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[原创]以SIEMENS ADVIA 系列生化仪为例的反应曲线图解

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郑振寰 发表于 2013-5-7 16:37 | 显示全部楼层 |阅读模式

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目前,所发现的维修手册和应用手册里,只有SIEMENS ADVIA 系列的生化仪手册带有反应曲线和部分定标曲线的解释。所以,以它为基础,尽可能的完整的翻译的一下。

先介绍一下背景:

ADVIA系列的生化仪几乎都是日本日电生产的,早年OEM给Bayer,形成ADVIA系列。后来Bayer被Siemens收购,成为西门子家族中的一员。

早期型号是赫赫有名的ADVIA1650,是当时世界上最快的生化仪之一。目前常见的ADVIA系列主要有三个型号,ADVIA1200,ADVIA1800和ADVIA2400.

ADVIA1200,也就是当前Sysmex代理的BM6010C,生化速度800T/H,ISE速度400T/H,加样速度4.5秒,读点间隔13.5S, 10分钟读点42个,15分钟读点63个。反应盘有11架,每架21个反应杯,共231个反应杯。

ADVIA1800,也就是原来的ADVIA1650升级版,生化速度1200T/H,ISE速度600T/H,加样速度3S,读点间隔6S,每10分钟读点98个。反应盘有13架,每架17个反应杯,共221个反应杯。

ADVIA2400,生化速度1800T/H,ISE速度600T/H,加样速度2S,读点间隔14秒,每10分钟读点41个。反应盘有20架,每架17个反应杯,共340个反应杯。

ADVIA系列生化的共同特点是ISE为标配,生化反应时间有3分钟、4分钟、5分钟,10分钟、15分钟可选择,长程反应可以增加到21分钟和31分钟。反应杯和稀释杯都为塑料材质,定期更换。所有的ADVIA系列生化仪都采用油浴系统,定期补充或更换惰性浴油(3M生产)。所有ADVIA系列都采用单针系统,由一组样本针和一组R1和R2针完成高达每小时1800测试加样的速度要求。不仅是单针系统,还采用单盘系统,由一组单圈反应盘完成整个测试。advia系列的光度计采用凹面衍射光栅,共有14个波长。

在ADVIA系列中,反应杯空白测试不像其它设备直接采用去离子水,而是采用特殊的反应杯活化剂(Cuvette conditioner),这一点和浴油使其机内试剂增加,自然也增加部分成本。

 

在所有的生化分析中的,都可以查看反应曲线,大部分查看反应曲线的界面都叫做反应监测界面。

反应监测界面提供了大量的有用的信息,结合反应曲线本身,可以直观的给操作者提供大量的有用的指导信息。

 

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 楼主| 郑振寰 发表于 2013-5-7 16:44 | 显示全部楼层

下图是个Flash文件,是ADVIA系列的反应监测界面,鼠标在文本框上停留就会出现该文本框的英文解析。

 

 

在这个界面里,左上侧的Date可以选择日期,on the day表示当天。

Sample type表示样本形式:常规样本、急诊样本、质控、定标、水空白等等,选择这些单选框,将在图标显示相应的曲线。

Sample List表示样本的请求序号、架位置号及编号等信息。

在界面顶端的一排按钮,分别可以点击查看:Data list数据列表,Cell blank反应杯空白,Scale change改变坐标刻度,Create Datafile创建数据文件,也就是导出该数据,Date Print打印,14WL monitor14个波长监测。

在React.proc.data infomation反应处理数据信息中:

PRVNo:表示该反应所占用的反应杯号码;

DTTNo:表示该反应所占用的稀释杯号码;在ADVIA1800和2400以及1650中,样本并不直接加入反应杯,而是先加入稀释杯,进行稀释后再加入反应杯,默认的稀释比例是1:5.

DATE:日期;TIME:时间;Main:主波长;Sub-WL:付波长;Conc.:计算后的浓度值。Mark:标记及提示;

ABS_RB:试剂空白吸光度;

ABS:吸光度值;这是进过计算的,是ABS1-ABS2的值。

ABS1:主读点区的主波长减去付波长的吸光度值;

ABS2:付读点区的主波长减去付波长的吸光度值;所谓付读点区其实就是样本加试剂空白的区域,也就是R2加入前的读点区;

E1:R2加入后的第一个读点吸光度,为反应启动的初始吸光度值;

E2:为样本加入和R1加入后的6、7、8点的吸光度值,用于LIH样本监测;

N:读点区的读点数,终点法读点区为3个点,即M,M+1,M+2,M为选择读点。速率法中读点区最少为6个点,如果选择少于6个点,系统自动向前延伸读点,使其满足6点要求。

S:统计数值,离散,反应读点窗口中的精确度;
P:前带监测。

复选框:

Calc.results计算结果,显示主波长减去付波长的曲线;

M/S-WL:显示真实的主波长与付波长的曲线;

Approx.curve:近似曲线,将读点叠加到反应曲线上

ADVIA1800/1650 10分钟98个读点。R1加入后为第1点,R2加入为48-49点(4.8分钟)。ADVIA2400 10分钟41个读点R1加入后为第1点,R2加入为21-22点(4.8分钟)ADVIA1800/1650曲线的X轴0-100; ADVIA2400曲线的X轴0-41。

ADVIA1200的R1添加后读点为1点; 3分钟反应的最后读点为14; 4分钟反应的最后读点为18; R2添加后读点为19; 5分钟反应的最后读点为21; 10分钟反应的最后读点为42; 15分钟反应的最后读点为63; 反应曲线的X轴为读点时间(0-70),Y轴为吸光度值。

 

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 楼主| 郑振寰 发表于 2013-5-7 18:49 | 显示全部楼层

在Advia系列里,Mark标记如下:

* 数据不准确
/ 溢出,无法计算
A 堵针凝块
B ISE混合稀释杯液面错误
c 定标配置不对
C 定标错误
d 光度计测试超过下限,ISE稀释错误
D 吸光度范围超过下限
F 孵育槽温度错误
G 撞针
h、l 超出正常值
H、L 超出危急值
M 搅拌错误
n 读点异常的数字
N 杯空白错误
P 前带提示
Q 液面探测传感器错误
s 样本不足
S 安全提示(撞针、灯泡能量超限)
t 稀释不足
T ISE温度错误
r 试剂不足
R 重测结果
u 吸光度超过上限
U 灯泡能量高,杯空白高

 

Advia的测试方法与其它生化仪完全一样,常见的有终点法,速率法。免疫比浊法有其特殊的均相免疫法。

 

EPA终点法:

 

1.jpg
常见的终点法有一点法和两点法。

如果是一点终点法,在上图的Main DET.P主读点区中,选择m-n读点范围,如果n=0,则系统自动选择m,m+1,m+2三个点进行中间值计算。

如果是二点终点法,那么上图的Sub DET.P付读点区中,选择P-r读点范围,如果r=0,则系统自动选择P,P+1,P+2三个点进行中间值计算。

Abs=Abs1-k*Abs2 K为液体体积修正系数;
单试剂时,Sub DET.P的p和r设置为0,m点为必设点,其余点不设输入0。

 

RRA 速率法和2PA 2点速率法:

  

2.jpg

计算m和n点间的每分钟吸光度变化Abs1。如果m和n小于5个点,则自动向l的方向移动, 读取六个点计算每分钟吸光度变化。
P和r点为样本和试剂空白的每分钟吸光度变化Abs2。如果不使用,设置为0,;如果使用,p<r,即为双速率法。
Abs=△Abs1-k*△Abs2,K为液体体积修正系数

Check D.P.I为检查点,在R2加入前或加入后一点进行。不使用输入0 使用时输入R2加入前的点。

而2点速率法与其类似,不同的是两个点的速率变化。

 

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 楼主| 郑振寰 发表于 2013-5-7 20:02 | 显示全部楼层

Advia的14波长监测窗口用处很大,可以看出不正确的试剂分配、搅拌及灯泡问题等。

下图是14个波长的微量(80ul)反应监测,图中的两组凸起是由搅拌的气泡引起的;Y轴的数值是每波长的最大最小吸光度范围。

  3.jpg

 

下图是14个波长的空反应监测,是由于试剂不当的分配导致的,试剂针堵塞、试剂瓶气泡、液面探测错误或者试剂干脆放错了位置。

  4.jpg

 

下图是单试剂的试剂泡沫反应曲线,不正确的形状是由于试剂泡沫造成的。

5.jpg

 

下图是单试剂的空杯反应曲线,不正确的形状是由于反应杯内的反应物少于最低反应量导致的,也就是常说的空杯反应,光束从空气中通过,没有穿过到反应物。

6.jpg

 

速率反应的特点:

速率反应可以使用1种试剂或2种试剂,样本和试剂加入搅拌后,随着时间的延长吸光度发生变化,通过曲线的斜率计算反应速率。

一般来说,计算公式为:反应速率Y=mX+b,m为斜率,Y为变化的吸光度值,X为时间。

速率法分为上升反应和下降反应。上升反应的吸光度相对于试剂空白的吸光度来说是上升的,下降反应的吸光度相对于试剂空白的吸光度是下降的。
速率法对温度敏感,对样本和试剂的分配准确性要求极高。

在ADVIA中,速率法的定标方法有两种,一种是两点定标:试剂空白加标准,试剂空白用水点测试。另一种是一点定标,仅用水点的试剂空白。

采用两点定标的项目有:肌酐CRE,二氧化碳CO2,尿素BUN等。

采用一点定标的项目有:丙氨酸转氨酶(ALT),淀粉酶(AMY),碱性磷酸酶(ALP),门冬氨酸氨基转移酶(AST),肌酸激酶(CK),谷酰转肽酶(GGT),乳酸脱氢酶(LDLP)等。

 

终点法反应特点:

终点反应可以使用1种试剂或2种试剂,样本和试剂加入搅拌后,吸光度快速发生变化直到平稳,到达所谓的反应终点,在反应终点吸光度不再发生变化,根据吸光度总得变化量计算反应物的浓度。速率法对温度敏感,对样本和试剂的分配准确性要求极高。

所有的终点法都采用两点定标。

常见的终点法项目有:白蛋白ALB,直接胆红素DBiL,钙Ca,胆固醇CHOL,葡萄糖GLU,铁Fe,镁Mg,总胆红素TBiL,总蛋白TP,甘油三酯TG等。

 

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 楼主| 郑振寰 发表于 2013-5-7 20:42 | 显示全部楼层

下列曲线大部分是ADVIA1650、1800和2400的,一般不做特别说明,而ADVIA1200的曲线仅供参考,会特别说明。

 

白蛋白ALB:

定标曲线:

7.jpg
定标曲线和反应曲线不在一个监测窗口里查看,定标曲线是在定标曲线查看里。

Calib.curve info.中,Test name为测试的名称;Calc.method为定标方法,有三种可选,ABS吸光度法、1-points一点定标、Multi-points多点定标。一般选择后两种,吸光度法已经不再使用。需要说明的是一点定标是指一个标准点,也就是说只用一个标准品。但两点定标也是一点定标,因为水点不属于标准品。

multipoints Formula是定标公式,有线性和非线性(对数、折线、样条、函数等)之分;

#Cal stds表示几个定标点,水点也包括在内。这是显示的是2个。

statistical data:统计数据。

BLANK为空白值,也就是水点,STD为标准品。

FV为浓度值,MEAN为吸光度值。

上图为单试剂的ALB白蛋白定标曲线,Y轴为吸光度值,X轴为浓度值。

水点的浓度为0,所以在X轴的基点,但水点的浓度为0,吸光度可不一定为0,图中的水点吸光度值为0.1642,所以在Y轴的0.1642上有一个红色的圆点,这就是水点值。

标准品的浓度为3.3,吸光度值为0.3280,所以在X轴3.3及Y轴0.3280的交叉点也有一个红圈。

 如果水点浓度和吸光度都为0,那么显示的定标曲线就会如图所示的蓝线部分,这是非常标准的线性定标曲线。而水点浓度为0,吸光度值不为0时,就应该显示图中的红线部分,也就是修正曲线。在计算中,试剂空白,也就是水点要从标准吸光度值中减去,也就是ABS-RB。

下图是ALB的另一个标准浓度的反应曲线,定标靶值为33,波长选择为596/694nm。

8.jpg

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 楼主| 郑振寰 发表于 2013-5-7 21:19 | 显示全部楼层

碱性磷酸酶ALP:

采用一点定标,只做水点也就是试剂空白。R2加入后为上升反应。

下图是试剂空白定标的曲线:

9.jpg

下图是低浓度质控的曲线,读点区为26个点,波长为410/475nm。
10.jpg

丙氨酸转氨酶(ALT):

双试剂下降反应。下图的例子表示出底物过剩,但由于采用读点前移技术(ABBOTT和TOSHIBA叫做弹性速率法),前读点前移,读取6个点(N=6)。

实际选择的读点为11个,但在第七个出现拐点,所以只选择前6个读点。

11.jpg
下图是个问题曲线,问题发生在R2加入之后,下降斜率不一致,数据报告noise噪音。是R2加入后的搅拌有问题导致的。

  12.jpg
下图是正常的ALT曲线,23个读点,很漂亮。

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 楼主| 郑振寰 发表于 2013-5-8 07:33 | 显示全部楼层

淀粉酶AMY:

双试剂,上升反应,下图是正常的曲线,波长410/694nm,读点区14个读点:

 

14.jpg

 

门冬氨酸氨基转移酶(AST):

双试剂,下降反应,下图是正常的曲线,波长340/410.读点区22个读点:

15.jpg

 

直接胆红素DBiL:

双试剂,两点终点法,正反应(R2后的终点吸光度大于样本空白),下图是两点定标曲线:

16.jpg
下图是正常的质控反应曲线,波长545/658nm,读点区2个读点,紫色读点为终点读点,蓝色读点为样本空白,采用的是两点终点法。

17.jpg


 

总胆红素TBiL:

双试剂两点终点法,正反应,下图是两点定标曲线:

18.jpg
下图是正常的质控曲线,波长545/658nm,读点区2个读点。

19.jpg
下图是异常的曲线,R2加入后形成下降,R2试剂有不明干扰存在,更换试剂后解决。

20.jpg
下图是异常的曲线,为高度溶血样本产生的曲线,从R1加入开始,吸光度就急剧升高,等到R2加入反而形成负反应(R2后的终点吸光度小于样本空白),导致结果出现负数。

  21.jpg

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钙Ca:

双试剂两点终点法,正反应。下图是两点定标曲线:

22.jpg

下图是正常的质控曲线,波长545/658nm,读点区读点2个,紫色为终点读点,蓝色为样本空白读点,CPC配方。
23.jpg
下图是采用偶氮砷染色配方的Ca单试剂终点法曲线,反应速度极快。当然,相对反应杯来说,污染也较为严重。 

24.jpg

 

二氧化碳CO2

单试剂两点速率法,下降反应,下图是定标曲线:

25.jpg

下图是低值质控的反应曲线,波长410/505nm,读点区读点72个,有些变态。由于采用两点速率法2PA,所以不进行线性验证,曲线的弯曲导致的线性问题并没有引发报警。
26.jpg

 

肌酸激酶CK

advia的自有试剂采用单试剂速率法,上升反应,一点定标,只做试剂空白。下图是试剂空白的曲线,紫色曲线是主波长曲线,蓝色曲线为付波长曲线,绿色曲线为计算后的结果曲线:

27.jpg

下图为低值质控的反应曲线,波长340/410nm,读点区读点13个。

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肌酐CREA:

双试剂速率法,上升反应,图例为JAFFE法。

下图为两点定标曲线:

29.jpg
下图为试剂空白的问题曲线,原因是付波长571nm的反应极其微弱,R1分配的0.2mol/L的氢氧化钠不足,最终判定为R1针污染堵塞所致:

30.jpg
下图为正常的反应曲线,波长505/571nm,读点区读点11个:

31.jpg
下图为异常的反应曲线,故障的原因是R1针有毛刺,引发了交叉污染,加之冲洗站清洗效果不佳,有堵针现象。处理冲洗站各针及更换R1针后解决。图中的子波长曲线不正常引发了对R1针的怀疑。 32.jpg

 

葡萄糖GLU(血糖):

双试剂,两点终点法,正反应。下图是两点定标曲线:

33.jpg
下图是试剂空白也就是水点的反应曲线,波长340/410nm,主读点区读点5个,样本空白读点2个:

34.jpg
下图是正常的反应曲线:

35.jpg
下图是异常的反应曲线,原因是R2加入后的搅拌不良,反应过于迟缓,以至于在读点的时候还未到达终点,更换搅拌单元解决问题。

36.jpg

 

谷酰转肽酶(GGT):

双试剂速率法,上升反应,下图是正常曲线,波长410/478nm,读点区读点34个:

37.jpg
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糖化血红蛋白HbA1c:

双试剂速率法,复合反应,三种试剂完成测试。

下图为6点对数定标曲线,水点未做修正。

38.jpg
下图是正常的反应曲线,波长694nm单波长,读点区读点21个

39.jpg

 

铁Fe(Iron):

双试剂两点终点法,正反应

下图是高溶血标本导致的异常反应曲线,结果为负数:

40.jpg
下图是正常的反应曲线,波长571/658nm,读点区读点2个,样本空白读点2个:

41.jpg

 

镁Mg:

双试剂终点法,正反应。下图是正常反应曲线,波长505/694nm,读点区读点4个

42.jpg

 

无极磷IP:

双试剂两点终点法,正反应。

下图是两点定标曲线:

43.jpg

下图是水点的反应曲线,波长340/655nm。读点区读点2个,样本空白读点2个:
44.jpg

下图是标准品的反应曲线:
45.jpg

下图是低值质控的反应曲线:
46.jpg

 

 

总铁结合力TiBC

双试剂终点法,单波长下降反应,下图是两点定标曲线,这个软件的版本将斜率因数计算出来F=-1261

47.jpg

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