CN114324171B - 一种全自动精浆分析仪的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动精浆分析仪的测定方法,步骤一:样本转移装置从样本承载装置吸取样本,加注至反应杯内;步骤二:反应盘旋转,所述反应杯旋转至试剂转移装置附近,所述试剂转移装置从试剂承载装置吸取试剂,加注至所述反应杯内;步骤三:所述反应盘继续旋转,所述反应杯旋转至搅拌装置附近,所述搅拌装置将所述反应杯内液体混合均匀;步骤四:所述反应盘上的反应杯到达分光光度计位置,进行吸光度测量,对照空白和校准品吸光度,进行样本浓度计算。
Description
技术领域
本发明属于体外检测试剂类的技术领域,涉及一种用于全自动精浆分析仪的测定方法。
背景技术
精浆分析仪是适用于各级医疗机构检验科室的设备,用于男性精浆内各成分的定量分析。精浆分析仪根据物质在紫外、可见光区产生的特征吸收光谱和郎伯特—比尔定律的原理,用未知浓度的精浆待测物与已知浓度标准物质比较或根据摩尔吸光系数方法对精浆中待测物进行定量分析。精浆分析是生殖医学主要检验手段之一,而目前精浆样本的适用性在检测分析过程中存在问题,因此需要一种分析测定方法来对多个精浆样本进行分析。
发明内容
本发明一种全自动精浆分析仪,包括分析机主机和控制模块,其中,所述分析机主机包括采样系统、试剂系统以及测量与反应系统组成,所述采样系统包括轴线运动的样本承载装置、样本转移装置以及周向运动的反应盘,所述试剂系统包括周向运动的试剂承载装置以及试剂转移装置,所述测量与反应系统包括分光光度计以及设置在所述反应盘上的恒温装置、比色杯与比色杯清洗装置;所述样本转移装置与所述试剂转移装置协同,分别将精浆样本以及试剂加注至所述比色杯内。
进一步,所述反应盘上还设置有搅拌装置。
进一步,所述样本转移装置为机械手。
进一步,所述试剂转移装置为机械手。
进一步,所述样本承载装置、反应盘以及所述试剂承载装置均为圆盘结构。
除此之外,本发明还提供了一种技术方案,如下:
一种全自动精浆分析仪测量方法,包括:
步骤一:样本转移装置从样本承载装置吸取样本,加注至反应杯内;
步骤二:反应盘旋转,所述反应杯旋转至试剂转移装置附近,所述试剂转移装置从试剂承载装置吸取试剂,加注至所述反应杯内;
步骤三:所述反应盘继续旋转,所述反应杯旋转至搅拌装置附近,所述搅拌装置将所述反应杯内液体混合均匀;
步骤四:所述反应盘上的反应杯到达分光光度计位置,进行吸光度测量,对照空白和校准品吸光度,进行样本浓度计算;所述样本浓度通过以下公式计算:
1、吸光度与浓度成线性关系,且只使用一个浓度的校准品:
其中:Csample=样本浓度,Cstd=校准品浓度,Astd=校准品吸光度,ABlank=空白吸光度,Asample=样本吸光度;
2、吸光度与浓度成线性关系,且不使用标准品校准时,直接填写理论的因子值代替校准:
Csample=K·(Asample-ABlank)
其中:Csample=样本浓度,ABlank=空白吸光度,Asample=样本吸光度,K=输入的因子;
3、吸光度与浓度成线性关系,使用多个校准品进行校准,选用2-6个校准品(包括空白),线性的校准曲线是使用各个校准品的浓度与吸光度用最小二乘法线性拟合得到的,如果点系列是(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)……(xn,yn),则最小二乘法拟合的公式是:
Y=a+b X
其中,截距a和斜率b按如下公式计算:
这里,斜率b就是直线法的因子,样本的浓度按如下公式计算:
Csample=(Asample-ABlank)·b
其中:Csample=样本浓度,ABlank=空白吸光度,Asample=样本吸光度,
b=因子=用最小二乘法拟合的浓度与吸光度关系直线的斜率;
4、使用分段线性的模型建立校准曲线,最少需要2个校准品(包括空白),两个点(x1,y1)and(x2,y2)之间的直线公式是:
如果样本的吸光度值Asample介于标准品吸光度Am和An之间,即Am>Asample>An,则使用以下的公式计算样本浓度:
其中,Csample=样本浓度,Cm和Cn是对应与Am和An的校准品浓度;
5、多点非线性类型的校准方法,至少需要3个校准品(包括空白),使用如下公式进行最小二乘法拟合:
其中,
A=校准品吸光度,B=空白吸光度,C=校准品浓度,K、a、b最小二乘法拟合的常数,
在已知样本吸光度A计算样本浓度C时,需要将A、B、K、a和b代入上述方程,使用Newton-Raphson方法迭代求解C;
6、适用于吸光度对于浓度趋于发散的情形,最少需要3个校准品(包括空白),公式如下:
A=B+K exp{a(In C)+b(ln C)2+c(ln C)3}
其中,A=校准品吸光度,B=空白吸光度,C=校准品浓度,K,a,b,c=常数,
使用矩阵法求解上述方程组可得到常数K,a,b,和c,在已知样本吸光度A计算样本浓度C时,需要将A、B、K、a、b和c代入上述方程,使用Newton-Raphson方法迭代求解C;
7、如果要求多点非线性的校准曲线在校准点的误差为0,即要求校准曲线必须通过每个校准点,选择Polynomial-多项式法,需要至少3个浓度的校准品(包括空白),
如果有n个点(x1,y1),(x2,y2),……(xn,yn),只需要如下一个公式就可以定义一个过所有n个点的曲线,这就是Lagrange多项式:
浓度与吸光度的关系可以使用上述Lagrange多项式进行拟合,时使用如下公式计算浓度:
其中,Csample=样本浓度,Asample=样本吸光度,Ai=第i个校准品的吸光度,Ci=第i个校准品的浓度;
8、将每一标准液测定值点对点连接起来,形成一个完整曲线,适用于成”S”形的曲线,
计算公式:
AS=ai+bi·(Cs-Ci)+ci·(Cs-Ci)2+di·(Cs-Ci)3
其中,
Cs=样本浓度,As=样本吸光度,Ai=第i个校准品的吸光度,Ci=第i个校准品的浓度
ai、bi、ci、di-样条参数,i=1~n;
9、当曲线为抛物线样式的校准曲线,最少校准品数要求:Poly1需要2种校准液(包括空白),Poly2、Poly3、Poly4标定曲线分别需要3-5个校准液(包括空白):
计算公式:
校准曲线 | 拟合方程 |
Poly1 | Cs=a+bAs |
Poly2 | Cs=a+bAs+cAs2 |
Poly3 | Cs=a+bAs+cAs2+dAs3 |
Poly4 | Cs=a+bAs+cAs2+dAs3+eAs4 |
其中,
Cs=样本浓度,As=样本吸光度,a、b、c、d、e=由矩阵法得到的系数。
本发明针对不同精浆样本的吸光度与浓度的多种关系,提出多种对应的浓度吸光度对应关系,提高了该全自动精浆分析仪的精浆样本测定的适应性和精确性,极大地提高了精浆样本测定的效率。
附图说明
图1为本发明中校准曲线1;
图2为本发明中校准曲线2;
图3为本发明中校准曲线3;
图4为本发明中校准曲线4;
图5为本发明中校准曲线5;
图6为本发明中校准曲线6;
图7为本发明中校准曲线7;
图8为本发明中校准曲线8;
图9为本发明中校准曲线9;
图10为本发明全自动精浆分析仪结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的方案,下面结合示例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的示例仅仅是本发明的一部分示例,而不是全部的示例。基于本发明的中示例,本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下,所获得的所有其他实施方式都应当属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明一种全自动精浆分析仪,参见图10,包括分析机主机和控制模块,其中,分析机主机包括采样系统、试剂系统以及测量与反应系统组成,采样系统包括轴线运动的样本承载装置5、样本转移装置6以及周向运动的反应盘1,试剂系统包括周向运动的试剂承载装置2以及试剂转移装置3,测量与反应系统包括分光光度计4以及设置在反应盘1上的恒温装置、比色杯与比色杯清洗装置;样本转移装置6与试剂转移装置3协同,分别将精浆样本以及试剂加注至比色杯内。反应盘上还设置有搅拌装置7。样本转移装置6和试剂转移装置3均为机械手。样本承载装置5、反应盘1以及试剂承载装置2均为圆盘结构。
在反应盘1外边缘的圆周方向均匀分布有反应杯。样本承载装置5用来放置精浆样本,样本转移装置6用来将样本从样本承载装置5吸取后转移到反应盘1上的反应杯中;试剂承载装置2用来放置试剂,试剂转移装置3用来将试剂从试剂承载装置2吸取后转移到反应盘1上的反应杯中。搅拌装置7用来混匀反应杯中的样本和试剂的混合液。分光光度计4用来测量反应杯中样本与试剂混合液的吸光度。仪器有控制系统,控制上述部件的运行。仪器配有专用软件,用来提供人机界面和进行数据处理。
实施例二
全自动精浆分析仪工作时,反应盘旋转,当某个反应杯旋转到样本转移装置附近时,样本转移装置旋转到样本承载装置上吸取指定的精浆样本,然后旋转到该反应杯上方,将精浆样本加注到反应杯内;反应盘继续旋转,当前述反应杯旋转至试剂转移装置附近时,试剂转移装置旋转到试剂承载装置上吸取指定的试剂,然后旋转到该反应杯上方,将试剂加注到反应杯内;反应盘继续旋转,当装有样本和试剂混合液的反应杯旋转到搅拌装置附近时,搅拌装置将该反应杯内的液体混合均匀。反应盘按一定的节拍重复上述过程,当反应盘上的反应杯通过分光光度计位置时,分光光度计对反应杯内的液体进行吸光度测量,测量的结果传输到专用软件。随着时间的推移,就会得到一条随时间变化的吸光度曲线。专用软件据此吸光度曲线,通过特定的算法,计算出精浆样本中某种生物化学物质的含量。步骤四:所述反应盘上的反应杯到达分光光度计位置,进行吸光度测量,对照空白和校准品吸光度,进行样本浓度计算;所述样本浓度通过以下公式计算:
1、吸光度与浓度成线性关系,且只使用一个浓度的校准品,就可以选择该方法.该方法使用空白和一个校准品进行校准。过两点的直线作为标准曲线如图1所示:
其中:Csample=样本浓度,Cstd=校准品浓度,Astd=校准品吸光度,ABlank=空白吸光度,Asample=样本吸光度;
2、吸光度与浓度成线性关系,且不使用标准品校准时,直接填写理论的因子值代替校准,如图2所示:
Csample=K·(Asample-ABlank)
其中:Csample=样本浓度,ABlank=空白吸光度,Asample=样本吸光度,K=输入的因子;
3、吸光度与浓度成线性关系,使用多个校准品进行校准,选用2-6个校准品(包括空白),线性的校准曲线是使用各个校准品的浓度与吸光度用最小二乘法线性拟合得到的,参照图3,如果点系列是(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)……(xn,yn),则最小二乘法拟合的公式是:
Y=a+b X
其中,截距a和斜率b按如下公式计算:
这里,斜率b就是直线法的因子,样本的浓度按如下公式计算:
Csample=(Asample-ABlank)·b
其中:Csample=样本浓度,ABlank=空白吸光度,Asample=样本吸光度,
b=因子=用最小二乘法拟合的浓度与吸光度关系直线的斜率;
4、使用分段线性的模型建立校准曲线,最少需要2个校准品(包括空白),参照图4,两个点(x1,y1)and(x2,y2)之间的直线公式是:
如果样本的吸光度值Asample介于标准品吸光度Am和An之间,即Am>Asample>An,则使用以下的公式计算样本浓度:
其中,Csample=样本浓度,Cm和Cn是对应与Am和An的校准品浓度;
5、多点非线性类型的校准方法,至少需要3个校准品(包括空白),参照图5,使用如下公式进行最小二乘法拟合:
其中,
A=校准品吸光度,B=空白吸光度,C=校准品浓度,K、a、b最小二乘法拟合的常数,
在已知样本吸光度A计算样本浓度C时,需要将A、B、K、a和b代入上述方程,使用Newton-Raphson方法迭代求解C;
6、适用于吸光度对于浓度趋于发散的情形,最少需要3个校准品(包括空白),参照图6,公式如下:
A=B+K exp{a(In C)+b(ln C)2+c(ln C)3}
其中,A=校准品吸光度,B=空白吸光度,C=校准品浓度,K,a,b,c=常数,
使用矩阵法求解上述方程组可得到常数K,a,b,和c,在已知样本吸光度A计算样本浓度C时,需要将A、B、K、a、b和c代入上述方程,使用Newton-Raphson方法迭代求解C;
7、如果要求多点非线性的校准曲线在校准点的误差为0,即要求校准曲线必须通过每个校准点,选择Polynomial-多项式法,需要至少3个浓度的校准品(包括空白),
如果有n个点(x1,y1),(x2,y2),……(xn,yn),只需要如下一个公式就可以定义一个过所有n个点的曲线,这就是Lagrange多项式:
浓度与吸光度的关系可以使用上述Lagrange多项式进行拟合,时使用如下公式计算浓度:
其中,Csample=样本浓度,Asample=样本吸光度,Ai=第i个校准品的吸光度,Ci=第i个校准品的浓度;
8、将每一标准液测定值点对点连接起来,形成一个完整曲线,适用于成”S”形的曲线,参照图7,
计算公式:
AS=ai+bi·(Cs-Ci)+ci·(Cs-Ci)2+di·(Cs-Ci)3
其中,
Cs=样本浓度,As=样本吸光度,Ai=第i个校准品的吸光度,Ci=第i个校准品的浓度
ai、bi、ci、di-样条参数,i=1~n;
9、当Poly1-一次多项式法、Poly2-二次多项式法、Poly3-三次多项式法、Poly4-四次多项式曲线为抛物线样式的校准曲线,参照图8、图9,最少校准品数要求:Poly1需要2种校准液(包括空白),Poly2、Poly3、Poly4标定曲线分别需要3-5个校准液(包括空白):
计算公式:
校准曲线 | 拟合方程 |
Poly1 | Cs=a+bAs |
Poly2 | Cs=a+bAs+cAs2 |
Poly3 | Cs=a+bAs+cAs2+dAs3 |
Poly4 | Cs=a+bAs+cAs2+dAs3+eAs4 |
其中,
Cs=样本浓度,As=样本吸光度,a、b、c、d、e=由矩阵法得到的系数。
本发明针对不同精浆样本的吸光度与浓度的多种关系,提出多种对应的浓度吸光度对应关系,提高了该全自动精浆分析仪的精浆样本测定的适应性和精确性,极大地提高了精浆样本测定的效率。
需要说明的是,除了上述给出的具体示例之外,其中的一些步骤可有不同选择。而这些都是本领域技术人员在理解本发明思想的基础上基于其基本技能即可做出的,故在此不再一一例举。
最后,可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言,在不脱离本发明的原理和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种全自动精浆分析仪测量方法,其特征在于,包括:
步骤一:样本转移装置从样本承载装置吸取样本,加注至反应杯内;
步骤二:反应盘旋转,所述反应杯旋转至试剂转移装置附近,所述试剂转移装置从试剂承载装置吸取试剂,加注至所述反应杯内;
步骤三:所述反应盘继续旋转,所述反应杯旋转至搅拌装置附近,所述搅拌装置将所述反应杯内液体混合均匀;
步骤四:所述反应盘上的反应杯到达分光光度计位置,进行吸光度测量,对照空白和校准品吸光度,进行样本浓度计算;所述样本浓度通过以下公式计算:
1、吸光度与浓度成线性关系,且只使用一个浓度的校准品:
其中:Csample=样本浓度,Cstd=校准品浓度,Astd=校准品吸光度,ABlank=空白吸光度,Asample=样本吸光度;
2、吸光度与浓度成线性关系,且不使用标准品校准时,直接填写理论的因子值代替校准:
Csample=K·(Asample-ABlank)
其中:Csample=样本浓度,ABlank=空白吸光度,Asample=样本吸光度,K=输入的因子;
3、吸光度与浓度成线性关系,使用多个校准品进行校准,选用2-6个校准品(包括空白),线性的校准曲线是使用各个校准品的浓度与吸光度用最小二乘法线性拟合得到的,如果点系列是(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)……(xn,yn),则最小二乘法拟合的公式是:
Y=a+b X
其中,截距a和斜率b按如下公式计算:
这里,斜率b就是直线法的因子,样本的浓度按如下公式计算:
Csample=(Asample-ABlank)·b
其中:Csample=样本浓度,ABlank=空白吸光度,Asample=样本吸光度,
b=因子=用最小二乘法拟合的浓度与吸光度关系直线的斜率;
4、使用分段线性的模型建立校准曲线,最少需要2个校准品(包括空白),两个点(x1,y1)and(x2,y2)之间的直线公式是:
如果样本的吸光度值Asample介于标准品吸光度Am和An之间,即Am>Asample>An,则使用以下的公式计算样本浓度:
其中,Csample=样本浓度,Cm和Cn是对应与Am和An的校准品浓度;
5、多点非线性类型的校准方法,至少需要3个校准品(包括空白),使用如下公式进行最小二乘法拟合:
其中,
A=校准品吸光度,B=空白吸光度,C=校准品浓度,K、a、b最小二乘法拟合的常数,
在已知样本吸光度A计算样本浓度C时,需要将A、B、K、a和b代入上述方程,使用Newton-Raphson方法迭代求解C;
6、适用于吸光度对于浓度趋于发散的情形,最少需要3个校准品(包括空白),公式如下:
A=B+K exp{a(In C)+b(ln C)2+c(ln C)3}
其中,A=校准品吸光度,B=空白吸光度,C=校准品浓度,K,a,b,c=常数,
使用矩阵法求解上述方程组可得到常数K,a,b,和c,在已知样本吸光度A计算样本浓度C时,需要将A、B、K、a、b和c代入上述方程,使用Newton-Raphson方法迭代求解C;
7、如果要求多点非线性的校准曲线在校准点的误差为0,即要求校准曲线必须通过每个校准点,选择Polynomial-多项式法,需要至少3个浓度的校准品(包括空白),
如果有n个点(x1,y1),(x2,y2),……(xn,yn),只需要如下一个公式就可以定义一个过所有n个点的曲线,这就是Lagrange多项式:
浓度与吸光度的关系可以使用上述Lagrange多项式进行拟合,时使用如下公式计算浓度:
其中,Csample=样本浓度,Asample=样本吸光度,Ai=第i个校准品的吸光度,Ci=第i个校准品的浓度;
8、将每一标准液测定值点对点连接起来,形成一个完整曲线,适用于成”S”形的曲线,
计算公式:
AS=ai+bi·(Cs-Ci)+ci·(Cs-Ci)2+di·(Cs-Ci)3
其中,
Cs=样本浓度,As=样本吸光度,Ai=第i个校准品的吸光度,Ci=第i个校准品的浓度
ai、bi、ci、di-样条参数,i=1~n;
9、当曲线为抛物线样式的校准曲线,最少校准品数要求:Poly1需要2种校准液(包括空白),Poly2、Poly3、Poly4标定曲线分别需要3-5个校准液(包括空白):
计算公式:
其中,
Cs=样本浓度,As=样本吸光度,a、b、c、d、e=由矩阵法得到的系数。
2.一种全自动精浆分析仪,其特征在于,包括:分析机主机和控制模块,其中,所述分析机主机包括采样系统、试剂系统以及测量与反应系统组成,所述采样系统包括轴线运动的样本承载装置、样本转移装置以及周向运动的反应盘,所述试剂系统包括周向运动的试剂承载装置以及试剂转移装置,所述测量与反应系统包括分光光度计以及设置在所述反应盘上的恒温装置、比色杯与比色杯清洗装置;所述样本转移装置与所述试剂转移装置协同,分别将精浆样本以及试剂加注至所述比色杯内。
3.根据权利要求2所述的全自动精浆分析仪,其特征在于,所述反应盘上还设置有搅拌装置。
4.根据权利要求2所述的全自动精浆分析仪,其特征在于,所述样本转移装置为机械手。
5.根据权利要求2所述的全自动精浆分析仪,其特征在于,所述试剂转移装置为机械手。
6.根据权利要求2所述的全自动精浆分析仪,其特征在于,所述样本承载装置、反应盘以及所述试剂承载装置均为圆盘结构。
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JP2001083081A (ja) * | 1999-09-17 | 2001-03-30 | Hitachi Ltd | 自動化学分析装置における非直線検量線作成方法 |
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2022
- 2022-01-07 CN CN202210017210.6A patent/CN114324171B/zh active Active
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Title |
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Also Published As
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CN114324171A (zh) | 2022-04-12 |
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