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[◈검사기기학◈]분 석 기 기(Analyzer)학

작성자★ 해피맨™|작성시간02.03.08|조회수909 목록 댓글 0
분 석 기 기(Analyzer)

1,자동 분석기란?
검사 업무를 기계를 대신하여 자동화, 미량화 및 결과의 전산처리등
으로 처음부터 끝까지 기계가 검사자를 대신하여 처리해 주는 것으
로 여기서는 여러분야의 자동 분석기가 있다. 이들은 검사 업무가
나날이 증가하므로 생기는 막대한 인력과 공간의 요구, 시약, 초자
기구등의 소모품 사용량 증가, 검체 사용량의 증가등으로 인한 환자
의 부담등을 덜어 줄 수 있는 가장 효과적인 방법이다. 검사업무의
자동화가 주로 이루어지고 있는 분야는 화학분석 분야인데 여기서
사용되는 분석장치들은 다음과 같이 분류한다.


A.기능별 분류
1)단일 종목 분석기(dedicated analyzer)
-단일 종목이나 두 가지 종목만을 분석할 수 있는 장비

2)묶음식 다종목 분석기(batch multipurpose analyzer)
-같은 종목을 한 묶음씩 여러 가지 종목을 검사할 수 있는 분
석기로 검사 종목을 바꿀 때마다 시약을 바꾸어야 한다.

3)양상용 분석기(profiling analyzer)
-다 항목 측정장비로 보통 4 channel에서 30 channel까지 시
판되고 있으며 개개의 분석과 동시에 많은 종목도 할 수 있도
록 설계되어 있다.

B.원리별 분류
1)연속 흐름식 분석기 Continuous flow system(C.F.방식)
-C.F.방식은 1957년 Skeggs가 개발한 방식에 기초를 두고 미
국 Technicon사가 완성한 것으로 그림과 같은 원리를 하고
있다. Sample, 비례칭량펌프, 투석기, 가열조, 비색계, 기록계
등으로 구성되고 있다. 이것의 분석원리를 간단히 요약하면
비례칭량펌프를 이용해서 tigon tube에 일정한 속도로 시료,
희석액, 시약, 공기 등을 흡인해서 특수한 T자관을 이용해서
혼화시킨다. 튜브는 용도에 따라 특수한 재질의 것을 사용한
다. 각종의 내경을 갖는 튜브를 목적에 따라 이용하나 어느
것도 튜브의 두께는 같다. 자동 화학 분석기의 대표적 분석
방식이며 시험관대신 기다란 플라스틱 줄을 타고 검체와 시
약이 흘러가며, 일정한 간격을 두고 기포(air bubble)를 넣음
으로써 기포와 기포사이는 하나의 독립된 시험관 구실을 할
수 있다. 검체와 시약은 흐르는 동안 첨가, 혼합, 투석, 가온,
추출 습성화화등의 처리를 받아 소기의 정색 반응을 일으키
며 이것이 colorimeter flow cell을 통과할 때 판독되고 기록
장치에 의하여 그림이나, 인쇄기에 의해 폐쇄된 줄안에서 처
리되므로 외부로부터의 오염이 없고 oscilloscope를 통하여
반응의 진행을 감시할 수도 있는 반면 검사종목을 바꾸는 것
이 어렵고 multichannel 기종인 경우 필요한 종목만 선택적
으로 검사할 수 없는 문제가 있다.


2)분단식 분석기 Discrete system(D방식)
-이 방식은 CF방식의 동일한 튜브내를 반응혼합액이 연속해서
운반되는 것이 아니고 각 시료마다 별개의 반응용기가 독립해
서 측정되어 붙여진 이름이다. 손으로 하는 모든 조작을 기계가
대신하는 방법으로 용기의 배열, 시료채취, 시약의 첨가 교반,
가온, 비색, 연산처리, 세척등의 모든 과정이 기계화되어 자동적
으로 검사가 진행되는 방식. 그러나 이 방식은 졔단백 추출등의
자동화 할 수 없는 부분이 있어 그 적용 방법이 한정되어 있고
기계적으로 옮겨가므로용기의 파손 기계적고장등이 나기 쉬운
반면 반응이 Carry-over의 염려가 없고 미량 분석이 손쉬운 장
점이 있다.
현재까지 원리적으로 세가지 양식의 것이 개발되어 있는데
batch process식, pack(bag)식 그리고 원심분리방식
(centritugal force)이다.
▶ Batch process방식
시험관과 피펫트를 이용하는 用手法을 충실하게 기계화하여
자동화시킨 것. 시료나 반응용기를 운반하는 기구는 연속식
(connntinuous)과 불연속식(discontinuous)이 있다. 불연속식
의 것은 15∼40개 검체가 가능한 원형, 원심rotor가 이용되는
데 한 싸이클이 끝나면 수동으로 이동시켜야 한다. 연속공급
방식의 것은 turn table,chain drive, chain tray, belt
conveyer, gondola등 각양각색의 것이 있다. 반응용기의 모
양은 보통 시험관형, U자형관이나 특수한 프라스틱 트레이등
이 이용된다.
▶ Pack(bag)방식
Pack방식은 미국 Du Pont사의 ACA(Automatic clinical
analyzer)에만 장치된 특수한 양식이다.pack이 이용되는데 상
부에 검사 항목별로 그 이름과 분석프로그램코드가 인쇄되어
있고 또 어떤 것은 chromatographic column이 들어있는 졔
단백이나 반응저해물질을 제거한다. 필요량의 시료를 컵에 넣
고 필요한 pack을 반응반응경로에 놓으면 이곳을 팩이 통과
하면서 인쇄된 code의 명령에 따라 움직이며 pack내의
seal이 기계적으로 적당히 찌그러지면서 일정량의 시약이 나
와 검체와 혼화되고 가온된 후 나중에 cuvette area에서 광도
계로 읽어져 이것이 농도로 환산, 프린트 아웃된다. 이 팩은
한 건당 1개를 쓰게 되어 있어 단가가 싸다고는 볼 수 없다.

3) Centrifugal system (원심력방식, CTF방식)
-원판(rotor)에 15∼30개의 도랑이 굴곡있게 파놓은 곳에 시료
와 시약을 dispenser로 필요한 량을 넣고 원심력(1,000∼
2,000rpm)을 가하면 약 1,5초 후에는 원심력에 의해 transfer
hole로부터 큐벳부위(측광부)에 가면서 환합된다. 몇초를 단
위로 각 시료의 흡광도 변화를 측정한다. 이것을 각 시료마다
여러번 측정하여 그것의 평균치를 내서 컴퓨터가 기억, 프린트
가 아웃된다. 한 싸이클 분석은 3∼5부느올 끝나며 rotor는 자
동적으로 수세, 건조되어 즉시 재차 이용되게끔 되어있다. 이
것은 주로 효소측정에 많이 이용된다. teflon으로 만든 회전용
disc에 시료와 시약을 담아 회전시킴으로써 원심력을 이용하여
시료와 순간적으로 혼합하고 혼합 직후부터 연속적으로 시료
의 흡광변화를 추적하여 화학 변화량을 정량하는 방법으로 측
정시간이 짧고 항목의 교체를 짧은 시간안에 할 수 있으며 시
료, 시약이 모두 절약되는 미량분석이 가능한 반면 disc를 손
으로 옮겨야 하는 것과 검사에 따라 속도가 느린 경우도 있다.




2. 자동분석 장치의 기구
1)검체의 채취, 분배
-분석기의 정도에 관계되는 중요한 부분, 1개의 희석기로 각 채
널에 검체 채취와 배출을 반복하는 방식. Valve cut type. 검
체를 흡인, 희석한 후에 각채널로 분배하는 방식. 각 채널마다
희석기를 가진것등이 있다.

2)시약첨가와 혼합
-시약첨가는 분주기가 사용되며, 이것에는 모터에 의한 구동방식
과 압착공기에 의한 방식이 있으며 후자가 간단하다. 시약의 분
출력을 이용하는 방식, 기포에 의한 방식, 교반기를 사용하는
방식, 반응 용기의 회전에 의한 방식등이 있다.

3)제단백
-자동분석기로서는 Cellophane막에 의해 제단백질을 자동적으로
할 수 있는 것이 특색이며 Discrete형 및 원침형에서는 제단백
이 곤란하다.

4)가온과 반응시간
-가온형식에는 air bath방식 water bath방식, oil bath방식등이
있다.

5)비색
-비색계에는 flow cell방식의 filter형의 단광로 또는 복광로형
의 것이 사용된다.

6)세척
-반응이 끝난 후 세척처리는 각 방식 모두 자동적으로 할 수 있
도록 되어 있다.


3.분석 방식
1)1점 또는 종점 측정
-정색반응이 완료된 시점에서 흡광도를 측정하고 반응전 흡광도
와의 차이에서 목적 물질의 양을 구하는 것이며, 또 한가
지는 정색반응의 경과중의 한 시점에서 측정하는 것으로 분석
기가 지닌 고도의 시간적 재현상에 의해 가능하고 현재의 분석
기에 공통적으로 사용하고 있다.

2)반응 속도 측정
-반응속도 측정에 의해 검량하는 방법으로 효소의 활성 측정외
에 반응속도가 피검물질의 농도에 비례하는 정색 반응인 경우
등에 사용하며 일반적으로 반응개시 1분후부터 30∼60초 간격
으로 몇번 흡광도를 측정한다.


4.Coulter Counter
1)원리
-비광학적인 원리로 개개입자의 수와 크기를 count한다.
mercury siphon을 사용해서 규격의 aperture orifice(100
㎛)를 통해서 입자의 전해질 부유액을 4초간 20㎕를 빨아 올린
다. Aperture tube안에 internai electrode와 밖의 external
electrode사이에 current가 존재하는데 이곳을 입자가 지나가
게 되면 두 전극사이의 전류에 저항이 증가되고 전압이 떨어진
다. 강하 전압의 크기는 threshold circuit로 가서 Voltage
pulses height를 제공한다. 생성된 pulse의 수는 입자의 수와
비례하고 pulse의 진폭은 각 cell volumn과 비례하게 된다. 이
런 pluse는 증폭이 되서 oscilloscope screen 상에 수직
spike으로 나타난다. 이 pulse pattern으로 sample의 입자농
도와 부유 검체의 size distribution 등에 대해서 어느정
도 육안으로 check할 수 있는 것이다.

2)구성(system)
a)pneumatic system
b)Electronic system ―Hard system
c)Reagent system ―Soft system
◆Hard system의 구성과 기능
a)power supply unit -각 Circuit Card에 전력 공급 및 Data
처리
b)Diluter unit -Blood Aspiration, Dltution, Mixing, Lysing,
Seneing을 한다.
c)Analyzer unit -Counting, Measurement, Computing.
d)Printer unit -Results를 print out한다.
e)Pneumatic supply unit -Dilutor에 Vaccum과 Pressure공급

5. 자동분석기의 장단점
▶ 장점
자동분석기의 장점이란 분명히 말해서 다음과 같이 요약할 수
있겠다. 물론 시스템이나 기계장치가 기본적으로 완전무결할 때를
가정해서 이야기 하는 것이다.
① 짧은 시간 안에 많은 양의 검체를 처리할 수 있다.
② 동시에 여러가지 건사를 병행하여 할 수 있다.
③ 수동으로 하는 분석법보다 훨씬 우수한 정밀도를 유지할 수 있
다.
④ 계산이 필요없다.
▶단점
때때로 자동 분석기를 조작하는 임상병리사는 기계에 감동되어 그
것의 결점을 파악하지 못하고 넘어가는 경우가 있다. 흔히 자동분석
기에서 등장하는 문제점을 지적하면 다음과 같다.
① 분석방법에 따라 자동화로의 적용이 가능하지 못한 것이 있다.
때때로 수동으로 측정하는 방법은 정밀도에 있어서는 자동분석기
만 못하나 정확도가 좋은 것이 있다.
② 기계 자체가 자동분석기이므로 잠재해 있는 문제점에 대해 분석
담당자가 관찰하거나 검색하기가 곤란하다.
③ 자동분석기 자체가 일정하게 획일적으로 분석되므로 경험이 많
은 임상병리사가 혼탁이나 위양성의 색깔 같은 문제점에 대해 대
처해 나갈 수 있으나 자동분석기는 그에 대한 대책이 없다.
④ 대부분의 자동분석기는 검체가 적을 때는 사용하질 못한다. 그래
서 응급을 요하는 검사는 수동적인 방법을 항상 할 수 있게 준비
되어 있어야 한다. 또한 기계가 고장났을 경우를 대비해서 수동방
법이 항상 준비되어 있어야 한다.
⑤ 자동분석기는 구입가가 비쌀뿐만 아니라 유지비가 훨씬 비싸다.
임상병리사가 수시로 검색을 해야 함은 물론이러니와 숙련된 기
술자의 점검을 수시로 받아야 한다.
⑥ 자동분석시스템은 분석시간이 짧으므로 만약 기계나 시약이 잘
못되어서 결과가 나왔다면 분석결과의 건수가 많으므로 그것을
모두 다시 분석해서 계산을 해야 하는 번거로움이 있다.
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