Ống xét nghiệm được đưa vào hệ thống ử tại khu vực chuyển giao. Ống xét
nghiệm có thể chứa thuốc thử pha rắn hoặc để trống di chuyển tới bộ phận vận
chuyển là đai ủ. Ở đai ủ, các ống xét nghiệm được định vị tại tâm của mỗi mắt đai để loại trừ sự thay đổi tốc độ dịch chuyển của ống tại các góc vòng của đai.
Hình 3.10. Sơđồ cấu trúc hệ thống ủ của máy xét nghiệm tựđộng 201. Trạm chuyển giao 202. Đai ủ
203. Trạm pipet 204. Bộ phận khuấy trộn 205. Trạm rửa 206. Trạm chuyển tiếp
Ống xét nghiệm sau đó được đưa tới trạm pipet để bổ sung chất lỏng. Chất
lỏng này có thể là các mẫu bệnh phẩm như máu, nước tiểu hoặc là mẫu bệnh phẩm
đã pha loãng hay thuốc thử dạng lỏng. Loại và lượng chất lỏng bổ sung tùy thuộc vào loại xét nghiệm được thực hiện. Ống xét nghiệm sẽ dịch chuyển vòng quanh đai ủ theo một khoảng thời gian riêng cho từng xét nghiệm.
Ống xét nghiệm
Xét
nghiệm Mẫu Pha loãng
Số thuốc thử Chu trình rửa Thời gian (phút) A TSM Máu Có 2 2 37.2 B TSH Huyết tương Không 1 1 16.8 C TT4 Nước tiểu Có 1 1 4.8 D TT4 Nước tiểu Có 1 1 4.8
E TSM Máu Có 2 2 37.2 Bảng 3.1. Thời gian thực hiện của các loại xét nghiệm
Vì ống xét nghiệm dịch chuyển dọc theo đai ủ nên ống được khuấy trộn bởi một hoặc nhiều đầu khuấy trộn. Buồng ủđược bao phủ trong một lớp vỏ dầy để duy trì nhiệt độ bên trong ở 37°C ±0.1°C. Ống xét nghiệm liên tục dịch chuyển theo đai ủ cho tới khi được đưa vào trạm rửa hoặc trạm chuyển tiếp.
Mỗi đai ủ sẽ kết hợp với ít nhất một trạm rửa và một trạm chuyển tiếp tùy thuộc vào cấu trúc tổng thể của buồng ủ. Trạm rửa có nhiệm vụ loại bỏ đi những chất nổi trên bề mặt của dung dịch phản ứng nhưng giữ lại các thành phần phản ứng pha rắn, bổ sung dung dịch rửa (như nước), loại bỏ dung dịch rửa… lặp lại với quá trình rửa pha rắn và sau đó đưa ống xét nghiệm quay trở lại đai ủ về vị trí cũ. Nhiệm vụ của trạm chuyển tiếp là dịch chuyển ống xét nghiệm từ một đai ủ tới một khu vực chức năng khác như một đai ủ khác (trong hệ thống có nhiều đai ủ) hay tới buồng đo quang. Đôi khi, trạm rửa và trạm chuyển tiếp được kết hợp với nhau , ví dụ như một ống xét nghiệm được đưa vào trạm rửa để rửa đi các thành phần phản ứng pha rắn, sau đó ống lại được dịch chuyển ra ngoài trạm rửa đểđưa tới khu vực khác ngoài đai ủđó. Như vậy, ống xét nghiệm được rửa và chuyển tiếp từ một trạm kết hợp.
Hình 3.11. Sơđồ buồng ủ nhiều đai ủ với trạm kết hợp 3.3.3. Phân hệđo quang
Phân hệ đo quang thực hiện đo lường cường độ sáng và sự thay đổi màu sắc để định lượng thành phần trong ống xét nghiệm.
Phân hệ chuyển tiếp truyền các ống xét nghiệm tới phân hệ đo quang sau khi đã được rửa một hoặc nhiều lần. Phân hệ chuyển tiếp nạp các ống xét nghiệm vào các đai đo quang. Đai này quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược lại theo lệnh
của phân hệ điều khiển. Cơ chất và/hoặc hóa chất thử được cho vào ống và dịch
chuyển dọc theo đai đo quang và được lắc bởi bộ phận khuấy trộn. Khi có lệnh từ
phân hệ điều khiển, ống được chuyển tới vị trí đọc. Tại đây, ống được đọc bởi cơ
cấu cảm biến và sau đó được đưa tới máng đổ.
Khe đ t ng đai Tr m pipet Tr m chuy n giao Tr m chuy n ti p Tr m r a B ph n khu y tr n
Hình 3.12. Cấu trúc của phân hệ đo quang
1. Ống ngăn sáng 2. Trạm đọc
3. Đai đo quang 3a. Khe đặt ống
4. Cơ cấu cảm biến 5. Ống xét nghiệm
6. Trạm rửa 7. Dốc đổ
8. Bộ phận khuấy trộn 12. Đĩa suy giảm
Để tránh ánh sáng bên ngoài, cơ cấu cảm biến được kết nối với khu đọc thông qua một ống đã được bịt kín. Ống này cho phép đĩa suy giảm dịch chuyển tới trạm đọc trong khi ngăn chặn ánh sáng bên ngoài xâm nhập vào cơ cấu cảm biến.
Trạm đọc và đai đo quang được tách rời với nhau cho phép mỗi lần nạp sẽ có
thêm nhiều ống được đưa vào phân hệ đo quang và đợi trên đai trong các khoảng
thời gian khác nhau. Như vậy, các ống không cần phải nạp theo cách nối tiếp nhau vào trạm đọc. Nhờ cấu trúc tách biệt quá trình dịch chuyển ống và đọc ống, các ống
xét nghiệm có thể được khuấy trộn trong khi một ống khác đang được đọc. Ngoài ra,
do xét nghiệm được thực hiện trên từng ống nên các ống có thể duy trì trên đai
trong các khoảng thời gian ngắn hơn hoặc lâu hơn. Một số xét nghiệm có thể yêu cầu kéo dài thời gian giữa thời điểm hóa chất thử bám vào chất gắn trên hạt để tạo ra sự quang hóa, huỳnh quang, lân quang hay thay đổi màu sắc và thời điểm cơ cấu cảm biến phát hiện ra sự quang hóa, huỳnh quang, lân quang hay sự thay đổi màu sắc. Ngoài ra, một số xét nghiệm có thể được ưu tiên và sẽ được xử lý nhanh hơn tại thời điểm từ đai đo quang tới cơ cấu cảm biến. Vì vậy, phân hệ điều khiển được lập
trình để điều khiển thứ tự khi một ống xét nghiệm được chuyển tiếp giữa đai đo
quang và trạm đọc; nó có thể thực hiện điều khiển này bằng cách dò vị trí của ống trên đai đo quang. Như vậy, mỗi ống xét nghiệm có khoảng nghỉ cần thiết riêng trên đai đo quang và khoảng thời gian này có thể điều khiển được dựa trên loại xét nghiệm đang tiến hành cũng như quyền ưu tiên tùy theo lệnh từ phân hệ điều khiển.
Trạm đọc chất phân tích hoạt động theo kiểu ngẫu nhiên. Phương pháp này cho phép thay đổi khoảng thời gian từ khi đưa hóa chất vào mẫu xét nghiệm để có phản ứng tạo màu hoặc phát sáng tới khi từng mẫu được đặt dưới cơ cấu cảm biến. Như vậy, khoảng thời gian cần thiết cho từng xét nghiệm khác nhau sẽ được tối ưu hóa.
Hình 3.13. Trạm đọc
1. Ống ngăn sáng .1. Trạm đọc
4. Cơ cấu cảm biến 5. Ống xét nghiệm
9. Lối vào 10. Vị trí đọc
11. Lối ra 12. Đĩa suy giảm
13. Lớp chắn trên và dưới 14. Lớp chắn xung quanh
Ống xét nghiệm được đưa vào trạm đọc từ đai đo quang ở vị trí cửa vào. Ống thường được quay ngược chiều kim đồng hồ để tới vị trí đọc. Tại đây, ống được đọc bởi cơ cấu cảm biến. Cơ cấu cảm biến được bảo vệ bằng ống ngăn sáng. Trạm đọc được che chắn bằng các lớp vỏ che chắn bên trên, dưới đáy và xung quanh. Lớp chắn xung quanh chỉ mở ra tại vị trí lối vào, lối ra và vị trí đọc. Lớp chắn này ngăn
chặn rò rỉ ánh sáng ra ngoài trạm đọc. Ống xét nghiệm tại vị trí đọc được đặt
nghiêng hướng ra vành ngoài của trạm đọc.
Do đó, mỗi ống xét nghiệm sẽ được đặt cách cơ cấu cảm biến một khoảng cố định. Đĩa suy giảm đặt giữa trạm đọc và cơ cấu cảm biến có dạng hình thang xoay quanh một trục có nhiệm vụ ngăn chặn ánh sáng. Khi đứng trước vị trí đọc, cơ cấu
cảm biến không nhận được ánh sáng từ ống xét nghiệm. Tín hiệu điện được tạo ra lúc này sẽ là tín hiệu nền và được trừ đi khi đo sáng. Nhờ vậy, kết quả thu được có độ chính xác cao hơn.
CHƯƠNG 4. MÁY XÉT NGHIỆM MIỄN DỊCH TỰĐỘNG COBAS E411
4.1. Giới thiệu
Máy xét nghiệm miễn dịch tự động Cobas E11 là dòng máy đời thứ hai ứng dụng kỹ thuật ECL của hãng Roche. Máy có khả năng thực hiện rất nhiều loại xét nghiệm miễn dịch khác nhau.
Hình 4.1. Máy xét nghiệm miễn dịch cobas e411 với bộ phận đặt mẫu là đĩa và rack Các ống mẫu bệnh phẩm được điều khiển tự động dịch chuyển tới vị trí hút mẫu. Khối thuốc thử có chức năng quay đĩa để đưa thuốc thử tới vị trí hút và được
làm mát bằng bộ điều khiển nhiệt độ Peltier. Cơ cấu pipet hút các dung dịch vào ống xét nghiệm. Bộ phận này có hai hệ thống hút riêng biệt: một đầu hút mẫu và thuốc thử để đưa vào buồng ủ, một đầu hút hỗn hợp phản ứng để đưa vào buồng đo. Một nam châm đặt trong khối cảm biến ngay dưới buồng đo để giữ lại thành phần chất có gắn chất phân tích. Ma trận BCR thực hiện chức năng đọc mã vạch trên các
bình chứa. Hoạt động của các khối chức năng trên được điều khiển theo lệnh từ
khối xử lý và thông tin về tình trạng của máy luôn được hiển thị trên màn hình cảm ứng. Màn hình này cũng đồng thời là giao diện của người vận hành và máy. Các lệnh cũng như thông tin xét nghiệm được người vận hành nhập vào máy thông qua bàn phím và các phím chức năng ảo.
4.2. Các thông số kỹ thuật
Công suất 88 mẫu/giờ
Chế độ vận hành Tự động hoàn toàn, truy nhập ngẫu nhiên,
làm việc với đĩa mẫu hoặc rack mẫu
Số kênh cm biến 18 kênh cho 18 xét nghiệm khác nhau
Thông số chương trình Tối đa cho 60 xét nghiệm thông qua mã vạch
dạng 2D
Đầu vào/ đầu ra mẫu Nạp/bỏ 30 mẫu đĩa hoặc 75 mẫu trên 15 rack Các loại rack: thông thường, STAT, kiểm tra và hiệu chuẩn
Hoạt động STAT: bất kỳ vị trí trống trên đĩa mẫu, cổng STAT dành riêng trên rack feeder
Dụng cụ chứa mẫu Tubes: 5–10 ml;
Cups on tube
Thể tích lấy mẫu 10 - 50µl/xét nghiệm
Thể tích mẫu tối thiểu Primary tubes : 600 µl (13mm tube),
1,000 µl ( 16mm tube)
Sample cup: 200 µl
Phát hiện mức dung dịch Có
Phát hiện tắc nghẽn Bằng cảm biến áp suất
Cơ sở dữ liệu mẫu 2.000 xét nghiệm cho các kết quả thông
thường, STAT và kiểm
Thể tích thuốc thử Xét nghiệm: 50 - 80µl; hạt: 30 - 50µl, pha
loãng: 50 -190µl Cảm biến hết thuốc thử Có
Loại mẫu Máu, huyết tương, nước tiểu
Protocol xét nghiệm Xét nghiệm 18 phút và 27 phút
Tự động pha loãng Có
Hiệu chuẩn xét nghiệm Có
Hiệu chuẩn máy Có
Thuốc thử Loại rack - pack
Thuốc thử hệ thống ProCell và CleanCell
Trộn hạt Có Cốc dùng 1 lần Có
ID mẫu Mã vạch 1 chiều
ID giá đỡ Có
ID thuốc thử Mã vạch 2 chiều
Điều khiển nhiệt độ đĩa thuốc thử
Có (20±3oC)
Điều khiển nhiệt độ buồng ủ Có (37±0.3oC) Điều khiển nhiệt độ thuốc thử hệ
thống
Có (28±2oC)
Điều khiển nhiệt độ khối cảm biến Có (28±0.3oC) Giới hạn nhiệt độ và độ ẩm đạt yêu cầu vận hành 18 - 32 °C và 45 - 85% Giới hạn nhiệt độ và độ ẩm để vận hành thành công 5 - 35 °C và 30 - 95%
Giới hạn nhiệt độ và độ ẩm trong lưu trữ và vận chuyển
20 - 75 °C và 5 - 95%
Dao động nhiệt độ cho phép ±2 °C/giờ
4.3. Quy trình hoạt động của Cobas E411 4.3.1. Quá trình chuẩn bị 4.3.1. Quá trình chuẩn bị
cấu cơ khí được đưa trở về trạng thái ban đầu. 4.3.2. Các giao thức xét nghiệm
Có 28 giao thức được sử dụng trong máy cobas e411. Người vận hành không thể thay đổi các giao thức này. Ký hiệu trên giao thức:
No. Step 0 Inc 0 Step 1 Inc 1 Step 2 Inc 2 Det.
0 D 1 B R1 R2 S i1 R2 i2 D 2 B R1S i1 B i2 D 3 R1 R2 S i1 BR2 i2 D 4 R0S R1S i1 D 5 R0S B R1 R2 DL i1 R2 i2 D 6 R0S B R1 DL i1 B i2 D 7 R0S R1 DL i1 BR2 i2 D 8 R0S→DL1RM B R1 R2 DL i1 D 9 R0S→DL1RM BR1 DL i1 R2 i2 D 10 R0S→DL1RM R1 R2 DL i1 B i2 D
11 R0S→DL1RM R1 DL i1 BR2 i2 D 12 PSS i0 B R1 R2 i1 D 13 PSS i0 B R1 i1 R2 i2 D 14 PSS i0 R1 R2 i1 B i2 D 15 PSS i0 R1 i1 BR2 i2 D 16 RMS i0 B R1 R2 DL i1 D 17 RMS i0 B R1 DL i1 R2 i2 D 18 RMS i0 R1 R2 DL i1 B i2 D 19 RMS i0 R1 DL i1 BR2 i2 D 20 RMS→DL1RM i0 B R1 R2 DL i1 D 21 RMS→DL1RM i0 B R1 DL i1 R2 i2 D 22 RMS→DL1RM i0 R1 R2 DL i1 B i2 D 23 RMS→DL1RM i0 R1 DL i1 BR2 i2 D 24 R1 R1 i1 D’ 25 R1R2 i1 D’
26 R2R2 i1 D’
27 PS1 PS2 S i0 R1R2 i1 B i2 D’
28 PS1 PS2 S i0 R1 i1 BR2 i2 D’
Bảng 4. 1. Các giao thức có trong Cobas e411
R1 = thuốc thử 1 R2 = thuốc thử 2
B = hạt (vi hạt trong gói thuốc thử xét nghiệm)
RO = dung dịch pha loãng đa năng (gói thuốc thử chuyên biệt)
PS = dung dịch tiền xử lý (cho các xét nghiệm như B12, Folat, and Anti-HBc) RM = tiền xử lý cho xét nghiệm IgM
S = mẫu/hiệu chuẩn/điều khiển DL = mẫu pha loãng I = ủ
D = cảm biến có nam châm D' = cảm biến không có nam châm
4.3.3. Quy trình xét nghiệm
Một xét nghiệm miễn dịch ECL gồm nhiều bước lấy dung dịch, ít nhất một bước ủ và nhiều bước đo lường. Thông thường sẽ có ít nhất 3 thành phần được lấy
cho vào cốc xét nghiệm; đó là mẫu bệnh phẩm, hạt và thuốc thử. Sau khoảng thời
gian ủ thích hợp, hỗn hợp phản ứng được hút vào buồng đo để thực hiện đo lường chất phân tích. Mỗi quy trình hút được giới hạn trong khoảng thời gian là 42s. Số lần hút và trộn tùy thuộc vào phương pháp xét nghiệm (xét nghiệm 1 hay 2 bước). Một số phương pháp có thêm quá trình pha loãng trước hay tiền xử lý thì số bước
thực hiện sẽ tăng thêm. Các bước liệt kê dưới đây được ứng dụng cho tất cả các
phương pháp. Tuy nhiên quá trình thực hiện có thể sẽ khác nhau cho từng xét nghiệm.
1. Chạy xét nghiệm
Sau khi đã lựa chọn xét nghiệm phù hợp với mẫu bệnh phẩm bằng phần mềm, quá trình vận hành được bắt đầu tùy theo giao thức xét nghiệm xác định trước cho từng xét nghiệm. Khởi đầu, ít nhất một thuốc thử R1 hoặc R2, và mẫu hoặc các vi
hạt M được hút lần lượt bằng đầu S/R. Sau mỗi lần hút, đầu ra của S/R được làm
sạch tại trạm rửa. Mẫu và các thuốc thử được cho vào trong cốc mới và AssayTip bị phụt vào khay chứa chất thải rắn.
Một số xét nghiệm yêu cầu pha loãng mẫu hay tiền xử lý, dung dịch pha loãng hay tiền xử lý thuốc thử được hút cùng với mẫu vào trong cốc xét nghiệm. Một phần của mẫu pha loãng đã tiền xử lý sau đó được lấy ra và cho vào cùng thuốc thử ở cốc thứ hai. Vì vậy, một số xét nghiệm tiền xử lý/ pha loãng trước yêu cầu hai hoặc nhiều hơn cốc xét nghiệm. Các bước pha loãng
Xét nghiệm pha loãng 1 bước
- AssayTip 1 → Dung dịch pha loãng (rửa ngoài) + mẫu → AssayCup 1
- AssayTip 2 → R1 (rửa ngoài) + R2 (rửa ngoài) → AssayCup 2 (ủ lần 1)
- AssayTip 3 → M (rửa ngoài) → AssayCup 2 (ủ lần 2)
Xét nghiệm pha loãng 2 bước
- AssayTip 1 → Dung dịch pha loãng (rửa ngoài) + mẫu → AssayCup 1
- AssayTip 21 → Dung dịch pha loãng (rửa ngoài) + mẫu pha loãng từ
AssayCup 1 → AssayCup 2
- AssayTip 3 → R1 (rửa ngoài) + R2 (rửa ngoài) + mẫu pha loãng từ AssayCup
2 → AssayCup 3 (ủ lần 1)
- AssayTip 4 → M (rửa ngoài) → AssayCup 3 (ủ lần 2)
2. Ủ lần đầu ở 37oC
Thời gian ủ kéo dài 4.5 hoặc 9 phút tùy theo từng xét nghiệm. Một số xét nghiệm yêu cầu hai giai đoạn ủ. Số khác có thêm giai đoạn tiền xử lý có thể yêu cầu
3 lần ủ. Trong các giai đoạn ủ, phức hợp miễn dịch được hình thành. 3. Bổ sung thuốc thử
Một số xét nghiệm (thường cần có hơn một lần ủ) yêu cầu bổ sung thuốc thử. Như trong bước hút thuốc thử ban đầu, AssayTip mới được dùng để hút thuốc thử.
AssayTip được rửa sạch sau mỗi lần hút chất lỏng. Chất lỏng này sau đó được đổ