ROCHE2010电化学发光仪的原理及维修

电化学发光 (electro-chemiluminescence, ECL) 是一种在电极表面由电化学引发的特异性化学发光反应, 实际上包括了电化学和化学发光2个过程。化学发光剂三联吡啶钌[Ru (bpy) 3]2+和电子供体三丙胺 (TPA) 在阳电极表面同时各失去一个电子发生氧化反应。二价的[Ru (bpy) 3]2+被氧化成三价, 后者是一种强氧化剂。TPA被氧化成阳离子自由基TPA+×, 后者很不稳定, 自发地失去一个质子 (H+) , 形成自由基TPA×, 这是一种非常强的还原剂。这2个高反应基团在电极表面迅速反应, 三价的[Ru (bpy) 3]3+被还原形成激发态的二价[Ru (bpy) 3]2+×, 能量来源于[Ru (bpy) 3]3+和TPA×之间存在的高电化学电位差。TPA×自身被氧化成二丙胺和丙醛。接着激发态的[Ru (bpy) 3]2+×衰减成基态的[Ru (bpy) 3]2+, 同时发射一个波长620nm的光子。这一过程在电极表面周而复始地进行, 产生许多光子, 使光信号得以增强。光电倍增管吸收以上光信号, 转化为电信号, 在通过该信号的放大, 计算机的处理, 从而得到我们实际需要的值。

其工作流程是这样的:试管内的化学反应在试管中的反应分2个步骤。以双抗体夹心法测抗原为例, 试剂含以下组分: (1) [Ru (bpy) 3]2+标记的抗体; (2) 生物素化合的抗体; (3) SA磁性微粒; (4) TPA溶液; (5) 洗涤液。

(1) 步骤一:在试管中加试剂a、b及待测标本 (含抗原) , 反应式如下。反应在液相中进行, 37℃下5~10min内完成。

试管中第一步反应, 试管内的化学反应。

(2) 步骤二:在上述反应液中加入试剂c, 反应式如下。

反应在接近液相的条件中进行, 37℃下5~10min内完成。下一个步骤为结合的标记抗体与游离的标记抗体相分离, 此步骤及以下的电化学发光反应, 在Elecsys的流动池中进行。试管中第二步反应, 电化学发光反应的步骤。 (1) 将试管内两步反应结束的反应液输入流动池, 由于磁铁吸引, 磁性微粒被吸着在电极上, 其余反应物流出流动池, 完成游离的和结合的标记抗体的分离。 (2) 将TPA溶液送入流动池, 将残余的游离标记抗体排出流动池, 在流动池中充满TPA溶液。 (3) 撤下磁铁, 电极上通电, 三联吡啶钌与TPA发生电化学发光反应, 发出的光被光电倍增管收集, 测定光强度。 (4) 通过换算得出待测标本中的抗原浓度。 (5) 在流动池中送入清洗液, 将反应物彻底冲洗, 即可测定下一个标本。

下面就设备的结构作以介绍。设备主要由样品盘、试剂盘、抓杯单元、样品/试剂针、测量池、及相关控制电路组成。

仪器常见故障及维修。 (1) 样品/试剂针检测不到样品或者试剂。首先应检查仪器的地线是否良好。仪器标准要求为零线与地线的电位不应超过2V, 否则, 应该重新设地线;如果地线良好, 就到仪器操作界面中的操作菜单UTILITY_MAINTENCE_LLD VOLTAGE中观察S/R针电压, S/R针位于最高位置时LLD电压应<1.5V, 如果高于此值, 用棉帮蘸蒸馏水认真擦拭样品/试剂针, 再次观察电压值, 如果不正常就用小螺丝刀调整S/R针的电位器, 使之符合要求。

(2) 固体废物盒发出异常声音。常见错误是废物盒没有放到位, 重新放到位就可以, 其次为废物盒中有TIP头或者反应杯溢出, 这时需要用手取出即可。

(3) 做FT3FT4TSH3个项目时, 正常时FT3, FT4和TSH的值成反比例关系, 如果它们之间的关系出现倒置, 应由专业工程师检查测量池或者参比电极, 这两者之间应有一个损坏。

(4) 主机和中文电脑之间不能传输结果。在确认中文电脑正常后, 首先应在仪器设置中检测通讯端口COMMUNICATION是否为ON, 再检查文件DOCUMENTATOIN SETUP设置中, UPLOAD和AUTOMATIC ON是否为开的状态, 否则改过来。接着检测串口隔离器, 此器件在夏天用来防止雷击, 也经常损坏。

(5) 有些测试项目定标时不能通过。定标不能通过表现在2个方面:一是重复性不好, 二是定标值的高值或者低值超出规定范围。重复性不好应检查S/R针、SIPPER针、注射器及相关液路。定标值超出范围的情况应检查定标液及试剂是否失效, 搅拌是否正常、测量池是否老化。

(6) 仪器在吸取试剂时, 试剂盘不能转到要求的位置, 这种情况首先要进入维修菜单调整试剂盘的位置, 如果不能调整到位, 就要拆下试剂盘检查盘上的光耦是否有灰尘。如果有擦拭干净即可。

(7) GRIPPER在抓反应杯或者枪头时, 抓不起。首先要检查GRIPPER是否很脏, 如果脏, 擦拭干净。

(8) 微珠搅拌器不能到达或停在指定位置, 移出障碍;在待机状态下, 关闭分析仪器开关, 从试剂盘上移起兵提走搅拌桨, 移动搅拌桨时, 必须关闭电源, 否则电机是咬合的容易损坏;打开试剂盘并移走障碍物;盖上试剂盘, 打开分析开关, 执行维修菜单中的reset, 以便让每一个机械运动部件自动回归起始位。

电化学发光仪是大型医疗设备, 涉及精密机械、自动化控制、化学、光学等多方面学科设备出现的问题可能涉及到方方面面, 针对具体故障应当综合分析。

摘要：介绍了电化学发光仪的化学工作原理并提到了日常工作中该仪器常见的故障及维修方法。

关键词：电化学发光,故障,维修