Найбільш відомі і поширені автоаналізаторе фірми «Технікон», США. Базова модель одноканального автомата Технікон була випущена в 1957 році, і наступні моделі цієї фірми зберігають основні принципи, закладені в першій моделі.
Цей автоаналізаторе (рис. 130) складається з шести основних частин, функціонально спеціалізованих модулів: пробоотборника-штатива для проб 1, дозуючого насоса 2, діалізатора 3, термостата 4, колориметра 5 і самописця 6. Апарат працює за принципом безперервної проточною трубчастої лінії, в яку подаються проби досліджуваного матеріалу, повітря та реактиви.
Рис. 130. Схематичне зображення автоаналітіческого апарату Технікон.
У штативі поміщається до 60 проб сироватки або плазми, що підлягають дослідженню. Проби можуть відбиратися з інтервалом в 1, 1,5 і 3 хв. Дозуючий перистальтический насос проштовхує через систему трубок всі компоненти реакції і повітря. Суміш біоматеріалу з реактивами переноситься в диализатор, що складається з системи целофанових мембран, де відокремлюються білки та інші високомолекулярні з'єднання. З діалізатора проба надходить у водяний термостат, де витримується при заданій температурі необхідне за методикою час. Підготовлена до колориметрування кольорова рідина надходить у фотометр з проточною кюветой і підібраним світлофільтром. Запис результатів проводиться на діаграмної стрічці самописця, причому висота зубців відповідає результатам окремих проб. Залежність між висотою зубця і концентрацією перевіряється за допомогою пропускання через апарат замість проби відповідного стандартного розчину з відомою концентрацією. Автоаналізаторе проводить серію однакових досліджень. Для проведення іншого виду дослідження необхідно не тільки змінити посудини з реактивами, але і налаштувати прилад на інший режим.
На рис. 131 приведена схема одноканального проточного автоаналізаторе Технікон. Як можна помітити за схемою, проби сироватки переміщаються по окремій трубці і після проходження через диализатор викидаються. Повітря подається для відділення однієї проби від іншої. Реактиви подаються за іншими трубках, і тут повітря служить для перемішування у змішувачі. Таким чином, кожен розчин зразка разом з реагентами слід один за іншим безперервно по системі трубок від одного модуля системи до іншого. Результат хімічної реакції і зміни кольору автоматично вимірюється і реєструється відповідними модулями.
Рис. 131. Технологічна схема одноканального проточного автоаналізаторе Технікон.
А - відбір компонента аналізу-Б - пропорційний насос-В - діалізатор- Г - термостат- Д - колоріметр- Е - самопісец- 1 і 2 - фотоелементи- 3 - проточна кювета- 4 - джерело світла.
У наступні роки блоки автоаналізаторе були модернізовані, і з'явилося їх «друге покоління». З'явився спочатку шестиканальний SMA 6/60, а потім 12-канальний SMA 12/60, які характеризуються порівняно малою кількістю досліджуваного матеріалу, меншою витратою реактивів і можливістю друкування даних у цифровій формі. Збільшився набір вимірювальних приладів. Крім колориметра, може бути підключений спектрофотометр, флуориметр, полум'яний фотометр.
Вище вказувалося на ефективність одноканальних автоаналізаторів в лабораторіях з невеликим навантаженням або в науково-дослідних лабораторіях. Зручність роботи з ними в цих умовах зростає, якщо вони компактні і складаються з невеликого числа блоків, що розміщуються на робочому столі. Такі малогабаритні прилади можуть бути розміщені в звичайній лабораторії.
Багато закордонних фірм розробляють і випускають автоаналізаторе, що задовольняють цим вимогам. До них можна віднести Ultralab-System (LKB 8600) фірми ЛКБ (Швеція), Clinomac фірми «Polimac» (Італія), Pue Unicam АС-60 та ін.
Розглянемо докладніше останній з них, щоб можна було оцінити повніше можливості приладу. Автоаналізаторе Pue Unicam АС-60 є одноканальним і працює по дискретному принципом [18]. У стандартному виконанні він складається з трьох блоків: 1) пристрої АС-60 для підготовки проб-2) спектрофотометра- 3) самописця або цифродрукуючий пристрої (рис. 132).
Рис. 132. Зовнішній вигляд одноканального автоаналізаторе Pue Unicam АС-60.
Пристрій для підготовки проб здійснює відбір і розбавлення проб, додавання до трьох реактивів, перемішування, нагрівання до 60 ° С і передачу отриманої рідини в спектрофотометр для вимірювання. Біопроби містяться в пластмасових посудинах, поряд з якими знаходяться реакційні посудини. Попарно ці судини поміщені в ланках ланцюгового конвеєра, що пересувається по прямокутної трасі. Ланцюг містить 120 власників, у кожному з яких поміщений посудину для проби і реакційний посудину, ємністю 5 мл. На окремих позиціях проводиться відбір біопроб, додавання реактивів, перемішування за заздалегідь встановленою програмою. Проби рухаються з інтервалом, кратним 30 с, так, що максимальне число аналізов- 120 на годину. По дорозі проби термостатіруются в межах від 20 до 60 ° С в залежності від виду дослідження. Звичайний об'єм проби становить від 10 до 300 мкл. Кінцевий об'єм реакційної суміші - 4-4,5 мл.
На автоаналізаторе можуть бути визначені: гемоглобін, альбумін, сечовина, кальцій, глюкоза, холестерин, загальний білок, лужна фосфатаза, фосфор, лактатдегідрогенеза, аспартат-амінотрансфераза, аланін-амінотрансфераза, креатінінфосфата. Перехід від одного виду аналізів на інший вимагає до 10 хв часу.
Габаритні розміри основного приладу - 860X610X480 мм, маса - 54,5 кг.
Автоаналізаторе С4 фірми «Перкін-Елмер» є перехідним між блоковими «одноканальними» системами до багатоканальним. Прилад має 4 канали і може обробляти до 120 аналізів на годину. У складі приладу є термостатований обертовий стіл для судин з пробами, розподільний пристрій з 16 насосами для реактивів, фотометр і електронний пристрій для управління і обчислення. Проби ідентифікуються за допомогою коротких перфокарт. Насос для проб відсмоктує частина проби і вводить її всередину каналу. На певної позиції в реакційні посудини додаються реагенти. Надалі забарвлений продукт реакції засмоктується в кювету фотометра, в якому встановлюється, в залежності від виду надходить аналізу, необхідна довжина хвилі. Електронне керуючий пристрій стежить за виконанням програми і видає дані. При підключенні цифродрукуючий пристрої воно видає стрічку, на якій фіксується результат аналізу, номер проби, код проведеного виду дослідження. Ідентифікація проводиться по судинах з пробою перед фотометрірованія.
Великий інтерес з точки зору шляхів автоматизації рутинного аналізу представляє створений у Фінляндії «Фазовий автоматизований селективний аналізатор - система Оллі 3000». Конструктивно апаратура побудована у вигляді окремих блоків, які допускають об'єднання в різних варіантах, що враховують умови конкретних лабораторій.
В системі рекомендований певний набір методик для проведення аналізів, однак можуть бути використані й інші методики.
Транспортування пробірок від одного блоку до іншого проводиться оператором вручну. Це дозволяє віднести систему Оллі 3000 до числа напівавтоматичних. Разом з тим система дозволяє досягти високої продуктивності, до 2000 аналізів на годину (при найбільшої продуктивності до 3000 аналізів на годину).
За кількістю запрограмованих тестів систему можна віднести до «20-канальної», так як можуть виконуватися 20 методик, причому передбачений швидкий перехід від одного виду аналізу до іншого.
Апаратура розрахована на виконання колориметрических визначень за різними методиками, в тому числі кінетичних ферментативних реакцій крові та інших рідин організму.
Дозатори для проб та реактивів програмуються заздалегідь за наявним цифровому електронному пристрою. Вони розраховані на одночасний відбір або дозування 24 проб за 20 с. Автоматичний фотометр дозволяє проводити послідовне вимір 24 проб за 25 с (при кінетичних ісследованіях- 1-5 хв на блок з 24 проб). Обсяги проб для фотометрірованія - від 1 до 3 мл, Діапазон довжин хвиль фотометра- 340-800 нм- є 20 інтерференційних фільтрів. У системі є також мініатюрний комп'ютер з друкарською машинкою, інкубатор (термостат на 30-100 ° С) і струшувач.
Комп'ютер підраховує і реєструє аналізи, ідентифікує і друкує їх результати. Для лабораторій з великим навантаженням встановлюється декілька допоміжних блоків (дозаторів, термостатів) відповідно з обсягом роботи.
Одним з найбільш високопродуктивних автоаналізаторів є Автохеміст, розроблений шведською фірмою AGA. За розмірами і вагою цей аналізатор відносно великий. Його центральний прилад має габаритні розміри: довжина - 4 м, ширина - 1,8 м, висота - 2,7 м при масі 4000 кг. Апарат дозволяє проводити настройку для різних видів досліджень і одночасно аналізувати, при необхідності, сироватку і сечу. Автоаналізаторе працює по дискретному принципом, кожна проба потрапляє в свій судину. В аналізаторі є 24 каналу і 24 колориметра, полум'яний фотометр. При необхідності автоаналізаторе може бути укомплектований атомно-абсорбційним спектрофотометром, флуориметра, рН-метром та іншими вимірювальними приладами.
Продуктивність Автохеміст на одному каналі становить зазвичай 135 проб на годину або для 24 каналів - 3240 аналізів. Ця продуктивність може бути підвищена. Програма встановлюється для кожного окремого пацієнта згідно з його «лабораторного профілю».
У автоаналізаторе є система механічної транспортування проб, пневматичне управління рухом штативів та пробовідбірників. Виробляється автоматичне дозування реактивів, необхідний по технологічному процесу нагрівання та охолодження, вимірювання на колориметрі або іншому вимірювальному приладі. Результати перетворяться в цифрову форму і друкуються разом з номером картки хворого на машинці [6,24].
Відповідно своїм розмірам і додаткового обладнання такого багатоканальним автомату потрібно спеціально обладнане окреме приміщення.
Автоаналізаторе Vickers Multichannol-300 також виробляє дискретний аналіз. Аналізатор двоканальний, блоковий, може обробляти 300 проб на годину за двома видами аналізу. Однак система дозволяє збільшувати число каналів підключенням додаткових блоків. Аналізатор дозволяє швидко переходити з одного виду аналізу на інший. Система складається з двох блоків: блок подачі проб і блок аналітичних реакцій. У ній є комп'ютер і два двопроменевих колориметра. Аналіз виконується в окремих реакційних посудинах, які автоматично промиваються після використання. Результати друкуються в одиницях концентрацій. Передбачена електронна ідентифікація проб. Комп'ютер здійснює також контроль за всіма функціями пристрою і в разі порушення зупиняє роботу несправного каналу. При необхідності замість колориметрів можуть бути поставлені інші вимірювальні прилади.
До числа високопродуктивних автоаналізаторів відноситься автоаналізаторе SMAC, який є представником 3-го покоління поточних багатоканальних аналізаторів Технікон [33]. SMAC може обробити від 150 до 200 проб на годину, причому система дозволяє проводити до 40 аналізів з кожної проби. Методики розподілені за трьома блоками. Блок 1 розрахований на 20 методик, передбачених біохімічним профілем даної лабораторії. Блок 2 розрахований на 10 додаткових видів аналізів, блок 3 призначений для спеціальних тестів, включаючи імунну аналіз. Всі блоки працюють як єдина система. Аналізатор може працювати за жорсткою і за гнучкою програмою. Забезпечено селективність проб, тести обираються за бажанням.
У системі є комп'ютер, в програму якого входить облік перешкод дрейфу, неповноцінності проб, стандартизація, перевірка і коректування лінійності кривих, ідентифікація проб. Система більш компактна, ніж перші автоаналізаторе, і має більш високу продуктивність. Обсяг проби на 20 аналізів - 250-325 мкл, а обсяг реагентів - 5,4 мл. Всі елементи системи розташовані в тій же послідовності, як і в інших поточних системах. Для підготовки проб є касети, що вміщають по 8 пробірок кожна. Касети можуть бути відцентрифуговувати. Є блок змішування проб з реагентами, в який потрапляють всі компоненти. У системі є диализатор і перистальтический насос, що представляють в принципі ті ж, але модифіковані вузли.
Особливий інтерес представляє проточна кювета нового типу. Об'єм розчину в кюветі 2 мкл. Кювети забезпечені вікнами з гладких сапфірових стрижнів, що дозволяє проводити вимірювання в ультрафіолетовій області. Для підведення і відведення випромінювання використовується волоконна оптика. Для поліпшення промивки через кювету пропускаються пухирці повітря.
Результати аналізу друкуються на карті, в якій, поряд з усіма даними, є інформація про ідентифікацію проби.
Робота з конструювання, розробки та випуску автоаналізаторів ведеться і в соціалістичних країнах. У СРСР ця робота проводиться в Ленінградському філії ВНДІ медичного приладобудування (ЛФ ВНІІМП), що є головним в області лабораторної техніки. У цьому інституті розробляється автоаналізаторе активності ферментів АФА-1 [2]. Прилад визначає активність ферментів шляхом вимірювання швидкості ферментативної реакції по зміні оптичної щільності.
АФА-1 автоматизує транспортування проби і реакційній суміші, дозування проби і реагентів, дозування і перемішування субстрату в позиції виміру, термостатирование, вимірювання та графічну запис зміни поглинання, обчислення швидкості реакції, друк результатів вимірювання та адреси проби.
В ЛФ ВНІІМП розроблений біохімічний автомат АБ-1, призначений для проведення біохімічних досліджень [13].
В автоматі АБ-1 автоматизовані операції дозування досліджуваного розчину і реагентів, перемішування, транспортування реакційній суміші, термостатирования, вимірювання оптичної щільності, функціонального і аналого-цифрового перетворення досліджуваної інформації, друку результатів вимірювання та адреси проби цифродрукуючий машинкою, миття та сушіння пробірок.
Продуктивність автомата - 30, 60, 120 аналізів на годину.
Максимальний час термостатування - 60 хв.
Температура термостатування - 37, 38, 40, 60, 95 ° С.
Спектральний діапазон виміру - 300-650 ім.
Автомат рекомендований до серійного виробництва.
Автоаналізаторе розроблені також в ЧССР, в Угорщині [32], в НДР [1].
У табл. 15 наведені порівняльні характеристики деяких типів аналізаторів.