定義:
全自動酶聯(lián)免疫分析儀(Fully?。粒酰簦铮恚幔簦澹洹。牛蹋桑樱痢。粒睿幔欤澹颉。。桑恚恚酰睿铮幔螅螅幔。樱螅簦澹恚┦且环N集成了酶聯(lián)免疫吸附測定(Enzyme-Linked Immunosorbent?。粒螅螅幔。牛蹋桑樱粒嶒灢襟E的高度自動化儀器系統(tǒng)。它通過精密的機械臂、液體處理系統(tǒng)、溫育模塊、洗板機和光學(xué)檢測系統(tǒng),自動完成傳統(tǒng)手工ELISA實驗中的加樣、孵育、洗板、加酶、加底物、顯色、終止和結(jié)果判讀等一系列復(fù)雜操作,最終輸出定量或定性結(jié)果。
核心目的:
實現(xiàn)ELISA檢測的高度自動化: 顯著減少人工操作步驟、時間和潛在誤差。
提高檢測通量和效率: 可同時處理大量樣本和多種項目。
提升檢測結(jié)果的精確度、準(zhǔn)確性和重復(fù)性: 通過標(biāo)準(zhǔn)化、程序化的操作減少人為因素干擾。
改善實驗室生物安全性: 減少實驗人員接觸樣本和試劑的機會。
簡化工作流程,降低人力成本: 尤其適用于大批量檢測的實驗室。
基本原理(ELISA基礎(chǔ))
ELISA是一種基于抗原-抗體特異性結(jié)合以及酶催化顯色反應(yīng)的高靈敏度免疫學(xué)檢測技術(shù)?;驹硎牵?/p>
包被 (Coating): 將已知抗原或抗體固定在微孔板(通常是96孔板)的孔底。
封閉?。ǎ拢欤铮悖耄椋睿纾骸∮脽o關(guān)蛋白(如牛血清白蛋白BSA)封閉未被占據(jù)的位點,減少非特異性結(jié)合。
加樣與孵育 (Sample?。Α。桑睿悖酰猓幔簦椋铮睿骸〖尤氪郎y樣本(含未知抗原或抗體),若存在目標(biāo)物,則與包被物特異性結(jié)合。
洗滌?。ǎ祝幔螅瑁椋睿纾骸∠慈ノ唇Y(jié)合的物質(zhì)。
加酶標(biāo)物?。ǎ牛睿恚濉。茫铮睿辏酰纾幔簦澹骸〖尤朊笜?biāo)記的抗體(或抗原),與已結(jié)合的目標(biāo)物形成“夾心”或“競爭”復(fù)合物。
再次洗滌: 洗去未結(jié)合的酶標(biāo)物。
加底物 (Substrate): 加入酶的無色底物溶液。
顯色?。ǎ茫铮欤铮颉。模澹觯澹欤铮穑恚澹睿簦骸∶复呋孜锓磻?yīng),生成有色產(chǎn)物。顏色深度與樣本中目標(biāo)物的濃度成正比(或反比)。
終止 (Stop): 加入終止液停止反應(yīng)。
比色 (Detection): 用酶標(biāo)儀(通常是分光光度計)在特定波長下測定各孔的光密度(OD值)。
結(jié)果判讀: 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線或Cut-off值計算樣本中目標(biāo)物的濃度或判斷陰陽性。
全自動酶聯(lián)免疫分析儀的核心組件與功能
樣本處理系統(tǒng):
樣本架/樣本盤:放置原始樣本管(血清、血漿、尿液等)或樣本杯。
樣本探針:高精度移液器,具備液面感應(yīng)、防碰撞、防交叉污染(如帶Tip頭或沖洗功能)能力,自動吸取和分配樣本。
試劑系統(tǒng):
試劑倉/試劑盤:帶有冷藏功能(通常4-15℃),放置酶標(biāo)物、底物、終止液、稀釋液、洗液等試劑瓶。
試劑探針:與樣本探針類似,自動吸取和分配試劑。通常有獨立的探針或防污染設(shè)計。
耗材系統(tǒng):
微孔板架:放置預(yù)包被好抗原/抗體的ELISA反應(yīng)板(通常是96孔)。
Tip頭盒:放置一次性移液吸頭(如使用)。
廢物區(qū):收集廢棄Tip頭、廢液等。
液體處理系統(tǒng):
高精度注射泵/活塞泵:確保移液體積的準(zhǔn)確性。
機械臂:精確定位,帶動探針在樣本位、試劑位、反應(yīng)板位和清洗位之間移動。
溫育系統(tǒng):
溫育區(qū):一個或多個具有精確溫度控制(通常37℃)的模塊,用于孵育反應(yīng)板,促進抗原抗體反應(yīng)。
震蕩功能:可選,加速反應(yīng)平衡。
洗板系統(tǒng):
洗板頭:帶有多個獨立的洗液通道和抽吸通道,可同時清洗整排或整板孔。
洗液瓶:存儲洗液(如PBS-Tween)。
真空/壓力系統(tǒng):用于注入洗液和吸走廢液。具備可調(diào)節(jié)的清洗次數(shù)、浸泡時間和洗液體積。
光學(xué)檢測系統(tǒng)(酶標(biāo)儀):
光源:鹵鎢燈、氙燈或LED。
單色器/濾光片輪:提供特定檢測波長(如450nm, 492nm,?。叮玻埃睿韰⒖疾ㄩL等)。
光電檢測器(如光電倍增管PMT或光電二極管):將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,測量各孔的OD值。
讀數(shù)模式:終點法(反應(yīng)終止后讀一次)、動力學(xué)法(連續(xù)讀一段時間)。
控制系統(tǒng)與軟件:
主控計算機:運行儀器控制軟件和數(shù)據(jù)分析軟件。
用戶界面:觸摸屏或連接電腦,用于設(shè)置實驗參數(shù)(項目、樣本位置、試劑位置、孵育時間溫度、洗板程序、讀板參數(shù)等)、啟動運行、監(jiān)控狀態(tài)。
數(shù)據(jù)處理:自動生成標(biāo)準(zhǔn)曲線(線性、對數(shù)、四參數(shù)等),計算樣本濃度,判斷陰陽性,生成報告,存儲數(shù)據(jù),連接LIS(實驗室信息系統(tǒng))。
條碼掃描器(可選):自動識別樣本管和試劑瓶上的條碼信息,減少設(shè)置錯誤。
工作流程(高度自動化)
用戶準(zhǔn)備:裝載預(yù)包被板、樣本、試劑、耗材(Tip頭),在軟件中設(shè)置實驗方案。
儀器啟動:軟件指揮機械臂開始運行。
自動加樣:樣本探針按程序吸取樣本加入指定反應(yīng)孔。
自動孵育:反應(yīng)板移至溫育區(qū),按設(shè)定時間溫度孵育。
自動洗板:洗板頭按設(shè)定程序清洗反應(yīng)板孔。
自動加酶:試劑探針吸取酶標(biāo)物加入反應(yīng)孔。
再次孵育與洗板。
自動加底物:試劑探針吸取底物加入反應(yīng)孔。
顯色孵育:在室溫或溫育區(qū)顯色。
自動終止:試劑探針吸取終止液加入反應(yīng)孔(終點法需要)。
自動讀板:反應(yīng)板移至讀板區(qū),光學(xué)系統(tǒng)讀取各孔OD值。
自動計算與報告:軟件根據(jù)OD值計算濃度/判斷結(jié)果,生成報告。
自動清理:廢棄Tip頭和廢液被收集到廢物區(qū)。
主要優(yōu)勢
高通量: 可同時處理多個板、多個項目,顯著提高檢測速度(每小時可處理數(shù)十至數(shù)百個測試)。
高精度與準(zhǔn)確性: 自動化移液、溫育、洗板大大減少人為誤差,結(jié)果重復(fù)性好。
高效率: 解放人力,可無人值守運行(尤其夜間、周末),縮短整體報告時間(TAT)。
標(biāo)準(zhǔn)化: 程序化控制確保每次實驗條件一致,提高結(jié)果可比性。
安全性: 減少實驗人員接觸潛在生物危害樣本和試劑的機會。
數(shù)據(jù)管理: 強大的軟件方便數(shù)據(jù)存儲、追溯、分析和報告生成,易于連接LIS/HIS。
節(jié)省成本(長期): 雖然設(shè)備投入高,但長期看可節(jié)省人力成本,提高實驗室整體效率。
應(yīng)用領(lǐng)域(非常廣泛)
全自動酶聯(lián)免疫分析儀廣泛應(yīng)用于臨床診斷、醫(yī)學(xué)研究、生物制藥、食品安全、環(huán)境監(jiān)測、法醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。常見的檢測項目包括:
傳染?。骸「窝讟?biāo)志物(HBsAg,?。粒睿簦椋龋茫郑。龋桑挚贵w/抗原)、TORCH、梅毒、EB病毒、呼吸道病原體抗體等。
腫瘤標(biāo)志物:?。粒疲?,?。茫牛粒。茫粒保玻?,?。茫粒保担?,?。茫粒保梗梗。校樱恋取?/p>
內(nèi)分泌激素: 甲狀腺功能(TSH, FT3,?。疲裕矗?、性激素(HCG, LH,?。疲樱?,?。校遥蹋。牛?, T,?。校?、胰島素、皮質(zhì)醇等。
自身免疫病: 抗核抗體譜、類風(fēng)濕因子、自身免疫性肝炎抗體等。
心臟標(biāo)志物: 肌鈣蛋白I/T(部分高敏ELISA)、CK-MB質(zhì)量、Myo(需注意方法學(xué),部分被化學(xué)發(fā)光替代)。
過敏原: 特異性IgE檢測(需特殊試劑盒)。
治療藥物監(jiān)測: 部分藥物(需特定試劑盒)。
細胞因子: 科研常用。
食品安全: 農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、毒素(黃曲霉毒素等)、過敏原檢測。
其他: 維生素、特定蛋白等。
技術(shù)參數(shù)考量(選購時關(guān)注)
通量: 每小時測試數(shù)、同時可處理板數(shù)。
靈活性: 是否支持不同板型(96孔為主,少數(shù)支持48孔等)、隨機存取(可隨時添加樣本/試劑)、多種檢測模式(終點法、動力學(xué)法)、多種項目同時運行。
樣本處理能力: 樣本位數(shù)量、支持原始管/樣本杯、條碼掃描能力、樣本稀釋功能。
試劑處理能力: 試劑位數(shù)量、冷藏能力、試劑余量監(jiān)測、穩(wěn)定性(開機穩(wěn)定性時間)。
液體處理精度: 移液范圍、精度(CV值)。
洗板性能: 洗板通道數(shù)(8針、12針、96針)、清洗效率(殘留量)、可編程清洗程序。
溫育控制: 溫育區(qū)數(shù)量、溫度范圍、精度、均一性、是否帶震蕩。
檢測系統(tǒng): 檢測波長范圍、濾光片數(shù)量、檢測速度、線性范圍、靈敏度。
軟件功能: 易用性、項目設(shè)置靈活性、數(shù)據(jù)處理能力(曲線擬合算法)、LIS接口、遠程監(jiān)控、審計追蹤、用戶管理。
占地面積與維護: 儀器尺寸、日常維護便捷性、耗材成本(Tip頭、洗液等)。
發(fā)展趨勢
更高通量與模塊化: 通過增加并行處理單元或模塊化設(shè)計(樣本處理、檢測獨立模塊)實現(xiàn)更高通量。
更靈活與隨機存?。骸「鼜姶蟮能浖蜋C械設(shè)計,支持真正的隨機樣本/試劑/板位訪問,隨時添加急診樣本。
集成化/流水線化: 將全自動ELISA儀整合到實驗室自動化流水線(TLA)中,與樣本前處理、后處理系統(tǒng)連接。
更智能軟件: 人工智能用于結(jié)果審核、異常值預(yù)警、質(zhì)量控制分析、預(yù)測性維護。
小型化與POCT化(有限): 開發(fā)更小型、操作更簡便的設(shè)備,適用于中小實驗室或特定場景,但通量通常受限。
與其他技術(shù)聯(lián)用: 探索與化學(xué)發(fā)光、熒光等更高靈敏度技術(shù)的結(jié)合或平臺整合(多標(biāo)記檢測)。
試劑與耗材優(yōu)化: 開發(fā)更穩(wěn)定、即用型的試劑,減少開瓶穩(wěn)定性問題;使用更低成本的耗材(如固定Tip)。
遠程監(jiān)控與云服務(wù): 實現(xiàn)遠程故障診斷、軟件升級、數(shù)據(jù)備份和分析。
主要品牌(舉例,非排名)
國際知名品牌:西門子醫(yī)療(Siemens?。龋澹幔欤簦瑁椋睿澹澹颍?,如Atellica IM)、雅培(Abbott,如Alinity ci-series)、羅氏診斷(Roche Diagnostics,如cobas?。濉。幔睿幔欤澹颍螅①惸w世爾(Thermo?。疲椋螅瑁澹颉。樱悖椋澹睿簦椋妫椋?,如Triturus)、碧迪(BD,如BD?。牛蹋桑樱痢∽詣踊到y(tǒng))、珀金埃爾默(PerkinElmer,如Janus系列)、德靈(Werfen/Instrumentation?。蹋幔猓铮颍幔簦铮颍?, 如BEP??。桑桑桑ⅲ模椋幔樱铮颍椋睿ㄈ纾蹋桑粒桑樱希??。兀樱┑?。
國內(nèi)知名品牌:科美生物、新產(chǎn)業(yè)生物、安圖生物、邁瑞醫(yī)療、透景生命、浩歐博等也提供全自動或半自動的ELISA處理系統(tǒng)。
總結(jié):
全自動酶聯(lián)免疫分析儀是現(xiàn)代中大型臨床實驗室、研究機構(gòu)和檢測中心的核心設(shè)備之一。它通過高度集成和自動化,克服了傳統(tǒng)手工ELISA操作繁瑣、效率低、易出錯的缺點,實現(xiàn)了高通量、高精度、標(biāo)準(zhǔn)化的免疫學(xué)檢測。雖然面臨化學(xué)發(fā)光免疫分析(CLIA)等更新技術(shù)的競爭,ELISA憑借其成熟穩(wěn)定、成本相對較低(尤其試劑)、應(yīng)用范圍極其廣泛等優(yōu)勢,在眾多領(lǐng)域(特別是傳染病、激素、腫瘤標(biāo)志物篩查等)仍具有不可替代的重要地位。技術(shù)的不斷發(fā)展使其在通量、靈活性、智能化和整合度方面持續(xù)提升。
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