Найбільш відомі і поширені автоанализаторы фірми «Техникон», США. Базова модель одноканального автомата Техникон була випущена в 1957 році, і наступні моделі цієї фірми зберігають основні принципи, закладені в першій моделі.
Цей автоанализатор (рис. 130) складається з шести основних частин, функціонально спеціалізованих модулів: пробовідбірника-штатива для проб 1, дозуючого насоса 2, диализатора 3, 4 термостата, колориметра 5 і самописця 6. Апарат працює за принципом безперервної проточною трубчастої лінії, в яку подаються проби досліджуваного матеріалу, повітря і реактиви.
Рис. 130. Схематичне зображення автоаналитического апарату Техникон.
У штативі поміщається до 60 проб сироватки або плазми, що підлягають дослідженню. Проби можуть відбиратися з інтервалом в 1, 1,5 і 3 хв. Дозуючий перистальтичний насос проштовхує через систему трубок усі компоненти реакції і повітря. Суміш біоматеріалу з реактивами переноситься в диализатор, що складається з системи целофанових мембран, де відокремлюються білки та інші високомолекулярні сполуки. З диализатора проба надходить у водяний термостат, де витримується при заданій температурі необхідне за методикою час. Підготовлена до колориметрированию кольорова рідина надходить у фотометр з проточною кюветою і підібраним світлофільтром. Запис результатів проводиться на діаграмної стрічки самописця, причому висота зубців відповідає результатам окремих проб. Залежність між висотою зубця і концентрацією перевіряється за допомогою пропускання через апарат замість проби відповідного стандартного розчину з відомою концентрацією. Автоанализатор проводить серію однакових досліджень. Для проведення іншого виду дослідження необхідно не тільки змінити судини з реактивами, але і налаштувати прилад на інший режим.
На рис. 131 наведена схема одноканального проточного автоанализатора Техникон. Як можна помітити за схемою, проби сироватки переміщуються по окремій трубці і після проходження через диализатор викидаються. Повітря подається для відділення однієї проби від іншої. Реактиви подаються за іншим трубках, і тут повітря служить для перемішування в змішувачі. Таким чином, кожен розчин зразка разом з реагентами слід один за одним безперервно по системі трубок від одного модуля до іншого. Результат хімічної реакції та зміни кольору автоматично вимірюється і реєструється відповідними модулями.
Рис. 131. Технологічна схема одноканального проточного автоанализатора Техникон.
А - відбір компонента аналізу; Б - пропорційний насос; В - диализатор; Р - термостат; Д - колориметр; Е - самописець; 1 і 2 - фотоелементи; 3 - проточна кювета; 4 - джерело світла.
У наступні роки блоки автоанализатора були модернізовані, і з'явилося їх «друге покоління». З'явився спочатку шестиканальний SMA 6/60, а потім 12-канальний SMA 12/60, які характеризуються порівняно малою кількістю досліджуваного матеріалу, меншою витратою реактивів і можливістю друкування даних у цифровій формі. Збільшився набір вимірювальних приладів. Крім колориметра, може бути підключений спектрофотометр, флуориметр, полум'яний фотометр.
Вище вказувалось на ефективність одноканальних автоанализаторов в лабораторіях з невеликим навантаженням або в науково-дослідних лабораторіях. Зручність роботи з ними в цих умовах зростає, якщо вони малогабаритні і складаються з невеликого числа блоків, які розміщуються на робочому столі. Такі малогабаритні прилади можуть бути розміщені в звичайній лабораторії.
Багато закордонні фірми розробляють і випускають автоанализаторы, що задовольняють цим вимогам. До них можна віднести Ultralab-System (LKB 8600) фірми ЛКБ (Швеція), Clinomac фірми «Polimac» (Італія), Pue Unicam АС-60 і ін.
Розглянемо докладніше останній з них, щоб можна було оцінити повніше можливості приладу. Автоанализатор Pue Unicam АС-60 є одноканальним і працює по дискретному принципом [18]. У стандартному виконанні він складається з трьох блоків: 1) пристрої АС-60 для підготовки проб; 2) спектрофотометра; 3) самописця або цифропечатающего пристрою (рис. 132).
Рис. 132. Зовнішній вид одноканального автоанализатора Pue Unicam АС-60.
Пристрій для підготовки проб здійснює відбір і розведення проб, додавання до трьох реактивів, перемішування, нагрівання до 60° С і передачу отриманої рідини в спектрофотометр для вимірювання. Біопроби містяться в пластмасових посудинах, поруч з якими знаходяться реакційні посудини. Попарно ці судини поміщені в ланках ланцюгового конвеєра, пересувається по прямокутної трасі. Ланцюг містить 120 власників, в кожному з яких поміщений посудину для проби і реакційний посудину, ємністю 5 мл На окремих позиціях проводиться відбір біопроби, додавання реактивів, перемішування за заздалегідь встановленою програмою. Проби рухаються з інтервалом, кратним 30 з, так, що максимальна кількість аналізів - 120 на годину. По дорозі проби термостатируются в межах від 20 до 60° С в залежності від виду дослідження. Звичайний об'єм проби становить від 10 до 300 мкл. Кінцевий об'єм реакційної суміші - 4-4,5 мл.
На авто-аналізаторі можуть бути визначені: гемоглобін, альбумін, сечовина, кальцій, глюкоза, холестерин, загальний білок, лужна фосфатаза, фосфор, лактатдегидрогенеза, аспартат-амінотрансфераза, аланін-амінотрансфераза, креатининфосфат. Перехід від одного виду аналізів на інший вимагає до 10 хв часу.
Габаритні розміри основного приладу - 860X610X480 мм, маса - 54,5 кг
Автоанализатор С4 фірми «Перкін-Елмер» є перехідним між блоковими «одноканальними» системами до багатоканальним. Прилад має 4 канали і може обробляти до 120 аналізів в годину. У складі приладу є термостатированной обертовий стіл для судин з пробами, розподільний пристрій з 16 насосами для реактивів, фотометр і електронний пристрій для управління і обчислення. Проби ідентифікуються за допомогою коротких перфокарт. Насос для проб відсмоктує частина проби і вводить її всередину каналу. На певній позиції в реакційні посудини додаються реагенти. Надалі забарвлений продукт реакції засмоктується в кювету фотометра, в якому встановлюється, в залежності від виду надходить аналізу, необхідна довжина хвилі. Електронне керуючий пристрій стежить за виконанням програми і видає дані. При підключенні цифропечатающего пристрої воно видає стрічку, на якій фіксується результат аналізу, номер проби, код виду проведеного дослідження. Ідентифікація проводиться по судинах з пробою перед фотометрированием.
Великий інтерес з точки зору шляхів автоматизації рутинного аналізу являє створений у Фінляндії «Фазовий автоматизований селективний аналізатор - система Оллі 3000». Конструктивно апаратура побудована у вигляді окремих блоків, які допускають об'єднання в різних варіантах, що враховують умови конкретних лабораторій.
В системі рекомендований певний набір методик для проведення аналізів, однак можуть бути використані і інші методики.
Транспортування пробірок від одного блоку до іншого проводиться оператором вручну. Це дозволяє віднести систему Оллі 3000 до числа напівавтоматичних. Разом з тим система дозволяє досягти високої продуктивності, до 2000 аналізів в годину (при найбільшій продуктивності до 3000 аналізів за годину).
За кількістю запрограмованих тестів систему можна віднести до «20-канальної», так як можуть виконуватися 20 методик, причому передбачений швидкий перехід від одного виду аналізу до іншого.
Апаратура розрахована на виконання колориметричних визначень за різними методиками, в тому числі кінетичних ферментативних реакцій крові та інших рідин організму.
Дозатори для проб і реактивів програмуються заздалегідь за наявного цифрового електронного пристрою. Вони розраховані на одночасний відбір або дозування 24 проб за 20 с. Автоматичний фотометр дозволяє проводити послідовне вимірювання 24 проб за 25 с (при кінетичних дослідженнях - 1-5 хв на блок з 24 проб). Обсяги проб для фотометрірованія - від 1 до 3 мл, Діапазон довжин хвиль фотометра - 340-800 нм; є 20 інтерференційних фільтрів. У системі є також мініатюрний комп'ютер з друкарською машинкою, інкубатор (термостат на 30-100° С) і встряхиватель.
Комп'ютер підраховує і реєструє аналізи, ідентифікує і друкує їх результати. Для лабораторій з великим навантаженням встановлюється декілька допоміжних блоків (дозаторів, термостатів) відповідно з обсягом роботи.
Одним з найбільш високопродуктивних автоанализаторов є Автохемист, розроблений шведською фірмою AGA. За розмірами і вагою цей аналізатор відносно великий. Його центральний прилад має габаритні розміри: довжина - 4 м, ширина - 1,8 м, висота - 2,7 м при масі 4000 кг. Апарат дозволяє робити налаштування для різних видів досліджень і одночасно аналізувати, при необхідності, сироватку і сечу. Автоанализатор працює по дискретному принципом, кожна проба потрапляє в свій посудину. В аналізаторі, є 24 каналу і 24 колориметра, полум'яний фотометр. При необхідності автоанализатор може бути укомплектований атомно-абсорбційним спектрофотометром, флуориметром, рН-метром та іншими вимірювальними приладами.
Продуктивність Автохемист на одному каналі становить зазвичай 135 проб в годину, або 24 каналів - 3240 аналізів. Ця ефективність може бути підвищена. Програма встановлюється для кожного окремого пацієнта згідно з «лабораторного профілю».
В авто-аналізаторі є система механічної транспортування проб, пневматичне управління рухом штативів і пробовідбірників. Проводиться автоматичне дозування реактивів, необхідна по технологічному процесу нагрівання і охолодження, вимірювання на колориметре або іншому вимірювальному приладі. Результати перетворяться в цифрову форму і друкуються разом із номером карти хворого на машинці [6,24].
Відповідно своїм розмірам і додаткового обладнання такого багатоканальним автомату потрібно спеціально обладнане окреме приміщення.
Автоанализатор Vickers Multichannol-300 також виробляє дискретний аналіз. Двоканальний аналізатор, блочний, може обробляти 300 проб в годину за двома видами аналізу. Однак система дозволяє збільшувати число каналів підключенням додаткових блоків. Аналізатор дозволяє швидко переходити з одного виду аналізу на інший. Система складається з двох блоків: блок подачі проб і блок аналітичних реакцій. В ній є комп'ютер і два двухлучевых колориметра. Аналіз виконується в окремих реакційних судинах, які автоматично промиваються після використання. Результати друкуються в одиницях концентрацій. Передбачена електронна ідентифікація проб. Комп'ютер здійснює також контроль за всіма функціями пристрою і в разі порушення зупиняє роботу несправного каналу. При необхідності замість колориметров можуть бути поставлені інші вимірювальні прилади.
До числа високопродуктивних автоанализаторов відноситься автоанализатор SMAC, який є представником 3-го покоління потокових багатоканальних аналізаторів Техникон [33]. SMAC може обробити від 150 до 200 проб в годину, причому система дозволяє проводити до 40 аналізів з кожної проби. Методики розподілені по трьох блоках. Блок 1 розрахований на 20 методик, передбачених біохімічним профілем даної лабораторії. Блок 2 розрахований на 10 додаткових видів аналізів, блок 3 призначений для спеціальних тестів, включаючи імунний аналіз. Всі блоки працюють як єдина система. Аналізатор може працювати з жорсткою і гнучкою програмою. Забезпечена селективність проб, тести обираються за бажанням.
У системі є комп'ютер, в програму якого входить облік перешкод дрейфу, неповноцінності проб, стандартизація, перевірка та коригування лінійності кривих, ідентифікація проб. Система більш компактна, ніж перші автоанализаторы, і має більш високу продуктивність. Об'єм проби на 20 аналізів - 250-325 мкл, а об'єм реагентів - 5,4 мл Усі елементи системи розташовані в тій же послідовності, як і в інших потокових системах. Для підготовки проб є касети, що вміщають по 8 пробірок кожна. Касети можуть бути отцентрифугированы. Є блок змішування проб з реагентами, в який потрапляють всі компоненти. У системі є диализатор і перистальтичний насос, що представляють в принципі ті ж, але модифіковані вузли.
Особливий інтерес представляє проточна кювета нового типу. Об'єм розчину в кюветі 2 мкл. Кювети забезпечені вікнами з гладких сапфірових стрижнів, що дозволяє проводити вимірювання в ультрафіолетовій області. Для підведення і відведення випромінювання використовується волоконна оптика. Для поліпшення промивання через кювету пропускаються бульбашки повітря.
Результати аналізу друкуються на карті, в якій, поряд з усіма даними, є інформація про ідентифікацію проби.
Робота по конструюванню, розробці і випуску автоанализаторов ведеться і в соціалістичних країнах. У СРСР ця робота проводиться в Ленінградському філії ВНДІ медичного приладобудування (ЛФ ВНИИМПОМ), що є головним в області лабораторної техніки. У цьому інституті розробляється автоанализатор активності ферментів AFA-1 [2]. Прилад визначає активність ферментів шляхом вимірювання швидкості ферментативної реакції по зміні оптичної щільності.
AFA-1 автоматизує транспортування проби і реакційної суміші, дозування проби і реагентів, дозування і перемішування субстрату в позиції вимірювання, термостатування, вимірювання та графічний запис зміни поглинання, обчислення швидкості реакції, друк результатів вимірювання та адреси проби.
В ЛФ ВНИИМПОМ розроблений біохімічний автомат АБ-1, призначений для проведення біохімічних досліджень [13].
В автоматі АБ-1 автоматизовані операції дозування досліджуваного розчину і реагентів, перемішування, транспортування реакційної суміші, термостатування, вимірювання оптичної щільності, функціонального і аналого-цифрового перетворення досліджуваної інформації, друку результатів вимірювання та адреси проби цифропечатающей машинкою, миття та сушіння пробірок.
Продуктивність автомата - 30, 60, 120 аналізів в годину.
Максимальний час термостатування - 60 хв.
Температура термостатування- 37, 38, 40, 60, 95° С.
Спектральний діапазон вимірювання - 300-650 їм.
Автомат рекомендований до серійного виробництва.
Автоанализаторы розроблені також в ЧССР, в Угорщині [32], в НДР [1].
В табл. 15 наведені порівняльні характеристики деяких типів аналізаторів.
