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4 辛 勤 劳 动 编 写 而 孀 c 编 者 扭 助, 全 'Of 高 床 检 验 仪 器 学 )} ( 第! 2 版 薪 乡 2007 年 2 月 2

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15 1 第 一 章 概 论,'...h.. 叫 川 叫.. 川 ",-"..-",- 咐,., 叫 川 俨 ",...!ti',.~-"11 川..--'''',,, 叫 lν 叫 ". 州 '''' 叫,, ~~"h. ~ 响 ",,~ 啊 ", - "'1'"... '11,...""" 叫 叫 叫 ".-~.,,, 叫 E t 通 过 本 章 学 习, 你 将 能 够 回 答 下 列 问 题 : - s z e 言 飞 i 1. 为 什 么 妥 学 习 临 床 检 验 仪 器 这 门 课 程? ) 2. 学 习 临 床 检 验 仪 器 这 门 课 程 的 基 本 要 求 是 什 么? \ 3 临 床 检 验 仪 器 具 有 哪 些 特 点? 主 LL 通 常 临 床 检 验 仪 器 的 分 类 是 从 哪 两 个 方 面 进 行 的? ( 5 临 床 检 验 仪 器 常 用 的 性 能 指 标 有 哪 些? ~ 6. II 各 床 检 验 仪 器 有 哪 些 主 要 部 件? i 7. I) 各 床 检 验 仪 器 的 维 护 应 从 哪 几 个 方 面 考 虑? 占 8. 应 根 据 哪 些 标 准 选 用 临 床 检 验 仪 器? 19 简 要 叙 述 临 床 检 验 仪 器 的 进 展 ; 10. 临 床 检 验 仪 器 的 发 展 趋 势 大 致 可 体 现 在 哪 几 个 方 面? I,.",_ "_..,, 一,--, 屿 r..._" o<o""-...'...r- 川 Io~r'" ''''r~ ''.. -" 屿..,-'''''''' 叫 ~"f_' P T I 苦 飞 主 - - -L 丐 - z - E T E l a a 1s a a - -, - e h E f e l - - E L 飞 - F = 第 一 节 学 习 临 床 检 验 仪 器 课 程 的 目 的 检 验 医 学 是 一 门 涉 及 范 围 广 泛 的 多 专 业 交 叉 性 学 科 随 着 现 代 医 学 的 不 断 发 展, 检 验 医 学 已 经 不 再 是 单 纯 地 辅 助 临 床 诊 断, 各 种 检 验 项 目 的 检 测 结 果 为 临 床 医 生 和 患 者 提 供 了 真 实 可 靠 的 实 验 室 数 据, 对 疾 病 的 珍 断 治 疗 病 情 监 测 预 后 判 断 和 健 康 评 价 发 挥 着 重 要 作 用

16 第 一 章 - 概 论 近 年 来, 由 于 临 床 医 学 发 展 中 诊 断 治 疗 预 后 监 测 和 医 学 研 究 的 诸 多 需 要, 医 学 检 验 方 法 的 进 展 十 分 迅 速 血 液 学 免 疫 学 生 物 化 学 和 微 生 物 学 的 任 何 新 理 论 新 技 术 以 及 重 大 科 研 成 果, 凡 是 能 直 接 用 于 诊 断 疾 病 的, 迟 早 都 会 发 展 成 为 一 种 检 验 方 法 学 并 应 用 于 临 床 实 验 室 随 着 医 学 技 术 的 不 断 发 展, 医 学 界 对 诊 断 检 测 日 益 重 视, 相 应 的 医 学 检 验 仪 器 也 日 益 先 进 随 着 数 学 方 法 和 统 计 学 方 法 电 子 技 术 和 计 算 机 技 术 向 检 验 医 学 的 广 泛 渗 透, 临 床 检 验 技 术 和 仪 器 性 能 得 到 前 所 未 有 的 发 展, 使 得 临 床 检 验 仪 器 向 着 精 密 化 自 动 化 简 易 化 和 综 合 化 的 方 向 发 展, 大 大 地 提 高 了 临 床 检 验 的 速 度 精 度 以 及 对 临 床 资 料 的 处 理 能 力 和 管 理 质 量 从 用 单 个 仪 器 进 行 检 测 逐 步 转 变 成 用 检 测 系 统 进 行 检 测, 实 验 室 自 动 化 程 度 检 测 速 度 及 准 确 性 都 大 大 提 高 微 电 子 技 术 的 进 步 计 算 机 性 能 仪 器 的 发 展, 又 使 检 验 仪 器 具 有 了 更 强 的 数 据 处 理 能 力 和 图 像 处 理 的 功 能 随 着 各 种 高 灵 敏 度 多 功 能 智 能 化 程 度 较 高 的 检 测 仪 器 的 不 断 涌 现 和 广 泛 应 用, 临 床 医 学 的 发 展 对 实 验 室 检 验, 判 断 结 果 的 依 托 性 的 不 断 增 大, 对 检 验 工 作 者 的 专 门 知 识 和 技 术 技 能 要 求 越 来 越 高 临 床 检 验 已 成 为 疾 病 诊 断 危 险 分 析 治 疗 效 果 评 价 和 健 康 状 况 监 测 不 可 缺 少 的 重 要 环 节 和 必 要 手 段 为 患 者 提 供 准 确 快 捷 的 检 验 结 果, 是 防 病 治 病 和 提 高 人 类 健 康 水 平 的 基 本 需 要, 也 是 检 验 医 学 工 作 者 不 断 追 求 的 工 作 目 标 因 此, 培 养 和 提 高 医 学 院 校 检 验 专 业 的 各 层 次 学 生 ( 主 要 是 本 科 学 生 研 究 生, 兼 顾 成 人 和 高 职 教 育 专 科 本 科 学 生 以 及 临 床 实 验 室 工 作 人 员, 了 解 和 掌 握 名 目 繁 多 的 检 验 仪 器 的 性 能 质 量, 掌 握 各 种 常 用 检 验 仪 器 特 别 是 临 床 最 新 检 验 仪 器 的 工 作 原 理 分 类 结 构 技 术 指 标 使 用 方 法 常 见 故 障 的 排 除 临 床 检 验 仪 器 中 的 计 算 机 技 术 等, 关 注 其 发 展 趋 势 及 特 点, 以 便 有 限 的 仪 器 得 到 最 大 程 度 的 综 合 应 用, 并 在 疾 病 的 诊 断 和 治 疗 中 发 挥 最 佳 的 效 能, 为 他 们 更 好 地 从 事 临 床 检 验 工 作 打 下 坚 实 的 基 础, 这 已 成 为 相 当 急 迫, 重 要 的 任 务 这 也 是 学 习 本 课 程 的 目 的 学 习 本 课 程 的 基 本 要 求 是 : 掌 握 临 床 主 要 检 验 仪 器 的 基 本 概 念 和 基 本 工 作 原 理 仪 器 的 基 本 结 构 及 其 功 能, 各 类 仪 器 的 主 要 应 用 及 常 见 故 障 的 排 除 第 二 节 临 床 检 验 仪 器 的 特 点 分 类 和 常 用 性 能 指 标 一 临 床 检 验 仪 器 的 特 点 临 床 检 验 仪 器 多 是 集 光 机 电 于 一 体 的 仪 器, 使 用 部 件 种 类 繁 多 尤 其 是 随 着 仪 器 自 动 化 智 能 化 程 度 的 提 高, 仪 器 功 能 的 不 断 增 强, 各 种 自 动 检 测 自 动 控 制 功 能 的 增 加, 临 床 检 验 仪 器 结 构 更 加 复 杂 一 般 来 说, 临 床 检 验 仪 器 具 有 以 下 特 点 : 1. 涉 及 的 技 术 领 域 广 临 床 检 验 仪 器 涉 及 光 学 机 械 电 子 计 算 机 材 料 传 感 器 生 物 化 学 放 射 等 多 技 术 领 域, 是 多 学 科 技 术 相 互 渗 透 和 结 合 的 产 物 2. 结 构 复 杂 高 新 技 术 的 发 展 和 应 用, 使 得 临 床 检 验 仪 器 基 本 实 现 光 机 电 算 一 体 化 和 智 能 化 电 子 技 术 计 算 机 技 术 和 光 电 器 件 的 不 断 发 展 和 功 能 的 完 善, 更 多 的 新 技 术 新 器 件 的 推 广 应 用, 使 得 临 床 检 验 仪 器 的 结 构 变 得 复 杂 2

17 第 一 章 梗 it 3. 技 术 先 进 临 床 检 验 仪 器 始 终 跟 踪 各 相 关 学 科 的 前 沿 电 子 技 术 的 发 展 计 算 机 的 应 用 新 材 料 新 器 件 的 应 用 新 的 检 验 分 析 方 法 等 都 在 临 床 检 验 仪 器 中 体 现 出 来 4. 精 度 高 临 床 检 验 仪 器 是 用 来 测 量 某 些 组 织 细 胞 的 存 在 组 成 结 构 及 特 性, 并 给 出 定 性 或 定 量 的 分 析 结 果, 所 以 要 求 精 度 非 常 高 临 床 检 验 仪 器 多 属 于 精 密 较 高 的 仪 器 5. 对 使 用 环 境 要 求 严 楠 检 验 仪 器 的 自 动 化 智 能 化 高 精 度 高 分 辨 率, 以 及 其 中 某 些 关 键 器 件 的 特 殊 性 质, 决 定 了 检 验 仪 器 对 使 用 环 境 条 件 要 求 很 严 梢 二 临 床 检 验 仪 器 的 分 类 临 床 检 验 仪 器 的 分 类 历 来 就 是 一 个 比 较 困 难 的 问 题, 各 方 面 人 土 对 此 争 议 较 大 有 主 张 以 临 床 检 验 的 方 法 为 主 对 临 床 检 验 仪 器 进 行 分 类 的, 如 按 目 视 检 查 理 学 检 查 化 学 检 查 显 徽 镜 检 查 自 动 化 技 术 检 查 等 进 行 分 类 p 也 有 主 张 以 检 验 仪 器 的 工 作 原 理 为 主 对 临 床 检 验 仪 器 进 行 分 类 的, 如 按 力 学 式 检 验 电 化 学 式 检 验 光 谱 分 析 检 验 波 谱 分 析 检 验 等 进 行 分 类 无 论 哪 一 种 分 类 方 法, 都 有 其 优 点 和 一 定 的 局 限 性 及 交 叉 性 近 年 来 由 于 各 医 学 基 础 学 科 的 重 大 突 破 和 迅 速 发 展, 微 型 电 脑 在 临 床 实 验 室 的 普 及, 特 别 是 电 子 技 术 和 计 算 机 技 术 在 检 验 仪 器 中 的 广 泛 应 用, 使 临 床 检 验 仪 器 的 种 类 愈 来 愈 多 ; 临 床 检 验 的 方 法 和 手 段 也 发 生 了 划 时 代 的 变 e 化 如 何 科 学 合 理 地 对 临 床 检 验 仪 器 进 行 分 类 变 得 更 为 复 杂 随 着 临 床 检 验 学 科 的 不 断 发 展, 临 床 检 验 仪 器 的 分 类 将 会 不 断 地 规 范 完 本 书 综 合 以 上 两 种 分 类 思 路 并 考 虑 到 临 床 检 验 中 的 使 用 习 惯 和 难 以 统 一 的 问 题. 对 所 介 绍 的 各 种 临 床 检 验 仪 器. 大 体 分 为 以 下 几 类 1. 分 离 分 析 检 验 仪 器 低 速 离 心 机, 高 且 离 心 机, 超 速 离 心 机 ; 气 相 色 谱 仪, 高 效 液 相 色 谱 仪 ; 等 电 聚 焦 电 泳 仪. 高 效 毛 细 管 电 泳 仪 2. 光 谱 分 析 检 验 仪 器 紫 外 - 可 见 分 光 光 度 汁 : 荧 光 分 析 仪 ; 原 子 I 吸 收 光 i 曾 仪. 原 子 发 射 光 谱 仪, 荧 光 光 谱 仪 3. 目 视 检 验 仪 器 普 通 生 物 显 做 镜. 荧 光 显 微 镜, 紫 外 线 显 微 镜, 偏 光 显 微 镜, 相 衬 显 微 镜, 透 射 电 子 显 做 镜, 扫 描 电 微 镜 4. 细 胞 此 分 子 生 物 学 检 验 仪 器 培 养 箱 生 物 安 全 柜 流 式 细 胞 仪 基 因 扩 增 仪 全 自 动 DNA 测 序 仪 和 蛋 白 质 自 动 测 序 仪 等 Q 5. 临 床 检 验 常 规 仪 器 l 缸 细 胞 分 析 仪, 血 液 凝 固 分 析 仪, 血 沉 分 析 仪, 血 被 流 变 学 分 析 仪 z 尿 被 分 析 仪, 尿 沉 碴 分 析 仪 ; 样 品 向 动 处 理 系 统. 半 l 主 动 生 化 分 析 仪, 全 自 动 生 化 分 析 仪 ; 电 解 质 分 析 仪. 血 气 酸 碱 分 析 仪 ; 自 动 血 培 养 仪, 微 生 物 快 速 检 测 仪 ; 酶 免 疫 分 析 仪 发 光 免 疫 分 析 仪.y 计 数 器. 傲 量 蛋 白 比 浊 仪, 磁 分 离 酶 联 免 疫 测 定 仪 等 6. 其 他 临 床 检 验 仪 器 ( 包 括 即 时 检 测 仪 器 和 自 动 化 流 水 线 ) 以 上 的 分 类 只 是 水 教 材 根 据 临 床 检 验 仪 器 在 临 床 应 用 的 范 围 所 采 用 的 一 种 分 类 方 式 目 前, 在 临 床 险 验 中 还 常 常 联 合 使 用 不 同 类 别 的 检 验 仪 器, 称 为 多 机 组 合 联 用, 以 达 到 最 佳 的 检 验 效 果 3

18 第 一 章 概 论 一 临 床 检 验 仪 器 常 用 的 性 能 指 标 任 何 一 台 检 验 仪 器 都 可 看 成 是 一 个 信 息 通 道 系 统 理 想 的 检 验 仪 器 应 该 确 保 检 测 信 号 不 失 真 地 流 通 因 此, 有 必 要 对 检 验 仪 器 的 基 本 性 能 指 标 进 行 了 解 各 种 检 验 仪 器 的 性 能 指 标 不 完 全 相 同, 但 一 个 优 良 的 检 验 仪 器 应 具 有 以 下 几 个 性 能 指 标 : 灵 敏 度 精 度 高 ; 噪 音 误 差 小 ; 分 辨 率 重 复 性 好 ; 响 应 迅 速 ; 线 性 范 围 宽 和 稳 定 性 好 等 ( 一 ) 灵 敏 度 灵 敏 度 (sensitivity, S) 指 检 验 仪 器 在 稳 态 下 输 出 量 变 化 与 输 入 量 变 化 之 比, 即 检 验 仪 器 对 单 位 浓 度 或 质 量 的 被 检 物 质 通 过 检 测 器 时 所 产 生 的 响 应 信 号 值 变 化 大 小 的 反 应 能 力, 它 反 映 仪 器 能 够 检 测 的 最 小 被 测 量 稳 态 ( 被 检 测 量 Z 不 随 时 间 变 化, 即 dx/dt=o) 下 检 验 仪 器 输 出 量 变 化 f::.y 与 输 入 的 量 变 化 U 之 比 定 义 被 观 测 到 的 变 量 的 增 量 与 其 相 应 的 被 检 测 量 的 增 量 之 比 为 检 验 仪 器 的 灵 敏 度 即 一 输 出 量 的 变 化 量 f::. y_,. /f::. y~ _dy_ rl s=v=lim ( 出 ) = 旦 = f (x) 输 入 量 的 变 化 量 t:.x ';::0't:.x / dx J 显 然, 当 灵 敏 度 为 定 值 时, 检 验 仪 器 系 统 为 线 性 的 一 般 地, 随 着 系 统 灵 敏 度 的 提 高, 容 易 引 起 噪 声 和 外 界 干 扰, 影 响 检 测 的 稳 定 性 而 使 读 数 不 可 靠 ( 二 ) 误 差 当 对 某 物 理 量 进 行 检 测 时, 所 测 得 的 数 值 与 真 值 之 间 的 差 异 称 为 误 差 (error) 误 差 的 大 小 反 映 了 测 量 值 对 真 值 的 偏 离 程 度 任 何 检 测 手 段 无 论 精 度 多 高, 其 真 误 差 总 是 客 观 存 在 的, 永 远 不 会 等 于 零 当 多 次 重 复 检 测 同 一 参 数 时, 各 次 的 测 定 值 并 不 相 同, 这 是 误 差 不 确 定 性 的 反 映 真 值 就 是 一 个 量 所 具 有 的 真 实 数 值, 由 于 真 值 通 常 是 未 知 的, 所 以 真 误 差 是 未 知 的 真 值 是 一 个 理 想 概 念, 实 际 应 用 中 通 常 用 实 际 值 来 替 代 真 值 实 际 值 是 根 据 测 量 误 差 的 要 求, 用 更 高 一 级 的 标 准 器 具 测 量 所 得 之 值 误 差 通 常 有 两 种 表 示 方 法 一 是 绝 对 误 差 (absolute error), 它 是 测 得 值 Z 与 被 检 测 量 真 值 xo 之 差 绝 对 误 差 具 有 量 纲 绝 对 误 差 只 能 说 明 检 测 结 果 偏 离 实 际 值 的 情 况, 即 能 反 映 出 误 差 的 大 小 和 方 向, 但 不 能 反 映 出 检 测 的 准 确 程 度 绝 对 误 差 f::. =x-xo 二 是 相 对 误 差 (relative error), 它 是 绝 对 误 差 与 被 测 量 真 值 之 比 相 对 误 差 只 有 大 小 和 符 号, 无 量 纲, 但 它 能 反 映 检 测 工 作 的 精 细 程 度 相 对 误 差 8= 全 -'-0 误 差 按 性 质 可 分 为 系 统 误 差 随 机 误 差 过 失 误 差 系 统 误 差 是 指 在 确 定 的 测 试 条 件 下, 误 差 的 数 值 ( 大 小 和 符 号 ) 保 持 恒 定 或 在 条 件 改 变 时 按 一 定 规 律 变 化 的 误 差, 也 叫 确 定 性 误 差 系 统 误 差 的 大 小 和 方 向 在 检 测 过 程 中 保 持 不 变 或 按 某 种 规 律 变 化, 可 以 预 测 并 可 进 行 调 节 和 修 正 系 统 误 差 常 用 来 表 示 检 测 的 正 确 度 系 统 误 差 越 小, 则 正 确 度 越 高 随 机 误 差 是 指 在 相 同 测 试 条 件 下 多 次 测 量 同 一 量 值 时, 绝 对 值 和 符 号 都 以 不 可 预 知 的 方 式 变 化 的 误 差, 也 叫 偶 然 误 差 随 机 误 差 是 由 一 些 独 立 因 素 的 微 量 变 化 的 综 合 4

19 第 一 章 概 论 影 响 造 成 的, 大 多 数 随 机 误 差 服 从 正 态 分 布 随 机 误 差 的 存 在 使 每 次 测 量 值 偏 大 或 偏 小 是 不 定 的, 但 它 并 非 毫 无 规 律, 它 的 规 律 性 是 在 大 量 观 测 数 据 中 才 表 现 出 来 的 统 计 规 律 随 机 误 差 反 应 了 检 验 结 果 的 精 密 度, 随 机 误 差 越 小, 检 测 量 精 密 度 越 高 系 统 误 差 和 随 机 误 差 的 综 合 影 响 决 定 测 量 结 果 的 准 确 度, 准 确 度 越 高, 表 示 正 确 度 和 精 密 度 越 高, 即 系 统 误 差 和 随 机 误 差 越 小 过 失 误 差 指 在 一 定 的 测 量 条 件 下, 一 般 是 由 于 疏 忽 或 错 误 造 成 测 量 值 明 显 偏 离 实 际 值 所 造 成 的 测 量 误 差, 也 称 为 坏 值, 应 予 剔 除 ( 三 ) 噪 音 检 测 仪 器 在 没 有 加 入 被 检 验 物 品 即 输 入 为 零 ) 时, 仪 器 输 出 信 号 的 波 动 或 变 化 范 围 即 为 噪 音 (noise) 引 起 噪 音 的 原 因 很 多, 有 外 界 干 扰 因 素, 如 电 网 波 动 周 围 电 场 和 磁 场 的 影 响 环 境 条 件 ( 如 温 度 湿 度 压 强 的 变 化 等 有 仪 器 内 部 的 因 素, 如 仪 器 内 部 的 温 度 变 化 元 器 件 不 稳 定 或 提 高 仪 器 的 灵 敏 度 等 噪 音 的 表 现 形 式 有 抖 动 起 伏 或 漂 移 等 三 种 " 抖 动 " 即 仪 器 指 针 以 零 点 为 中 心 作 无 规 则 的 运 动 ;" 起 伏 " 即 指 针 沿 某 一 中 心 做 大 的 往 返 波 动 ;" 漂 移 " 为 当 输 入 信 号 不 变 时, 输 出 信 号 发 生 改 变, 此 时 指 针 沿 单 方 向 慢 慢 移 动 噪 音 的 几 种 表 现 均 会 影 响 检 测 结 果 的 准 确 性, 应 力 求 避 免 ( 四 ) 最 小 检 测 量 最 小 检 测 量 (minimum detectable quantity) 指 检 测 仪 器 能 确 切 反 映 的 最 小 物 质 含 量 最 小 检 测 量 也 可 以 用 含 量 所 转 换 的 物 理 量 来 表 示 如 含 量 转 换 成 电 阻 的 变 化, 此 时 最 小 检 测 量 就 可 以 说 成 是 能 确 切 反 应 的 最 小 电 阻 量 的 变 化 量 了 仪 表 的 灵 敏 度 越 大, 在 同 样 的 噪 音 水 平 时 其 最 小 检 测 量 越 小 同 一 台 仪 器 对 不 同 物 质 的 灵 敏 度 不 尽 相 同, 因 此 同 一 台 仪 器 对 不 同 物 质 的 最 小 检 测 量 也 不 一 样 在 比 较 仪 器 的 性 能 时, 必 须 取 相 同 的 样 品 ( 五 ) 精 度 精 度 (accuracy) 是 对 检 测 可 靠 度 或 检 测 结 果 可 靠 度 的 一 种 评 价, 是 指 检 测 值 偏 离 真 值 的 程 度 精 度 是 一 个 定 性 的 概 念, 其 高 低 是 用 误 差 来 衡 量 的, 误 差 大 则 精 度 低, 误 差 小 则 精 度 高 检 测 IJ 仪 器 的 精 度 是 客 观 存 在 的, 表 现 于 误 差 之 中 通 常 把 精 度 区 分 为 准 确 度 精 密 度 和 精 确 度 准 确 度 是 指 检 测 仪 器 实 际 测 量 对 理 想 测 量 的 符 合 程 度, 是 仪 器 系 统 误 差 大 小 的 反 映, 是 评 价 仪 器 精 度 的 最 基 本 的 参 数 精 密 度 是 在 一 定 的 条 件 下 进 行 多 次 检 测 时, 所 得 检 测 结 果 彼 此 之 间 的 符 合 程 度, 反 映 检 测 结 果 对 被 检 测 量 的 分 辨 灵 敏 程 度, 由 检 测 量 误 差 的 分 布 区 间 大 小 来 评 价, 是 检 测 结 果 中 随 机 误 差 分 散 程 度 大 小 的 反 映 精 确 度 表 示 检 测 结 果 与 被 检 测 量 的 真 值 的 接 近 程 度, 是 检 测 结 果 中 系 统 误 差 与 随 机 误 差 综 合 的 反 映 准 确 度 和 精 密 度 是 检 测 仪 器 两 个 不 同 的 精 度 指 标, 前 者 表 示 仪 器 的 实 际 检 测 曲 线 偏 离 理 想 检 测 曲 线 的 程 度, 后 者 则 表 示 仪 器 实 际 检 测 曲 线 对 其 平 均 值 的 分 散 程 度, 即 工 作 的 可 靠 程 度 任 何 仪 器 必 须 有 足 够 的 精 密 度, 而 准 确 度 不 一 定 要 求 很 高, 因 为 首 先 要 保 证 仪 器 工 作 可 靠, 而 通 过 调 整 或 加 入 修 正 量 可 以 改 善 其 准 确 度 准 确 度 和 精 密 度 的 综 合 构 成 仪 器 的 精 确 度 仪 器 的 精 确 度 常 用 精 确 度 等 级 来 表 示, 如 O. 1 级 0.2 级 O. 5 级 1. 0 级 1. 5 级 等, 0.1 级 表 示 仪 表 总 的 误 差 不 超 过 +0.1% 精 确 度 等 5J

20 第 - 章 概 论 级 数 越 小, 说 明 仪 器 的 系 统 误 差 和 随 机 误 差 都 小, 也 就 是 这 种 仪 器 越 精 密 ( 六 ) 可 靠 性 可 靠 性 (reliability) 指 仪 器 在 规 定 的 时 期 内 并 在 保 持 其 运 行 指 标 不 超 限 的 情 况 下 执 行 其 功 能 的 能 力 可 靠 性 是 反 映 仪 器 是 否 耐 用 的 一 项 综 合 指 标 可 靠 性 指 标 有 : 平 均 无 故 障 时 间 (mean time between failure, MTBF): 在 标 准 工 作 条 件 下 不 间 断 地 工 作, 直 到 发 生 故 障 而 失 去 工 作 能 力 的 时 间 称 作 为 无 故 障 时 间 如 果 取 若 干 次 ( 或 若 干 台 仪 器 无 故 障 时 间 求 其 平 均 值, 则 为 平 均 无 故 障 时 间, 它 表 示 相 邻 两 次 故 障 间 隔 时 间 的 平 均 值 故 障 率 或 失 效 率 : 是 平 均 无 故 障 时 间 MTBF 的 倒 数 某 仪 器 的 失 效 率 为 0.03% 恤, 就 是 说 若 有 1 万 台 仪 器 工 作 1000 小 时 后, 在 这 段 时 间 里 只 可 能 有 3 台 会 出 现 故 障 可 信 任 概 率 (p): 表 示 由 于 元 件 参 数 的 渐 变 而 使 仪 器 仪 表 误 差 在 给 定 时 间 内 仍 然 保 持 在 技 术 条 件 规 定 限 度 以 内 的 概 率 显 然, 概 率 P 值 越 大, 测 量 仪 器 的 可 靠 性 越 高, 测 量 仪 器 的 成 本 也 越 高 ( 七 ) 重 复 性 重 复 性 (repeatability) 指 在 同 一 检 测 方 法 和 检 测 条 件 ( 仪 器 设 备 检 测 者 环 境 条 件 ) 下, 在 一 个 不 太 长 的 时 间 间 隔 内, 连 续 多 次 检 测 同 一 参 数, 所 得 到 的 数 据 的 分 散 程 度 重 复 性 与 精 密 度 密 切 相 关, 重 复 性 反 映 一 台 设 备 固 有 误 差 的 精 密 度 对 于 某 一 参 数 的 检 测 结 果, 若 重 复 性 好, 则 表 示 该 设 备 精 度 稳 定 显 然, 重 复 性 应 该 在 精 度 范 围 内, 即 用 来 确 定 精 度 的 误 差 必 然 包 括 重 复 性 的 误 差 ( 八 ) 分 辨 率 分 辨 率 (resolving power) 是 仪 器 设 备 能 感 觉 识 别 或 探 测 的 输 入 量 ( 或 能 产 生 能 响 应 的 输 出 量 ) 的 最 小 值 例 如 光 学 系 统 的 分 辨 率 就 是 光 学 系 统 可 以 分 清 的 两 物 点 间 的 最 小 间 距 分 辨 率 是 仪 器 设 备 的 - 个 重 要 技 术 指 标, 它 与 精 确 度 紧 密 相 关, 要 提 高 检 验 仪 器 的 检 测 精 密 度, 必 须 相 应 地 提 高 其 分 辨 率 ( 九 ) 测 量 范 围 和 示 值 范 围 测 量 范 围 (measuring range) 指 在 允 许 误 差 极 限 内 仪 器 所 能 测 出 的 被 检 测 值 的 范 围 检 测 仪 器 指 示 的 被 检 测 量 值 为 示 值 由 仪 器 所 显 示 或 指 示 的 最 小 值 到 最 大 值 的 范 围 称 为 示 值 范 围 (range of indicating value) 示 值 范 围 即 所 谓 仪 器 量 程, 量 程 大 则 仪 器 检 测 性 能 好 ( 十 ) 线 性 范 围 线 性 范 围 (linear range) 指 输 入 与 输 出 成 正 比 例 的 范 围 也 就 是 反 应 曲 线 呈 直 线 的 那 一 段 所 对 应 的 物 质 含 量 范 围 在 此 范 围 内, 灵 敏 度 保 持 定 值 线 性 范 围 越 宽, 则 其 量 程 越 大, 并 且 能 保 证 一 定 的 测 量 精 度 台 仪 器 的 线 性 范 围, 主 要 由 其 应 用 的 原 理 决 定 临 床 检 验 仪 器 中, 大 部 分 所 应 用 的 原 理 都 是 非 线 性 的, 其 线 性 度 也 是 相 对 的 当 所 要 求 的 检 j 精 测 度 比 较 低 时, 在 一 定 的 范 序 内, 可 将 非 线 性 误 差 较 小 的 近 似 看 作 线 性 的, 这 会 给 检 测 份 来 极 大 的 方 便 ( 十 一 ) 晌 应 时 间 C 6

21 第 - 章 概 论 响 应 时 间 (response time) 表 示 从 被 检 测 量 发 生 变 化 到 仪 器 给 出 正 确 示 值 所 经 历 的 时 间 一 般 来 说 希 望 响 应 时 间 越 短 越 好, 如 果 检 测 量 是 液 体, 则 它 与 被 测 溶 液 离 子 到 达 电 极 表 面 的 速 率 被 测 溶 液 离 子 的 浓 度 介 质 的 离 子 强 度 等 因 素 有 关 如 果 作 为 自 动 控 制 信 号 源, 则 响 应 时 间 这 个 性 能 就 显 得 特 别 重 要 因 为 仪 器 反 映 越 快, 控 制 才 能 越 及 时 响 应 时 间 有 两 种 表 示 方 法 : 是 仪 器 反 应 出 到 达 变 动 量 的 63% 时 所 需 要 的 时 间, 又 称 时 间 常 数 ; 二 是 仪 器 反 应 出 到 达 指 示 值 90% 所 经 历 的 时 间 例 如, 假 定 被 检 测 量 从 40% 变 到 45%, 则 响 应 时 间 从 检 测 初 始 量 开 始 变 化 时 计 时 按 第 一 种 方 法 计 算, 响 应 时 间 为 指 示 值 从 40% 到 达 40% + (45% - 40%) X 63%=43.15% 时 所 经 历 的 时 间 按 第 二 种 方 法 计 算, 响 应 时 间 为 指 示 值 到 达 40% 十 (45% - 40%) X 90% = 44.5% 时 所 经 历 的 时 间 目 前, 检 测 仪 器 多 采 用 后 一 种 计 算 方 法 ( 十 二 ) 频 率 响 应 范 围 频 率 响 应 范 围 (range of frequency-response) 是 为 了 获 得 足 够 精 度 的 输 出 响 应, 仪 器 所 允 许 的 输 人 信 号 的 频 率 范 围 频 率 响 应 特 性 决 定 了 被 检 测 量 的 频 率 范 围, 频 率 响 应 高, 被 检 测 的 物 质 频 率 范 围 就 宽 居 一 节 弟 二 临 床 检 验 仪 器 的 主 要 部 件. 维 护 和 选 用 标 准 临 床 检 验 仪 器 的 主 要 部 件 临 床 检 验 的 仪 器 品 种 繁 多, 结 构 五 花 八 门, 各 个 仪 器 的 工 作 原 理 对 检 测 标 本 的 要 求 显 示 功 能 以 及 检 测 结 果 记 录 均 不 相 同, 我 们 将 在 以 后 各 部 分 加 以 具 体 讨 论 不 过, 共 同 的 工 作 目 标 使 大 部 分 检 验 仪 器 的 主 要 部 件 的 功 能 及 技 术 要 求 有 不 少 共 同 之 处 我 们 简 要 地 介 绍 这 些 具 有 共 性 的 主 要 部 件, 以 便 大 家 能 更 好 地 从 整 体 上 去 掌 握 和 认 识 各 种 仪 器 ( 一 ) 取 样 ( 或 加 样 ) 装 置 取 样 装 置 (sampling equipment) 也 称 为 加 样 装 置, 指 把 待 检 测 的 样 品 引 人 仪 器 的 装 置 对 于 检 测 仪 器 来 说, 其 取 样 装 置 就 是 进 样 器 不 同 的 检 测 目 的 对 样 品 的 要 求 不 同, 所 以 进 样 器 有 手 动 的 和 自 动 的 有 些 检 测 项 目 要 求 进 样 量 能 控 制 得 十 分 准 确, 甚 至 是 微 量 进 样 器 例 如 在 色 谱 仪 中, 其 进 样 器 就 是 一 个 微 量 注 射 器 有 些 流 程 用 的 检 测 仪 器, 因 为 流 程 中 的 样 品 主 要 是 气 体 或 液 体, 其 取 样 装 置 十 分 复 杂 对 于 气 体 样 品, 还 须 考 虑 检 测 系 统 是 正 压 还 是 负 压, 如 果 是 负 压, 必 须 加 设 抽 吸 装 置, 才 能 将 样 品 抽 吸 到 仪 器 中 进 行 检 测 对 取 样 装 置 的 材 料 要 求 很 高, 既 要 能 经 受 住 高 压 高 温 或 化 学 腐 蚀 等 恶 劣 条 件 的 考 验, 还 要 保 证 不 会 与 样 品 中 的 任 何 成 分 发 生 化 学 反 应, 以 免 样 品 失 真 7J

22 第 - 章 概 ~ 最 新 开 发 的 加 样 系 统, 可 实 现 超 微 量 加 样, 结 合 高 精 可 靠 的 光 学 测 光 技 术 及 全 数 码 化 技 术 实 现 超 微 量 检 测 ( 二 ) 预 处 理 系 统 预 处 理 系 统 (system of pretreatment) 是 将 样 品 先 进 行 - 系 列 处 理, 以 满 足 检 测 系 统 对 样 品 的 各 种 状 态 要 求 的 装 置 预 处 理 的 内 容 包 括 样 品 的 温 度 血 标 本 的 抗 凝 离 心, 甚 至 分 子 存 在 状 态 的 要 求 等, 有 时 还 需 进 一 步 除 去 水 分 和 机 械 杂 质 化 学 杂 质 等 预 处 理 系 统 一 般 包 括 冷 却 器 或 恒 温 器 过 滤 器 净 化 器 和 保 持 仪 器 选 择 性 的 某 种 物 理 方 法 化 学 方 法 生 物 学 方 法 的 处 理 装 置, 如 气 化 转 化 呈 色 反 应 裂 解 抗 原 抗 体 反 应 酶 促 反 应 等 等 预 处 理 系 统 的 任 务 就 是 要 求 进 入 检 验 仪 器 的 是 一 份 有 代 表 性 洁 净 符 合 检 验 技 术 要 求 没 有 任 何 干 扰 成 分 的 样 品 ( 三 ) 分 离 装 置 在 各 种 能 同 时 检 测 多 种 组 分 的 检 测 仪 器 中 基 本 都 设 有 分 离 装 置 (separating equipment) 这 里 所 指 的 " 分 离 ", 既 包 括 样 品 本 身 各 化 学 组 分 的 分 离, 也 包 括 能 量 的 分 离 如 色 谱 仪 中 的 色 谱 柱, 电 子 探 针 中 的 电 子 光 学 系 统, 光 学 式 的 检 验 仪 器 中 的 分 光 系 统 质 谱 仪 利 用 电 场 或 磁 场 的 变 化 使 带 定 的 电 荷 的 不 同 质 量 数 的 离 子 沿 不 同 的 轨 迹 运 动 而 被 分 离, 既 含 有 生 盯 女 分 离 叉 含 有 能 量 分 离 的 因 素 总 而 言 之, 将 样 品 各 个 组 分 加 以 机 械 分 离 或 物 理 区 分 的 装 置 都 属 分 离 装 置 对 分 离 装 置 的 要 求, 主 要 是 分 辨 率 各 组 分 检 测 仪 器 的 分 辨 率 的 高 低 主 要 取 决 于 分 离 装 置 ( 四 ) 检 测 器 检 测 器 (detector) 是 检 测 仪 器 的 核 1[; 部 分 工 作 时 根 据 样 品 中 待 检 测 组 分 的 含 量 发 出 相 应 的 信 号, 这 种 信 号 多 数 是 以 电 参 数 输 出 的, 如 光 电 比 色 计 中 的 光 电 池 分 光 光 度 计 和 核 辐 射 探 测 器 中 的 光 电 倍 增 管 电 导 式 检 测 仪 中 的 电 导 池 热 导 式 检 测 仪 中 的 热 导 池 等 一 台 检 测 仪 器 的 技 术 性 能, 特 别 是 单 组 分 检 测 仪 器 的 技 术 性 能, 在 很 大 程 度 上 取 决 于 检 测 器 有 些 检 测 仪 器 中 的 检 测 器 由 几 个 部 件 共 同 构 成 如 在 不 分 光 红 外 线 吸 收 式 气 体 检 测 仪 中, 从 信 号 发 出 部 位 划 分 检 测 器 应 是 接 收 气 室, 但 是 样 品 却 不 经 过 接 收 气 室 而 是 通 过 工 作 气 室 因 此, 将 工 作 气 室 接 收 气 室 和 光 源 统 称 为 检 验 系 统 { 五 ) 信 号 处 理 系 统 信 号 处 理 系 统 (signal processing system) 是 信 号 从 检 测 器 发 出 到 显 示 出 来 过 程 中 的 一 系 列 中 间 环 节 从 检 测 器 输 出 的 信 号 是 多 种 多 样 的,- 般 有 电 流 的 变 化 电 压 的 变 化 电 阻 的 变 化 电 感 的 变 化 频 率 的 变 化 压 力 的 变 化 和 温 度 的 变 化, 特 别 是 电 参 数 的 变 化 最 为 普 遍 只 要 测 量 出 这 些 变 化 便 可 间 接 地 确 定 待 检 测 样 品 中 组 分 含 量 的 变 化 通 常 把 测 量 这 些 变 化 的 装 置 称 为 测 量 装 置 在 检 测 仪 器 中, 由 于 成 分 和 含 量 变 化 所 引 起 的 各 种 物 理 量 的 变 化 通 常 很 小, 往 往 要 经 过 放 大 器 加 以 放 大 后 才 能 显 示 出 来 由 于 输 出 的 信 号 往 往 是 非 线 性 的, 所 以, 还 前 加 以 线 性 化, 才 能 使 输 出 信 号 的 变 化 值 与 待 检 测 组 分 浓 度 的 变 化 成 比 例 关 系 某 些 多 组 分 的 检 测 仪 器, 显 示 某 种 组 分 含 量 的 不 是 输 出 信 号 的 瞬 间 值, 而 是 在 _.-.. 定 时 间 内 信 号 的 累 积 数 值, 因 此 要 在 系 统 中 设 置 信 号 积 分 的 装 置 Cs

23 第 - 章 概 论 由 于 从 测 量 装 置 输 出 的 信 号 大 多 是 模 拟 信 号, 为 了 提 高 显 示 精 度 井 和 计 算 机 联 用, 需 采 用 数 字 显 示 所 以, 系 统 中 还 必 须 设 置 模 数 转 换 装 置 上 述 这 些 都 属 信 号 处 理 系 统, 对 它 们 的 要 求 是 确 保 信 号 不 失 真 地 传 输 给 显 示 装 置 ( 六 ) 显 示 装 置 显 示 装 置 (displayequipment) 的 功 能 就 是 把 检 测 结 果 显 示 出 来 一 般 有 模 拟 显 示 和 数 字 显 示 两 种 模 拟 显 示 是 在 刻 度 盘 上 由 指 针 模 拟 信 号 的 变 化 连 续 地 指 出 结 果, 或 由 记 录 笔 描 绘 出 信 号 的 变 化 曲 线 这 种 显 示 装 置 多 采 用 电 压 表 电 流 表 或 带 自 动 记 录 的 电 子 电 位 差 计 等 这 种 传 统 的 显 示 方 法 直 观 性 好, 可 以 同 时 比 较, 并 可 表 示 时 间 差 距, 但 其 精 度 较 差, 读 数 误 差 较 大 数 字 显 示 是 将 信 号 处 理 后 直 接 用 数 字 显 示 检 测 数 值 这 是 目 前 大 力 发 展 的 一 种 显 示 方 式 显 示 装 置 除 电 表 数 码 管 外, 还 有 感 光 胶 片 和 示 波 管 显 像 管 等 ( &n 波 形 显 示 和 图 像 显 示 ) 对 于 显 示 装 置 的 要 求 是 能 精 确 显 示 出 检 测 器 发 出 的 信 号, 响 应 速 度 快, 能 及 时 显 示 检 测 数 据 ( 七 ) 补 偿 装 置 补 偿 装 置 (compensatoryequipment) 的 作 用 是 消 除 或 降 低 客 观 条 件 或 样 品 的 状 态 对 检 测 的 影 响, 特 别 是 样 品 的 温 度 环 境 的 压 力 温 度 的 波 动 对 检 测 结 果 的 影 响 补 偿 装 置 多 是 在 信 号 处 理 系 统 中 引 人 一 个 与 上 述 条 件 波 动 成 正 比 例 的 负 反 馈 来 实 现 某 些 检 测 仪 器, 如 电 导 式 的 检 测 仪 器, 补 偿 装 置 是 必 不 可 少 的, 否 则 仪 器 的 精 度 和 可 靠 程 度 会 降 低, 有 些 检 测 仪 器 精 度 不 高 的 主 要 原 因 就 是 由 于 补 偿 不 好 ( 八 ) 辅 助 装 置 这 里 所 讲 的 辅 助 装 置 (assistant equipment) 是 为 了 确 保 仪 器 测 量 的 精 度 保 证 操 作 条 件 而 设 置 的 附 加 装 置, 如 恒 温 器 稳 压 电 源 电 磁 隔 绝 装 置 稳 压 阀 等 根 据 不 同 的 情 况 决 定 辅 助 装 置 的 具 体 名 称 和 数 量 目 前, 大 多 数 检 验 仪 器 的 辅 助 装 置 都 采 用 多 微 处 理 器 (CPU) 系 统, 各 工 作 单 元 独 立 的 CPU 之 间 也 采 用 无 噪 声 干 扰 的 网 络 连 接 及 传 送, 大 大 提 高 了 其 速 度 和 准 确 性 稳 定 性 ( 九 ) 样 品 前 处 理 系 统 样 品 前 处 理 系 统 (pr e- analytical modular, PAM) 的 工 作 任 务 是 将 标 本 分 类 离 心 分 装 编 排 运 送 存 储 等 根 据 大 量 调 查 发 现, 目 前 使 用 全 自 动 生 化 分 析 仪 的 实 验 室, 工 作 量 的 分 配 大 致 是 : 样 品 前 处 理 占 30%, 样 品 分 析 约 为 40%, 信 息 处 理 20%, 其 他 工 作 约 10% 样 品 的 前 处 理 占 用 了 大 量 的 工 作 时 间 为 了 提 高 医 疗 服 务 的 效 率, 满 足 不 同 层 次 临 床 实 验 室 的 需 求, 实 现 全 实 验 室 自 动 化 (total laboratory automation, TLA) 许 多 仪 器 生 产 商 于 20 世 纪 90 年 代 中 后 期 开 始 研 制 样 品 前 处 理 系 统, 不 仅 用 于 生 化 分 析 的 样 品 处 理, 还 可 用 于 免 疫 / 血 清 血 液 常 规 分 析 和 尿 液 分 析 等 各 种 标 本 样 品 的 分 类 和 运 送 样 品 前 处 理 系 统 采 用 模 块 或 其 他 的 技 术 方 式, 执 行 特 定 的 功 能, 如 进 样 样 品 存 储 离 心 开 栓 闭 塞 模 块 在 线 分 注 非 在 线 分 注 条 形 码 标 识 样 品 分 类 等 其 中 进 样 和 样 品 存 储 是 核 心 装 置 样 品 前 处 理 系 统 的 发 明 是 医 学 领 域 临 床 实 验 方 面 的 技 术 革 命, 使 实 验 室 的 自 动 化

24 第 - 章 概 论 进 入 了 一 个 新 的 历 史 时 期 - 实 验 室 全 系 统 自 动 化 由 于 完 美 的 模 块 系 统 设 计 可 节 省 放 置 空 间, 并 且 可 以 根 据 需 要 进 行 系 统 组 合, 在 工 作 需 求 增 加 时 又 可 以 自 由 扩 充 并 支 持 升 级, 体 化 的 模 块 系 统 设 计 使 得 操 作 更 简 单 更 方 便, 节 省 了 许 多 开 支, 减 轻 了 劳 动 强 度, 是 实 验 室 发 展 的 必 然 趋 势 二 临 床 检 验 仪 器 的 维 护 检 验 仪 器 维 护 工 作 的 目 的 是 减 少 或 避 免 偶 然 性 故 障 的 发 生, 延 缓 必 然 性 故 障 的 发 生, 并 确 保 其 性 能 的 稳 定 和 可 靠 仪 器 的 维 护 工 作 是 一 项 贯 穿 整 个 检 验 过 程 的 长 期 工 作, 必 须 根 据 各 仪 器 的 特 点 结 构 和 使 用 过 程, 针 对 容 易 出 现 故 障 的 环 节, 制 定 出 具 体 的 维 护 保 养 措 施, 由 专 人 负 责 执 行 1. 正 确 使 用 操 作 人 员 应 认 真 阅 读 仪 器 操 作 说 明 书, 熟 悉 仪 器 性 能, 严 格 按 照 操 作 规 程 掌 握 正 确 的 使 用 方 法, 使 仪 器 始 终 保 持 在 良 好 运 行 状 态 要 重 视 配 套 设 备 和 设 施 的 使 用 和 维 护 检 查, 比 如 气 体 发 生 器 钢 瓶 电 源 水 源 系 统 等, 避 免 仪 器 在 工 作 状 态 发 生 断 气 断 电 断 水 情 况 2. 环 境 要 求 检 验 仪 器 对 使 用 环 境 有 很 高 的 要 求, 首 先 要 有 一 个 整 洁 的 实 验 室 一 旦 灰 尘 进 入 仪 器 的 光 路 系 统, 必 然 会 影 响 到 仪 器 的 灵 敏 度 灰 尘 还 常 常 会 造 成 零 部 件 间 的 接 触 不 良 导 致 电 气 绝 缘 性 能 变 差 而 影 响 到 仪 器 的 正 常 使 用 因 此, 实 验 室 清 洁 工 作 是 仪 器 维 护 保 养 中 的 一 件 不 可 或 缺 的 重 要 工 作 环 境 的 温 湿 度 对 仪 器 的 影 响 也 很 大 为 保 证 仪 器 的 精 度 和 延 长 其 使 用 寿 命, 应 让 仪 器 始 终 处 于 符 合 要 求 的 温 湿 度 环 境 中 潮 湿 的 环 境 极 易 造 成 器 件 的 生 锈 以 致 损 坏, 造 成 故 障 ; 还 容 易 使 仪 器 的 绝 缘 性 能 变 差, 产 生 不 安 全 的 因 素 平 时 可 以 利 用 空 调 机 的 去 湿 功 能 来 控 制 实 验 室 的 湿 度, 必 要 时 应 专 门 配 备 去 湿 机 对 仪 器 内 放 置 的 干 燥 剂 一 定 要 定 期 检 查, 一 旦 失 效 要 及 时 更 换 检 验 仪 器 是 与 人 体 的 分 泌 物 质 打 交 道 的, 常 易 造 成 检 测 物 品 或 其 他 化 学 物 质 残 留 在 仪 器 上 的 情 况 所 以, 要 维 护 好 仪 器 就 应 该 做 到 每 次 使 用 完 毕 及 时 做 好 清 洁 维 护 工 作, 要 确 保 精 密 仪 器 远 离 腐 蚀 源, 平 时 应 注 意 做 好 环 境 监 察 工 作 防 震 也 是 仪 器 对 环 境 的 基 本 要 求 之 二 精 密 仪 器 应 安 放 在 坚 实 稳 固 的 实 验 台 或 基 座 上 3. 电 源 要 求 良 好 的 稳 定 供 电 对 于 检 验 仪 器 的 精 度 和 稳 定 性 极 为 重 要 来 自 电 网 的 浪 涌 电 压 及 瞬 变 脉 冲 对 检 验 仪 器 危 害 极 大, 会 破 坏 扫 描 电 镜 和 计 算 机 工 作, 造 成 信 号 图 像 畸 变, 还 会 干 扰 前 置 放 大 器 微 电 流 放 大 器 等 组 件 工 作 尽 管 仪 器 - 般 自 身 都 具 有 电 源 稳 压 功 能, 还 是 应 保 证 供 电 电 源 的 电 压 稳 定 波 形 失 真 小 和 具 有 正 确 良 好 的 接 地 等 大 型 检 验 仪 器 应 做 到 单 独 深 埋 接 地 并 具 有 良 好 的 抗 干 扰 措 施, 比 如 果 用 隔 离 变 压 器 等 以 保 证 仪 器 的 灵 敏 度 和 可 靠 性 不 稳 定 的 电 源 会 引 起 气 相 色 谱 仪 液 相 色 谱 仪 等 t 作 时 基 线 不 稳 定, 测 试 难 以 得 到 正 确 的 结 果 为 防 止 仪 器 计 算 机 在 工 作 中 突 然 停 电 而 造 成 损 坏 或 数 据 丢 失, 可 配 用 高 可 靠 性 的 UPS 电 源, 这 样 既 可 改 善 电 源 性 能 只 能 在 非 正 常 停 电 时 做 到 安 全 天 机 4. 定 期 校 驹 检 验 仪 器 用 于 测 试 和 检 验 各 种 样 品, 是 分 析 人 员 的 主 要 工 具, 它 能 起 到 人 眼 无 法 i 回 到 的 作 用, 把 物 质 的 微 观 世 界 充 分 展 现 在 人 们 眼 前 检 验 仪 器 所 提 10

25 第 - 章 概 诠 供 的 数 据, 已 成 为 疾 病 诊 断 危 险 分 析 治 疗 效 果 评 价 和 健 康 状 况 监 测 的 重 要 依 据, 应 力 求 结 果 的 准 确 可 靠 因 此, 应 当 按 照 仪 器 说 明 书 提 供 的 方 法 和 标 准 ( 图 谱 ) 对 仪 器 定 期 进 行 校 验, 以 保 证 测 量 结 果 的 准 确 可 靠 5. 做 好 记 录 应 该 认 真 做 好 仪 器 的 工 作 记 录 其 内 容 包 括 仪 器 状 态 开 机 或 维 修 时 间 操 作 维 修 人 员 工 作 内 容 及 其 他 值 得 记 录 备 查 的 内 容 一 方 面 可 为 将 来 的 统 计 工 作 提 供 充 分 的 数 据, 另 一 方 面 也 可 掌 握 某 些 需 定 期 更 换 的 零 部 件 的 使 用 情 况, 有 助 于 辨 别 是 正 常 消 耗 还 是 故 障 三 临 床 检 验 仪 器 的 选 用 标 准 随 着 社 会 的 进 步 和 科 学 技 术 的 发 展, 对 检 验 仪 器 质 量 的 评 估 越 来 越 严 格, 选 用 的 标 准 也 越 来 越 全 面 选 用 临 床 检 验 仪 器 的 标 准 应 着 眼 于 " 全 面 质 量 " 全 面 质 量 是 指 仪 器 精 密 程 度 和 价 廉 质 高 的 总 体 评 价, 或 者 说 是 通 过 使 用 户 满 意 而 获 得 效 果 的 总 体 水 平 它 涉 及 到 各 个 方 面, 从 不 同 的 角 度 出 发, 选 用 的 标 准 也 不 一 样 一 般 可 从 以 下 几 个 方 面 加 以 考 虑 : 1. 要 求 仪 器 的 精 度 和 分 辨 率 等 级 高 应 用 范 围 广 检 测 范 围 宽 稳 定 性 和 重 复 性 好 灵 敏 度 高 误 差 和 噪 音 小 响 应 时 间 短 等 ; 2. 要 求 仪 器 的 检 测 速 度 快 检 测 参 数 多 结 果 准 确 可 靠 可 靠 性 好 ; 3. 用 户 操 作 程 序 界 面 全 中 文 显 示, 操 作 简 便, 快 捷 ; 4. 有 国 内 生 产 的 配 套 试 剂 盒 供 应 ; 5. 仪 器 不 失 效 的 性 能 寿 命 可 维 修 性 和 保 存 性 能 好, 如 仪 器 的 装 配 合 理 材 料 先 进 采 用 标 准 件 及 同 类 产 品 通 用 零 部 件 的 程 度 高 售 后 维 修 服 务 好 等 6. 能 充 分 体 现 高 效 益 低 成 本 以 上 各 个 标 准 是 否 需 要 以 及 相 对 重 要 程 度 如 何, 可 以 结 合 临 床 检 测 的 需 求 及 各 检 测 项 目 的 具 体 要 求 作 具 体 分 析 第 四 节 临 床 检 验 仪 器 的 进 展 和 发 展 趋 势 一 临 床 检 验 仪 器 的 进 展 临 床 检 验 仪 器 学 是 在 人 们 认 识 疾 病 明 确 诊 断 观 察 疗 效 推 测 预 后 和 不 断 提 高 人 类 的 生 存 质 量 的 过 程 中 逐 步 发 展 起 来 的 一 门 新 兴 学 科 纵 观 临 床 检 验 仪 器 的 进 展, 大 体 上 可 分 成 如 下 几 个 阶 段 17 世 纪 末, 荷 兰 人 Leeuwenhoek 在 诊 断 中 创 造 了 显 微 镜 随 后, 人 们 相 继 应 用 显 微 镜 观 察 到 血 液 中 的 红 细 胞 和 白 细 胞, 并 开 始 改 变 仅 限 于 用 感 官 直 觉 ( 色 嗅 昧 等 ) 观 察 尿 液 的 方 式, 一 些 只 凭 人 们 感 官 操 纵 的 检 验 仪 器 不 断 出 现 随 着 第 一 次 产 业 革 命 的 到 来, 机 械 指 针 式 检 验 仪 器 和 检 验 控 制 装 置 开 始 问 世 20 世 纪 初, 由 于 电 子 管 的 发 明 及 电 子 学 的 蓬 勃 发 展, 促 进 了 近 代 医 学 科 学 和 自 动 化 理 论 与 实 践 的 飞 速 发 展 临 床 上 要 求 检 验 提 供 的 支 持 诊 断 鉴 别 诊 断 和 准 确 诊 断 的 依 据 不 断 增 多, 要 求 也 不 断 提 高 这 些 都 为 近 代 临 床 检 验 仪 器 的 发 展 奠 定 了 基 础 10

26 第 - 章 概 论 随 着 晶 体 管 的 发 明, 数 字 化 技 术 进 展 迅 速, 各 种 模 拟 - 数 字 转 换 技 术 日 趋 成 熟 从 50 年 代 到 60 年 代 中 期, 一 大 批 数 字 式 检 验 仪 器 开 始 应 用 于 临 床 检 验 例 如, 生 化 分 析 仪 就 从 单 通 道 连 续 流 动 式 发 展 到 多 通 道 连 续 流 动 式 自 动 分 析 仪 在 这 个 阶 段, 虽 然 电 子 计 算 机 的 发 明 在 科 学 技 术 领 域 引 起 了 轰 动, 但 计 算 机 技 术 并 未 对 临 床 检 验 仪 器 产 生 革 命 性 的 影 响 这 是 因 为 当 时 的 计 算 机 还 是 一 种 技 术 复 杂 价 格 昂 贵 的 设 备, 只 有 少 数 专 业 人 员 才 能 掌 握 和 操 纵 因 此, 计 算 机 很 难 在 临 床 检 验 仪 器 中 获 得 普 遍 应 用, 只 有 少 数 需 要 浩 繁 数 据 处 理 的 大 型 精 密 检 测 仪 器 如 质 谱 仪 波 谱 仪 声 谱 仪 等 才 尝 试 使 用 计 算 机 技 术 20 世 纪 70 年 代, 随 着 大 规 模 集 成 电 路 制 造 技 术 的 发 展, 发 明 了 微 处 理 器 芯 片 随 后, 美 国 开 始 制 售 配 有 微 型 计 算 机 的 检 验 分 析 仪 器 产 品 从 1975 年 起, 微 处 理 器 和 微 型 计 算 机 在 各 种 检 验 分 析 仪 器 中 的 应 用 以 平 均 每 年 35% 的 速 度 递 增 到 20 世 纪 90 年 代, 由 计 算 机 系 统 控 制 的 多 通 道 的 自 动 化 分 析 仪 随 机 任 选 式 的 大 型 的 微 机 化 的 全 自 动 生 化 分 析 仪 等 已 在 中 等 以 上 的 医 院 普 及 应 用 全 实 验 室 的 自 动 化 Ctotallaboratoryautomation, TLA) 又 称 全 程 自 动 化, 是 指 将 临 床 实 验 室 相 互 有 关 或 互 不 相 关 的 自 动 化 仪 器 串 联 起 来, 构 成 流 水 线 作 业 的 组 合, 形 成 大 规 模 的 全 检 测 过 程 的 自 动 化 在 运 行 时, 一 份 样 品 自 临 床 科 室 运 送 至 实 验 室 后, 首 先 由 条 形 码 识 别 器 加 以 识 别 分 类, 自 动 混 匀 开 盖 或 离 心 分 出 血 清, 再 分 配 至 不 同 的 自 动 化 分 析 系 统 ( 例 如 : 生 化 系 统, 免 疫 系 统 ) 进 行 测 试 打 印 及 储 存 结 果 试 验 完 毕 后 分 析 系 统 处 于 待 命 状 态, 临 床 实 验 室 信 息 系 统 C laboratory information system, LIS) 采 集 系 统 中 各 个 部 分 的 临 床 检 验 数 据 并 核 实 检 验 结 果, 为 临 床 诊 断 和 治 疗 提 供 准 确 的 信 息, 将 LIS 连 接 到 医 院 信 息 系 统 C hospital information sys tern, HIS) 上 测 定 标 本 刚 刚 通 过 流 水 线 时, 所 有 检 验 信 息 可 立 刻 为 整 个 医 院 所 共 享 全 实 验 室 自 动 化 于 20 世 纪 80 年 代 首 见 于 日 本 当 时 日 本 Dr. Sasaki 建 立 了 世 界 第 一 个 组 合 式 自 动 化 实 验 室, 采 用 标 本 传 送 系 统 和 自 动 化 控 制 技 术, 检 验 人 员 只 需 将 标 本 放 在 传 送 带 上, 分 析 仪 器 便 可 根 据 设 计 好 的 程 序 工 作, 检 验 人 员 不 再 接 触 标 本, 自 动 取 样 自 动 报 告, 减 少 了 使 用 人 员 的 感 染 疾 病 的 机 卒, 节 省 了 劳 动 力 如 Aeroset 型 全 自 动 生 化 分 析 仪 每 年 可 完 成 150 万 次 检 验, 检 验 59 个 项 目, 每 个 小 时 可 完 成 2000 次 检 测, 此 后 日 本 其 他 实 验 室 也 相 继 发 展 了 自 己 的 全 实 验 室 自 动 化 系 统 日 本 国 立 大 学 院 70% 以 上 的 医 院 配 备 了 不 同 规 模 的 自 动 化 系 统 由 于 装 备 全 自 动 检 验 系 统 所 需 费 用 较 高, 限 制 了 在 中 小 医 院 和 经 济 欠 发 达 地 区 的 发 展 20 世 纪 80 年 代 末 和 90 年 代 初 美 国 和 欧 洲 也 相 继 建 立 了 自 己 的 全 实 验 室 自 动 化 全 实 验 室 自 动 化 除 了 有 各 系 统 的 自 动 检 测 仪 器 外, 还 要 有 样 品 运 送 分 离 条 形 码 处 理 分 配 等 前 处 理 的 自 动 化, 即 样 品 前 处 理 系 统 进 入 21 世 纪, 临 床 检 验 仪 器 技 术 更 新 快, 高 科 技 含 量 增 长 迅 猛, 正 向 自 动 化 智 能 化 一 机 多 能 化 方 向 发 展 发 展 更 新 主 要 表 现 在 : 基 于 微 电 子 技 术 和 计 算 机 技 术 的 应 用 实 现 检 验 仪 器 的 自 动 化 ; 通 过 计 算 机 控 制 器 和 数 字 模 型 进 行 数 据 采 集 运 算 统 计 分 析 处 理, 大 大 提 高 检 验 仪 器 数 据 处 理 能 力, 数 字 图 像 处 理 系 统 实 现 了 检 验 仪 器 数 字 图 像 处 理 功 能 的 发 展 ; 检 验 仪 器 的 联 用 技 术 向 检 测 速 度 超 高 速 化 分 析 试 样 12

27 第 - 章 概 论 超 微 量 化 检 验 仪 器 超 小 型 化 的 方 向 发 展 大 多 临 床 检 验 仪 器 已 具 备 超 微 量 分 析 的 能 力, 检 测 全 程 由 计 算 机 控 制, 其 智 能 化 自 动 化 一 机 多 能 化 程 度 更 高, 许 多 仪 器 都 集 大 型 机 的 处 理 能 力 和 小 型 机 的 应 变 能 力 于 一 身 如 生 化 分 析 仪 器 的 光 路 系 统 技 术 更 先 进, 可 使 波 长 范 围 更 宽 稳 定 性 更 高, 操 作 系 统 的 数 据 分 析 和 处 理 能 力 更 强, 更 方 便 实 现 网 络 化 ; 免 疫 分 析 仪 器 的 特 异 性 和 灵 敏 度 更 高 等 等 临 床 检 验 仪 器 学 科 的 发 展 与 近 年 科 学 技 术 的 进 步 密 切 相 关, 尤 其 是 电 子 技 术 计 算 机 技 术 和 生 物 芯 片 技 术, 对 其 有 着 巨 大 的 影 响 随 着 医 学 基 础 学 科 和 生 命 学 科 的 迅 猛 发 展, 许 多 新 技 术 新 方 法 在 临 床 检 验 中 的 广 泛 应 用, 将 使 得 临 床 检 验 仪 器 的 发 展 更 加 日 新 月 异 二 临 床 检 验 仪 器 的 发 展 趋 势 临 床 检 验 仪 器 的 发 展 趋 势 主 要 体 现 在 以 下 几 方 面 : 1. 由 计 算 机 技 术 和 通 信 技 术 相 结 合 而 发 展 的 计 算 机 网 络, 已 渗 透 到 临 床 检 验 实 验 室 中, 形 成 了 多 用 户 共 享 的 高 精 度 高 速 度 多 功 能 高 可 靠 性 的 检 验 仪 器 2. 利 用 物 理 学 的 新 效 应 和 高 新 技 术 及 其 成 就 开 发 新 型 检 验 仪 器 和 新 型 高 灵 敏 度 高 稳 定 性 强 抗 干 扰 能 力 的 新 型 传 感 器 技 术 和 纳 米 检 测 技 术, 研 制 新 型 的 高 精 度 高 分 辨 率 的 检 验 仪 器 3. 模 块 式 设 计 形 成 一 个 高 质 量 多 功 能 的 检 验 系 统, 实 现 了 一 机 多 用 一 台 仪 器 可 测 定 常 规 特 殊 生 化 药 物 治 疗 滥 用 药 物 特 种 蛋 白 免 疫 等 多 种 项 目, 还 可 以 增 添 各 种 部 件, 扩 展 其 功 能 随 着 临 床 检 验 项 目 的 增 多, 新 理 论 的 研 究 应 用 及 新 技 术 的 引 进, 各 种 检 验 仪 器 的 组 合 联 用 已 大 量 涌 现 模 块 式 接 人 系 统 使 用 更 方 便 灵 活 经 济 实 用 不 同 模 块 联 机 组 合 实 行 自 动 进 样 自 动 切 换, 自 动 分 析 处 理 复 杂 数 据 这 都 将 大 大 降 低 检 验 成 本, 提 高 临 床 检 验 的 质 量 监 控 水 平 4. 分 子 生 物 学 技 术 己 成 为 核 心 技 术 和 前 导 技 术 逐 渐 运 用 到 检 验 设 备 的 研 发 中 去, 影 响 着 检 验 仪 器 发 展 的 历 程 如 聚 合 酶 链 反 应 (polymerase chain reaction, PCR) 流 式 细 胞 技 术 (flow cyto meter, FCM) 可 以 高 速 分 析 上 万 个 细 胞, 并 能 同 时 从 一 个 细 胞 中 测 得 多 个 参 数 ; 多 种 形 式 的 标 记 免 疫 技 术, 灵 敏 度 甚 至 可 达 到 相 当 于 分 子 水 平 ; 生 物 质 谱 技 术 (mass spectrometry) 用 于 蛋 白 质 多 肤 核 酸 和 多 糖 等 生 物 大 分 子 的 研 究, 尤 其 是 对 于 目 前 的 研 究 热 点 - 蛋 白 质 组 学 更 有 重 要 作 用 许 多 疾 病 将 出 现 新 的 诊 断 指 标, 给 疾 病 的 筛 查 诊 断 带 来 革 命 生 物 芯 片 技 术 和 基 因 工 程 技 术 将 会 广 泛 应 用 于 检 验 各 学 科, 生 物 诊 断 芯 片 的 种 类 和 技 术 在 检 验 医 学 中 的 应 用 也 会 越 来 越 广 泛 如 用 于 临 床 疾 病 的 基 因 诊 断 病 原 微 生 物 感 染 的 鉴 别 诊 断 等 方 面, 将 使 得 各 种 简 单 快 速 且 结 果 更 准 确 的 基 因 多 态 性 分 析 方 法 在 临 床 检 测 中 大 量 涌 现, 生 物 传 感 器 和 芯 片 的 应 用 将 使 检 验 仪 器 更 加 灵 活 多 用, 相 应 的 检 验 仪 器 也 正 在 不 断 研 发 和 出 现 5. 专 家 系 统 技 术 更 趋 完 善, 使 临 床 检 验 仪 器 具 有 更 高 级 的 智 能 从 送 人 标 本 条 码 输 人 完 成 检 测 数 据 存 储 输 出 连 接 网 络, 由 原 先 使 用 人 工 完 成 的 工 作 过 程 完 全 由 计 算 机 控 制 的 机 械 怦 和 数 据 处 理 分 析 系 统 准 确 无 误 地 自 动 完 成, 速 度 更 加 快 捷 仪 器 能 定 期 自 动 校 检, 排 除 人 为 因 豆 豆 ' 和 非 标 准 干 扰, 结 果 存 储 便 于 查 询, 减 少 误 差, 缩 短 f 出 报 告 的 时 间 向 i 参 晰 自 控 向 调 自 行 判 断 决 策 等 高 智 能 功 能, 使 检 验 仪 10

28 第 一 章 楠 论 器 的 操 作 使 用 更 加 方 便 快 捷, 并 向 全 能 型 全 自 动 化 和 先 进 的 " 人 - 机 " 对 话 方 向 迅 速 发 展 6. 自 动 化 水 平 更 高 检 验 设 备 的 自 动 化 反 映 了 检 验 仪 器 前 进 的 步 伐, 这 里 的 自 动 化 包 括 分 析 前 和 分 析 后 的 全 过 程 一 些 目 前 还 没 有 完 全 实 现 自 动 化 的 检 测 单 元 也 将 逐 步 实 现 自 动 化, 比 如 免 疫 学 单 元 和 微 生 物 学 单 元 各 种 全 自 动 细 菌 培 养 系 统 全 自 动 菌 落 分 析 仪 病 毒 免 疫 荧 光 分 析 仪 等 将 会 在 各 大 小 医 院 检 验 科 普 及 分 子 生 物 学 技 术 所 需 要 的 如 per 仪 DNA 测 序 仪 生 物 质 谱 仪 流 式 细 胞 仪 这 些 高 科 技 的 自 动 化 仪 器 也 会 逐 步 普 及 各 种 新 型 检 验 仪 器 竞 相 涌 现, 它 们 的 共 同 特 点 是 具 有 先 进 的 光 路 系 统 和 强 大 的 数 据 处 理 功 能, 其 功 能 及 性 能 日 趋 完 善, 使 检 测 速 度 更 快 准 确 度 更 高 重 复 ' 性 更 好 交 叉 污 染 和 消 耗 也 更 低 7. 检 验 结 果 标 准 化 在 全 球 一 体 化 的 背 景 下, 中 国 检 验 医 学 必 须 加 速 前 进 的 步 伐 我 国 临 床 检 验 的 准 确 性 长 期 以 来 一 直 未 能 得 到 解 决, 使 用 同 类 试 剂 出 现 不 同 的 检 验 结 果, 这 是 国 内 各 医 院 化 验 结 果 互 不 认 可 的 重 要 原 因 之 一 除 了 对 操 作 人 员 素 质 试 剂 质 量 等 进 行 控 制 外, 对 于 各 种 不 同 厂 家 不 同 型 号 的 同 类 型 仪 器, 采 用 相 同 的 技 术 标 准 也 非 常 重 要, 这 使 得 各 个 实 验 室 的 数 据 具 有 可 比 性 目 前 有 不 同 等 级 的 质 控 制 度 和 部 门 来 统 一 各 实 验 室 结 果, 检 验 仪 器 设 备 的 发 展 趋 势 也 是 达 到 同 类 型 仪 器 检 测 的 标 准 化 8. 仪 器 更 个 性 化 以 需 求 为 导 向 的 生 产 同 样 是 未 来 检 验 医 学 设 备 的 发 展 趋 势, 将 实 现 设 备 的 个 性 化 今 后 发 展 的 重 点 在 于 核 心 装 备 与 关 键 技 术 的 选 择, 针 对 市 场 需 求 重 点 发 展 常 规 仪 器, 适 量 发 展 先 进 仪 器 9. 即 时 检 验 仪 器 的 临 床 应 用 近 年 来, 即 时 检 验 仪 器 得 到 快 速 发 展, 其 小 型 便 携 功 能 全 面, 方 便 床 旁 检 测 和 现 场 监 测, 患 者 甚 至 可 以 自 己 进 行 简 单 的 测 试, 对 于 及 早 诊 断 疗 程 监 控 都 有 实 际 意 义 例 如, 小 型 血 糖 仪 已 经 投 入 广 泛 应 用, 不 仅 门 诊 检 验 必 备, 很 多 有 糖 尿 病 患 者 的 家 庭 也 备 有, 以 便 随 时 监 测 血 糖 各 种 小 型 便 携 的 生 化 分 析 仪 心 电 图 仪 B 超 血 气 电 解 质 血 凝 以 及 其 他 急 诊 项 目 分 析 仪 器 等 将 逐 步 应 用 于 临 床, 也 将 为 各 社 区 医 疗 保 健 工 作 急 诊 出 诊 带 来 方 便 随 着 微 电 子 技 术 和 电 极 技 术 的 进 一 步 发 展, 临 床 检 验 仪 器 正 朝 着 集 大 型 机 的 处 理 能 力 和 小 型 机 的 应 变 能 力 于 一 身 超 小 型 多 功 能 低 价 格 更 新 换 代 频 繁 床 边 和 家 庭 型 的 方 向 迈 进 例 如, 多 功 能 多 参 数 多 分 类 的 血 细 胞 分 析 仪 的 应 用, 就 把 临 床 血 液 学 检 验 提 高 到 了 个 全 新 的 水 平 自 动 生 化 分 析 仪 未 来 的 发 展 趋 势 也 是 连 续 高 速 化 组 合 化 超 微 量 化 智 能 化 和 尖 端 化 流 式 细 胞 仪 也 是 近 年 来 发 展 起 来 的 现 代 细 胞 学 分 析 技 术 中 的 常 用 仪 器, 它 具 备 快 速 准 确 量 化 等 特 性 目 前 已 经 广 泛 应 用 于 免 疫 学 细 胞 生 物 学 血 液 学 肿 瘤 学 等 诸 多 领 域 新 推 出 的 流 式 细 胞 仪 己 用 数 字 电 路 取 代 模 拟 电 路, 充 分 发 挥 其 微 处 理 器 的 功 能, 数 据 自 动 分 析 能 力 更 高, 充 分 发 挥 其 阁 形 界 丽 的 优 点, 以 实 现 操 作 简 单 便 捷 化 21 世 纪 是 生 物 科 学 高 速 发 展 的 时 代, I 随 籽 生 命 奥 妙 的 不 断 被 揭 示, 医 学 检 验 将 由 " 过 去 时 " 走 向 " 将 来 时 ", 即 由 疾 病 发 生 后 的 检 验 印 证 变 成 前 附 性 的 检 验 珍 断, 还 将 在 个 体 化 治 疗 和 药 效 评 价 上 发 挥 重 要 的 作 用, 由 被 动 变 为 主 动, 为 临 床 诊 断 提 供 更 为 准 确 的 建 议 在 全 球 化 背 景 下 的 中 国 检 验 医 学 将 很 快 与 阿 际 接 轨, 不 断 迈 上 新 的 0 4

29 第 - 章 概 论 台 阶 临 床 检 验 仪 器 课 程 是 高 等 医 学 院 校 检 验 医 学 专 业 的 一 门 专 业 技 术 课 程, 也 是 一 门 由 多 学 科 组 成 的 知 识 面 和 技 术 面 密 集 程 度 较 高 的 新 学 科 科 学 技 术 的 不 断 快 速 发 展, 促 进 了 临 床 检 验 仪 器 的 不 断 更 新 与 进 展 检 验 仪 器 的 智 能 化 自 动 化 多 功 能 集 成 化 是 更 新 的 重 要 趋 势 随 着 人 类 基 因 组 序 列 草 图 的 绘 制 成 功 人 类 的 遗 传 密 码 的 破 译, 将 会 促 进 临 床 检 验 新 理 论 新 技 术 和 新 仪 器 的 不 断 涌 现 可 以 预 见, 在 不 远 的 将 来, 应 用 各 种 芯 片 技 术 的 临 床 检 验 仪 器 会 因 其 高 通 量 高 灵 敏 度 高 稳 定 性 强 抗 干 扰 能 力 和 自 动 化 程 度 高 等 特 点, 而 在 临 床 检 验 领 域 占 有 相 当 的 地 位 相 应 的 临 床 检 验 仪 器 课 程 的 创 新 和 发 展 也 将 面 临 新 的 机 遇 和 挑 战 本 章 小 结 随 着 临 床 医 学 的 发 展, 临 床 医 学 对 实 验 室 检 验 的 依 托 性 的 不 断 增 大, 临 床 检 验 已 成 为 疾 病 诊 断 危 险 分 析 治 疗 效 果 评 价 和 健 康 状 况 监 测 的 重 要 手 段 医 学 检 验 方 法 的 飞 速 进 展 和 临 床 各 种 检 验 项 目 的 日 益 增 多, 以 及 各 种 高 灵 敏 度 多 功 能 智 能 化 程 度 较 高 的 检 测 仪 器 的 不 断 涌 现 和 广 泛 应 用, 对 检 验 工 作 者 的 专 门 知 识 和 技 术 技 能 要 求 越 来 越 高 培 养 和 提 高 医 学 院 校 相 关 专 业 的 各 层 次 学 生 实 验 室 工 作 人 员 熟 练 掌 握 和 使 用 各 类 现 代 化 检 验 仪 器, 使 之 在 疾 病 的 诊 断 和 治 疗 中 发 挥 最 佳 的 效 能, 成 为 相 当 急 迫 重 要 的 任 务 因 此, 使 各 层 次 学 生 和 相 关 工 作 人 员 了 解 和 掌 握 名 目 繁 多 的 检 验 仪 器 的 性 能 质 量, 掌 握 各 种 常 用 检 验 仪 器 的 工 作 原 理 分 类 结 构 技 术 指 标 使 用 方 法 常 见 故 障 的 排 除 临 床 检 验 仪 器 中 的 计 算 机 技 术, 关 注 其 发 展 趋 势 及 特 点, 以 使 有 限 的 仪 器 得 到 综 合 应 用, 为 他 们 更 好 地 从 事 临 床 检 验 工 作 打 下 坚 实 的 基 础, 这 就 是 学 习 临 床 检 验 仪 器 课 程 的 目 的 本 教 材 以 临 床 检 验 的 技 术 为 主 将 临 床 检 验 仪 器 分 为 分 离 分 析 检 验 仪 器 光 谱 分 析 检 验 仪 器 目 视 检 验 仪 器 细 胞 及 分 子 生 物 学 检 验 仪 器 临 床 检 验 常 规 仪 器 等 类 型 临 床 检 验 仪 器 具 有 涉 及 的 技 术 领 域 广 结 构 复 杂 技 术 先 进 精 度 高 对 使 用 环 境 要 求 严 格 等 特 点 因 此, 选 用 临 床 检 验 仪 器 应 要 求 仪 器 的 精 度 等 级 高 应 用 范 围 广 检 测 范 围 宽 稳 定 性 好 灵 敏 度 高 噪 音 小 响 应 时 间 短 等 ; 要 求 仪 器 的 检 测 速 度 快 检 测 参 数 多 结 果 准 确 可 靠 可 靠 性 好 ; 用 户 操 作 程 序 界 面 全 中 文 显 示, 操 作 简 便, 快 捷 ; 有 国 内 生 产 的 配 套 试 剂 盒 供 应 ; 仪 器 不 失 效 的 性 能 寿 命 可 维 修 性 和 保 存 性 能 好, 如 仪 器 的 装 配 合 理 材 料 先 进 采 用 标 准 件 及 同 类 产 品 通 用 零 部 件 的 程 度 高 售 后 维 修 服 务 好 ; 能 充 分 体 现 高 效 益 低 成 本 等 目 前, 临 床 检 验 仪 器 正 朝 着 集 大 型 机 的 处 理 能 力 和 小 型 机 的 应 变 能 力 于 一 身, 向 超 小 型 多 功 能 低 价 格 更 新 换 代 快 床 边 和 家 庭 型 的 方 向 迈 进 可 以 预 见, 在 不 远 的 将 来, 应 用 各 种 芯 片 技 术 的 临 床 检 验 仪 器 会 因 其 高 通 量 高 灵 敏 度 高 稳 定 性 强 抗 干 扰 能 力 和 自 动 化 程 度 高 等 特 点, 而 在 临 床 检 验 领 域 占 有 相 当 的 地 位 相 应 的 临 床 检 验 仪 器 课 程 的 创 新 和 发 展 也 将 面 临 新 的 机 遇 和 挑 战 10

30 2 r 第 二 章 显 微 镜 技 术 和 显 微 镜 j 通 过 本 章 学 习, 你 将 能 够 回 答 下 列 问 题 : ~ 1 试 述 光 学 显 微 镜 的 结 构 组 成 和 工 作 原 理, 1 2. 光 学 显 微 镜 的 性 能 参 数 有 哪 些? 这 些 参 数 间 的 影 响 和 制 约 关 系 如 何? \ l 3 物 镜 和 目 镜 在 工 作 条 件 和 技 术 要 求 上 有 哪 些 不 同? 如 何 正 确 配 合 使 用? i } 4. 试 述 医 学 检 验 中 常 用 的 荧 光 显 微 镜 的 原 理 结 构 用 途 及 使 用 注 意 事 项 : ~ 5. 试 述 偏 光 显 微 镜 的 结 构 与 工 作 原 理 ; ;6 试 这 激 光 扫 描 共 聚 焦 显 微 镜 的 基 本 结 构 工 作 原 理 及 其 在 医 学 领 域 的 主 ; i 要 用 途 j ~ 7. 简 述 显 微 镜 的 常 见 故 障 及 排 除 方 法 ) 8 光 学 显 微 镜 与 电 子 显 微 镜 的 主 要 区 别 是 什 么? t } 9. 电 镜 的 基 本 类 型 有 哪 些? 各 有 什 么 应 用? 光 学 显 微 镜 (optical microscope) 有 很 高 的 分 辨 本 领 和 放 大 倍 数, 是 研 究 物 质 微 观 结 构 的 有 力 工 具 显 微 镜 的 发 明 把 人 类 的 视 野 从 宏 观 引 人 到 微 观, 特 别 在 医 学 界 起 了 极 大 的 作 用, 直 接 导 致 了 19 世 纪 细 胞 学 微 生 物 学 等 学 科 的 建 立 显 微 铀 的 发 展 大 致 可 分 为 王 代 : 第 一 代 为 光 学 J 显 微 镜 ( 光 镜 ) ; 第 二 代 为 电 子 显 微 镜 ( 电 饶 ) ; 第 二 代 为 扫 描 隧 道 显 微 镜 扫 描 隧 道 显 微 悦 于 1982 年 制 造 成 功 它 可 将 物 像 放 大 数 亿 倍 以 上, 从 而 使 人 们 第 一 次 直 观 地 " 看 到 了 " 原 子 分 子, 被 人 们 称 为 " 看 得 见 原 子 " 的 显 微 镜 扫 描 隧 道 显 微 镜 的 发 明, 使 人 们 的 观 察 视 野 进 入 到 纳 米 0 6

31 第 二 章 里 撒 镜 技 术 和 显 微 镜 层 次 20 世 纪 90 年 代 以 来, 中 国 科 学 院 化 学 研 究 所 研 制 成 功 了 国 内 扫 描 隧 道 显 微 镜, 并 在 表 面 科 学 研 究 的 应 用 中 取 得 了 重 要 进 展 本 章 对 显 微 镜 的 一 般 工 作 原 理 基 本 结 构 性 能 使 用 维 修 及 其 在 临 床 检 验 中 的 应 用 等 进 行 介 绍 第 一 节 光 学 显 微 镜 的 工 作 原 理 基 本 结 构 和 性 能 参 数 一 光 学 显 微 镜 的 工 作 原 理 光 学 显 微 镜 是 利 用 光 学 原 理, 把 人 眼 所 不 能 分 辨 的 微 小 物 体 放 大 成 像, 供 人 们 提 取 物 质 微 细 结 构 信 息 的 光 学 仪 器 显 微 镜 是 由 两 组 会 聚 透 镜 组 成 的 光 学 折 射 成 像 系 统 把 焦 距 较 短 靠 近 观 察 物 成 实 像 的 透 镜 组 称 为 物 镜 (object lens), 而 焦 距 较 长, 靠 近 眼 睛 成 虚 像 的 透 镜 组 称 为 目 镜 (ocular lens) 而 相 对 于 物 镜 的 成 像 条 件 及 最 后 二 次 成 像 于 观 察 者 的 明 视 距 离 等 条 件 的 满 足 是 通 过 仪 器 的 机 械 调 焦 系 统 来 实 现 的 被 观 察 物 体 位 于 物 镜 的 前 方, 被 物 镜 作 第 一 级 放 大 后 成 一 倒 立 的 实 像, 然 后 此 实 像 再 被 目 镜 作 第 二 级 放 大, 得 到 最 大 放 大 效 果 的 倒 立 的 虚 像, 位 于 人 眼 的 明 视 距 离 处 目 前, 各 类 光 学 显 微 镜 都 是 二 次 放 大 图 像 的 复 式 显 微 镜, 结 构 基 本 定 型 二 透 镜 的 像 差 和 色 差 从 物 体 上 一 点 发 出 的 光 线, 通 过 透 镜 以 后 不 再 相 交 于 一 点, 而 是 会 聚 在 一 个 很 小 的 空 间 内, 形 成 一 个 模 糊 的 " 小 亮 斑 " 由 这 些 小 亮 斑 构 成 的 物 像, 无 论 在 形 状 上 和 颜 色 上 都 与 原 物 有 所 差 别 ( 即 失 真 ), 这 些 差 别 分 别 称 为 像 差 (aberration) 和 色 差 (chromatic aberration) ( 一 ) 像 差 物 点 发 出 而 进 入 系 统 的 光 线 不 能 全 部 沿 着 高 斯 光 学 的 理 想 光 路 成 像, 而 导 致 成 像 在 形 状 方 面 的 缺 陷, 称 为 像 差 所 有 的 透 镜 都 存 在 着 像 差, 像 差 会 影 响 成 像 的 清 晰 度 和 保 真 度 若 光 线 不 能 和 通 过 近 轴 曲 面 的 光 线 会 聚 成 一 个 理 想 的 亮 点, 而 是 形 成 一 个 中 间 亮 边 缘 逐 渐 模 糊 的 弥 散 斑, 就 是 透 镜 的 球 面 像 差, 简 称 为 球 差 (spheric aberration) ; 光 线 经 过 透 镜 中 央 和 边 缘 部 分 后 在 垂 直 于 光 铀 的 同 一 成 像 平 面 上 也 不 能 交 于 同 一 个 像 点, 而 在 成 像 平 面 k 形 成 一 个 顶 端 小 而 亮, 远 离 光 轴 方 向 形 成 逐 渐 增 宽 且 亮 度 减 弱 的 模 糊 尾 部, 形 如 彗 星, 称 为 彗 差 (broom aberration) ; 如 果 光 线 即 使 以 细 光 束 成 像 也 不 能 会 聚 于 一 点, 而 是 在 不 同 的 成 像 面 上 成 椭 圆 弥 散 斑, 或 在 特 殊 位 置 形 成 圆 形 弥 散 斑, 甚 至 是 两 个 垂 直 方 向 上 的 短 亮 线, 这 种 成 像 缺 陷 称 为 像 散 (astigmatism) ; 像 场 的 弯 曲 简 称 为 场 曲, 场 由 对 显 微 摄 影 的 底 片 上 的 成 像 质 量 影 响 较 大 ; 由 于 像 平 面 上 各 处 放 大 率 不 同 引 起 的 成 像 缺 陷 称 为 畸 变 (distortion), 畸 变 能 使 像 与 原 物 相 比 在 形 状 上 失 真, 但 并 不 影 响 像 的 清 晰 度 ( 二 ) 色 差 17

32 第 二 章 里 徽 镜 技 术 和 显 微 镜 色 差 是 - 种 即 使 严 格 满 足 高 斯 条 件 下 也 存 在 的 特 殊 类 型 的 成 像 缺 陷, 主 要 造 成 像 和 物 的 较 大 失 真 色 差 分 为 轴 向 色 差 和 垂 轴 色 差 两 种 出 自 同 一 物 点 不 同 颜 色 光 线 的 像 点 沿 光 轴 的 位 置 之 差 称 为 轴 向 色 差, 又 叫 位 置 色 差 ; 由 于 不 同 色 光 成 像 大 小 不 一 致 而 造 成 的 成 像 缺 陷 称 为 垂 轴 色 差, 又 称 为 放 大 率 色 差 三 光 学 显 微 镜 的 基 本 结 构 光 学 显 微 镜 的 基 本 结 构 包 括 光 学 系 统 和 机 械 系 统 两 大 部 分 ( 图 2-1) 光 学 系 统 是 显 微 镜 的 主 体 部 分, 包 括 物 镜 目 镜 聚 光 镜 及 反 光 镜 等 组 成 的 照 明 装 置 机 械 系 统 是 为 了 保 证 光 学 系 统 的 成 像 而 配 置 的, 目 镜 包 括 调 焦 系 统 载 物 台 和 物 镜 转 换 器 等 运 动 夹 持 部 件 以 及 底 座 镜 臂 镜 筒 等 支 持 部 件 一 些 特 殊 类 型 或 高 级 显 微 镜 还 有 一 些 附 加 装 置 ( 一 ) 光 学 系 统 1. 物 镜 及 其 技 术 指 标 物 镜 是 显 微 镜 中 最 重 要 和 最 复 杂 的 部 分, 被 称 为 显 微 镜 的 心 脏, 其 性 能 直 接 关 系 到 显 微 镜 的 成 像 质 量 和 技 术 性 能 所 有 显 微 镜 的 物 镜 都 应 是 消 除 了 球 差 的, 对 于 同 一 台 显 微 镜 配 用 的 一 套 物 镜 还 应 满 足 " 齐 焦 " (I'W 当 某 一 物 镜 调 焦 清 晰 后, 变 换 其 他 物 镜 时, 也 能 基 本 保 证 焦 距 图 2-1 显 微 镜 基 本 结 构 示 意 图 适 当 成 像 清 晰 要 求 不 同 的 物 镜 对 色 差 的 校 正 程 度 是 不 一 样 的, 因 此 物 镜 可 分 为 消 色 差 物 镜 和 复 消 色 差 物 镜 等 按 数 值 孔 径 (numerical aperture, NA) 与 放 大 倍 数 的 范 围 又 可 将 物 镜 分 为 低 倍 中 倍 和 高 倍 物 镜 根 据 物 镜 使 用 时 是 否 浸 在 液 体 介 质 中 将 物 镜 分 为 干 式 和 漫 液 物 镜, 浸 液 有 水 油 和 甘 油 等 常 用 的 有 能 对 两 种 颜 色 的 光 线 校 正 色 差 的 消 色 差 物 镜, 质 量 更 高 的 还 有 能 对 三 种 色 光 校 正 色 差 的 复 消 色 差 物 镜, 能 保 证 物 镜 的 整 个 像 面 为 平 面 以 提 高 视 场 边 缘 成 像 质 量 的 平 场 物 镜 高 倍 物 镜 中 多 采 用 漫 液 物 镜, 它 能 显 著 提 高 显 微 观 察 的 分 辨 率 (1) 消 色 差 物 镜 : 常 用 符 号 "Ach" 表 示 这 类 物 镜 在 消 除 了 球 差 的 基 础 上, 也 消 除 了 红 蓝 两 种 色 光 的 位 置 色 差 并 保 持 齐 焦 条 件, 光 谱 范 围 较 窄 其 制 作 容 易, 使 用 广 泛, 一 般 显 微 镜 均 配 有 这 类 物 镜 低 倍 的 中 倍 的 消 色 差 物 镜 主 要 与 惠 更 斯 目 镜 配 合 使 用 (2) 复 消 色 差 物 镜 : 用 特 种 牌 号 的 玻 璃 及 荧 石 氟 石 等 材 料 制 成 在 消 色 差 物 镜 基 础 上 进 一 步 对 二 级 光 谱 做 了 校 正, 极 好 地 消 除 了 轴 向 色 差, 其 结 构 复 杂 材 料 稀 少 加 工 难 度 大, 但 成 像 质 量 好, 在 相 同 放 大 率 条 件 下 有 更 大 的 数 值 孔 径, 对 光 源 无 苛 刻 的 要 求, 因 故 得 名 复 消 色 差 物 镜

33 , 蓝 第 二 章 里 微 镜 技 术 和 显 微 镜 (3) 平 场 物 镜 : 常 用 符 号 "Plan" 表 示 可 使 影 像 在 整 个 视 野 范 围 内 场 曲 极 小, 且 视 野 广 阔, 故 称 为 平 场 物 镜, 这 对 显 微 观 察 和 显 微 摄 影 极 为 有 利 与 平 场 目 镜 共 同 补 偿 还 能 较 好 地 校 正 放 大 率 色 差, 常 用 于 广 视 野 观 测 及 彩 色 显 微 摄 影 中 (4) 物 镜 的 技 术 指 标 : 物 镜 有 许 多 技 术 指 标, 都 使 用 特 殊 的 字 符 标 示 在 物 镜 外 壳 上, 浸 式 都 注 明 使 用 的 漫 液 上 面 一 行 用 卢!I NA 的 形 式 给 出 物 镜 的 放 大 倍 数 卢 和 数 值 孔 径 NA, 下 面 一 行 以 L/b 的 形 式 给 出 适 用 的 镜 筒 长 及 盖 玻 片 厚 度 b 例 如 一 只 物 镜 外 壳 从 上 至 下 有 下 列 三 行 标 记 " 油 100/ 1. 25~ /0.17", 表 明 该 物 镜 为 油 浸 式 高 倍, 放 大 倍 数 为 100, NA 为 1.25, 对 透 射 光 及 反 射 光 均 适 用, 镜 筒 长 为 很 大, 在 用 于 透 射 光 时 的 盖 玻 片 厚 度 为 0.17mm o 表 2-1 给 出 了 国 内 显 微 镜 物 镜 系 列 的 一 些 技 术 参 数 表 2-1 显 做 镜 物 镜 系 列 技 术 参 数 民 j 之 \ 拉 大 倍 数 Y 理 z 监 \I 物 镜 \ 100 浸 液 代 号 消 色 差 物 镜 平 场 消 色 差 物 镜 平 场 半 复 消 色 差 物 镜 平 场 复 消 色 差 物 镜 一 一 PC 一 一 O PB 一 一 一 O PF 标 示 物 镜 放 大 率 的 颜 色 圈 I,: 吁 紫 绿 黄 红 内 口 2. 目 镜 及 其 技 术 参 数 目 镜 是 在 窄 光 束 大 视 场 的 条 件 下 与 物 镜 配 合 使 用 的, 其 结 构 相 对 于 物 镜 要 简 单 血, 通 常 由 2~3 组 透 镜 组 成 其 中 目 镜 筒 上 端 靠 近 眼 睛 的 透 镜 ( 组 ) 称 为 接 目 镜, 下 端 靠 近 视 野 的 透 镜 ( 组 ) 起 主 放 大 作 用, 称 为 视 野 透 镜 而 介 于 二 者 之 间 的 透 镜 主 要 起 校 正 像 差 或 色 差 优 化 视 场 的 作 用 在 目 镜 的 物 方 焦 平 面 上 设 有 限 制 物 方 视 场 的 光 阑, 物 镜 所 成 放 大 的 实 像 就 成 在 光 阑 面 上, 用 于 观 测 的 目 镜 上 的 分 划 板 和 目 镜 指 针 也 安 置 在 该 光 阑 面 上, 称 为 " 三 面 重 合 " 与 物 镜 一 样, 目 镜 也 有 统 一 的 连 接 标 准, 方 便 互 换 (1) 惠 更 斯 目 镜 : 是 观 测 显 微 镜 的 主 要 目 镜, 结 构 简 单, 由 相 隔 一 定 距 离 的 两 块 平 凸 透 镜 组 成, 且 平 面 都 朝 向 眼 睛 一 方 它 与 其 他 类 型 目 镜 的 不 同 处 是 焦 点 处 于 两 片 透 镜 之 间 而 不 是 处 于 两 片 透 镜 之 外 常 与 低 倍 的 中 倍 的 消 色 差 物 镜 配 合 使 用, 不 适 于 测 量 型 的 显 微 镜 (2) 冉 斯 登 目 镜 : 是 测 量 用 显 微 镜 的 最 简 单 目 镜, 也 是 由 相 隔 一 定 距 离 的 两 块 大 小 相 同 焦 距 相 同 的 平 凸 透 镜 所 组 成, 但 是 两 个 凸 面 相 向 放 置 由 于 物 方 焦 面 在 整 个 目 镜 前 方, 故 可 以 放 置 测 微 尺 等, 常 用 于 测 量 型 的 显 微 镜 一 般 的 生 物 显 微 镜 上 很 少 使 用 (3) 补 偿 目 镜 : 是 精 细 化 了 的 惠 更 斯 目 镜, 目 镜 由 单 片 平 凸 透 镜 改 为 一 块 三 胶 合 透 镜 代 替, 目 的 是 为 没 有 完 全 校 正 放 大 率 色 差 的 复 消 色 差 物 镜 提 供 一 个 同 样 大 小 而 符 号 相 反 的 放 大 率 色 羞 来 抵 消 残 余 色 差 实 现 补 偿 校 正 它 不 适 合 与 普 通 消 色 差 物 镜 配 用 19

34 第 二 章 里 徽 键 技 术 和 显 微 镜 (4) 无 畸 变 目 镜 : 又 称 凯 纳 尔 目 镜, 它 由 三 块 透 镜 组 成, 目 镜 由 一 正 一 负 两 块 透 镜 组 成, 可 消 除 畸 变 该 目 镜 的 出 射 光 瞌 较 远, 约 12mm, 观 察 时 比 较 方 便 和 舒 适 (5) 平 场 目 镜 : 其 像 散 和 场 曲 校 正 较 好, 具 有 较 大 的 视 场 和 平 坦 的 视 野 常 与 消 色 差 物 镜 或 平 场 物 镜 配 合 使 用 (6) 特 殊 目 镜 : 为 了 扩 大 显 微 镜 功 能, 还 有 各 种 特 殊 用 途 的 目 镜 如 广 角 目 镜 可 增 大 视 场 且 又 不 致 引 起 场 曲 ; 摄 影 负 目 镜 ( 也 称 晗 曼 目 镜 ) 为 满 足 显 微 镜 摄 影 和 投 影 的 要 求 而 使 中 间 像 面 和 摄 影 像 面 位 于 同 侧 ; 测 微 目 镜 装 有 分 划 板 并 配 有 视 度 调 节 机 构, 标 本 的 像 和 分 划 板 刻 度 的 像 都 清 晰, 并 可 同 时 观 察 和 测 量 (7) 显 微 镜 目 镜 技 术 参 数 : 包 括 放 大 倍 数 最 小 视 场 宽 度 (mm) 等, 均 标 示 在 目 镜 外 壳 上 3. 显 微 镜 的 照 明 方 法 用 显 微 镜 观 测 的 标 本, 大 多 自 身 并 不 发 光 照 明 设 置 的 功 能 是 使 被 观 察 标 本 有 充 分 而 均 匀 的 光 线, 因 此 应 了 解 照 明 方 法 并 能 正 确 地 调 整 照 明 设 置 (1) 反 射 照 明 : 低 档 普 通 生 物 显 微 镜 仅 使 用 凹 面 反 射 镜 反 射 自 然 光 而 不 经 聚 光 镜 直 接 给 标 本 照 明 也 有 使 用 聚 光 镜 的, 同 时 使 用 凹 面 或 平 面 反 射 镜, 但 光 源 是 自 然 光 (2) 临 界 照 明 : 又 称 纳 尔 逊 照 明, 使 用 电 光 源, 照 明 光 经 聚 光 镜 后 再 照 亮 标 本, 一 般 用 自 然 光 或 荧 光 灯 最 好 由 于 光 源 经 聚 光 镜 透 镜 所 成 的 像 和 标 本 所 在 平 面 近 于 重 合, 既 影 响 观 察 又 可 能 会 因 像 的 亮 度 不 均 匀 使 标 本 的 照 明 不 均 匀 但 因 其 有 结 构 简 单 的 优 势 而 用 于 普 通 显 微 镜 临 界 照 明 光 路 见 图 2-2 标 本 孔 径 光 阑 图 2-2 临 界 照 明 光 路 示 意 图 (3) 柯 拉 照 明 : 这 是 一 种 用 在 透 射 光 与 亮 视 场 中 的 标 准 照 明 方 式, 如 图 2 二 3 所 示 可 以 克 服 临 界 照 明 的 缺 陷, 保 证 标 本 的 照 明 均 匀, 使 物 平 面 界 限 清 晰 照 明 均 匀, 效 果 比 较 满 意 (4) 落 射 照 明 : 在 某 些 高 档 显 微 镜 上, 不 仅 需 要 透 射 光 照 明, 也 需 要 落 射 光 照 明, 如 荧 光 显 微 镜 落 射 光 照 明 时 物 镜 本 身 当 聚 光 镜 用, 两 者 数 值 孔 径 相 等 该 部 件 质 量 要 求 较 高, 加 工 难 度 较 大, 制 成 后 也 容 易 变 形, 使 用 时 应 特 别 注 意 保 养 (5) 亮 视 场 法 : 是 从 照 明 器 发 出 的 光 透 过 或 经 标 本 反 射 后 直 接 射 入 物 镜, 在 亮 背 景 下 显 现 出 标 本 吸 收 或 反 射 不 良 而 变 暗 的 部 分, 称 为 正 反 差 (6) 暗 视 场 法 : 和 i 亮 视 场 法 相 反, 从 照 明 器 发 出 的 光 束 不 是 直 接 射 人 物 镜, 从 而 造 成 足 够 暗 的 背 景 视 场 标 本 经 漫 反 射 或 以 其 倾 角 改 变 光 的 方 向 投 射 于 物 镜, 显 现 出 明 亮 的 阁 像 于 暗 背 景 之 上, 称 为 负 反 差 (7) 斜 照 明 法 : 当 孔 径 光 阑 局 部 ( 直 径 的 1/3~1/2) 被 边 并 使 人 射 光 偏 离 其 光 轴 则 可 显 著 地 提 刮 图 像 的 反 菜, 尤 其 是 在 观 测 线 纹 或 划 痕 时 效 果 更 好 4. 照 明 设 悍 的 主 要 部 件 20

35 第 二 章 显 微 镜 技 术 和 显 微 镜 (1) 光 源 : 显 微 镜 的 光 源 有 自 然 光 源 和 电 光 源 两 大 类 它 们 应 满 足 由 三 个 基 本 要 求 : 一 是 发 射 光 谱 接 近 自 然 光 的 光 谱 ; 二 是 对 物 体 的 照 明 要 适 中 均 匀 ; 三 是 光 源 不 能 传 给 镜 头 及 标 本 太 多 的 热 量 由 于 自 然 光 滑 亮 度 不 能 随 时 随 地 满 足 工 作 需 要, 这 就 需 要 电 光 源 电 光 源 中 白 炽 灯 ( 包 括 各 视 场 光 阑 种 锦 灯 ) 缸 灯 和 柔 灯 等 较 为 常 用, 它 们 具 有 发 光 效 率 高 显 色 性 好 亮 度 大 寿 命 长 等 优 点, 适 用 于 普 通 和 特 殊 显 微 镜 的 照 明 要 求 (2) 滤 光 器 : 滤 光 器 即 滤 光 片, 作 用 主 要 是 改 变 人 射 光 的 光 谱 成 分 和 图 2-3 柯 拉 照 明 光 路 示 意 图 光 的 强 度, 便 于 显 微 观 察 和 显 微 摄 影 必 须 了 解 滤 光 片 的 光 谱 特 性, 正 确 选 用 滤 光 片, 才 能 获 得 最 佳 效 果 最 常 用 的 滤 光 片 是 有 色 玻 璃 滤 光 片 (3) 聚 光 镜 : 对 于 大 孔 径 物 镜, 不 可 能 使 用 大 尺 寸 光 源, 只 有 使 用 光 学 系 统 把 光 源 的 像 放 大, 并 把 光 源 的 像 聚 焦 于 被 观 察 物 体 附 近, 这 个 聚 光 系 统 就 是 聚 光 镜 聚 光 镜 和 物 镜 一 样, 由 数 片 透 镜 组 成, 目 的 是 为 了 消 除 球 差 和 色 差 等 它 也 有 数 值 孔 径, 其 NA 通 常 接 近 或 稍 大 于 物 镜 的 NA, 否 则 物 镜 的 NA 不 能 完 全 利 用, 会 降 低 影 像 的 亮 度 和 分 辨 率 聚 光 镜 的 NA 太 大, 则 会 削 弱 影 像 的 反 差, 使 影 像 模 糊 不 清 常 用 的 聚 光 镜 有 低 孔 径 聚 光 镜 消 球 差 聚 光 镜 消 色 差 聚 光 镜 广 视 场 聚 光 镜 还 有 一 些 特 殊 用 途 的 聚 光 镜, 如 偏 光 聚 光 镜 暗 场 聚 光 镜 相 差 聚 光 镜 干 涉 聚 光 镜 和 荧 光 聚 光 镜 等 (4) 玻 片 : 大 多 数 生 物 显 微 镜 的 标 本 是 夹 在 两 片 薄 玻 璃 片 中 进 行 观 测 的 上 面 一 片 称 盖 玻 片, 下 面 一 片 为 载 玻 片 由 于 它 们 处 于 观 察 光 路 之 中, 它 们 的 光 学 性 质 对 照 明 系 统 有 较 大 的 影 响, 因 此 应 对 玻 片 的 参 数 做 统 一 规 定 ( 二 ) 机 械 系 统 显 微 镜 的 机 械 系 统 包 括 底 座 镜 臂 镜 筒 物 镜 转 换 器 载 物 台 调 焦 机 构 和 聚 光 镜 升 降 等, 主 要 起 固 定 支 撑 运 动 和 调 节 等 作 用 1. 镜 座 是 显 微 镜 的 支 持 基 础, 保 持 显 微 镜 在 不 同 工 作 状 态 的 平 稳 多 用 铸 铁 铸 铝 等 金 属 材 料 制 作 2. 镜 筒 主 要 用 于 容 纳 抽 筒, 连 接 透 镜, 保 证 光 路 畅 通 且 不 使 光 亮 度 减 弱 镜 筒 有 单 目 双 目 和 二 目 = 三 种 斜 筒 式 单 目 镜 筒 在 镜 筒 ' 内 装 一 反 射 棱 镜, 以 便 使 来 自 物 饶 的 直 射 光 线 进 入 目 镜 这 种 镜 筒 还 可 作 360 旋 转 双 目 镜 筒 由 左 右 两 个 镜 筒 组 成, 简 下 装 有 一 组 复 杂 的 分 光 反 射 棱 镜 使 用 双 目 镜 筒 时, 常 会 看 到 两 个 像, 只 要 调 节 镜 简 n 良 距, mrn 可 使 两 个 像 章 : 合 在 - 起 = 气 曰 镜 简 由 一 个 双 目 镜 筒 和 一 个 直 筒 组 合 而 成, 它 的 用 途 除 双 目 观 察 外, 还 可 同 时 进 行 显 微 摄 影 其 内 部 的 棱 镜 系 统 较 为 复 杂, 有 一 21