品試管內(nèi)壁，可以完成樣品試管的更換操作。此操作示意如圖7(b)所示。利用分析儀加載模塊，可以完成備用實(shí)驗(yàn)用品的更換操作，使得實(shí)驗(yàn)測(cè)試能夠連續(xù)不斷地進(jìn)行，進(jìn)而增加實(shí)驗(yàn)的測(cè)試通量和儀器工作效率。同時(shí)，采用機(jī)械臂進(jìn)行相關(guān)操作，提高了分析儀的自動(dòng)化程度，減少了實(shí)驗(yàn)人員的人工干預(yù)。另外，末端夾取裝置通過電磁鐵進(jìn)行控制，減少了電機(jī)的數(shù)目，利于控制操作過程。
3結(jié)束語
電化學(xué)發(fā)光免疫分析（electrochemiluminescence immunoassay，eclia）是電化學(xué)發(fā)光和免疫測(cè)定相結(jié)合的新一代標(biāo)記免疫測(cè)定技術(shù)。因標(biāo)志物為非放射性物質(zhì)，而且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，具有快速、簡(jiǎn)便、靈敏、特異等特點(diǎn)，己廣泛應(yīng)用于各種激素、腫瘤標(biāo)志物、藥物及其他微量生物活性物質(zhì)的測(cè)定[1]，但配套試劑均需進(jìn)口，測(cè)定成本高，為獨(dú)立包裝、固定測(cè)試數(shù)、條碼自動(dòng)記錄，使瓶中殘余試劑不能再利用而造成浪費(fèi)。為充分利用醫(yī)學(xué)資源，在保證檢驗(yàn)質(zhì)量的前提下，筆者對(duì)羅氏e170電化學(xué)發(fā)光免疫分析本文由收集整理儀殘余試劑混合再利用的可行性進(jìn)行研究，現(xiàn)報(bào)道如下：
1 儀器與試藥
1.1 儀器
瑞士羅氏公司e170全自動(dòng)電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀。
1.2 試藥
定標(biāo)物為羅氏原裝配套，pct質(zhì)控物為羅氏公司提供，批號(hào)為168843、168845；ca72-4質(zhì)控物為美國(guó)伯樂公司提供，批號(hào)為54551、54553。新試劑為羅氏e170原裝配套試劑；混合試劑為羅氏e170同一項(xiàng)目、同一批號(hào)的試劑，經(jīng)儀器掃描條碼為0測(cè)試，將瓶中殘余試劑每3～4瓶混合為1瓶。所有試劑均在有效期內(nèi)使用。
2 方法與結(jié)果
2.1 方法
2.1.1 手工輸入條碼信息 將羅氏三聯(lián)裝試劑白色瓶上的15位數(shù)字信息，輸入到相應(yīng)的試劑位空白欄。
2.1.2 定標(biāo)與質(zhì)控 按要求保養(yǎng)儀器，對(duì)e170分析儀所檢驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行定標(biāo)及常規(guī)質(zhì)控，定標(biāo)通過及室內(nèi)質(zhì)控在控方可進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。
2.1.3 混合試劑精密度試驗(yàn) 根據(jù)《體外診斷試劑分析性能評(píng)估指導(dǎo)原則》進(jìn)行，取高、低2個(gè)濃度的質(zhì)控物，每天做2批次的測(cè)試，每批次測(cè)試時(shí)，對(duì)同一樣品作雙份測(cè)定，共做20 d。得80個(gè)測(cè)試結(jié)果，計(jì)算批內(nèi)及批間精密度。
2.1.4 混合試劑準(zhǔn)確性測(cè)試 兩種試劑分別檢測(cè)pct、ca72-4高、低濃度質(zhì)控物各20次，檢查分析結(jié)果是否在允許范圍內(nèi)，并進(jìn)行結(jié)果比較。
2.1.5 標(biāo)本測(cè)定 用新試劑和混合試劑對(duì)80例血清樣本進(jìn)行pct、ca72-4測(cè)定，對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較及相關(guān)性分析。
2.1.6 回收試驗(yàn) 分別在1000 μl正常血清內(nèi)加入pct、ca72-4低值、高值質(zhì)控血清100 μl，制成2個(gè)待測(cè)標(biāo)本進(jìn)行回收試驗(yàn)，每樣本用混合試劑重復(fù)檢測(cè)3次，取平均值，計(jì)算回收率?；厥章蕿?0%～110%，結(jié)果為可接受[2]。
2.1.7 穩(wěn)定性試驗(yàn) 每天用羅氏與伯樂低值、高值質(zhì)控物作為監(jiān)控品，對(duì)混合試劑進(jìn)行3周監(jiān)控。
2.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
本研究所有數(shù)據(jù)采用spss 12.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料以（x±s）表示，進(jìn)行t檢驗(yàn)，以p < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.3 結(jié)果
2.3.1 混合試劑精密度檢測(cè)結(jié)果 混合試劑檢測(cè)質(zhì)控物pct、ca72-4批內(nèi)、批間cv均 < 5%，符合衛(wèi)生部臨床檢驗(yàn)中心的要求（< 10%）（表1）。
表1 原裝與混合試劑檢測(cè)質(zhì)控血清pct、ca72-4批內(nèi)、
批間cv的比較（%）
2.3.2 混合試劑準(zhǔn)確性檢測(cè)結(jié)果 混合試劑測(cè)得pct、ca72-4低、高濃度質(zhì)控物各20次結(jié)果與靶值結(jié)果比較，pct、ca72-4其20次結(jié)果均在質(zhì)控允許范圍內(nèi)，經(jīng)單樣本t檢驗(yàn)，兩項(xiàng)目各濃度測(cè)定值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p > 0.05）（表2）。
表2 混合試劑準(zhǔn)確性檢測(cè)結(jié)果（x±s）
2.3.3 原裝試劑與混合試劑檢測(cè)血清樣本結(jié)果 原裝新試劑與混合試劑檢測(cè)80例血清樣本的pct、ca72-4的結(jié)果相關(guān)系數(shù)（r）分別為0.998、0.997，兩種試劑測(cè)定結(jié)果經(jīng)配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p均 > 0.05）（表3）。
表3 80例標(biāo)本原裝試劑與混合試劑檢測(cè)血清pct、ca72-4結(jié)果
（x±s）
2.3.4 混合試劑回收試驗(yàn)結(jié)果 pct、ca72-4的低值回收率分別是96.3%、101.5%，pct、ca72-4的高值回收率分別是96.8%、105.9%。
2.3.5 混合試劑穩(wěn)定檢測(cè)結(jié)果 低、高值質(zhì)控品21次檢測(cè)結(jié)果有均在允許范圍之內(nèi)，未出現(xiàn)失控，經(jīng)單樣本t檢驗(yàn)，兩項(xiàng)目各濃度測(cè)定值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p > 0.05）（表4）。
3 討論
羅氏e170電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀克服了放射免疫分析試劑有效期短和輻射污染、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)易受溫度、酸堿度變化的影響，以及化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)中發(fā)光分子只能利用一次的缺點(diǎn)，分析過程可通過電場(chǎng)精確控制，因此具有特異性好、靈敏度高、線性測(cè)定范圍寬、操作的自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)[3]，國(guó)內(nèi)外均有文獻(xiàn)對(duì)其綜合性能進(jìn)行了分析并給予較高評(píng)價(jià)[4-6]。
關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)控制；輪廓誤差；前饋復(fù)合控制；變?cè)鲆娼徊骜詈峡刂?/p>
中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi: 10.3969/j.issn.1003-6970.2011.03.025
Design of a Motion Controller for the Sampling Platform of a Automated Chemiluminescence Immunoassay Analyzer
Qian Jun1, Zhang Xin2, Bai Zhi-hong3, Jia Zan-dong4, Xu Zhong4, Wang Bi-dou1
(1.Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215163 China; 2. CIOM Medical Instrument Co., Ltd. Changchun 130033, China; 3. HYB Bio-Medical Engineering Co., Ltd. Suzhou 215163, China; 4. Changchun Institute of Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China; 5. Changchun University of Technology, Changchun 130012, China)
【Abstract】 In this paper, a motion controller for the sampling platform of a automated chemiluminescence immunoassay analyzer is developed. The single-axis controller has a double closed-loop structure, consisting of an inside velocity loop and an outside position loop. In the position loop, the fuzzy controller and the feedforward compound controller are used. In consideration of the dynamic cooperation of the two axes, a variant gain cross-coupling-controller is designed to minimize contour error. Experimental results indicates that, by using this control strategy, not only the single-axis tracking performance having been improved efficiently, but the contour error having been minimized significantly .
【Key words】 motion control; contour error; feedforward compound control; variant gain cross-coupling-control
0引言
化學(xué)發(fā)光免疫分析法是以標(biāo)記發(fā)光劑為示蹤物信號(hào)建立起來的一種非放射標(biāo)記免疫分析法。它具有靈敏度高、線性范圍寬、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)，已成為臨床免疫學(xué)檢驗(yàn)中的常用手段而獲得了廣泛應(yīng)用[1-3]。相應(yīng)的化學(xué)發(fā)光免疫分析儀器已成為臨床免疫學(xué)檢驗(yàn)中不可或缺的檢測(cè)設(shè)備。全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀一改過去依賴于手工加樣，再交由儀器測(cè)量的半自動(dòng)化技術(shù)局面，是近十年來免疫檢驗(yàn)技術(shù)的一次飛躍。全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀需要對(duì)大量的樣本進(jìn)行連續(xù)的處理，取樣平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。需要設(shè)計(jì)出響應(yīng)速度快、重復(fù)定位精度高、按規(guī)定軌跡運(yùn)動(dòng)的取樣平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
本文討論了全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀取樣平臺(tái)X―Y軸運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)，包括單軸運(yùn)動(dòng)控制器和兩軸變?cè)鲆娼徊骜詈峡刂破鞯脑O(shè)計(jì)，最后給出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
1取樣平臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
三自由度機(jī)械臂是取樣平臺(tái)的主要部分，包括兩根X軸平行導(dǎo)軌、X軸滑塊、兩根Y軸導(dǎo)軌、Y軸滑塊、Z軸齒形針管、Z軸液面?zhèn)鞲衅髂K等，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。三個(gè)自由度分別是X軸的左右滑動(dòng)、Y軸的前后滑動(dòng)、Z軸的上下傳動(dòng)。X、Y軸的運(yùn)動(dòng)由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)取樣針在平面上的定位。取樣針的行程為160cm（X軸方向）×60cm（Y軸方向）。本文主要討論取樣平臺(tái)X-Y軸運(yùn)動(dòng)的控制。
圖1機(jī)械臂機(jī)械模型
Fig.1 Model of the Mechanism Robot Arm
2取樣平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)
取樣平臺(tái)X軸、Y軸的控制目標(biāo)是完成精確的位置控制。不僅對(duì)單個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)速度和定位精度有嚴(yán)格要求，而且要求雙軸聯(lián)動(dòng)時(shí)兩軸之間的動(dòng)態(tài)配合要好。因此對(duì)單軸跟蹤誤差和位置軌跡輪廓誤差都需要加以考慮；在連續(xù)運(yùn)動(dòng)控制過程中，不但要考慮單軸的控制策略，還要考慮雙軸聯(lián)動(dòng)時(shí)的交叉耦合控制策略[4,5]。
2.1取樣平臺(tái)單軸運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)
提高每一個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的控制跟蹤精度能有效地減小系統(tǒng)輪廓誤差。取樣平臺(tái)的單軸控制器采用傳統(tǒng)的速度內(nèi)環(huán)，位置外環(huán)雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)[6]。
2.1.1取樣平臺(tái)單軸速度環(huán)數(shù)學(xué)模型
數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)中必須有D/A、A/D轉(zhuǎn)換器或相當(dāng)于其功能的轉(zhuǎn)換裝置。在該系統(tǒng)中，起D/A作用的是數(shù)字脈寬調(diào)制裝置。它把數(shù)字輸出量轉(zhuǎn)化為脈寬可調(diào)的方波電壓，并保持一個(gè)采樣周期Ts，相當(dāng)于一個(gè)零階保持器，其傳遞函數(shù)為：
(1)
起A/D作用的是數(shù)字測(cè)速裝置。其基本原理是數(shù)值微分，可等效為一個(gè)純延遲環(huán)節(jié)。用Tr表示純延遲時(shí)間，得傳遞函數(shù)為：
(2)
數(shù)字計(jì)算機(jī)的傳遞函數(shù)也可等效為一純延遲環(huán)節(jié)，設(shè)Td為計(jì)算延遲時(shí)間，則其傳遞函數(shù)為：
(3)
綜上所述，數(shù)字計(jì)算機(jī)及轉(zhuǎn)換裝置的傳遞函數(shù)為：
(4)
則取樣平臺(tái)單軸控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
圖2單軸控制器動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖
Fig.2 Block diagram of the single-axis controller
圖中：Go(s) ――計(jì)算機(jī)及轉(zhuǎn)換裝置等效傳遞函數(shù)；
Ks――數(shù)字脈寬調(diào)制裝置功率放大倍數(shù)；
Ce――伺服電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)；
Tm――電力拖動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)；
α――速度反饋系數(shù)。
增加速度環(huán)的作用是：
(1)減小系統(tǒng)固有部分的慣性，提高系統(tǒng)的快速性；
(2)削弱被轉(zhuǎn)速反饋包圍部分參數(shù)變化及非線性影響，提高系統(tǒng)剛度，擴(kuò)展調(diào)速范圍。
2.1.2取樣平臺(tái)單軸位置控制器設(shè)計(jì)
采用古典方法進(jìn)行單軸位置控制器的設(shè)計(jì)，無法解決動(dòng)態(tài)特性與穩(wěn)態(tài)精度間的矛盾。為此，設(shè)計(jì)智能控制器來克服一些控制理論靠單純的數(shù)學(xué)解析結(jié)構(gòu)難以處理對(duì)象不確定性的弱點(diǎn)。在本系統(tǒng)中，采用非線性量化因子模糊控制器實(shí)現(xiàn)位置控制器的設(shè)計(jì)[7,8]，其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。
圖3單軸位置環(huán)模糊控制器結(jié)構(gòu)圖
Fig.3 Block diagram of the fuzzy controller for the position loop
控制器輸入為誤差e及誤差變化率ec。通過非線性量化因子Fe、Fec將e、ec從語言的基本論域映射到量化論域E、EC。模糊控制器輸出u=kuU。
取非線性量化因子為
(5)
式中：ne、nec――誤差及誤差變化率的量化等級(jí)；
ae、aec――常數(shù)。
E=EC=U={-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。定義在量化論域上的模糊子集為{NB，NM，NS，ZE，PS，PM，PB}，分別表示“負(fù)大”、“負(fù)中”、“負(fù)小”、“零”、“正小”、“正中”、“正大”。E、EC及U的 賦值見表1，模糊規(guī)則表見表2。模糊推理采用Mamdani準(zhǔn)則，輸出模糊量逆模糊化采用加權(quán)平均法。
為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的控制精度，在該取樣平臺(tái)單軸控制系統(tǒng)中，利用輸入量的一階和二階導(dǎo)數(shù)信號(hào)進(jìn)行前饋補(bǔ)償，構(gòu)成前饋復(fù)合控制（Feedforward Compound Control）[9]。具體實(shí)現(xiàn)框圖如圖4所示。引入輸入量一階導(dǎo)數(shù)前饋信號(hào)可以補(bǔ)償速度誤差，引入輸入量二階導(dǎo)數(shù)前饋信號(hào)可以補(bǔ)償加速度誤差。
圖4單軸前饋復(fù)合控制器結(jié)構(gòu)圖
Fig.4 Block diagram of the feedforward compound controller
圖中：――位置回路線性部分等效傳遞函數(shù)，KV為等效放大倍數(shù)，TV為等效時(shí)間常數(shù)；
D(s) ――前饋環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)。
根據(jù)完全不變性原理，取
(6)
2.2雙軸變?cè)鲆娼徊骜詈陷喞櫩刂?/p>
根據(jù)各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的反饋信息和差補(bǔ)值，實(shí)時(shí)修正輪廓誤差模型的增益，以尋求最佳的補(bǔ)償律并反饋到各軸，從而達(dá)到補(bǔ)償輪廓誤差的目的，這就是變?cè)鲆娼徊骜詈峡刂疲╒ariant Gain Cross-coupling-control）[10-12]。根據(jù)上述單軸控制器設(shè)計(jì)及交叉耦合控制原理，得出取樣平臺(tái)雙軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)框圖如圖5所示。其中，rx、ry和ex、ey分別為X、Y軸的參考輸入和跟蹤誤差；Cx為X軸的交叉耦合增益系數(shù)；Cy為Y軸的交叉耦合增益系數(shù)；ε為系統(tǒng)的輪廓誤差；Cc為交叉耦合控制器，u為其輸出。對(duì)于給定的系統(tǒng)，ex、ey作為交叉耦合控制器的輸入量，交叉耦合控制器的輸出再通過交叉耦合系數(shù)Cx、Cy分解到兩個(gè)進(jìn)給軸上，從而控制兩軸的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。
圖5雙軸變?cè)鲆娼徊骜詈峡刂破鹘Y(jié)構(gòu)框圖
Fig.5 Block diagram of the two-axis variant gain cross-coupling-controller
交叉耦合控制器選擇的是經(jīng)典的PID控制策略[13]，控制器的參數(shù)用實(shí)驗(yàn)方法得出。補(bǔ)償量為
ε=-exCx+eyCy (7)
X、Y軸的補(bǔ)償分量Ux、Uy分別為
(8)
Cx、Cy可以根據(jù)文獻(xiàn)[14]所述方法求得。它們分別隨著X、Y軸的跟蹤誤差ex、ey和參考軌跡的變化而取不同的值，即Cc為變?cè)鲆娼徊骜詈峡刂破鳌?/p>
3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
以長(zhǎng)春光機(jī)醫(yī)療儀器有限公司的CA-2000全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀原理樣機(jī)為平臺(tái)，對(duì)本文所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
圖6是單軸S型曲線位置隨動(dòng)過程的實(shí)驗(yàn)曲線?？梢钥闯?，穩(wěn)態(tài)誤差變化范圍是0.4%～0.9%，穩(wěn)態(tài)誤差的影響已經(jīng)基本克服。非線性量化模糊控制在誤差較小時(shí)采取的非線性處理結(jié)構(gòu)是達(dá)到此控制效果的主要原因；動(dòng)態(tài)跟蹤誤差也明顯降低，這是是前饋控制的本質(zhì)決定的。此外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在隨動(dòng)過程中電樞電流的平均值明顯變小。這是因?yàn)椋涸诜€(wěn)態(tài)時(shí)，一方面該控制器不需要頻繁做較大范圍的調(diào)整輸出，就不會(huì)造成速度環(huán)給定出現(xiàn)較大的變化；另一方面，該控制方法抑制擾動(dòng)能力也優(yōu)于基本模糊控制；在動(dòng)態(tài)跟蹤過程中，前饋控制能夠依據(jù)給定和系統(tǒng)前向通道的變化產(chǎn)生提前的控制量，克服偏差控制量產(chǎn)生的滯后，因此，速度超調(diào)就被有效地克服了。
為了驗(yàn)證雙軸變?cè)鲆娼徊骜詈宪壽E跟蹤的實(shí)際效果，按照取樣臂的運(yùn)行范圍，以圖7的路徑為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，以加樣系統(tǒng)Z軸的垂直中心M為研究對(duì)象。采用NURBS插值方法[14]進(jìn)行路徑規(guī)劃，其中參考進(jìn)給速度為400mm/s。圖8對(duì)實(shí)際速度與理論速度進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)中通過局部放大可以看出實(shí)際速度相對(duì)于理論速度約有60ms的滯后，曲線基本重合。根據(jù)編碼器反饋的實(shí)際值和M點(diǎn)在平面某附近點(diǎn)的X、Y軸的參考坐標(biāo)，就可以獲得M點(diǎn)的實(shí)際輪廓曲線和理論輪廓曲線。M點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與參考軌跡之間的輪廓誤差可以通過輪廓誤差計(jì)算公式得到，如圖9所示。結(jié)果表明，曲線在曲率較大處的誤差較平坦處大，但是能夠控制在要求范圍內(nèi)。
圖7軌跡跟蹤曲線
Fig.7 Curve of the trajectory tracking
圖8實(shí)驗(yàn)速度曲線
Fig.8 Experimental speed curve
圖9變?cè)鲆娼徊骜詈陷喞`差
Fig. 9 Coupling error of variant gain cross-counpling control
4結(jié)論
本文針對(duì)取樣平臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的要求，進(jìn)行了單軸速度環(huán)與位置環(huán)控制器的設(shè)計(jì)；為了進(jìn)一步提高單軸的跟蹤精度，利用輸入量的一階、二階導(dǎo)數(shù)信號(hào)進(jìn)行前饋控制，構(gòu)成前饋控制和反饋控制相結(jié)合的復(fù)合控制系統(tǒng)；基于觀測(cè)跟蹤誤差和輪廓誤差兩種誤差，進(jìn)行了變?cè)鲆娼徊骜詈峡刂破鞯脑O(shè)計(jì)。在硬件不變的情況下有效地提高了系統(tǒng)的跟蹤精度，使系統(tǒng)的輪廓誤差明顯降低，同時(shí)響應(yīng)時(shí)間也滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此控制策略滿足了取樣平臺(tái)的高精度、高速度的定位的工作要求。
參考文獻(xiàn)
[1] D.S. Hage. Immunoassays [J]. Anal.Chem., 1999, 71: 294-304.
[2] 王栩, 林金明. 化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)新進(jìn)展[J]. 分析實(shí)驗(yàn)室, 2007, 19(6): 329-331．
[3] LJ Kricka. Chemiluminescence and Bioluminescence [J].Anal. Chem., 1999, 71: 305-308.
[4] Masory O, Xiu D. Contour errors in a new class of CNC machine tools [C]. The 1998 World Automation Congress. Alaska, 1998.
[5] 張崇巍等. 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)[M]. 武漢: 武漢理工大學(xué)出版社, 2002: 12-20.
[6] 孫旭. 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法[J]. 艦船科學(xué)技術(shù), 2000(1): 33-36.
[7] 諸靜等. 模糊控制原理與應(yīng)用[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社, 1995: 240-268.
[8] 余永權(quán)，曾碧. 單片機(jī)模糊邏輯控制[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社，1995: 289-297.
[9] 張堅(jiān). 跟蹤雷達(dá)大閉環(huán)控制系統(tǒng)復(fù)合控制模擬綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)[J]. 火控雷達(dá)技術(shù)，1996，20(1): 1-9.
[10] Y. Keron, C. C. Lo. Advanced Controller for Feed Drivers[J]. Annals of CIRP, 1992, Vol. 41: 689-698.
[11] Y. Keron, C. C. Lo. Variable-gain Cross-Coupled Controller for Contouring[J]. Annals of CIPR, 1991, Vol. 104: 371-374.
[12] 王治平等. 多軸伺服機(jī)構(gòu)高精度路徑控制[C]. 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)（臺(tái)灣）第十三屆學(xué)術(shù)研討會(huì)（控制），1997.
[13] 喬治中，陳拯中，王銀添. 兩軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)精密運(yùn)動(dòng)控制[C]. 八十七年度機(jī)械人與自動(dòng)化研討會(huì)（臺(tái)灣），明志工專, 1998.
[關(guān)鍵詞] 化學(xué)發(fā)光免疫分析儀；操作；維護(hù)；故障處理
[中圖分類號(hào)]R392-33 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B[文章編號(hào)] 1673-7210（2009）05（b）-127-02
美國(guó)拜耳公司生產(chǎn)的ACS:180SE全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀以其獨(dú)特的免疫分析技術(shù)，齊全的檢測(cè)項(xiàng)目，簡(jiǎn)便的操作，快速、靈敏的測(cè)試結(jié)果，在臨床上廣泛應(yīng)用。該機(jī)使用的一次性樣品杯、定標(biāo)液、酸堿試劑、輔助試劑等均為廠家負(fù)責(zé)免費(fèi)提供，降低了檢測(cè)成本，方便了客戶。
1 儀器的使用環(huán)境及保養(yǎng)
環(huán)境溫度、塵埃、電源的穩(wěn)定性對(duì)機(jī)器的影響很大。環(huán)境溫度和濕度過高或過低，儀器都會(huì)報(bào)警，因此實(shí)驗(yàn)室應(yīng)安裝空調(diào)和除濕機(jī)。室內(nèi)濕度過大時(shí)儀器無法正常啟動(dòng)，可用吹風(fēng)機(jī)對(duì)準(zhǔn)儀器后部的窗口吹10～15 min即可。同時(shí)要做好環(huán)境的防塵、清潔工作。定期用無水乙醇擦拭吸樣針和試劑針，同時(shí)調(diào)整吸樣針和試劑針的位置，試驗(yàn)用水必須使用達(dá)標(biāo)水質(zhì)。
2 操作流程
2.1 儀器工作全程由微機(jī)控制
儀器自檢、灌注、編排工作表、樣本和試劑的識(shí)別與定標(biāo)、樣本和試劑的混合、進(jìn)樣、清洗等均由自動(dòng)程序控制，操作簡(jiǎn)便。
2.2 樣品杯為一次性使用，廠家負(fù)責(zé)免費(fèi)提供
使用時(shí)將杯子放如杯倉(cāng)內(nèi)，由機(jī)械裝置引導(dǎo)自動(dòng)進(jìn)入軌道，吸樣針和試劑針將樣本和試劑吸入，反應(yīng)分析后樣品杯被清洗送入污物倉(cāng)，同時(shí)將檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)傳送至電腦，整個(gè)過程全自動(dòng)化檢測(cè)。
2.3 吸針均由程序自動(dòng)控制
為使吸樣針和試劑針準(zhǔn)確吸樣和吸試劑，機(jī)內(nèi)有一負(fù)壓泵為吸針提供負(fù)壓，針上有傳感器及液面檢測(cè)器負(fù)責(zé)檢測(cè)。吸針的吸樣位置和吸樣量多少均由程序自動(dòng)控制。
2.4 結(jié)果分析
分析結(jié)果直接傳入英文版的微機(jī)，再自動(dòng)傳送至中文版的微機(jī)中，打印中文綜合報(bào)告。
3 常見故障及處理
3.1 系統(tǒng)故障及電路故障
當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，英文版微機(jī)顯示器左上角窗內(nèi)后黃色表識(shí)閃動(dòng)，機(jī)內(nèi)故障檢測(cè)系統(tǒng)將指示出故障發(fā)生的具體部位及處理辦法。大部分故障可自己解決。當(dāng)電路發(fā)生故障時(shí)就要與廠家維修工程師聯(lián)系解決。因?yàn)榭刂苾x器的微機(jī)是全英文版的，所以操作人員必須能夠具備一定的英文水平，儀器旁也應(yīng)該隨時(shí)放置英文詞典以備查用。
3.2 微機(jī)故障
微機(jī)是該系統(tǒng)的心臟。有時(shí)由于微機(jī)不能啟動(dòng)，與主機(jī)之間的連接松動(dòng)等都會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)不能工作。這時(shí)應(yīng)該檢查微機(jī)電源、與主機(jī)間的連接線路、系統(tǒng)軟件等。如確屬微機(jī)本身硬件或軟件故障，就要與廠家維修工程師聯(lián)系解決。
3.3 卡杯子
卡杯子故障是該儀器出現(xiàn)故障率較高的現(xiàn)象之一。杯子一旦卡住，整個(gè)檢測(cè)過程就要重新開始，既浪費(fèi)時(shí)間又浪費(fèi)試劑。
3.3.1 杯倉(cāng)卡杯子由于樣品杯是在杯倉(cāng)內(nèi)任意放置，由倉(cāng)內(nèi)機(jī)械傳送帶隨機(jī)拾取的，使用一段時(shí)間后倉(cāng)內(nèi)灰塵及塑料樣品杯上的毛刺等都可能使杯子卡住。此時(shí)軌道上無杯，機(jī)器空走。解決的方法是將機(jī)器左側(cè)上外板拆下，將卡杯取出，用棉簽蘸取無水乙醇清潔傳輸帶、杯倉(cāng)即可。
3.3.2 污物倉(cāng)卡杯子檢測(cè)后樣品杯被清洗送入污物倉(cāng)內(nèi)。長(zhǎng)時(shí)間使用后，杯子進(jìn)入污物倉(cāng)的出口處會(huì)有灰塵積聚，出口斜面變澀，使杯子不能順利滑入污物倉(cāng)，從而堵住出口。此時(shí)儀器報(bào)警，檢測(cè)停止。解決的方法是將污物倉(cāng)打開，用用棉簽蘸取無水乙醇清潔杯子出口即可。
3.4 過濾器滲漏或過臟
儀器左邊上一小窗可看見水過濾器。由于受水炙和環(huán)境的影響，如果一段時(shí)間結(jié)果出現(xiàn)較大偏差，并從小窗上看到過濾器發(fā)黃或是滲漏，就需要與廠家維修站聯(lián)系更換水過濾器。
3.5 樣品（試劑）盤無動(dòng)作
當(dāng)傳動(dòng)裝置發(fā)生故障時(shí)，樣品（試劑）盤不能動(dòng)作，此時(shí)應(yīng)首先檢查傳動(dòng)馬達(dá)有無動(dòng)作，在拆開清潔后發(fā)生此故障，多半是由于條形碼檢測(cè)器沒有檢到條形碼。只要將樣品（試劑）盤轉(zhuǎn)一下位置就可解決。所以在拆盤時(shí)要記住原始位置很重要。如果條形碼檢測(cè)器燈不亮，無掃描，則是檢測(cè)器本身故障，就要與廠家維修工程師聯(lián)系解決。
3.6 液面檢測(cè)故障
當(dāng)進(jìn)樣（吸試劑）的1～3號(hào)針任一發(fā)生故障時(shí)，該針進(jìn)到樣本（或試劑）杯中，只是輕點(diǎn)一下，不能吸液，則要考慮是否液面檢測(cè)器損壞。可將兩只針上液面檢測(cè)器互換。如果故障也隨之轉(zhuǎn)移，就可斷定是液面檢測(cè)器損壞。此電路板在機(jī)上為軟線連接，拆裝時(shí)要格外小心，以免擴(kuò)大故障。
3.7 水量過少或水液面過低
在儀器的左面有上下兩個(gè)水桶，上面是凈水桶，下面是污水桶。兩個(gè)水桶分別由兩個(gè)帶圓型塑料墊的蓋子蓋住。使用一段時(shí)間后，即使凈水桶里是滿的儀器也會(huì)出現(xiàn)水液面過低的報(bào)警現(xiàn)象。此時(shí)，可打開凈水桶蓋子，將蓋子上的圓形塑料墊轉(zhuǎn)動(dòng)位置蓋上即可。如果長(zhǎng)期磨損，轉(zhuǎn)動(dòng)后仍不能解決，就需要與廠家維修站聯(lián)系更換塑料墊。
3.8 樣品或試劑量過少，液面過低
此時(shí)吸針因吸不到樣品或試劑而報(bào)警，無法檢測(cè)。可將樣品管或試劑瓶稍微向上提3～5 mm，以不影響吸針吸樣為準(zhǔn)，這樣可將樣品或試劑液面稍微提高，從而順利檢測(cè)，同時(shí)避免了試劑的浪費(fèi)。
總之，在使用過程中日常維護(hù)和保養(yǎng)至關(guān)重要，能消除隱患，降低故障率；如果能了解一些常見的故障發(fā)生的原因并及時(shí)加以處理，更有利于提高儀器的使用效率，充分發(fā)揮該儀器快速、準(zhǔn)確的性能。
[參考文獻(xiàn)]
[1]葉應(yīng)嫵,王毓三,申子瑜.全過臨床檢驗(yàn)操作規(guī)程[M] .3版.南京:東南大學(xué)出版社,2006:223.
[2]郭健.生化分析儀的選擇與分析系統(tǒng)[J].中華檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志,2007,30:834.
[3]畢波,呂元.定量檢測(cè)方法學(xué)性能驗(yàn)證的系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中華檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志,2007,30:143-145.
【摘要】目的 評(píng)價(jià)貝克曼全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀檢測(cè)甲狀腺激素的效果。方法 測(cè)定T3、T4、FT3、FT4、TSH含量,分別計(jì)算批內(nèi)精密度、批間精密度、回收率和線性范圍。結(jié)果 T3、T4、FT3、FT4、TSH的批內(nèi)精密度分別為4.40%、4.90%、3.00%、4.50%、3.50%,批間精密度分別為6.90%、5.30%、3.50%、6.20%、4.80%,回收率分別為96.7%、95.5%、97.1%、95.6%、96.4%,線性范圍分別為0.15～12.3 nmol/L、3.9～387.0 nmol/L、0.3～30.8 pmol/L、1.3～155.0 pmol/L、0.01～150.0 mIU/L。結(jié)論 貝克曼全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析系統(tǒng)測(cè)定甲狀腺功能具有重復(fù)性好、準(zhǔn)確度高、可報(bào)告范圍寬、測(cè)定速度快等優(yōu)點(diǎn),適合于臨床應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】化學(xué)發(fā)光免疫分析法;甲狀腺激素
化學(xué)發(fā)光免疫分析法是20世紀(jì)80年代以來發(fā)展起來的一項(xiàng)新的標(biāo)記免疫技術(shù),在臨床上有廣泛的應(yīng)用,包括內(nèi)分泌激素、腫瘤標(biāo)志物、血藥濃度、傳染病、心血管疾病標(biāo)志物、貧血及過敏原等,特別是在甲狀腺激素檢測(cè)中應(yīng)用更為廣泛[1]。本文采用貝克曼全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀檢測(cè)T3、T4、FT3、FT4、TSH,對(duì)其方法學(xué)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
1 材料與方法
1.1 儀器貝克曼全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀。
1.2 試劑發(fā)光試劑、質(zhì)控品、標(biāo)準(zhǔn)品由貝克曼公司提供。
1.3 血清來源試驗(yàn)所需血清樣本采自本院門診和住院患者,每例取3ml血,離心3000 r/min,10分鐘,取血清-70℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.4 檢測(cè)方法利用化學(xué)發(fā)光技術(shù)和磁性微粒分離技術(shù)相結(jié)合的測(cè)定方法,其反應(yīng)原理與放免和酶免中的雙抗夾心法、競(jìng)爭(zhēng)法相似,嚴(yán)格按試劑盒操作說明書操作。
1.5 評(píng)價(jià)指標(biāo)
1.5.1 批內(nèi)精密度取含T3、T4、FT3、FT4、TSH高、中、低三種濃度的血清樣本,每種濃度同批平行測(cè)定10次,計(jì)算平均變異系數(shù)(CV)。
1.5.2 批間精密度取含T3、T4、FT3、FT4、TSH高、中、低三種濃度的血清樣本各10份,每天各測(cè)定1次,共測(cè)定10天,計(jì)算平均變異系數(shù)(CV)。
1.5.3回收率:由貝克曼公司提供原裝3個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)品,分別測(cè)定T3、T4、FT3、FT4、TSH含量,每個(gè)濃度平行測(cè)定3次,計(jì)算平均回收率。
1.5.4 線性范圍收集患者血清標(biāo)本,取T3、T4、FT3、FT4、TSH濃度高于廠家提供線性范圍上限作為高值濃度水平(H),廠家提供稀釋液作為低值濃度水平(L),用稀釋液稀釋高值濃度血清,形成如下系列濃度檢測(cè)標(biāo)本:1H+0L、4H+1L、3H+2L、2H+2L、2H+3L、1H+4L、0H+1L。用配制成的系列濃度標(biāo)本平行測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)含量,取平均值作圖,取在坐標(biāo)紙上呈明顯直線趨勢(shì)的各點(diǎn)值進(jìn)行直線回歸統(tǒng)計(jì),取回歸系數(shù)r大于0.9的濃度范圍為可報(bào)告的濃度線性范圍。
2 結(jié) 果
2.1 批內(nèi)精密度T3、T4、FT3,FT4、TSH的平均變異系數(shù)分別為4.40%、4.90%、3.00%、4.50%、3.50%。
2.2批間精密度T3、T4、FT3,FT4、TSH的平均變異系數(shù)分別為6.90%、5.30%、3.50%、6.20%、4.80%。
2.3 回收率T3、T4、FT3,FT4、TSH的平均回收率分別為96.7%、95.5%、97.1%、95.6%、96.4%。
2.4 線性范圍T3所測(cè)結(jié)果得到回歸方程為y=1.069x-0.2468,r=0.9966,截距經(jīng)t檢驗(yàn),ta=1.36,0.95,截距經(jīng)t檢驗(yàn),ta=0.36,
3 討 論
血清中三碘甲狀原腺氨酸(T3)、四碘甲狀原腺氨酸(T4)、游離三碘甲狀原腺氨酸(FT3)、游離四碘甲狀原腺氨酸(FT4)、促甲狀腺激素(TSH)的測(cè)定對(duì)甲狀腺疾病的診斷具有重要價(jià)值。以往國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室多采用RIA、MIRA檢測(cè)血清甲狀腺激素水平,此法雖較準(zhǔn)確,儀器與試劑也較為低廉,但對(duì)操作人員水平要求較高,對(duì)實(shí)驗(yàn)條件及環(huán)境有較多要求,且隨著標(biāo)記抗原的放射性衰減,而使計(jì)數(shù)不穩(wěn)定及曲線失真,導(dǎo)致結(jié)果偏離,結(jié)果重復(fù)性差,且可產(chǎn)生放射性污染[2,4]。
近年來發(fā)展起來的全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析系統(tǒng)是利用化學(xué)發(fā)光技術(shù)和磁性微粒分離技術(shù)相結(jié)合的測(cè)定方法,其反應(yīng)原理與放免和酶免中的雙抗體夾心法、競(jìng)爭(zhēng)法相似。其優(yōu)點(diǎn)是[3,5]:(1)成熟的單克隆抗體技術(shù)或獨(dú)特的磁性微粒子技術(shù),保證了反應(yīng)的高特異性;(2)檢測(cè)范圍寬,具有良好的稀釋線性;(3)試劑穩(wěn)定性好,不需酶促反應(yīng),有效期可長(zhǎng)達(dá)半年;(4)操作簡(jiǎn)便,分析過程采用全自動(dòng)化,減少了人工操作誤差,重復(fù)性好;(5)試劑及標(biāo)本均采用無吸附材料,故相互間的交叉污染率低,干擾因素少;(6)真正的隨機(jī)連續(xù)檢測(cè),樣本隨到隨測(cè),具有急診優(yōu)先插入功能。因此全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析系統(tǒng)是目前檢測(cè)甲狀腺激素等指標(biāo)的較好方法。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 陶義訓(xùn).免疫學(xué)和免疫學(xué)檢驗(yàn)[M].第1版.北京:人民衛(wèi)生出版社,1997:174.
[2] 葉任高,陸再英.內(nèi)科學(xué)[M].第6版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2004:725.
[3] 羅煒,王慧,陳柏銘.化學(xué)發(fā)光免疫法與放射免疫法測(cè)定血清AFP的比較[J].上海醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)雜志,2000,15(3):149.
本文闡述在ARCHITECTi2000SR全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀應(yīng)用實(shí)踐中進(jìn)行使用方法的改良，極大地方便了儀器操作者的使用，有效地避免了使用過程中的差錯(cuò)的發(fā)生。解決故障的過程有助于思路的擴(kuò)展，對(duì)使用其他的檢驗(yàn)儀器有很好的啟發(fā)作用和較大的參考或應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀；標(biāo)本容易加錯(cuò)現(xiàn)象；標(biāo)本識(shí)別移位故障；改良方案
【中圖分類號(hào)】
R249 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1002-3763（2014）07-0272-01
Architect i2000SR全自動(dòng)免疫分析儀是由美國(guó)雅培公司研發(fā)的第三代大型全自動(dòng)免疫分析儀，采用化學(xué)發(fā)光的原理進(jìn)行檢測(cè)，具有較高的靈敏度、特異性和穩(wěn)定性，具有檢測(cè)速度快，測(cè)量范圍寬廣等諸多優(yōu)點(diǎn)，且可與生化模塊C8000相連。且檢測(cè)試劑穩(wěn)定并易于進(jìn)行室內(nèi)與室間質(zhì)量控制。然而全自動(dòng)化儀器的高故障率亦對(duì)檢驗(yàn)技術(shù)人員提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。本文即是作者在雅培i2000SR全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀應(yīng)用實(shí)踐中遇到的：容易出現(xiàn)加錯(cuò)標(biāo)本，和機(jī)器本身出現(xiàn)標(biāo)本識(shí)別移位的故障現(xiàn)象，分析其原因、探討改造方案并付諸實(shí)踐成功解決故障的過程，以便應(yīng)用到其他的現(xiàn)代化的檢驗(yàn)設(shè)備使用中去。
1 標(biāo)本容易加錯(cuò)的改良方案
1.1 標(biāo)本容易加錯(cuò)的現(xiàn)象：
由于該機(jī)器的原來的設(shè)計(jì)是每個(gè)標(biāo)本架只有5個(gè)孔，也就是每個(gè)標(biāo)本架只能放置5個(gè)標(biāo)本，這樣就使使用者放置標(biāo)本時(shí)，必須要好好的記著所加標(biāo)本的原來的編號(hào)，待放到架子上時(shí)要好好的計(jì)算出標(biāo)本的位置是在第幾個(gè)架子、第幾號(hào)位置編號(hào)。譬如：手里拿著16號(hào)標(biāo)本需要放置到標(biāo)本架子上時(shí)，就必須計(jì)算出是第4個(gè)架子的第1號(hào)位置才是16號(hào)的位置。是非常的不方便吧？
1.2 標(biāo)本容易加錯(cuò)現(xiàn)象的解決方案：
因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)了這個(gè)非常不容易計(jì)算出所要加的標(biāo)本位置，并且又很容易加錯(cuò)標(biāo)本，工作起來非常不方便的現(xiàn)象時(shí)，就一直在腦子里尋求一個(gè)解決這個(gè)問題的方案。
不久我就想出來了個(gè)解決的辦法：那就是在每個(gè)標(biāo)本架的靠近1號(hào)位置端，設(shè)計(jì)出了一個(gè)不干膠貼，上端標(biāo)明1、2、3、4……架子號(hào)順序號(hào)，下端標(biāo)明該架子的5個(gè)標(biāo)本號(hào)在該架子上的應(yīng)有的順序范圍。詳見附圖1改造后的第一個(gè)托盤俯視圖
2 標(biāo)本識(shí)別移位故障的改良方案
2.1 故障現(xiàn)象：
應(yīng)用ARCHITECTi2000SR全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀進(jìn)行批量編程，每個(gè)標(biāo)本架放置5個(gè)標(biāo)本，每5個(gè)標(biāo)本架為一組，每一組用一個(gè)托盤托起，即標(biāo)本號(hào)依次為1-25、26-50、51-75、76-100四組。在全部標(biāo)本儀器檢測(cè)完成后，對(duì)HBsAg陽性標(biāo)本利用金標(biāo)法復(fù)查時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)陰陽性結(jié)果極為不符合的現(xiàn)象。遂對(duì)每個(gè)標(biāo)本對(duì)應(yīng)的架號(hào)、位置、結(jié)果逐一排查，發(fā)現(xiàn)個(gè)別標(biāo)本架上的標(biāo)本并沒有消耗（即沒有被取樣），但卻賦上了數(shù)值。經(jīng)逐一檢查儀器所加樣本與操作者編程的標(biāo)本架號(hào)位置明顯不同，即發(fā)生了跳躍，如31號(hào)標(biāo)本所賦值實(shí)為36號(hào)樣本測(cè)試值或其它樣本值。
2.2 故障分析：
經(jīng)與使用ARCHITECTi2000SR全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀的兄弟單位工作人員及雅培中國(guó)工程師溝通，了解其工作過程原理是：利用ARCHITECTi2000SR化學(xué)發(fā)光免疫分析儀批量編程1-25、26-50、51-75、76-100號(hào)標(biāo)本架號(hào)位置后，儀器會(huì)首先會(huì)進(jìn)行標(biāo)本架條碼掃描，同時(shí)也給每個(gè)標(biāo)本進(jìn)行掃描。如果某個(gè)標(biāo)本架的條碼沒有掃描到，則機(jī)器會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)標(biāo)本架進(jìn)行操作，這樣就會(huì)出現(xiàn)跳架移位現(xiàn)象，也就是我們上述的故障現(xiàn)象。譬如儀器在批量編程，31-35號(hào)標(biāo)本架的條碼掃描過程中沒有掃到，儀器則默認(rèn)該架子不存在，標(biāo)本也不存在，跳過了該標(biāo)本架，將36-40號(hào)標(biāo)本架或及其它標(biāo)本架上的標(biāo)本默認(rèn)為31-35號(hào)標(biāo)本。以后的標(biāo)本均以同樣的方法順延賦值，即后面的所有標(biāo)本均順延了5個(gè)號(hào)碼，如不復(fù)查而直接報(bào)告?zhèn)鬏數(shù)慕Y(jié)果，必然出現(xiàn)張冠李戴的嚴(yán)重后果。上述現(xiàn)象并非偶然，隨著工作量的增加，出現(xiàn)的頻率越來越高，為日常檢驗(yàn)工作帶來相當(dāng)大的不便，工作人員往往會(huì)花費(fèi)很大的時(shí)間和精力，去排查或復(fù)查標(biāo)本與結(jié)果是否相符，一度認(rèn)為此儀器的標(biāo)本識(shí)別和處理軟件系統(tǒng)存在巨大缺陷。
3 標(biāo)本識(shí)別移位故障的解決方案
通過細(xì)致的觀察分析、嚴(yán)密的科學(xué)探討和積極的創(chuàng)新實(shí)踐，我們對(duì)ARCHIT -ECT i2000SR全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀的進(jìn)樣系統(tǒng)，進(jìn)行了簡(jiǎn)單而合理的改良，使上述故障得以完全解決。具體方法如下：
準(zhǔn)備100個(gè)改造過的與架同高的平口空試管（以合適放置加樣杯為宜），利用條碼機(jī)打印1-100編號(hào)號(hào)碼的條碼，分別貼在每個(gè)試管上條碼器能夠掃描到的位置。將這些貼有條碼的試管按順序放置在標(biāo)本架上，并保持條碼向外，易于條碼系統(tǒng)識(shí)別判讀；實(shí)驗(yàn)操作時(shí)只需將加樣杯放置在對(duì)應(yīng)貼有條碼的試管上即可。請(qǐng)注意：只需更換加樣杯加病人血清標(biāo)本。更多的標(biāo)本亦可用類似方法粘貼上1-100或更多的試管條碼。
詳見附圖1 圖2所改造的H540試管架俯視圖和側(cè)視圖
經(jīng)過如此改良，儀器在進(jìn)行標(biāo)本架條碼掃描時(shí)，同時(shí)也會(huì)給每個(gè)試管條碼進(jìn)行掃描，如果其中某個(gè)標(biāo)本架條碼漏掃，但仍會(huì)掃描到試管上的條碼號(hào)，機(jī)器則自動(dòng)的默認(rèn)標(biāo)本架的存在，就不會(huì)出現(xiàn)跳架移位的現(xiàn)象。
4 思路擴(kuò)展與推廣應(yīng)用
標(biāo)本容易加錯(cuò)的解決方案：就是以較小的改造或改良，而改變了原來的設(shè)計(jì)的不足，避免了工作中容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤。像這種小的改造可以用到大多數(shù)的試管架子是5個(gè)試管位置的大型生化分析儀、放免分析儀等的儀器上。
標(biāo)本識(shí)別移位故障的解決方案：類似的跳架移位故障，不僅出現(xiàn)在ARCHIT -ECTi2000SR全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀上，在其它設(shè)備上，譬如ARCHITEC -Ti4000SR等儀器亦會(huì)出現(xiàn)，亦可采用此法進(jìn)行改造或改良。兄弟單位同類儀器或不同品牌的儀器，出現(xiàn)類似的因?yàn)榕幊潭霈F(xiàn)的跳架移位故障亦可借鑒此方法一試，以避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)移位錯(cuò)誤，為臨床提供準(zhǔn)確的檢驗(yàn)信息。
【關(guān)鍵詞】 ARCHITECT—i2000SR；梅毒螺旋體特異性抗體；性能評(píng)價(jià)
i2000SR運(yùn)用的是化學(xué)發(fā)光微粒子免疫檢測(cè)法，它能對(duì)多項(xiàng)免疫項(xiàng)目進(jìn)行定性或定量分析。由于在不同的運(yùn)行環(huán)境下相同儀器有可能出現(xiàn)性能差異，本科新儀器投入臨床使用前要對(duì)該儀器檢測(cè)系統(tǒng)中的進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。
1 材 料
1.1 儀器 ARCHITECT—i2000SR全自動(dòng)免疫分析儀。
1.2 試劑 原裝配套試劑盒。
1.3 標(biāo)本 2012年本院的住院或健康體檢者。
2 方 法
2.1 空白實(shí)驗(yàn) 使用PBS作為樣本測(cè)定三次，記錄結(jié)果。
2.2 精密度 ①日間精密度：使用高、中、低質(zhì)控品連續(xù)測(cè)定15天，計(jì)算CV值。②批內(nèi)精密度：使用高、中、低3個(gè)水平的血清重復(fù)測(cè)定15次，計(jì)算CV值。
2.3 線性范圍 收集略高于線性范圍下限的低值血清（L）和略低于線性范圍上限的高值血清（H），按5H、4H+1L、3H+2L、2H+3L、1H+4L、5L梯度進(jìn)行混合并檢測(cè)1，對(duì)不同濃度的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值進(jìn)行線性回歸分析。
2.4 污染攜帶率 先取一份H值標(biāo)本，連續(xù)測(cè)定3次，隨后立即取一份L值標(biāo)本連續(xù)測(cè)定3次：攜帶污染率=（L1—L3）/（H3—L3）×100%。
2.5 參考區(qū)間驗(yàn)證 按照NCCLS2推薦的要求進(jìn)行驗(yàn)證，選擇經(jīng)體檢排除其他疾病的正常血清標(biāo)本男女性標(biāo)本各20名，觀察檢測(cè)結(jié)果是否在參考范圍內(nèi)。
3 結(jié) 果
3.1 精密度試驗(yàn)結(jié)果 高、中、低3個(gè)水平血清的批內(nèi)精密度CV分別為5.54%、7.04%和3.54%，用廠家配套低、高水平質(zhì)控品測(cè)定結(jié)果的批間精密度CV分別為8.92%及6.69%，均小于10%。
3.2 空白試驗(yàn)結(jié)果 PBS三次結(jié)果分別為0.01、0.02和0.01。
3.3 線性試驗(yàn)結(jié)果 Y=0.9963X+0.0029，相關(guān)系數(shù)R2=0.9965。由結(jié)果可知，儀器的線性良好，達(dá)到說明書的要求。
3.4 攜帶污染率 攜帶污染率為0.29%
3.5 參考區(qū)間驗(yàn)證 經(jīng)過驗(yàn)證，檢測(cè)值均落在廠家給定的參考范圍之內(nèi)，符合率為100%。
4 討 論
近年來全自動(dòng)免疫化學(xué)發(fā)光儀在梅毒特異性抗體定量檢測(cè)中的應(yīng)用逐漸受到重視，i2000SR采用微粒子化學(xué)發(fā)光免疫技術(shù)定量測(cè)定梅毒特異性抗體。為保證檢驗(yàn)質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)室對(duì)新裝的儀器在用于檢測(cè)臨床標(biāo)本前都應(yīng)該要做性能評(píng)價(jià)。通過性能評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，該儀器檢測(cè)梅毒螺旋體特異性抗體的空白試驗(yàn)良好；批內(nèi)精密度和日間精密度均小于10%，試驗(yàn)表明儀器測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定，能滿足臨床應(yīng)用的要求；通過線性范圍的驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)儀器在廠家給定的范圍內(nèi)線性良好、能滿足臨床要求；標(biāo)本的攜帶污染率低，證明該儀器的自動(dòng)沖洗管道能力強(qiáng)，能夠有效控制交叉污染3；對(duì)參考區(qū)間的驗(yàn)證結(jié)果都在儀器說明書給出的參考范圍內(nèi)。
總之，通過對(duì)ARCHITECT—i2000SR全自動(dòng)免疫分析儀是臨床實(shí)驗(yàn)室較理想儀器。
參考文獻(xiàn)
[1] 鄒麟，張莉萍，夏吉榮，田小浪，.全自動(dòng)免疫分析儀ARCHITECT i2000檢測(cè)HBV血清標(biāo)志物性能評(píng)價(jià)[J].重慶醫(yī)學(xué)，2010，12，39（24）：3353—3354.
