درباره اتوآنالایزر

اتوآنالایزر چیست ؟

خون و مایعات موجود در بدن دارای مواد مخصوصی هستند که ماهیت آن ها اغلب متفاوت بوده و در غلظت های مشخصی برای ادامه حیات ضروری اند. این مواد شامل: قندها، پروتئین ها، چربی ها، یون ها، آنزیم ها و هورمون ها و … هستند و بررسی ماهیت، مقدار و اندازه گیری و عمل این مواد در حیطه علم بیوشیمی است. هر یک از این مواد در بدن دارای مقدار و رنج مشخصی است که افزایش و یا کاهش آن موجب اختلالاتی می شود. بعضی از این مواد به مقدار بسیار کم تا حد چند صدم میلی گرم در هر سی سی از سرم یافت می شود و مقدار بعضی دیگر از این مواد حتی به میزان چند گرم در هر میلی لیتر می رسد.

اندازه گیری قند، چربی، و آنزیم ها از طریق موادی انجام می شود که در برخورد با مواد فوق الذکر کمپلکس رنگی تشکیل می دهد. این مواد که به عنوان معرف نام برده می شونداز مواد آلی یا معدنی تهیه می شوند. روش کار بدین صورت است که حجم مشخصی از سرم بیمار را با مقدار معینی از معرف یا معرف ها (بسته به نوع تست از یک تا چند معرف متفاوت) مجاور می کنند. ماده مورد اندازه گیری در مجاورت معرف، کمپلکس رنگی ایجاد می کند که شدت و ضعف رنگ بستگی به مقدار ماده مورد نظر در آن حجم معین از سرم دارد. برخی از این واکنش ها احتیاج به زمان و دمای معینی برای انجام واکنش و به دست آمدن رنگ دلخواه دارد. سپس مقدار رنگ ایجاد شده در دستگاه هایی به نام رنگ سنج از طریق طول موج مشخصی که رنگ مزبور در آن طول موج حداکثر جذب نوری را داراست اندازه گرفته می شود. بدین ترتیب که نور به کمپلکس تابانده می شود که مقداری از این نور جذب می شود و مقداری عبور می کند. سپس نور عبور کرده در طرف دیگر دستگاه توسط سلول های حساس به نور اندازه گیری می شود و بدین طریق مقدار جذب نور توسط کمپلکس اندازه گیری شده و با انجام محاسباتی، مقدار ماده مورد اندازه گیری در هر میلی متر مکعب خون به دست می آید. با پیشرفت تکنولوژی دستگاه هایی طراحی و ساخته شده که تمامی اعمال فوق را به طور اتوماتیک و برنامه ریزی شده در مدت زمان کمتری و در حجم بسیار بالایی انجام می دهد.

اتوآنالایزر

ترکیب های شیمیایی خون مانند برخی از متابولیت ها، الکترولیت ها، پروتئین ها و یا داروها را در نمونه های سرم، پلاسما، ادرار، مایع نخاع و یا سایر مایعات فیزیولوژیک بدن اندازه گرفته و روی نمودار، نمایش می دهد. این کار به وسیله مخلوط کردن، واکنش معرف و اندازه گیری رنگ سنجی کاملاً خودکار و بدون نیاز به حضور اپراتور و با استفاده از روش های استاندارد، جهت تعیین غلظت مواد انجام می شود. اساس سنجش های این دستگاه اسپکتروفتومتری است بدین ترتیب که پس از جداسازی سرم خون، معرف مورد نظر (برای سنجش هر ترکیبی که باید سنجش شود به طور مثال قند خون)به سرم اضافه می شود و ترکیب نهایی به رنگ خاص درمی اید با توجه به قانون بییر مبنی برجذب انتخابی نور توسط مواد مختلف، نوری با رنگ مکمل رنگ ترکیب نهایی را از آن عبور داده و میزان جذب نور را اندازه گیری می کند سپس آن را با میزان جذب نور استاندارد مقایسه و به نسبت آن مقدار ترکیب مورد نظر را با عدد اعلام می کند.

قسمت های دستگاه

قسمت های مختلف این سیستم را که در تمام دستگاه مشترک است به قرار زیر است:

1) نمونه گیر: این بخش، نمونه ها، استانداردها و محلول های شسته شده را به سیستم اتوآنالایزر، منتقل می کند.

2) پمپ متناسب کننده و لوله چند راهه: نمونه ها را با معرف ها، مخلوط می کند. همچنین مایعات را به نسبت های دقیق به ماژول های دیگر پمپ می کند.

3) دیالیز کننده: یک غشاء نیمه تراوا است که امکان عبور انتخابی، مواد را فراهم می آورد.

4) حمام داغ: مایعات را به صورت مداوم در درجه حرارت مورد نظر جهت پیشرفت رنگ، نگه می دارد.

5) رنگ سنج: تغییرات در چگالی نوری جریان مایعی را که در یک لوله جاری می شود مانیتور می کند. شدت های رنگ (چگالی نوری) که متناسب با غلظت ماده است، به ولتاژ الکتریکی تبدیل می شود.

6) ثبات: سیگنال الکتریکی، چگالی نوری از یک رنگ سنج به یک نمایشگر گرافیکی روی یک چارت متحرک تبدیل می کند.

در تجزیه گرهای خودکار بیوشیمی، نمونه های آزمایش در ظروف مخصوص موسوم به Cup و یا لوله های آزمایش درب دار یا بدون درب قرار می گیرند. می توان نمونه را ابتدا با آب مقطر یا دیونیزه رقیق نموه و سپس در ظرف مربوطه و یا لوله آزمایش ریخت. بسته به برنامه ای که از قبل به دستگاه اتوآنالایزر داده شده است خود اتوآنالایز حجم مشخصی از نمونه را برداشت نموده و به سینی واکنش منتقل می سازد.ممکن است نمونه با بافر خاصی در سینی واکنش رقیق شود. در مرحله بعد بسته به پارامترهای برنامه ای که به دستگاه اتوآنالایزر داده شده، حجم مورد نظر از معرف توسط دستگاهد اتوآنالایزر برداشت شده و به نمونه در سینی واکنش افزوده می گردد. در گام بعد زمان انکوباسیون آغاز می شود. مدت انکوباسیون نیز بستگی به برنامه ای دارد که برای دستگاه تعریف شده است. در اتوآنالایزر های جدید انکوباسیون می تواند در دو دمای اتاق و 37°C صورت گیرد. انکوباسیون برای واکنش میان معرف و سوبسترا ضروری است تا رنگ حاصله به حداکثر جذب نوری خود برسد. در مرحله آخر جذب نوری محصول نهایی در طول موجی که حداکثر جذب نوری را داشته و از قبل برای دستگاه اتوآنالایزر تعریف شده است اندازه گیری گشته، در ضریب خاصی که برای آن تعیین شده ضرب و نتیجه به صورت عددی گزارش خواهد شد. برخی از تجزیه گرها تک کاناله یوده و در هر لحظه فقط یک آزمایش را انجام می دهند در حالی که بعضی دیگر قادرند تا چندین آزمایش را به صورت هم زمان انجام دهند ( چند کاناله).

بسیاری از اتوآنالایزر ها از طول موج مضاعف استفاده نموده و بدین ترتیب از تداخل کووت ( مانند خراشیدگی و سایر عواملی که باعث پخش نور پخش نور به اطراف می شوند) و تا حدی ازتداخل رنگ و کدورت خود نمونه ها ( نمونه های همولایز و هایپرلیپیدیک) ممانعت به عمل می آورند. در این روش از تفاوت بین جذب نوری در دو طول موج معین به عنوان معیاری جهت اندازه گیری غلظت استفاده می شود. اولین جذب نوری در طول موجی اندازه گیری می شود که بیشترین میزان جذب رنگ حاصل از ماده مورد نظر را داشته و دومین جذب نوری در طول موجی اندازه گیری خواهد شد که کمترین میزان جذب را دارد. میزان دومین اندازه گیری از اولین اندازه گیری کسرمی شود. پاره ای از تجزیه گرها از سیستم جداکننده طیف نوری استفاده می کنند. در این سیستم یک فتومتر که دارای 8 ردیاب جداگانه است، به دور یک لامپ تنگستن - هالوژن چرخش می کند. جذب نوری هرکدام از کدورت ها در هشت طول موج و با سرعت یک بار در هر شش ثانیه اندازه گیری می شود. رایانه دستگاه اتوآنالایزر فقط جذب نوری هر یک از کوت ها را در طول موجی برای اندازه گیری آزمایش مورد نظر تعببن می نماید که قبلاً برای آن برنامه ریزی شده باشد.

استفاده از ظروف واکنش جداگانه برای آزمایش، احتمال آلودگی که هنگام استفاده از دستگاهاتوآنالایزر ممکن است رخ دهد را کاهش می دهد. آب مقطر و یا بافر خاصی شسته می شود تا از مخلوط شدن آنها پیشگیری شود. هم چنین در دستگاه اتوآنالایزر بیوشیمی سوزن برداشت کننده معرف ها نیز از معرفی تا معرف دیگر شسته خواهد شد. در برخی از دستگاه ها نیازی به برداشت لاستیک های درب لوله های حاوی نمونه نمی باشد. در این قبیل دستگاه ها پس از سانتریفیوژ و جدا شدن سرم، لوله های درب دار را در محل خود قرار می دهند بدون آنکه درب لاستیکی آن را باز کنند. حسن دستگاه اتوآنالایزر محافظت از خطر آلوده شدن کاربر با نمونه های احتمالاً آلوده است. در بیشتر دستگاه ها امکان انجام آزمایش نمونه به دلخواه کاربر و خارج از نوبت و ترتیب قرار گرفتن نمونه ها وجود دارد. بدین ترتیب کاربر قادر است تا نمونه های اورژانس را سریع تر از بقیه مورد آزمایش قرار داده و نتیجه آن را گزارش نماید. معمولاً معرف های مصرفی اختصاصی دستگاه اتوآنالایزر نبوده، می توان آنها را از شرکت های مختلفی خریداری نموده و پارامترهای آن را در رایانه دستگاه اتوآنالایزر ثبت نمود.

دو روشی که برای اندازه گیری بیوشیمیایی مواد استفاده می شوند عبارت از روش های enf point و کینتیک می باشند. در روش enf point مخلوط نمونه و معرف برای مدت زمان معینی انکوبه می گردد تا واکنش به نقطه انتها یا تعادل خود برسد. در روش kinetic واکنش تحت نظر قرار گرفته و میزان جذب نوری به دفعات و با فاصله زمانی مشخص اندازه گیری می گردد. میزان تغییر جذب نوری در واحد زمان مشخص کننده غلظت ماده مورد نظر است. از الکترودهای مخصوص هر یک از یون ها در بسیاری از اتوآنالایزر ها برای تعیین میزان کاتیون ها و آنیون ها در نمونه استفاده می شود. از جمله این یون ها می توان به Mg2+، Ca2+، Li+، K+، Cl-Na+ و HCO3 اشاره نمود. اساس اندازه گیری یون ها اختلاف پتانسیل خارج و داخل الکترودها است. این اختلاف پتانسیل ارتباط مستقیمی با غلظت یون مربوطه در نمونه دارد.هرچه غلظت یون بیشتر باشد، اختلاف پتانسیل بیشتر بوده و ارتباط مستقیمی با غلطت یون مربوطه در نمونه دارد. مقدار یون معمولاً بر حسب میلی مول در لیتر و یا میلی اکی والان در لیتر گزارش می شود. از الکترودهای مخصوص برای اندازه گیری مواد غیر یونی نیز می توان استفاده نمود. (مانند گلوکز و اوره).

در برخی از تجزیه گرها از روش های مخصوصی استفاده می شود، به عنوان مثال:

برخی از آنها از معرف های قرص خشک استفاده می کنند.
محفظه معرف دارای 48 ظرف نگهدارنده قرص می باشد که هر یک 300 قرص را در خود جای می دهند.
نمونه ها در همان ظروف اولیه در داخل دستگاهاتوآنالایزر قرار می گیرند.
بارکدی که به ظروف جمع آوری داده می شود کلیه اطلاعات مربوط به هر کدام از نمونه ها را ارائه می دهد.
دستگاهاتوآنالایزر کد رایانه را خوانده و یک قرص مخصوص برای هر یک از آزمایشات را در کوت واکنش یکبار مصرف می اندازد. سپس حلال قرص نیز به کوت واکنش افزوده شده، پس از مدت معینی حجم مشخصی از نمونه نیز به کوت اضافه گشته و با معرف مخلوط می گردد.
در این سیستم ها نور از یک منبع مانند لامپ کوارتز یا هالوژن یه 8 شعاع نوری تقسیم می شود.
هر کدام از شعاع های نوری از طریق هدایت کننده به طرف یکی از کوت های واکنش رفته جذب نوری در طول موج مناسب و از قبل تعیین گشته ای اندازه گیری می گردد.
نوری که از میان لوله نورسنج عبور می کند، به وسیله لوله افزایش دهند هنور اندازه گیری می شود.
نتایج اندازه گیری به ریز پردازندهmicroprocessor فرستاده می شود، تا ارزیابی گردند.
اگر غلظت ماده مورد بررسی از حد محدوده ای که این برای آن تعیین گشته فراتر باشد رایانه دستگاهاتوآنالایزر آن را به اطلاع کاربر می رساند.
کاربر نیز باید نمونه را برداشته آن را رقیق نموده و مجدداً آزمایش را تکرار کند.

روش های نگهداری دستگاه اتوآنالایزر

جهت نصب و راه اندازی دستگاهاتوآنالایزر از مکانی که دور از نور مستقیم خورشید و منبع گرما است استفاده کنید.
جهت کالیبراسیون، نگهداری و همچنین خدمات تنظیمی از دستورالعمل های شرکت سازنده پیروی کنید.
در صورت ریخته شدن هر نوع مایعی به روی دستگاه فوراٌ آن را تمیز کنید.
به صورت چشمی اجزای دستگاه را بررسی نموده و سالم بودن اجزای آن را مطابق استانداردهای شرکت سازنده تأیید کنید.
لامپ ها و فیوزهای از کار افتاده را مطابق دستورالعمل های شرکت سازنده تعویض نمایید.
سطوح خرجی دستگاه را در صورت آلودگی می توانید به کمک یک پارچه آغشته به شوینده های ضعیف نظافت کنید.
موارد ایمنی کار با دستگاه را رعایت نمایید.
مزایای به کارگیری این سیستم ها در آزمایشگاه عبارتند از:

1) افزایش سرعت و حجم کاری

2) کاهش خطاهای انسانی

3) افزایش دقت و صحت نتایج

4) صرفه جویی در مصرف نمونه و معرف ها

5) دقت در تکرار آزمایش (تکرار پذیر بودن آزمایش)

6) کاهش هزینه های جانبی و کاهش پرسنل در آزمایشگاه

تقسیم بندی اتوآنالایزرهای بیوشیمی براساس روش قرائت تست ها

Batch Analyzer
در ایناتوآنالایزر قرائت به صورت تست به تست انجام شده و نتایج نیز به همین صورت نشان داده می شود. سرعت قرائت تست ها در این نوع آنالایزرها بین 40 الی 80 تست در ساعت است.

Multibatch Analyzer
در ایناتوآنالایزرها قرائت در حالت عادی به صورت تست به تست انجام می شود، ولی امکان تعریف اجرای چند تست مختلف برای یک نمونه و به صورت متوالی نیز وجود دارد که در این صورت باید از قسمت اورژانس یا برنامه Stat دستگاه استفاده کرد. همچنین در این اتوآنالایزرها دستیابی به نتایج به هردو صورت یعنی تست به تست یا بیمار به بیمار امکان پذیر است. سرعت ایناتوآنالایزرها معمولا بین 80 الی 240 تست در ساعت است.

Random Access Analyzer
در ایناتوآنالایزرها می توان در هر زمان و برای نمونه، تست مورد نظر را انتخاب و اجرا کرد. حال آنکه رعایت هیچ گونه ترتیبی اجباری نیست. سرعت این اتوآنالایزرها بین 100 الی 600 تست در ساعت است.

روش های اندازه گیری

روش فتومتری:برای اندازه گیری به روش فتومتری به یک منبع نور، وسیله جدا کننده طیف مورد نظر و یک آشکار ساز نیاز است.
هر دستگاهاتوآنالایزر از دو قسمت مشخص سخت افزار و نرم افزار تشکیل شده است. قدرت، کارایی و سادگی کار با هر دستگاه اتوآنالایزر ارتباط تنگاتنگی با نرم افزار آن دارد. منبع نور به کار رفته در دستگاه های آنالایزر می تواند لامپ های تنگستن، هالوژن، کوارتر، دوتریوم، جیوه یا لیزر باشد. برای جداسازی طیف مورد نظر از فیلترهای تداخلی نوری استفاده می شود. این فیلترها معمولا دارای پیک عبوری 30 تا 80 درصد پهنای باند 5 تا 15 درصد است.در اتوآنالایزرها این فیلترهای نوری در چرخ فیلتر Filter Wheel قرار داده شده اند و فیلتر مورد نظر در زمان مناسب توسط نرم افزاری سیستم در محل عبور نور قرار می گیرد.

فتومتری انعکاسی
دراین روش نور منعکس شده اندازه گیری می شود اجزای این سیستم همانند اجزای سیستم فتومتری است و معمولا در اتوآنالایزرهایی که از معرف های Reagents)) خشک استفاده می کنند، به کار می رود. فلوروسنس، ساطع شدن پرتوهای الکترومغناطیسی حاصل از ماده ای است که توسط یک منبع تشعشعی دیگر تحریک شده است. شدت نور ساطع شده (فلورسنت) رابطه مستقیم با غلظت ماده تحریک شده دارد.

فلورومتری
در اتوماسیون و روش های سنجش ایمنی کاربرد زیادی دارد. حساسیت آن هزار برابر بیشتر از روش های اسپکتروفتومتری است، اما تداخل زمینه ای ناشی از فلورسنس سرم می تواند مشکل ساز باشد. هر چند این مشکل را می توان با انتخاب فیلترهای مناسب برای جداسازی طیف مورد نظر و نیز با انتخاب رنگ فلورسنتی که طیف تشعشعی آن از طیف مواد تداخلی متفاوت باشد، حل کرد.

کدورت سنجی یا نفلومتری
برای اندازه گیری کمی و کیفی رسوب حاصل از واکنش آنتی ژن آنتی بادی به کار می رود.

ISE
تعداد زیادی از روش های الکتروشیمیایی در اتوآنالایزرها به کار می روند. که رایج ترین آنها الکترودیون انتخابی یا (ISE Electrode Selective Ion) است.

مختصری ازاین مبحث این که:

به طور معمول یک اتوآنالایزر یک سر چرخان (روتور) دارد که روی حلقه بیرونی آن، جایگاه های نمونه قرار دارند.

این سر روتوری شبیه به روتور در سانتریفوژهاست. در حلقه داخلی روتور، جایگاه ها یا چاه های کوچکی ( (Wells) معرف قرار دارند، یک منبع نور و یک فوتودتکتور (آشکارساز نوری) هم بخش های مربوط به اندازه گیری سیستم را تشکیل می دهند. نمونه و معرف با مکانیزم های جداگانه پی پتی، به صورت اتوماتیک درون محفظه های مربوط به خود در روی روتور ریخته می شوند. محفظه ها با مرزهای شعاعی از هم تفکیک شده اند. در یک سیستم نمونه 30 محفظه روی روتور وجود دارد. روتور با سرعت متوسط rpm)) 500 (500 دور در دقیقه) می چرخد و نیروی سانتریفوژی حاصل، معرف ها را به یک محفظه یا چاه خارجی می راند که در آن عمل مخلوط شدن انجام می شود.وقتی نمونه و معرف ها مخلوط شدند، واکنش بین آن ها آغاز می شود. در این حالت دستگاه اجازه می دهد تا واکنش در دمای خاصی (به عنوان مثال 37 درجه) و در مدت زمان معینی که برای هر تست متفاوت است انجام شود و رنگ نهایی تست ها در کووت ها ایجاد شود. سپس نور از منبع نور ثابت به کووت می تابد و با عبور از آن به آشکارساز می رسد، در آشکار ساز میزان جذب نور اندازه گیری می شود. برای هر کووت تعدادی اندازه گیری های متوالی انجام می شود و متوسط نتایج در نظر گرفته می شود.

در مدل های قدیمی تر، در هر محفظه تنها یک نوع تست انجام می شود. در سیستم های مدرن تر، با افزودن گردونه فیلتری که توسط میکروپروسسور کنترل می شود. و با بهره گیری از سیستم مدیریت داده ها و سیستم پیچیده جابه جایی نمونه و معرف این امکان به وجود آمده است که پارامترهای لازم برای تست های مختلف و تعیین زمان واکنش فیلترنوری با طول موج مناسب و نحوه محاسبات پس از خواندن شدت جذب نوری برای هر محفظه برنامه ریزی شود.