Automatizace laboratorního provozu, konsolidace a integrace
                                    Miroslava Beňovská


Automatické biochemické analyzátory
ndo praxe v 70. letech minulého století
nprvky mechanizace - pístové pipety a dávkovače
nbez zásahu obsluhy - jednotlivé kroky analýzy dle naprogramovaného algoritmu
ntransport vzorku, pipetování, dávkování reagencií, promíchání, inkubace, měření změn absorbance,
výpočet koncentrace, zobrazení a tisk výsledku, případně jeho přenesení do LIS
nPrincip  –  fotometrie
n                   (imuno)turbidimetrie
n                   chemiluminiscence, fluorescence
n                   (<konc.)
n                   potenciometrie (ISE)

Podle konstrukce
kontinuální
Technicon
diskrétní
LX20, Hitachi, Olympus
Podle způsobu zpracování vzorků
po metodách
Epos, Centrifichem (pouze jedna metoda, pak výměna reagencií)
po vzorcích pacientů
Random access
Podle provozu
selektivní
Výběr metod pro jednotlivé vzorky
neselektivní
Podle vazby na reagencie
uzavřené
otevřené
Podle výkonu
velkokapacitní
nízkokapacitní

Kontinuální analyzátory
nProcesy kontinuálně v hadičkovém systému
nOddělení vzorku a reagencií bublinami
nV místě rozšíření hadičky smíchání a start reakce
nTemperace dalšího úseku hadiček
nMěření v průtokové kyvetě
nPouze po metodách (ne další vývoj)

Diskrétní
automatické analyzátory
nNapodobení jednotlivých kroků manuální analýzy
nMezitím krátké zastavení
nPrvní typy – po metodách
nV současnosti – diskrétní selektivní  „random access“ analyzátory – výběr z řady metod
n
n

Hlavní součásti automatického analyzátoru
nTransportní systém
ndopravuje vzorky ze vstupu analyzátoru do pracovního prostoru a na výstup z analyzátoru
nposun stojánků se vzorky lineárním nebo otáčivým pohybem
nna vstupu laserová čtečka čarových kódů
n
nPipetor vzorků
nzajišťuje pipetování vzorku do kyvety, je  z inertního materiálu
npři kontaktu se vzorkem hladinový senzor zastaví pohyb pipetoru, nasátí vzorku těsně pod hladinou
n    pipetovací objemy 2-20 ul
ndetekce sraženiny
n      V případě přiucpání se zvýší podtlak - systém detekuje chybu pipetování
nZabránění  kontaminaci (cary over) –
n      omytí pipetovací jehly zevně i vnitřně
n      pipetovací špičky
n

Video_zkouška_2 016



Video_zkouška_2 019



Liverpool_04 136



Hlavní součásti automatického analyzátoru
nDávkovače reagencií
npracují na stejném principu včetně hladinových senzorů a mycí stanice k zabránění vzájemné
kontaminace reagencií.
nobjemy např. 20-300 µl (reakční kyveta)
nPřesné odměřování objemu vzorku a dávkování reagencií zajišťují pístové dávkovače, s koncovými
pipetory jsou spojeny hadičkami naplněnými vodou
nReakční kyvety
nobjem ( cíl - méně než 100 µl)
njednorázové
n    opakovaně používané po automatickém vymytí
npropustnost materiálu pro UV záření (340 nm)
n    syntetické materiály, křemenné sklo
n

Video_zkouška_2 012



Hlavní součásti automatického analyzátoru
nInkubační lázeň
numístěny reakční kyvety
n37 °C s přesností ± 0,1 °C (enzymy)
nteplotní prostředí zajišťuje cirkulující voda, olej nebo vzduch
n
nZdroj světelného záření-monochromátor- absorpční prostředí-detektor
nzdroj - halogenová lampa nebo xenonová výbojka
nsvětelný paprsek spojitého spektra je po průchodu absorpčním prostředím (kyvetou) rozložen
monochromátorem (optická mřížka)
npaprsky s definovanou vlnovou délkou (monochromatické záření)
ndetektor - diodové pole (diode array)
nzměny absorbance zaznamenány

Zdroj světelného záření-monochromátor- absorpční prostředí-detektor
Princip Hitachi


Hlavní součásti automatického analyzátoru
nReagencie
nběžně dvě reagencie na jednu metodu
n     možné i 3 a 4
ntekuté (ready to use
nchlazené (stabilita)
noznačeny čarovým kódem - nezáleží na pozici v kruhu
notáčení reag. kruhu před pipetováním
nMíchadlo
nzajišťuje promíchání reakční směsi v kyvetě
n     rotačním pohybem lopatky míchadla,
n     ultrazvuk, pohyby kyvety, probubláním vzduchovými bublinami aj.
nMycí stanice
npo měření odsává reakční směs, myje  a suší kyvety




Hlavní součásti automatického analyzátoru
nParametry-definice metod
nzpůsob měření-end point&kinetika
nvlnové délky
nobjem pipetovaného vzorku a dávkovaných reagencií
nměřící body - měření vzestupu nebo poklesu absorbance
nhodnoty pro opakování analýzy s větším nebo menším objemem
n
nZobrazení a přenos výsledků
nvýsledky v databasi na obrazovce
ntištěny na tiskárně analyzátoru
npřenášeny do LIS a NIS do dokumentace pacienta

Hlavní součásti automatického analyzátoru
nPrůběh reakce
nZměny absorbance reakční směsi v kyvetě průběžně monitorovány a graficky zaznamenány (enzymy)
n
nChybová hlášení, autodiagnostika
nVšechny činnosti analyzátoru naprogramované v  řídícím PC
npohyb pohyblivých součástí zajišťují krokové motory
nfunkce pohyblivých součástí - monitorována pomocí speciálních čidel -kontrola koncové polohy i
času dosažení
npři nedodržení se analyzátor zastaví s  chybovým hlášením

Typ elektrody
Měřený iont
Skleněná elektroda
H+ , Na+
PVC membránová elektroda
K+ , Na+ , Cl- , Li+ , Ca2+  , Mg2+
PCO2
H+    (změna pH vlivem CO2)

Iontově selektivní elektrody
n
nJednotlivé ISE elektrody
nElektrody integrované - integrovaná chipová technologie

Instr



Instr



Iontově selektivní elektrody
nStanovení Na + :
nskleněná sodíková elektroda
nnebo crown éterový případně crown malonátový ionofor integrovaný do iontověselektivní plastové
membrány (PVC, teflon)
n

Iontově selektivní elektrody
nStanovení K+ :
nPVC membrána, v ní zabudován valinomycin (na principu iontové výměny)
nStanovení Cl- :
nPolymerní membrána – v ní kvarterní amoniové soli
nNapř. trioktylpropylamonium chlorid dekanol
nMembrána  zajišťuje iontovou výměnu solí z membrány s chloridovými ionty
n
n

Aeroset – firma Abbott:
Čip na stanovení Na+, K+,Cl-
sejmout0004

Hlavní součásti automatického analyzátoru
nInterní kontrola kvality
nsprávnost kontrolována pravidelně
nkontrolní vzorky s deklarovanou hodnotou
nkontroly na dvou hladinách
nvyhovující výsledky ±2 SD
nGrafické zobrazení - Yodenova grafu pro aktuální výsledky
n                                   Levey-Jenningově graf
nWestgardova pravidla
n
nValidace výsledků (nálezů)
ntisíce analýz - nejprve tzv. elektronická validace
nvýsledky v referenčním rozmezí bez chybových hlášení a delta checku -  vydány automaticky
nostatní nálezy  k validaci supervizorovi – posouzení souladu s ostatními testy, předchozí
vyšetření, diagnózou
npři  pochybnostech o správnosti - opakované stanovení

•
Levey-Jenningův graf


Zavedení automatických analyzátorů do klinické laboratorní praxe umožnilo:
nZvládnout enormní nárůst požadavků
nzkrátit časovou odezvu (TAT) - statim desítky minut, vysoce speciální metody hodiny
nZajistit vyhovující přesnost a správnost analýz
nZavedení mikrometod - snížení spotřeby reagencií (náklady, životní prostředí)
nSnížení potřeby biologického materiálu
nZvýšení hygienického standardu
nElektronické zpracování získaných dat

Video_zkouška_2 009
Modular PPE, Roche


Integrace
nSpojení  přístrojů (modulů) pracujících na různém principu
nNejčasteji přístroje (moduly) na klinickou chemii a imunochemii
nSpojení analytické a preanalytické techniky




Cobas 6000 , Roche
7dcdaddc-c3d9-449c-91fa-37cf6d7ff6a4


Cobas 6000 , Roche
nModul c 501
Absorpční fotometrie: Enzymy, substráty
n    Turbidimetrie: Specifické proteiny, DAT
ISE modul
Výkon až 1170 testů/hodinu
n    Stojánkový systém
n    Identifikace vzorku BC
Detektor sraženiny
n    Automatické vkládání a vykládání reagencií
n    Možnost instalace metody jiné firmy
nModul e 601-Elektrochemiluminiscence
a) detekce sraženiny a pěny
b) jednorázové špičky eliminující přenos
c) pravidelné promíchávání paramagnetických mikročástic
nReagencie kazetové
n

•Cobas 6000 – Efektivní způsob distribuce stojánků



cobas® 8000 modular analyzer series with cobas c 701 module, cobas c 502 module and cobas e 602
module envisioned to provide serum work area solutions for large workload laboratories
•Cobas 8000, Roche

Cobas 8000, Roche
nKombinace klinických a imunochemických testů
n
nMultimodularita
n
nKlinický modul – 2000 testů/hod.
n
nDynamika pohybu vzorků
n
nSoftware detailně plní akreditační požadavky

•
•Zásobník vzorků - Sample Buffer


cobas c 701
•Cobas 8000, Roche – modul c 701
•

•Kazetové reagencie - modul c 701



Zařízení k otvírání kazet



•• Automatické   vkládání  a
•   odstraňování reagencií za
•   chodu
•
• •Automatické odzátkování
•   reagencií
•
•
•
•Cobas 8000, Roche – modul c 702

2760-3594
•Cobas 4000, Roche
•Cobas e 411 - imunochemie
•Cobas c 311 – klinická chemie
•300 testů/hod – pro malé laboratoře
•45 reagenčních pozic

/siemens/en_GLOBAL/gg_diag_FBAs/images/product_images/ADVIA/ADVIA_2400/ADVIA_2400_h5.jpg
ADVIA® 2400 , Siemens


ADVIA® 2400, Siemens
n2400 tests/hod
n Fotometrie, turbidimetrie, ISE
nUniverzální pětipoziční stojánek
nReflex Testing  - provádět testy na základě výsledků
nDetekce sraženiny
nSérové indexy
nPředředění vzorků 1:5
nObjem reagencií 80-120 µL / test
nKapacita  na palubě 20,000 testů
nPlastové kyvety
n14 vlnových délek

Propojení  2x Advia 1600 a Advia Centaur - Siemens



Dimension_RxL_Max_wModule_Transparent_large
•Dimension RxL Max – Integrovaný System , Siemens
• Klinické a imunochem.
•  testy – široké spektrum
•  léků a drog
• 800 testů/hod
• Zatavené kyvety na
•  jedno použití
• Reagencie bez přípravy
• Doplňování reagencií za
•  chodu
• Minimální údržba
•
•

• Integrovaný systém - kombinuje princip fotometrie, turbidemetrie,
•   nephelometrie, IMT  (integrované  multisenzorové  technologie)  a
•   LOCI(moderní homogenní chemiluminiscence)
• Všechny testy v jednom systému
• 1500 testů/hod
• Možnost spojení dvou systému – 3000 testů/hod
•Dimension Vista 1500  - Inteligentní Lab Systém, Siemens
2772-3606

ARCHITECT c8000
ARCHITECT c8000, Abbott


ARCHITECT c8000
nOtevřený systém pro klinickou biochemii
nMožnost integrace s imunoanalytickým systémem Architect i2000 SR
nVýkon až 1 200 testů za hodinu
nDetekce kapalin a sraženin
nUniverzální stojánky pro 25 vzorků
nTeflonová piezoelektrická míchadla
nUnikátní technologie mytí vzorkové jehly – deklarován přenos vzorku do 0,1 ppm
nRozšířená linearita FlexRate pro fotometrii  - vlnové délky (od 340 do 804 nm)
nKyvety z křemenného skla
nIntegrovaný ISE Chip (ICT) pro Na, K, Cl
nSmart Wash - technologie pro 8krokové mytí kyvet a dávkovacích jehel
n

c16000_and_logo
• až 1800 klinických
•   testů/hod
• 65 reagencií na
•   palubě
• kombinace s imunochem.
•   modulem i 2000 SR
•Architect c 16000, Abbott

image010
•Alcyon, Abbott
• Stolní analyzátor pro malé laboratoře
•
• 300 fotometrických and 450 ISE testů/ hod.
•
• První výsledek za 3 až 6 min.
•
• Integrovaný kyvetové  centrum
•  pro automatické vkládání
•  a vykládání kyvet
•

AU600 IVD
AU600 IVD – Beckman (dříve OLYMPUS)


AU600 IVD - DANAHER
nPlně automatický
nFotometrie, turbidimetrie, ISE
nVýkon 800 fotometrických testů za hodinu
nStojánky na 10 vzorků
nKřemenné kyvety
nReakční doba max. 8 min

glb_bci_052453
AU5800, Beckman


AU5800, Beckman
nnový vysokokapacitní biochemický systém
nvýkon 2 000 fotometrických testů/hod na modul
naž čtyři moduly
nširoké spektrum testů včetně léků, drog křemenné kyvety

synchroncx
SYNCHRON CX systém, Beckman


SYNCHRON CX systém, Beckman (vlastní DANAHER)
nRychlé získávání výsledků
nSystém CX9 ALX využívá glukózové kyslíkové čidlo AccuSense – glukosa za 42s
nPanel testů pro kritické stavy za dobu kratší než jednu minutu

unicel_dxc_600
Biochemické analyzátory řady
UniCel® DxC, DANAHER (dříve Beckman)

Biochemické analyzátory řady
UniCel® DxC
npracuje samostatně či v napojení s dalšími analyzátory Beckman Coulter (linka)
nřízení SW REMISOL 2000 System Data management
nčástečně otevřený systém
nnevyžaduje denní údržbu, nemění se lampy
ndetekce a odstranění sraženiny, detekce a určení kvality séra
nUniCel® DxC 600 - 65 metod na palubě s výkonem 990 testů za hodinu

synchronlxi725
SYNCHRON LX®i 725 systém, Beckman


SYNCHRON LX®i 725 systém
npřevratně mění způsob integrace testů
nclinické a imunochemické testy
nlaboratoř může sloučit všechny testy prakticky do jediné zkumavky –
njediný vstupu do plně integrované a zcela automatizované pracovní stanice

BS-300
•Specifikace:
•
• výkon 300 fotometrických testů/hod.
•              180 ISE testů/hod.
• 50 pozic na reagencie + 4 ISE (Na+,
•   K+, Cl -, Li+ )
• 9 fixních vlnových délek: 340, 405,
•  450, 510, 546, 578, 630, 670, 700 nm
• objem dávkovaného vzorku: 3 – 45 μl,
•   krok po 0,5 μl
• reakční objem: 180 – 500 μl
• vzorkový kruh s 60-ti pozicemi
• jednorázové reakční kyvety a
•  automatickým podavačem
•BS-300, MINDRAY, Čína – dodává Medesa
•

Analyzátory řady Vitros, Ortho
nPracují   bez   kapalných   reagencií
nReakční  zónu  tvoří tzv. „slide“, na kterém  je
•    zabudována  suchá reagenční  multivrstva na podložce z polystyrenu
nPrincip  -  reflexní   fotometrie   -  výpočet koncentrace využívá Williams – Clapperova vztahu
–  pro  kalibrační   křivku   nutné   tři koncentrační hladiny
•                 - potenciometrie
nDoba analýzy - test do 5 minut
J & J Vitros 950
•J a J Vitros 950, Ortho

Znaky moderních analyzátorů -trendy
nDetekce sraženiny
nVýměna reagencií za chodu
nIntegrovaná chemie a imunochemie
nEfektivní distribuce vzorků – krátký TAT
nMalý objem kyvety, malý mrtvý objem
nKazetové reagencie bez přípravy
nMinimální doba údržby – za chodu?
nŠiroká nabídka vyšetření
nInstalace metod s využitím webu
nMožnost nainstalovat metodu jiného výrobce
nMěření sérových indexů

Radiometer:
          ABL 800 Flex          ABL 80Flex
n


ABL800 FLEX
ABL80 FLEX





2B9DBAC4-FD42-4551-AEC9-DE549E8E86FD ABL800 FLEX

ABL 800 Flex
nAutomatický systém
npH, pCO2, pO2, cCI-, cCa2+, cK+, cNa+, cGlu, cLac, cCrea, ctBil, ctHb, sO2, FO2Hb, FCOHb, FMetHb,
FHHb, FHbF,
nPřístroj vybaven podavačem – vzorek se vloží a obsluha může odejít
nUvnitř stříkačky míchací kuličky
nwww.radiometer.com/dd7c58e1-126e-42ff-b883-7158fb01816c.W5Doc (video)

Konsolidace laboratoří
nProces spojování laboratoří pracujících v různých oborech do jednoho celku
nSpojení oddělení biochemie, hematologie a mikrobiologie
nZachování samostatnosti jednotlivých oborů – interpretace výsledků specialistou -  v čele
laboratorního celku manažer
nAnalýza některých testů na společném přístroji (imunochemické analyzátory - testy biochemické i
sérologické)
nFlexibilní personál
nV malých nemocnicích v ČR již proběhla před mnoha lety
nV současnosti v soukromých velkých laboratořích

Centralizace
nSpojování pracovišť stejného oboru s ní vytvořením větších laboratorních celků
nMožnost provádět široké spektrum laboratorních vyšetření
nPřísun vzorků často svozem biologického materiálu
nProces centralizace a konsolidace bývá s výhodou kombinován

Význam konsolidace, centralizace a integrace
nEkonomický přínos
nefektivní využití přístrojové techniky
nsjednocení příjmu a přípravy biologického materiálu  a technického zázemí laboratoře ( sklady,
chladících boxy, úpravny vody nebo umývárny skla)
núspora nákladů na vybavení i mzdu, celkovému zvýšení produktivity práce
nVýznam odborný
nBezprostřední kontakt  specialistů usnadní komplexní hodnocení pacienta
nÚspora biologického materiálu
nvelký počet vyšetření z jedné zkumavky