Pameran Internasional CMEF & ICMD 2018 Spring di Shanghai (Bagian 2)

Ini adalah bagian kedua dari artikel yang didedikasikan untuk kunjungan saya ke pameran musim semi peralatan medis dan aksesoris CMEF & ICMD di Shanghai pada tahun 2018. Ini akan berbicara tentang jenis perangkat diagnostik klinis ini sebagai alat analisis biokimia. Menggunakan perangkat yang disajikan di pameran sebagai contoh, kita akan berbicara tentang jenis, prinsip operasi, dan fitur berbagai analisis biokimia.

Bagian 1. Tinjauan umum pameran

Sedikit biokimia

Jika Anda mengambil darah dari vena, maka ini bisa dilakukan, antara lain, untuk melakukan tes darah biokimia. Metode diagnostik laboratorium ini memungkinkan Anda memperoleh informasi tentang metabolisme dalam sel, yang, pada gilirannya, menentukan kualitas kerja organ internal dan tubuh secara keseluruhan. Faktanya adalah bahwa sel-sel hidup mengandung sejumlah besar senyawa kimia yang diketahui semua orang seperti protein, karbohidrat, lipid. Metabolisme sel tergantung pada jumlah dan rasio zat-zat ini. Beberapa di antaranya adalah indikator biokimia yang penting (saya yakin banyak yang mendengar kata-kata seperti glukosa, kolesterol, protein total, trigliserida, dll.) Dan memiliki kisaran konsentrasi normal. Di luar jangkauan konsentrasi zat menyebabkan gangguan metabolisme. Norma perkiraan untuk glukosa adalah 3,33-5,55 mmol / liter. Kurangnya glukosa menyebabkan kekurangan energi sel dan penurunan fungsi tubuh. Kelebihan meningkatkan risiko diabetes mellitus yang terkenal.


Salah satu opsi untuk menyoroti panjang gelombang adalah penggunaan filter optik strip

Sekarang mari kita beralih ke bagaimana Anda dapat menentukan konsentrasi suatu zat. Untuk melakukan ini, sampel uji (misalnya, darah) dicampur dengan pereaksi khusus. Sebagai hasil dari serangkaian reaksi kimia, diperoleh suatu zat yang menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu. Dengan mengukur penyerapan ini, konsentrasi bahan awal dapat ditentukan. Hasil pengukuran optik adalah kepadatan optik yang dihitung. Misalnya, pertimbangkan glukosa lagi. Jika Anda mencampurnya dengan pereaksi khusus, Anda bisa mendapatkan zat NADH, yang menyerap cahaya pada panjang gelombang 340 nm. Semakin banyak glukosa pada awalnya, semakin banyak NADH akan dihasilkan dari reaksi, dan semakin besar penyerapannya.

Faktanya, paragraf sebelumnya menjelaskan secara singkat prinsip pengujian oleh penganalisa biokimia:

1. Mencampur reagen dan sampel
2. Reaksi biokimia
3. Pengukuran absorbansi
4. Perhitungan konsentrasi analit

Saya juga mencatat bahwa metode pengukuran pertama adalah visual. Warna dan intensitas ditentukan oleh mata dan dibandingkan dengan bagan warna untuk konsentrasi yang diketahui. Solusi respons glukosa, misalnya, berubah merah muda. Semakin tinggi konsentrasi glukosa, semakin gelap warna larutan. Tetapi akurasi pengukuran dengan metode ini, tentu saja, agak rendah. Kemudian mereka mulai menggunakan fotometer untuk menentukan intensitas pada panjang gelombang tertentu. Pada akhirnya, analisis biokimiawi dibuat untuk laboratorium medis.

Mesin semi otomatis dan otomatis

Kami melanjutkan langsung ke perangkat. Ada dua kelompok penganalisa biokimia - semi-otomatis dan otomatis. Perangkat dari kelompok pertama, pada kenyataannya, adalah fotometer yang memungkinkan Anda untuk mengukur sesuai dengan program tertentu dan melakukan perhitungan konsentrasi otomatis. Namun, reaksi itu sendiri (mis., Pencampuran reagen dan sampel) dilakukan oleh manusia. Perangkat semacam itu cukup murah dan digunakan di klinik dan laboratorium di mana ada sedikit uang dan tidak ada aliran tes yang besar.


Analyzer biokimia semi-otomatis ES-105 dari Bioelab. Perwakilan khas dari sekelompok mesin semi-otomatis. Kompak dan murah. Baru-baru ini, ada kecenderungan untuk mengganti sebagian perangkat tersebut dengan alat analisis otomatis berkinerja rendah nilainya sangat dekat.

Dalam analisis otomatis, proses melakukan analisis biokimia sepenuhnya otomatis. Perangkat ini secara independen menghasilkan campuran reagen dan sampel, melakukan pengukuran dan perhitungan. Anda hanya perlu mengatur tes apa yang harus dilakukan dan menetapkan tes dan reagen. Alat analisis otomatis lebih mahal daripada perangkat semi otomatis, tetapi mereka memiliki kecepatan dan akurasi pengukuran yang lebih tinggi. Ini tentang analisis otomatis yang akan diriwayatkan lebih lanjut.

Performa

Analisis otomatis, pada gilirannya, juga dibagi ke dalam kategori sesuai dengan parameter utama untuk jenis instrumen ini - kinerja.

Tes biokimia membutuhkan waktu. Dari satu hingga beberapa menit. Jika kita melakukan tes secara berurutan, itu akan menjadi waktu yang sangat lama. Oleh karena itu, perangkat dirancang sedemikian rupa untuk melakukan pengujian secara seri dan paralel. Ada banyak parit di mana reagen dan sampel ditambahkan. Menambahkan terjadi secara berurutan,
tapi sejak itu reaksi itu sendiri dapat memakan waktu puluhan menit, dapat diasumsikan bahwa dalam kuvet tetangga reaksi berlangsung secara paralel. Waktu antara menambahkan, misalnya, reagen ke dua kuvet yang berdekatan disebut waktu siklus perangkat (deskripsi yang lebih rinci tentang siklus akan diberikan nanti). Semakin pendek siklus, semakin tinggi kinerja penganalisa. Produktivitas khas sebagian besar perangkat adalah 200-2000 tes / jam.

Perangkat berkinerja rendah dapat berupa desktop dan cukup ringkas. Menurut produsen Cina, alat analisis semacam ini sangat populer di wilayah miskin (Afrika, Amerika Selatan, Asia Tenggara), di mana masalah biaya bersifat akut, tetapi alat analisis semi-otomatis tidak lagi cocok. Kekompakan perangkat memungkinkan penggunaannya di laboratorium seluler. Pada pameran tersebut, beberapa perusahaan mempresentasikan analisa baru mereka dengan 200 tes / jam. Sekarang perangkat ini mulai populer, termasuk di Rusia.


Zeccen Automated NEO-1200 analyzer dengan 120 tes / jam. Salah satu mesin dengan kinerja terendah dan paling ringkas

Instrumen berkinerja sedang (300 - 800 tes / jam) merupakan kelompok yang paling luas. Dikirim ke sebagian besar klinik dan laboratorium. Harga perangkat semacam itu lebih tinggi, tetapi selain produktivitas yang lebih besar, volume reagen dan sampel yang dimuat jauh lebih besar. Berbeda dengan kelompok sebelumnya, mereka mungkin berisi instalasi pengolahan air, kompartemen untuk sampel mendesak, dan pengujian dengan dua reagen.


Analyzer ES-480 otomatis Bioelab dengan produktivitas 400 tes / jam. Dapat membawa di atas 90 botol dengan reagen dan 120 tabung reaksi dengan sampel.

Rumah sakit berkapasitas besar dilengkapi dengan perangkat berkinerja tinggi (> 800 tes / jam). Ini adalah analisa yang cukup mahal yang memungkinkan pengukuran dilakukan dengan kecepatan tinggi. Sangat sering, tabung reaksi dengan sampel dalam perangkat tersebut tidak terletak di drum, tetapi dilayani oleh sistem pelacakan khusus (Anda dapat menambahkan sampel baru kapan saja). Bersama dengan beberapa reagen drum, perangkat tersebut dapat menyediakan jam pengujian terus menerus.


Penganalisa Mindray BS-2000 dengan produktivitas 2000 tes / jam. Di sisi kiri adalah dua drum reagen. Di depan instrumen adalah sistem pengiriman sampel trek.

Batas atas kinerja instrumen tunggal adalah 2.200 tes / jam, namun, jika penganalisa memiliki sistem pasokan sampel lintasan, maka seringkali ada kemungkinan menggabungkan beberapa instrumen dalam satu baris, meningkatkan produktivitas keseluruhan dengan kelipatan jumlah penganalisa dalam satu baris. Sering terjadi bahwa tidak hanya analisis biokimiawi ditambahkan pada garis, tetapi juga, misalnya, analisis imunosorben dan chemiluminescent terkait-enzim.


Sistem modular Biolumi 8000 Snibe's, yang berisi (dari kiri ke kanan) dua immunoassay, dua analisis biokimia, sebuah penganalisa elektrolit dan modul pengiriman sampel.

Prinsip kerja

Analisis biokimiawi sampel dimulai dengan fase persiapan. Sampel terukur dipasang di drum sampel (atau dalam kaset dalam kasus sistem trek). Biasanya ini adalah 5-10 ml tabung dengan darah, plasma atau urin. Selanjutnya, tergantung pada tes biokimia apa yang harus dilakukan, botol dengan reagen yang sesuai dipasang di drum reagen. Operator (biasanya asisten laboratorium) menetapkan posisi sampel dan reagen, parameternya, dan menetapkan tes yang diperlukan untuk setiap sampel.


URIT URIT-8280 drum sampel. Desain drum yang demikian memungkinkan Anda membaca barcode dari perangkat pemindai bawaan tabung. Ini memungkinkan Anda untuk secara otomatis memasukkan informasi tentang sampel dan pengujian yang diperlukan ke dalam perangkat. Muatan maksimum drum tersebut adalah 99 tabung reaksi.

Harus dicatat secara terpisah bahwa drum reagen perlu didinginkan pada suhu yang sesuai dengan suhu dalam lemari es rumah tangga biasa. Ini diperlukan untuk pelestarian reagen, seperti kebanyakan dari mereka disimpan pada 4-6 derajat. Perangkat dapat bekerja sepanjang hari, dan botol reagen dapat bertahan selama berminggu-minggu dan berbulan-bulan. Sampel lebih mudah, karena mereka biasanya tidak disimpan, jadi pendinginan khusus tidak diperlukan untuk mereka.


Ram dengan reagen dari URIT-8280 yang sama. Total muatan 80 botol, dan untuk berbagai baris ukuran botol bervariasi.

Setelah memuat reagen dan sampel yang diperlukan, inisialisasi perangkat dimulai. Tahap ini termasuk memeriksa kinerja berbagai sistem, mengatur kondisi awal, memanaskan drum dengan kuvet (reaksi biokimia terjadi pada 37 derajat, seperti pada organisme hidup). Juga, tergantung pada instrumen, ini mungkin termasuk kuvet reaksi pembilasan, mengukur tingkat awal reagen dan sampel, persiapan pengukuran optik, dengan kata lain, berbagai prosedur yang diperlukan untuk melakukan tes biokimia.


Tecom TC 9082 Drum Ditch Instrumen ini menggunakan kuvet tunggal, meskipun beberapa instrumen mungkin memiliki seluruh segmen pemeran. Terbuat dari plastik atau kaca kuarsa.


Stasiun pencuci URIT 8300. Jarum terdiri dari dua tabung - satu cairan dikeluarkan dari kuvet, yang lain ditambahkan ke air kuvet atau larutan cuci. Setelah dicuci, cuvette dapat digunakan kembali.

Setelah memulai perangkat, reagen dan sampel ditambahkan secara berurutan ke kuvet reaksi. Dispenser khusus digunakan dalam penambahan. Jika kuvet dapat digunakan kembali, maka mereka dicuci dengan stasiun pencuci khusus. Setelah reagen dan sampel ditambahkan ke kuvet, campuran dicampur dengan mixer khusus, meskipun kadang-kadang operasi ini dapat dilakukan dengan jarum meteran. Pencampuran diperlukan untuk mendapatkan larutan yang homogen. Anda dapat mengingat kembali reaksi terhadap glukosa. Jika Anda tidak mencampur larutan setelah menambahkan sampel, maka reaksi akan terjadi hanya di bagian bawah sel, dan kita akan melihat gradien yang indah, berubah dari merah jenuh di bagian bawah sel menjadi transparan di bagian atas. Ini indah, tetapi, sayangnya, tidak dapat diandalkan untuk pengukuran.


Kiri: Jarum dosis sampel Sunmed UP 5000. Jarum mengambil sampel, menambahkannya ke kuvet, kemudian dibilas dengan air deionisasi
Kanan: mixer URIT 8300. Setelah mencampur larutan dalam kuvet, mixer juga dicuci dengan air.

Berbicara tentang pengukuran. Sistem optik perangkat cukup beragam, tetapi semuanya, satu atau lain cara, terdiri dari dua bagian - penghasil dan penerima. Emitor membentuk berkas cahaya paralel. Penerima mengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan melalui kuvet pada panjang gelombang tertentu. Rentang panjangnya cukup besar - semua cahaya tampak dan dekat UV, tetapi dari keseluruhan rentang biasanya hanya dibutuhkan 10-14 panjang gelombang spesifik.
Selama reaksi biokimiawi, serangkaian pengukuran dilakukan, berdasarkan pada konsentrasi zat yang diukur yang ditentukan.


Kiri: pompa jarum suntik untuk dispenser
Di tengah: wadah atau dengan larutan pencuci (diperlukan untuk mencuci parit), atau dengan limbah
Kanan: tangki perantara dengan air bersih. Membilas kuvet dan jarum tidak hanya membutuhkan air bersih, tetapi juga air yang dideionisasi

Faktanya, itu saja. Setelah pengukuran terakhir, instrumen selesai. Tentu saja ada fungsi khusus kontrol kualitas, kalibrasi, kontrol linearitas, tetapi mereka adalah variasi di atas.

Seseorang hanya dapat mengatakan bahwa perangkat dikendalikan oleh program desktop di komputer eksternal. Ini berisi semua algoritma dan mode operasi perangkat, reaksi terhadap peristiwa tertentu, antarmuka pengguna. Setiap pabrikan menulis perangkat lunaknya sendiri untuk masing-masing perangkat, sehingga kualitasnya sering menderita. Banyak bug, crash, sedikit yang pernah mendengar tentang UX yang kompeten. Nah, dukungan teknis adalah lagu yang terpisah. Koreksi kesalahan serius dapat diharapkan selama enam bulan. Tetapi asisten laboratorium adalah orang yang tidak bersahaja - mereka terbiasa dengan hal itu.

Kesimpulannya

Keragaman pasar analisis biokimia cukup besar. Di CMEF 2018 saja, puluhan perusahaan manufaktur dan ratusan instrumen disajikan. Beberapa perusahaan terlibat secara eksklusif dalam analisis biokimia, yang lain juga memproduksi reagen, dan beberapa raksasa pasar memiliki beragam produk dari berbagai bidang kedokteran. Meskipun penganalisa secara konseptual dua puluh tahun yang lalu tidak jauh berbeda dari yang modern, banyak solusi teknis sedang diperbaiki, yang meningkatkan kualitas perangkat dan mengurangi biaya mereka. Sekarang juga perangkat jauh lebih terjangkau daripada beberapa dekade yang lalu. Menurut perkiraan Persistence Market Research dari 2017, pasar global alat analisis biokimia pada tahun 2024 akan tumbuh hampir 50% dalam dolar.


Sesuatu seperti ini, beberapa pabrik melihat peralatan laboratorium besar

Jika kita berbicara tentang Rusia, maka tidak hanya klinik besar, tetapi juga laboratorium kecil di kota-kota kecil dilengkapi dengan berbagai analisis biokimia. Sebagian besar perangkat semacam itu adalah Cina. Sayangnya, praktis tidak ada analisis biokimia dari pabrik Rusia, oleh karena itu, kami hanya konsumen di segmen ini. Setelah substitusi impor, analis dari majelis Rusia mulai muncul, tetapi kita belum berbicara tentang produksi penuh. Tetapi situasi dengan reagen untuk analisis biokimia lebih baik - ada beberapa perusahaan Rusia yang memproduksi reagen. Mari kita berharap bahwa seiring waktu, analisa biokimia modern Rusia akan muncul.