尿液分析仪

尿液分析仪

尿液检查是各级医院对病人进行的常规检查项目。尿液分析仪是用来检查人的尿液中某些化学成分的含量的仪器。这些成分包括葡萄糖、蛋白质pH值、潜血、酮体、亚硝酸盐、胆红素、尿胆素原、红血球、白血球等。

在正常人的尿液中，以上生理指标都有一定的含量范围。在人体发生病变后，会引起尿液中的上述成份跟着发生变化。例如，尿液中的葡萄糖呈阳性，可能是糖尿病、结石性糖病或分泌系统疾病的表现。尿胆素原过多则可能患有肝脏疾病、发热症或溶血黄胆病。潜血过多则可能患有肾炎、肾功能疾病、膀胱炎症或妊娠中毒症等疾病。医生根据仪器所测出的尿液中各种成份的含量，可以更快、更准确地对病人的疾病做出判断。

尿液分析仪可分为湿式和干式化学系统两大类。湿式系统实际上是机械化后的试管法，属于分立式生化分析仪的一种。干式系统则主要着眼于自动评定试纸法的测定结果。按自动化程度来分，尿液分析仪可分为半自动与全自动两种类型。根据检查项目的不同，干式尿液分析仪又可分为尿4项、尿5项、尿7项~尿12项等多种。目前，广泛使用的尿液分析仪，测试项目以8项和10项居多。

干式尿液分析仪因其结构简单，应用更为普遍。本节只对干式尿液分析仪进行介绍。

干式尿液分析仪的工作原理及结构

一、干式尿液分析仪的测试原理

（一）尿液分析仪的试剂条（带）

干式尿液分析可能是受 pH 试剂条测量原理的启发而发展起来的。先有各单项试剂条，再有多项试剂条。早期的分析只是用人眼进行观察。随着电子技术的发展及检验准确度的需要，才用尿液分析仪代替人眼进行侧试。

干式尿液分析以滤纸为载体，将各种试剂成分浸渍后干燥，作为试剂层，再在其表面覆盖一层纤维素膜，作为反射层。试剂条浸入尿液后，与试剂发生反应，产生颜色变化。图 1-1-1 为某公司试剂条的结构示意图。

它采用了多层膜结构：最上一层尼龙膜起保护作用，防止大分子物质对反应的污染，保证试剂条的完整性。第二层为绒制层。它包括过碘酸盐区（有些试剂膜块含有此区）和试剂区。过碘酸盐区可破坏维生素 C 的干扰。试剂区含有试剂成分，主要与尿液所测定物质发生化学反应，产生颜色变化。第三层是吸水层，可使尿液均匀快速地浸人，并能抑制尿液流到相邻反应区。第四层为支持体，通常是尿液不浸润的硬塑料片。

不同类型的尿液分析仪使用自己专用的配套试剂条。通常，试剂条上的试剂块要比分析仪测试项目多一个空白块（有些仪器还多一个位臵参照块，如宝灵曼公司的Miditron R M型尿液分析仪）各试剂块与尿液中不同的被测定成分反应而呈现不同颜色。空白块是为了消除尿液本身的颜色及试剂块分布的状态不均等所产生测试误差，提高测量准确而设臵的。位臵参照块是为了消除在测试过程中以免每次测定试剂块的位臵不同产生测试误差设臵的。分析仪每次检测试剂条之前，检测头都会移到参照位臵进行自检，如果有必要，自动调整发光二极管的亮度和灵敏度，以提高检测的信噪比。

图1-1-1 试剂条结构示意图

图1-1-2 是一种尿8项试纸条的图形。它是在一块长90mm 、宽5mm 的透明塑料条上，每隔约2mm粘上一块5mm 宽的四方块状的试纸块，共有九块，其中一块是不参加反应的空白试纸块；其余八块，每块对应一项所测参数，即每块只对一种特定的化学成分起反应，也就是说，其颜色只随某一种化学成分变化，而不受其他化学成分的影响。

图1-1-2 一种试剂条的结构

(二)尿液分析仪的测试原理

干式尿液分析仪的测试原理大致相同。即尿液中的某一成分含量不同，对应试剂条上的某一块产生的颜色深浅也不同，它对光的反射也不一样。物质的含量越少，生成的颜色就越浅，反射光就越强。反之，物质的含量越多，生成的颜色就越深，反射光就越弱。即，反射光的强弱与被测成分的含量成比例关系。不同试剂块所反射光的强弱被仪器转化为电信号，最后，由仪器放大并处理后，将测量结果显示并打印出来。

测试时，是把浸了尿液的试剂条放入分析仪的试剂条传送槽内，传送系统将试剂条传送到检测器下面进行测试，或试剂条不动，传输系统对静止的试纸条进行扫描测试。

其反射率可从下式中求出：

R =[T m〃Cs / Ts 〃C m] 100 %

式中：R——反射率

T m——试纸块对测量波长的反射强度

Ts ——试纸块对测量波长的反射强度

C m——空白块对测量波长的反射强度

Cs——空白块对参考波长的反射强度

反射光的测试通常采用双波长测定法，这样可抵消尿液本身颜色引起的误差，提高测量准确度。

二、干式尿液分析仪的基本结构

干式尿液分析仪一般由机械系统、光学系统和电路系统三部分组成。

1.机械系统

干式尿液分析仪机械系统的主要功能是让待的试剂条与检测头相对远动，以便完成测量过程。测量过后，将试剂条送到废物盒。

(1)半自动尿液分析仪：其机械系统比较简单。主要有两类：第一类是

试剂条支架式，即将试剂条放人试剂条支架的槽内，支架慢慢送到光学系统进行检测，或试剂条支架不动，光学驱动器运动到支架上方进行检测后自动回位。此类分析仪测试速度比较慢。第二类是试剂条传送带式，将试剂条放人试剂条架内，传送装臵或机械手将试剂条传送到光学系统进行检测，检测完毕，将试纸条送到废料箱。此类分析仪测试速度较快。有的仪器如MA -4210 型，还设有一吸液装臵，其作用是利用负压泵产生的负压

将试剂条支架上的残留尿液吸到废液瓶中。

(2)自动尿液分析仪：自动尿液分析仪的机械结构比较复杂。它也有两

类：一类是浸式加样，如Supertron~M 尿液分析仪，它由试剂条传送装臵、

采样装臵和测量测试装臵组成。这类分析仪首先由机械手取出试剂条后，将试剂条浸人尿液中，再放人测量系统进行检测。此类分析仪需要的尿液比较多。第二类是点式加样。如AutionMax , wAX-4280 型尿液分析仪，由

试剂条传送装臵、采样装臵、加样装臵和测量测试装臵组成。这类分析仪

首先由加样装臵吸取尿液标本，与此同时，传送装臵将试剂条送入测量系

统，加样装臵将尿液加到试剂条上，然后，再进行检测。它对尿样需要量少，只需 2.0ml 。

2.光学系统

光学系统通常包括光源灯、滤光片及光电转换器三部分。光线照射到反应区表面产生反射光，反射光的强度与各个项目的反应颜色成比例关系。

不同强度的反射光再经光电转换器件转换为电信号进行处理。

日本的MA-4210 型和国产桂林医疗电子仪器厂的Uritest-100/200 型尿液分析仪，其光源灯（卤灯）发出的白光通过球面积分仪的通光孔，照射到试剂条上。试剂条把光反射到球面积分仪中，透过滤色片，得到特

定波长的单色光，照射到光电二极管上，实现光电转换。图1-1-3 是其光学系统结构示意图。