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1、一种简易半自动生化分析仪的设计李传林，舒邦久(中国地质大学（武汉）机械与电子信息工程学院，湖北武汉430074)摘要：生化分析仪是当今各医院、血站等医疗机构使用的重要仪器之一，人体器官各种功能如肝功能、肾功能、心肌功能等临床指标都需要这种仪器来提供诊断参数。本文从生化分析仪的工作原理入手，介绍了一种简易半自动生化分析仪的设计。关键词：生化分析仪；吸光度；朗伯-比尔定律Asimpledesignofsemi-automaticbiochemicalanalyzerLiChuan-linShuBang-jiu(CollegeofM
2、echanicalandElectronicInformationEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan),Wuhan430074,China)Abstract:Biochemicalanalyzeriscurrentlyavailableinhospitals,bloodbanksandothermajorequipmentusedinmedicalinstitutions,oneofthevariousfunctionsofhumanorganssuchasliverf
3、unction,kidneyfunction,cardiacfunctionandotherclinicalindicatorsareinneedofsuchequipmenttoprovidediagnosticparameters.Inthispaper,theworkingprincipleofbiochemicalanalyzerstart,introducedasimplesemi-automaticbiochemicalanalyzerdesign.Keywords:biochemicalanalyzer;abso
4、rbance;Lambert-Beerlaw0绪论临床检验医学中要对人体血液或其他体液中的生化指标进行检测，在得到的数据中分析各项指标的异常，从而对各器官功能做出评价，帮助诊断疾病并进行治疗。例如，对肝功能的诊断需要检测白蛋白、总蛋白、转氨酶、胆红素等参数；对肾功能的诊断需要检测尿素氮、尿酸、肌酐；诊断血糖的高低需要检测血清中葡萄糖的浓度；另外还有血脂，心肌功能，胰腺功能等等。生化分析仪就是一种对这些生化参数做出检测的仪器。目前市场上的生化分析仪主要可分为两大类：半自动生化分析仪和全自动生化分析仪。全自动生化分析仪[1]把分析
5、过程中的取样、加试剂、混匀、保温反应、检测、结果计算和显示以及清洗等步骤全部由机器来完成，而半自动生化仪的取样，加试剂，混匀，清洗步骤则需要手工操作。本文主要介绍的是一款简单低成本半自动生化分析仪的设计。1.1生化分析仪的工作原理生化分析仪是一种光学分析仪器。它基于不同分子结构的物质对光的选择性吸收的原理，通过对样品溶液的吸光度进行分析，利用朗伯-比尔定律来求出溶液中吸光物质的浓度。locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination
6、.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame样本溶液反射光强Ib入射光强Io透射光强I吸收光强Ia图2-1光分析示意图如图2-1所示，一束强度为Io的单色平行光照射到均匀、非散射的溶液时，被溶液吸收的光强为Ia，比色皿反射光强为Ib，透射光强为I。在相同的比色皿中进行吸光度分析时，可以忽略其反射光强的影响，因此我们可以简
7、单地认为Io=Ia+I，因此该溶液中此单色平行光的透过率T=I/Io。朗伯-比尔定律[2]的表达式A=-logT=-log(I/Io)=log(Io/I)=εbc，其中A为吸光度，T为光的透过率，ε为常数，我们称为摩尔吸收光系数或消光系数，b是溶液中的光程长度，c是吸光物质的浓度。从该表达式中，我们可以看出：吸光度是光强透过率的负对数，在相同的比色皿中，光程强度一定，溶液中某物质的吸光度与其浓度成正比。生化分析仪正是利用这一原理，将透射光强I转化为电信号，通过放大，AD采集，计算出吸光度，从而得出被测物质的浓度。1.设计方案密
8、封光路流动式比色池光电池微型计算机MCULCD显示微型打印机键盘实时时钟光路选择吸样电机数据采集信号放大恒温控制单色平行光透射光电信号样本溶液液路光源图3-1半自动生化仪设计方案图下面简单介绍下半自动生化仪的工作步骤。首先开机将仪器的反应装置加热并保持在恒定温度（一般在摄氏3
