實用型電子掃描全自動血型鑒定儀的研制

裴 兵 朱新利 王 耀 繩 勇

ABO血型鑒定的原理是根據紅細胞上有或無A抗原或／和B抗原，將血型分為A型、B型、AB型及O型4種。可利用紅細胞凝集試驗，通過正(血清試驗)、反(細胞試驗)定型準確鑒定ABO血型，ABO血型鑒定是常規檢查項目之一，國外有大型的全自動血型鑒定儀，而國內目前無報道。本研究開發的全自動加樣掃描分析系統測定ABO血型, 實現了ABO血型鑒定的標準化和自動化的新型血型鑒定儀器[1]。

1 系統組成

1.1 加樣系統

由樣品針(內芯為2 mm×3 mm)，長度為50 cm不銹鋼細針，能在同一個軌道上往返運行，在傳動馬達控制下，由模塊芯片提供位點動作。樣品架為有數字編號的黑色不銹鋼架，能容納32孔，設計能放2種試管的架子，即通用試管(EDTA2紫頭抗凝管)和微量加樣管(DAT2的血常規的微量加樣管)。同時在移動針的軌道前有一清洗針槽，用水泵電機控制，在邊上設計一個能放置消毒洗液杯的槽，讓針能自動吸取少量消毒液到清洗針槽內(如圖1所示)。

圖1 整體流程圖

1.2 反應系統

反應系統是用玻片制作成中心凹陷的平底圓形孔(2.5 cm×2.5 cm)的3個孔，第一孔為A孔，第二孔為B孔，第三孔為Rh孔。3個孔在反應位置的上方各有一個微量加樣孔，此孔為加3種抗體所用，分別為抗-A、抗-B和抗R-H試劑3種。這3個孔上的微管道系統由電磁閥控制，分別由3個小電機水泵支持工作，芯片電路提供工作時間及動作，在反應槽底部有微電腦的超聲振蕩器及恒溫加熱系統芯片，保證樣品與試劑的充分反應，符合輸血鑒定的要求[2](如圖2所示)。

圖2 整機結構分解圖

1.3 掃描系統

在反應槽結束后玻片兩邊的帶齒隨皮帶帶入掃描槽，在掃描槽的下端有一掃描系統，可以把玻片圓孔槽中的圖像掃入計數機，經數據比對系統讀出結果后在編好的軟件里看到自動編號相應的圖片及有判斷的血型[3](如圖3、圖4所示)。

圖3 掃描的圖像

圖4 掃描的過程

2 軟件設計

2.1 系統軟件采用了C語言編譯

系統軟件采用了C語言編譯并連接于儀器的計算機系統上。除提供硬件配制的驅動程序外，還提供了用戶對設備不同使用模式的設定功能。主要包括掃描流程設置模塊、系統參數設置模塊、圖像校準與系統維護模塊、用戶自編程模塊等[4]。

2.2 應用軟件為安裝在電腦系統軟件中的操作

應用軟件為安裝在電腦系統軟件中的操作，可實現智能采集圖像記錄，數據庫比對記錄，還可提供數據的傳遞、分析、統計、報表報告等功能。主要包括：查閱檢索圖像的模塊(數據匯總表、圖像信息檢索)、統計分析模塊(比對圖像分析、血型構成、檢驗結果的信息統計)、操作工具模塊(導入導出數據、傳遞、數據備份、智能記錄圖像、更新圖像比對數據記錄)等。為了不同用戶的應用需求.應用軟件編譯采用了Access數據庫，用戶可以根據自身情況方便地通過自編程擴展軟件功能(如圖5所示)。

圖5 系統電氣原理圖

3 技術要點

3.1 計量精度

本儀器研制過程中在加樣針的內經為2 mm左右的銅針，與倒吸式50 ul全血標本同時用，放到反應孔中時，加樣針吸取50 ul生理鹽水，將全血跟生理鹽水1∶1稀釋，為了使反應充分，然后再吸取試劑50 ul，吸取試劑使用專用的加試劑通道軟管，有馬達控量水泵電機完成，經電子天平稱重、吸液、吐液、量誤差在國標允許范圍內。

3.2 圖像比對

反應板在掃描槽中經掃描系統掃描后儲存于計數機的數據庫中，計數機模擬系統在軟件的作用下能自動識別圖像的凝集程度，給出指令判斷，然后經軟件處理自動顯示結果。

4 結果

國外的全自動血型／配血系統的基本原理主要是通過微小凝膠顆粒構成的分子篩，將凝集的紅細胞和游離的紅細胞區分開，形成不同的反應體系，再通過自動裝置判讀血型[5]。血型是人體血液的一種遺傳性狀，紅細胞、白細胞和血小板各有復雜的血型系統[6]。血型鑒定錯誤會造成嚴重輸血反應，因此血型鑒定的準確與否是臨床安全輸血最關鍵的一步[7]。

(1)研制的新型實用型全自動血型鑒定儀：結構設置合理，從一邊進入反應板，是一頭的齒輪勾帶動反應板進入反應槽，加樣針吸取定量的全血標本加定量的生理鹽水，同時進入反應系統并起動加樣系統，優點是加樣系統無任何污染。在反應槽的下端超聲振蕩混合器使反應完整，同時在反應槽的四周有恒溫控制系統，溫度為37 ℃，使本研制儀器不受外來溫度的影響。

(2)加樣系統為注射活塞加樣，精確度高，并能同時加入定量的生理鹽水，加樣后儀器的加樣針在清洗槽中清洗外表的血跡，并吐生理鹽水沖洗數次，清洗槽上的消毒杯中含有少量的84消毒液，對加樣針進行消毒[8]。

(3)掃描系統是獨創科技核心，它不但能保存圖像以備后查還能自動判斷結果，掃描系統還可以放大圖片。當掃描結束后自動齒輪勾帶動反應板從儀器中進入到浸泡杯中，將此反應板浸泡消毒，清洗后方可重復使用，這也是本儀器的獨到之處，不消耗任何材料，符合國家環保要求[9-10]。

(4)核心電路是芯片機械的專用配套的電子控制電路，它控制加樣電機，控制傳輸帶，控制加樣定位系統。

經過模擬機械試驗、軟件研制、掃描系統識別等試驗，已能成為新的全自動判讀血型，杜絕人為因素對血型的錯誤鑒定，研究者[6]對本儀器的交叉配血、抗原抗體凝集反應的實驗做進一步的研究，在國內外的科技資料中屬于先進設備[11-12]。

在SCA型全自動血型鑒定儀的使用過程中，需要注意以下要求：①標本用EDTA2K完全抗凝，防止血凝塊、纖維蛋白原影響檢測，假如正定型加入血凝塊，反定型血漿量不足均可導致檢測結果無法判讀；②重度溶血、脂血的標本影響結果判斷時重新檢測，如反應板孔內有氣泡時需要處理掉氣泡后再檢測；③由于反應板法判讀結果是基于掃描圖像來實現的，反應孔板底部和掃描光路上都要保持平滑、干凈，不能有劃痕和污漬，孔內要清洗干凈，不能有殘余的蛋白，否則很容易出現假陽性結果。研制的SCA血型儀與其他血型檢測方法相比，實現了檢驗方法標準化、自動化，降低了實驗者工作強度和試劑成本，提高了實驗的效率，防止了人為錯誤，降低了生物危險性，有助于血站大批量標本的血型鑒定，進一步保障了輸血安全[13-14]。

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