Технически спектрофотометр от фотометра отличается устройством выбора регистрируемых длин волн. Для фотометров – это светофильтры с достаточно широким диапазоном пропускания, для спектрофотометров – это дифракционная решетка или призма с лучшей селективностью по длинам волн и расширенным спектром. Фотометр широко используется в клинико-биохимических исследованиях.
Фотометр - позволяет производить измерения коэффициентов пропускания рассеивающих эмульсий, взвесей, и коллоидных растворов в проходящем свете. В зависимости от применяемого реактива, определяют количество гемоглобина в крови, количество желчных пигментов и белка, мочевины в сыворотке, креатина в моче и сыворотке, мочевой кислоты, глюкозы в моче и крови, железа, кальция, фосфора и др.
Устройство и принцип работы фотометра: Фотометр или фотоэлектроколориметр (сокращенно ФЭК) используется для вычисления концентраций различных окрашенных растворов по поглощению света.
Структурная схема типового однолучевого фотметра представлена на рисунке ниже:
1- Лампа; 2- Cветофильтр; 3- Кювета для растворов; 4-Фотоприёмник; 5- Преобразователь сигнала (усилитель); 6- устройство измерительное (гальванометр).
Луч света от источника света - лампы светит через светофильтр. Полученный монохроматический свет следует через кювету с раствором. Кюветы их минимум две или более представляют из себя сосуды, в которые наливают раствор для сравнения и исследуемый. Кюветы изготавливаются из прямоугольной формы с заданным расстоянием между своими стенками. Для измерений важен не общий объём раствора, а толщина слоя, которая задается расстоянием между передними и задними стенками. Кюветы изготавливают из прозрачного стекла, пропускающего все лучи видимого светового спектра. Для анализа в ультрафиолетовом спектре частот используют кюветы сделанные из кварца пропускающие УФ лучи. Прошедший через раствор световой спектр, следует на фотоприёмник, обычного в его роли используется фотодиод, преобразующий энергию световой волны в электрический ток. Полученный электрический сигнал усиливается усилителем и попадает на устройство измерительное (гальвонометр). На нем имеются две шкалы. На нижней нанесены значения оптической плотности раствора, а на верхней - коэффициента пропускания в %. Принцип измерения оптической плотности и коэффициента пропускания базируется на том, что на фотоприёмник поочерёдно направляют потоки света - прошедший через анализируемый раствор и полный. Вначале под луч светового потока ставят кювету с раствором сравнения (дистиллированная вода или какой-то растворитель). Изменением чувствительности фотометра добиваются, чтобы отсчёт по первой шкале коэффициентов пропускания был равен 100 делениям (или был равен нулю по шкале оптической плотности - вторая шкала). Т.е, полный световой поток условно принимается за 100% - полный. Затем в него помещают кювету с анализируемым раствором. Из-за поглощения света этим раствором световой поток уменьшается, и стрелка измерительного прибора отклоняется от нуля. По показаниям стрелки определяют значение коэффициента пропускания или оптической плотности.
Спектрофотометры - Различают одноканальные и многоканальные. Принцип работы спектрофотометра основан на регистрации величины оптической плотности и преобразования ее путем несложных математических операций. Оператор выполняет подготовительные работы: подготовка реагентов, их смешивание, установка режима системы и пр. В ряде приборов предусмотрен спектр дополнительных опций: термостатирование проб, автоматический вычет бланка, вывод данных на экран либо печать на бумажном носителе и т. д.
В образце сравнения обычно используют известную концентрацию вещества + краситель, в исследуемом образце обычно используют плазму крови + краситель. Т.К. исследуемое вещество связывается с красителем, оптическая плотность будет зависеть от концентрации вещества. Приемник излучения улавливает разницу оптической плотности, при прохождении через кюветы с заданной концентрацией и неизвестной концентрацией в плазме крови. Усилитель и регистратор выводят на экран цифровые значения, которые подставляют в несложную формулу, записанную в инструкции к реагенту и узнают концентрацию исследуемого вещества в плазме крови. Область применения спектрофотометрических методов в биохимической лаборатории довольно широка. На определении оптического поглощения основаны различные методы количественного анализа аминокислот, белков, коферментов, НАДФ, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов и др. соединений.
Нефелометры -Принцип действия нефелометров основан на измерении интенсивности рассеянного света, прошедшего через жидкую биологическую пробу и последующем пересчете, с помощью встроенных программ, полученного значения интенсивности в необходимый параметр (концентрацию) лабораторного теста в соответствии с методикой медицинского лабораторного исследования. Результат измерений отображается на экране нефелометра в виде значений степени мутности, выраженных в относительных единицах мутности и концентрации специфических белков в образце. Конструктивно нефелометры выполнены в виде двух блоков - блока считывания и блока обработки результатов измерений, размещенных в едином корпусе. Блок обработки результатов измерений представляет собой микрокомпьютер, предназначенный для управления системой и обработки результатов измерений с применением встроенного программного обеспечения.
На нефелометре проводят Иммуноферментный анализ (ИФА) — это метод лабораторной диагностики, основанный на реакции «антиген-антитело», который позволяет выявить вещества белковой природы (в том числе ферменты, вирусы, фрагменты бактерий и другие компоненты биологических жидкостей).
БИОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР — это прибор для биохимических исследований различных веществ: электролитов, ферментов, гормонов и прочее. Он способен определить концентрацию и наличие этих веществ практически в любых видах биологического материала. Расшифровка биохимического анализа крови – это сравнений полученных результатов с нормальными показателями. Бланк анализа содержит полный список показателей, определяемых биохимической лабораторией и их референтные значения.
Биохимический анализатор обеспечивает выполнение различных тестов и анализов: от срочных до традиционных клинико-биохимических. Данные аппараты делят на автоматические и полуавтоматические. Автоматические выполняют большой спектр операций: отбор материалов и реагентов, их смешивание и нагрев, анализ, обработка и печать полученной информации, автоматическое промывание прибора. На полуавтоматических анализаторах процесс подготовки анализируемых веществ оператор производит вручную, что крайне неудобно для крупных лабораторий.
Для более быстрой и удобной работы системы биохимические анализаторы могут быть оснащены:
· автоматическими манипуляторами,
· центрифугами для пробирок,
· специальным программным обеспечением для обработки результатов пациентов.
Сегодня трудно представить современную лабораторию без различных анализаторов для определения основных параметров биохимии в сыворотке крови, плазме. Выделяют три основные группы анализаторов: