Конспект содержит материалы, излагаемые в лекционном курсе, с необходимыми рисунками и схемами

Классификация автоанализаторов
Известные в мире биохимические автоанализаторы могут быть подразделены (несколько условно) на три основных типа.
1. Одноцелевые биохимические автоанализаторы, с помощью которых в анализируемой пробе определяется лишь один компонент биологической жидкости и ткани. К числу таковых может быть отнесен, например, анализатор "Глюкоза-2" фирмы "Beckman".
2. Автоанализаторы для определения так называемых родственных компонентов. Это, например, автоанализатор аминокислот, принцип действия которого основан на хроматографическом их разделении (по Штейну и Муру); автоматический атомно-абсорбционный пламенный спектрофотометр.
3. Многоцелевые биохимические автоматические устройства, предназ начающиеся для установления содержания в биологических жидкостях большого количества различных по химической природе компонентов.
Технико-аналитические возможности биохимических автоанализаторов во многом зависят от заложенного в них принципа действия: "поточного" или "дискретного".
Впервые поточный принцип действия автоанализатора был предложен Skeggs в 1954 году. Вскоре после этого (1957) он был положен в основу созданного фирмой "Technicon Instrument Corp." (1957) одноканального биохимического автоанализатора.
Согласно поточному принципу функционирования автоанализаторов, все химические реакции в процессе осуществления анализа проводятся в потоке транпортируемых по трубкам и разделенных воздушными прослойками проб. Воспроизводимость результатов обеспечивается тем, что на каждый этап исследования всегда отводится один и тот же, притом строго определенный, промежуток времени. Результат анализа рассчитывается путем сопоставления показателей исследования опытной, контрольной и стандартной проб.
Отдельными функциональными блоками (так называемыми "специализированными модулями") автоанализатора выполняются: подача биологического материала к пробоотборнику, дозирование, транспортировка анализируемых проб, реагентов и воздуха, перемешивание растворов, диализ, термостатирование, измерение, графическая запись и/или цифропечать результатов исследования. Для выполнения этих технических процедур используются входящие в состав автоанализатора специальные устройства: пробоотбрник с коллектором проб, дозирующий перистальтический насос (шланговый дозатор), диализатор, термостат, измерительный блок (фотометр, флюориметр и др.), самописец или система цифропечати. Выбор отдельных блоков и их функциональное объединение производятся в зависимости от особенностей методологии проводимого исследования.
В автоанализаторах Скеггса (производимых фирмой "Техникон", США), поток жидкости, проходящий через трубчатый реактор, фрагментируется пузырьками воздуха, что обеспечивает эффективное перемешивание растворов и в то же время снижает гидродинамическе размывание и взаимозагрязнение соседних проб. Однако перед поступлением жидкости в детектор она должна быть дегазирована (отделена от воздуха) с помощью специальных устройств.
Приборы такого типа ("Техникон АА2") были широко использованы в республиканских кардиологических центрах СССР для осуществления советско-американской программы проведения эпидемиологических исследований в области кардиологии, а именно: для определения стандартизованными методами содержания общего холестерина, холестерина липопротеинов высокой плотности, триацилглицерино.
В дальнейшем Я.Ружичка и Э.Хансен, К.Стюарт была предложена новая разновидность непрерывного проточного анализа, а именно: проточно-инжекционный анализ (ПИА), характеризующийся большей производителтьностью и экономичностью исследования.
Особенностью ПИА является введение (инжекция) определенного объема образца в непрерывный поток носителя. При большой его скорости, малом объеме анализируемой жидкости и достаточно узкой (капиллярной) трубке отдельные пробы не смешиваются друг с другом, а лишь немного разбавляются жидкостью-носителем. Это позволяет отказаться от разделения (сегментирования) жидкой зоны пузырьками воздуха (технологический принцип, используемый в автоанализаторах Скеггса). Специальный насос обеспечивает постоянное течение носителя и реагентов. При этом компоненты реакционной смеси смешиваются путем слияния потоков образца и реагентов, что приводит к еще большему размыванию зоны образца в потоке жидкости и протеканию химической реакции.
По сравнению с непрерывным проточным анализом ПИА позволяет получить информацию не только о концентрации исследуемого образца, но и о кинетике протекаемой реакции.
В проточно-инжекционном анализе в качестве способов детектирования используются: абсорбционная фотометрия (42%), флюориметрия, турбидиметрия и др. (28%), электрохимическая детекция (29%), иные способы детекции (около 1%).
В зависимости от характера химической процедуры исследовании различают 4 основные группы методов ПИА.
К 1-ой из них относят способы анализа, основанные на обычной "неферментативной" химической реакции.
Ко 2-ой – способы определения субстратов с помощью ферментов.
К 3-ей – методы исследования активности ферментов.
К 4-ой – методы иммунохимического анализа.
Использование ПИА позволяет значительно уменьшить объем биопробы и реагентов – за счет возможности осуществлять исследования в кинетическом режиме; обеспечивает высокую производительность системы при повышении точности анализа.
Оборудование для ПИА производится рядом фирм, например, "Текатор" (Швеция).
Автоанализаторы, использующие дискретный принцип работы, применяются в клинико-лабораторной практике с начала 60-х годов. Согласно этой, наиболее часто применяемой в клинико-лабораторной практике технологии, из специального пробоотборника в реакционную емкость приготовителя вносятся: анализируемая проба, разбавитель (при необходимости) и соответствующие реагенты. Смесь термостатируется, после чего измеряется ее оптическая плотность (в видимой, ультрафиолетовой области). Возможно использование и других способов детектирования.
Основными узлами дискретных автоанализаторов являются:
1. Карусели (картриджи) с исследуемым биологическим материалом и реагентами.
2. Дозаторы (манипуляторы).
3. Блок измерения концентрации определяемого компонента.
4. Регистрирующее устройство.
5. Система управления комплексом перечисленных модулей.
В дискретных автоанализаторах вместо центрифугирования и диализа (процедуры предварительного отделения белков в «мануальном» – ручном анализе) используется большое разбавление проб, при котором помехи от присутствия белков в большинстве реакций становятся ничтожно малыми.
Автоматизированные устройства дискретного типа в настоящее время используется производятся большинством фирм индустриально развитых стран мира.
Своеобразным «компромиссом», объединяющим проточный и дискретный принципы автоматизированного исследования, является ротационная система, особенность которой состоит в использовании процесса центрифугирования. При этом смешивание пробы с реактивами, термостатирование и измерение величины оптической плотности осуществляются в период вращения ротора центрифуги: в процессе центрифугирования жидкость перемещается по радиальным каналам ротора в соответствующие кюветы, вращающиеся совместно с ним.
Поскольку подавляющее большинство применяемых в лаборатории автоанализаторов используют дискретный принцип исследования, он заслуживает более пристального рассмотрения.