www.bme.vn
i
CHÚ Ý
Bạn đã download tài liệu này từ website www. bme.vn. Các bạn có quyền tự
do sử dụng tài liệu này cho các mục đích học tập, nghiên cứu. Nếu bạn sử dụng
tài liệu này cho mục đích thương mại phải xin ý kiến của các tác giả. Nếu bạn
không thể liên lạc trực tiếp với tác giả h ãy liên hệ với chúng tôi theo địa chỉ
, chúng tôi sẽ giúp bạn.
www.bme.vn
www.bme.vn
ii
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
TÌM HIỂU TÍNH NĂNG KỸ THUẬT
& KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG
MÁY XÉT NGHIỆ M SINH HÓA ADVIA 1650
GVHD : TS. TRẦN BÍCH LAM
SVTH : LÊ ĐÌNH CÔNG
TP HCM, Tháng 01/2007
www.bme.vn
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
ii
Để thực hiện được đề tài này, Tôi đã nhận
được sự giúp đỡ huớng dẫn về chuy ên môn
cũng như sự hổ trợ về mọi mặt của các quý
thầy cô, của trung tâm chẩn đoán MEDIC,
bạn bè và gia đình. Tự đáy lòng mình, Tôi
hậu quả xấu.
Vấn đề đặt ra ở đây là làm sao để thực hiện quá trình chẩn đoán thật nhanh v à
chính xác, giúp cho quá trình điều trị đạt được hiệu quả cao. Đề t ài này nhằm giới
thiệu về một hệ thống thiết bị xét ngh iệm sinh hóa mới, hiện đang đ ược sử dụng
tại trung tâm Medic, đó l à Hệ thống xét nghiệm sinh hóa ADVIA 1650.
Hệ thống xét nghiệm sinh hóa ADVIA 1650 l à một hệ thống xét nghiệm hiện đại,
với độ chính xác cao, tốc độ phân tích nhanh (1650 Test/giờ) d ùng để phân tích
mẩu máu hoặc nước tiểu.
Với nhiệm vụ đề tài là: Nắm vững nguyên lý hoạt động, hệ thống cấu tạo thiết bị,
chế độ vận hành, trên cơ sở đó có thể lắp ráp, bảo tr ì và sữa chữa hệ thống máy
xét nghiệm sinh hóa ADVIA 1650.
Luận văn sẽ gồm có các nộ i dung sau:
1- Các phương pháp xác đ ịnh nồng độ của thiết bị
2- Cấu tạo của hệ thống thiết bị
3- Nguyên lý hoạt động
4- Chế độ vận hành và bảo dưỡng
5- Khai thác sử dụng trong xét nghiệm hóa sinh
6- Các phần mềm xử lý số liệu
7- Các hư hỏng thường gặp.
8- Bảo trì sữa chữa và thay thế các bộ phận
www.bme.vn
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
iv
MỤC LỤC
Đề mục Trang
Trang bìa i
Nhiệm vụ của luận văn
Lời cảm ơn ii
Tóm tắt iii
Mục lục iv
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
v
2.4.6 Ứng dụng phương pháp thống kê xây dựng đường chuẩn… 17
CHƯƠNG 3. CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG THIẾT BỊ 20
3.1 Top view 20
3.1.1 Sample tray 20
3.1.2 Dilution Probe ( DPP) 21
3.1.3 Dilution Mixer (DMIX) 22
3.1.4 Dilution Tray (DTT) 22
3.1.5 Dilution Washer (DWUD) 22
3.1.6 Sample Probe (SPP) 23
3.1.7 Reaction Tray Washer (WUD) 23
3.1.8 Reaction Tray (RRV) 24
3.1.9 Reaction Mixer 2 (MIXR2) & Reaction Mixer 1 (MIXR1) 25
3.1.10 Reagent Probe 2 (RPP2) & Reage nt Probe 1 (RPP1) 26
3.1.11 Reagent Tray 2 (RTT2) & Reagent Tray 1 (RTT1) 26
3.1.12 Spectrophotometer 27
3.2 Front view 28
3.2.1 Ngăn kéo ISE 28
3.2.2 Ngăn ISE 29
3.2.3 Các bơm nằm ngang 30
3.2.4 Các bơm thẳng đứng 30
3.2.5 Display panel & power panel 31
3.3 Rear view 31
3.4 Các thành phần của ISE 32
3.4.1 Vị trí bơm đệm & dung dịch đệm 33
3.4.2 Vị trí của dung dịch Reference ISE 33
3.4.3 Vị trí của bơm nhu động 34
3.4.4 Các bộ phận của bơm đệm 34
3.4.5 Điện cực ISE & O-rings 35
5.3.5 Cứ mỗi ba tháng 70
5.3.6 Cứ mỗi bốn tháng 71
5.4 Các quy định bắt buộc 74
5.4.1 Bổ sung Reaction bath oil bottle 74
5.4.2 Bản sao dự phòng của System parameter 74
5.4.3 Thay thế các probe không c òn hoạt động tốt 74
5.5 Bảo trì đối với hệ thống ISE 75
5.5.1 Hằng ngày 75
5.5.2 Hằng tuần 75
5.5.3 Hằng tháng 75
5.5.4 Cứ mỗi ba tháng 75
5.6 Báo cáo chạy mẩu trong thời gian thực 82
5.7 Cờ báo hiệu 83
5.8 Các lỗi thường gặp và cách khắc phục 84
CHƯƠNG 6. KHAI THÁC S Ử DỤNG TRONG XÉT NGHIỆM 86
6.1 Những xét nghiệm theo d õi bệnh 86
6.2 Số lượng Test xét nghiệm có thể c ài đặt trên hệ thống ADVIA 1650 88
Tài liệu tham khảo 105
Phụ lục A 106
Phụ lục B 109
www.bme.vn
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
vii
Danh sách các từ viết tắt
STT
Từ viết tắt
Giải thích
1
CDEV1
Reaction tray wash unit drain valve 1
12
DMEV
Dilution mixer wash valve
13
DMIX
Dilution tray mixer
14
DMUD
Dilution mixer (up and down)
15
DOP
Dilution probe discharge pump
16
DPEV1
Dilution probe valve 1
17
DPEV2
Dilution wash cup valve 2
18
DPEV3
Dilution wash cup valve 3
19
DPPLR
Sample-dilution probe (rotating left and right)
20
DPPUD
Sample-dilution probe (up and down)
21
DTEV1
Reaction tray detergent valve 1
33
LAS
Laboratory automation system
32
LWP
Water supply pump
33
Mark
A result flag
34
MCR
Electrolyte analyzer (ISE) mixer
35
MIX-1
Mixer 1
www.bme.vn
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
viii
36
MIX-2
Mixer 2
37
MLR-1
Mixer 1 (rotating)
38
MLR-2
Mixer 2 (rotating)
39
MUD-1
Mixer 1 (up and down)
50
RPEV2-2
Reagent wash cup 2 valve 2
51
RPPLR-1
Reagent probe 1 (up and down)
52
RPPLR-2
Reagent probe 2 (up and down)
53
RPPUD-1
Reagent probe 1 (up and down)
54
RPPUD-2
Reagent probe 2 (up and down)
55
RRV
Reaction tray
56
RTT-1
Reagent tray 1
57
RTT-2
Reagent tray 2
58
RWP1
Reagent-wash pump 1
59
RWP2
Reagent-wash pump 2
70
VDEV2
Drain valve 2
71
VIEV1
Drain valve 1
72
VIEV2
Drain valve 2
73
VIEV3
Drain valve 3
74
VOEV1
Vacuum valve 1
75
VOEV2
Vacuum valve 2
76
VP
Vacuum pump
77
WCV
Switching valve
www.bme.vn
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
ix
78
WEV
Water supply tank valve
phản xạ và tán xạ mà cường độ I của ánh sáng ra khỏi môi tr ường bị giảm
đi ( tức là I<I
o
) thì còn có sự hấp thụ ánh sáng bởi môi trường. hiện tượng
hấp thụ ánh sáng có thể đ ược giải thích theo th uyết cổ điển và thuyết lượng
tử.
Hình 1.1
1.2.2 Giải thích theo quan niệm cổ điển [8]
Sự hấp thụ ánh sáng l à kết quả của sự tương tác của sóng điện từ (sóng ánh
sáng) với vật chất. Dưới tác dụng điện tr ường của sóng ánh sáng có tần số
với các electron của nguyên tử và phân tử dịch chuyển đối với hạt nhân tích
điện dương và thực hiện dao động điều h òa với tần số . Electron dao động
trở thành nguồn phát sóng thứ cấp. Do sự giao thoa của sóng tới v à sóng thứ
cấp mà trong môi trường xuất hiện sóng có bi ên độ khác với biên độ của sóng
www.bme.vn
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
2
tới. Do đó, cường độ của ánh sáng sau khi qua môi tr ường cũng thay đổi:
không phải toàn bộ năng lượng bị hấp thụ bởi các nguyên tử và phân tử được
giải phóng dưới dạng bức xạ mà có sự hao hụt do sự hấp thụ ánh sáng. Năng
lượng bị hấp thụ có thể chuyển th ành các dạng năng lượng khác, ví dụ năng
lượng nhiệt, khi đó vật sẽ bị nóng l ên.
1.2.3 Ðịnh luật Beer-Lambert về sự hấp thụ ánh sáng [1, 3, 7, 8]
Giả sử môt chùm tia sáng đơn sắc song song có cường độ I
o
rọi vuông góc
vào môi trường đồng tính có chiều dày L được giới hạn bởi hai mặt song
song. Do có sự hấp thụ mà cường độ ánh sáng ra khỏi môi tr ường là I<I
o
.
(1.2)
Ở đây α là hệ số suy giảm, đặc trưng cho độ giảm của cường độ ánh sáng khi
đi qua môi trường, được gọi là hệ số hấp thụ của môi trường. Nó không phụ
thuộc vào cường độ của ánh sáng mà phụ thuộc vào bản chất của vật chất .
Như vậy, cường độ ánh sáng truyền qua môi trường hấp thụ giảm theo hàm số
mũ.
1.2.4 Hệ số hấp thụ
Hệ số hấp thụ α phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng vì thế ta nói sự hấp thụ có
tính chọn lọc. với chất có α ít thay đổi theo bước sóng ta nói chất đó hấp thụ
không chọn lọc. Trong thực tế hầu hết các chất đều hấp thụ chọn lọc. ri êng
đối với các chất khí lo ãng, hệ số hấp thụ đối với hầu h ết các bước sóng gần
bằng không chỉ trừ một v ài miền quang phổ rất hẹp (độ rộng v ài trăm A
o
).
www.bme.vn
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
3
Hình 1.2 Hình 1.3
Quan sát hình 1.2 ta thấy có các vạch hấp thụ rất mạnh. Các cực đại ứng với
tần số cộng hưởng của electron trong nguy ên tử. Ðối với các khí đa nguyên
tử, ta quan sát được các vạch hấp thụ nằm sát nhau tạo thành dãy hấp thụ. Cấu
trúc của những dãy hấp thụ phụ thuộc vào thành phần và cấu tạo của các phân
tử. Vì thế nghiên cứu quang phổ hấp thụ ta có thể biết cấu tạo phân tử. Ðó là
nội dung của phương pháp phân tích quang ph ổ hấp thụ. Các chất rắn, lỏng và
khí ở áp suất cao cho ta các đám hấp thụ rất rộng (hình 1.3).
Khi tăng áp suất của chất khí, các vạch hấp thụ rộng ra và khi áp suất rất cao
thì phổ hấp thụ của chất khí rất giống v ới phổ hấp thụ của nó ở trạng thái
lỏng. Ðiều đó cho thấy sự mở rộng các vạch quang phổ l à biểu hiện của sự
tương tác giữa các phân tử.
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
5
FactorTC
FactorA
kL
A
C
T
kCLA
T
kCL
T
I
I
II
kCLkCL
)/1log(
1
log
1
log
1010
log
Hình 2.3: Biểu diễn mối liên hệ giữa nồng độ và % độ truyền suốt T.
2.2.3 Tách ánh sáng đơn s ắc từ nguồn ánh sáng nhiều th ành phần
Định luật Beer-Lambert chỉ nói nếu ánh sáng tới l à đơn sắc , còn ánh sáng
nhiều thành phần thì nó bao gồm nhiều ánh sáng đ ơn sắc. ví dụ như ánh
sáng trắng là chùm sáng gồm nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau có b ước
sóng từ 380nm đến 750nm, mắt của chúng ta v à não nhận biết được các
bước sóng khác nhau nh ư các màu khác nhau. M ột vài bước sóng nằm gần
nhau và màu của nó sẽ thấy được như sau:
Bảng 2.1: Dãy sóng ánh sáng nhìn thấy
400-435 nm
Violet
480-580 nm
Green
595-610 nm
Orange
435-480 nm
Blue
580-595 nm
Yellow
610-750 nm
Red
Hình 2.4: Phổ ánh sáng nhìn thấy
www.bme.vn
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
7
Bảng 2.2: Một số dãy bức xạ được sử dụng trong chẩn đoán v à điều trị
Kiểu bức xạ
Dãy tần số (Hz)
Dãy bước sóng
-4x10
14
2.5 µm-750 nm
outer electron molecular
vibrations
infrared
10
13
-10
14
25 µm-2.5 µm
molecular vibrations
microwaves
3x10
11
-10
13
1 mm-25 µm
molecular rotations, electron
spin flips
radio waves
<3x10
11
>1 mm
nuclear spin flips
Ta thường sử dụng ánh sáng có b ước sóng từ vùng tử ngoại cho đến một
phần vùng hồng ngoại (200nm đến 1100nm) để xác định Absorbance của
dung dịch cần đo nồng độ.
Spectrophotometer có th ể tán sắc nhiều thành phần thành các bước sóng
khác nhau bởi lăng kính. thiết bị có thể chọn tia tới có b ước sóng xác định
mỗi mẩu chuẩn có độ pha loãng khác nhau được đưa vào
spectrophotometer, đo độ hấp thu tại bước sóng 490nm.
Bảng dữ liệu:
Bảng 2.4: Số liệu Absorbance đạt đ ược khi đo tại bước sóng 490nm
[Methylene Blue] (g/L)
AbS
490nm
3
0.251
5
0.383
6
0.416
7
0.570
8
0.682
?
0.720
Hình 2.5: xây dựng đường chuẩn của Methylene Blue
www.bme.vn
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
9
Sau khi đã xây dựng xong đường cong chuẩn, để xác định nồng độ
Methylene blue trong một mẫu bất kỳ ta chỉ cần đo absorbance của dung
dịch. Giả sử absorbance của dung dịch Methylene Blue đo đ ược là 0.72 thì
từ đồ thị đường cong chuẩn ta có thể dễ d àng xác định được nồng độ của
dung dịch Methylene là 9g/L.
2.3 Xác định nồng độ dựa vào điện cực chọn lọc ion (ISE) [1, 2, 5, 6]
2.3.1 Giới thiệu
Đơn vị
Nồng độ bình thường
Thận và khoáng chất
Sodium (Natrium)
mmol/L
136 - 145
Potassium (Kalium)
mmol/L
3,5 - 5,5
www.bme.vn
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
10
Chloride
mmol/L
96 - 108
Bicarbonate
mmol/L
20 - 32
Urea
mmol/L
< 8,0
Creatinine
mmol/L
0,04 - 0,11
Uric acid
mmol/L
0,12 - 0,40
Calcium, toàn phần
mmol/L
2,10 - 2,60
35 - 50
Globulins
g/L
23 - 35
Mỡ trong máu
Triglyceride
mmol/L
Rec <1.9
Cholesterol
mmol/L
Rec < 5,5
HDL-Cholesterol
mmol/L
0,9 - 2,4
LDL-Cholesterol
mmol/L
< 3,5
Tỉ lệ Chol/HDL
< 4,4
2.3.2 Phương pháp đo
Cả hai phương pháp đo điện thế trực tiếp và phương pháp đo đi ện thế bằng
cách dựa vào đường chuẩn đều yêu cầu phải đo xuất điện động ( Emf) giữa
một điện cực chỉ thị và điện cực tham chiếu của hệ thống v à hai điện cực
này cùng nằm trong một hệ thống. trong thực tế khi nhắc đến đo điện thế
thì người ta sẽ nghĩ đến stand ard hydrogen electrode (SHE). Ngày n ay
người ta kết hợp điện cực chỉ thị v à điện cực tham chiếu trong một hệ
thống điện cực và nó được gọi là “điện cực kết hợp”.
Thiết bị đo điện thế giữa điện cực chỉ thị v à điện cực tham chiếu thích hợp
với dòng điện nhỏ, các phản ứng điện cực là không đáng kể, và hiệu điện
thế đo được về cơ bản giống điện thế của m àng tế bào.
, CN, Cu
2+
, F
-
, I
-
, Pb
2+
,
S
=
, SCN
-
Liquid membrane
Ion exchange
Neutral carriers
Impregnated polymer membrane
Ca2
+
, Cl
-
, K
+
, NO
3-
K
+
(valinomycin)
Na
+
trọng đến hoạt động của ISE, các hoạt động gây nhiễu có thể ở v ài dạng,
như phụ thuộc vào vật liệu của điện cực và sự trao đổi ion, và nó có thể
ảnh hưởng đến các ion và một số chất hóa học khác. ISE hoạt động dựa
vào phương trình Nicolsky(2.3) cho glass electrode. Trong khi đang phát
triển glass electrode th ì người ta đã nhận ra các đáp ứng pha trộn của
hydrogen và sodium s ẽ được mô tả bởi phương trình Eisenmann (2.4).
Ở đây nồng độ có thể sử dụng thay v ì hoạt độ.
E = constant ± 0.06log(C
i
+ K
ij
.C
j
) (V) (2.3)
ở đây:
E = điện thế (V)
C
i
= nồng độ của ion đơn mà các ion này là đáp ứng chủ yếu đối với điện
cực (ví dụ: H
+
)
C
j
= nồng độ của ion đơn được cung cấp vào
K
ij
= hệ số chọn lọc ion
Dấu ± sẽ sử dụng dấu + cho cation -selective và dấu – cho anion-selective.
Phần lớn các đáp ứng đối với nồng độ C
= nồng độ của ion đơn được cung cấp vào (e.g., Na
+
)
K
ij
= hệ số chọn lọc ( bao gồm các ion chuyển động qua m àng chất lỏng).
www.bme.vn
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
13
2.3.4 Nguyên lý đo [1, 6]
Phương trình điện thế NERST
)(96500
273
/314.8
ln
CF
CT
molJR
V
C
C
nF
RT
E
o
o
+
,K
+
… tương ứng với z
i
=1 và
đối với Cl
-
thì z
i
=-1.
phương trình (2.6) được viết lại:
E = constant - 0.06logC
o
(V) (2.7)
Đối với điện cực thủy tinh chọn lọc ion hydrogen th ì ta có pH=-log[H
+
]
cho nên ta sẽ có
E = constant- 0.06pH (V) (2.8)
Đối với điện cực chọn lọc ion K
+
cũng tương tự như điện cực chọn lọc
H
+
tuy nhiên chỉ khác nhau ở chổ l à màng chọn lọc của điện cực K
+
thì
www.bme.vn
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
và
các đáp ứng của các ion khác đối với m àng này là không ảnh hưởng.
E = constant + 0.06log[Cl
-
]
o
(V) (2.11)
Xét điện cực chọn lọc ion H
+
dùng để xác định pH.
Điện thế thay đổi qua m àng điện cực khoảng 60mV/1 đ ơn vị pH. Bởi vì
mức sắp xếp pH của c ơ thể là 0.06 pH, cái đo pH có đi ện thế thay đổi
0.1mV.
Sau đây là 3 loại màng điện cực chọn lọc ion đ ược sử dụng trong hệ
thống ADVIA 1650:
- Na: Crown ether membrane.
- K: Crown ether membrane.
- Cl: Super-layer solid molecule orientation membrane.
- Reference electrode: Silver/silver chloride .
Hầu như tấc cả các ISE đều đặt dung dịch có pH đ ã biết vào bên trong
màng điện cực và dung dịch có pH chưa biết đặt bên ngoài màng điện cực,
thường thì axít HCl có pH xác định được sử dụng đặt bên trong màng điện
cực. một điện cực tham chiếu, th ường được sử dụng là loại điện cực
Ag/AgCl hoặc là điện cực calomel, và chúng được đặt vào trong dung dịch
này, một điện cực tham chiếu thứ 2 đ ược đặt trong mẩu bệnh phẩm, một
salt bridge (cầu muối) được nằm trong phạm vi điện cực tham chiếu để
ngăn chặn các thành phần hóa chất khác của mẩu bệnh phẩm l àm ảnh
hưởng đến điện thế của điện cực tham chiếu.
www.bme.vn
SVTH: LÊ ĐÌNH CÔNG GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
nghĩa, thì độ tinh cậy và chính xác phải cao. Độ tinh cậy được thiết lập bởi
các điều kiện của sự đo đạc và các kết quả khác trong các lần đo đạc khác.
Thông thường thì việc đo đạc được lập lại vài lần (đủ lần) để đảm bảo độ
tin cậy có thể đạt được. kiểm tra sự thay đổi cũng cần phải tính toán các
giới hạn của độ chính xác trong quá trình đo đạc.
Lỗi có thể được hình thành ở những dạng khác nhau có th ể là một ẩn số
mà ta không thể đo được, theo lý thuyết giá trị thực là giá trị thường được
lấy trung bình hoặc đo đạc để tập hợp dữ liệu. lỗi là một phần của nhiều sự
đo đạc và sự thay đổi là một tính chất các tập hợp dữ liệu. mà nguồn gốc
Copyright: Tài liệu đại học ©