除了质控,会分析各种类型的反应曲线也是生化检验的一门基本功,反应曲线可以看作是整个生化反应过程的监控,如果遇到异常的结果,我们能够通过反应曲线查找原因。
其实生化反应曲线并不难,下面我就根据我们的 AU5800,找一些简单的例子做个分享。
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正常的反应曲线
若要能看懂反应曲线,首先要知道在整个反应过程中,我们的设备都进行了哪些操作,该项目的反应类型、反应方向以及读取吸光度值(OD 值)的检测点。
图 1. 检测过程
以常见的双试剂反应为例,整个反应过程中,仪器要记录 P0-P27 共 28 个点,每个点之间间隔 18 秒,所以每个检验项目大约需要 8 分钟的时间。
在 P0 点之前,R1 试剂针加入 R1 试剂并使用 R1 搅拌棒搅拌混匀,在 P0 点记录 OD 值;然后加样针在比色杯中加入样本并使用 S 搅拌棒搅拌混匀,在 P1 点记录 OD 值并温育;至 P10 点时,R2 试剂针加入 R2 试剂并 R2 搅拌棒搅拌混匀,然后温育至 P27 点。最后,仪器根据设置的参数信息,提取该项目对应检测点的 OD 值,计算该样本的检测结果。
图 2. 反应曲线
这个过程就好比炒菜一样,油、葱蒜→菜→酱油、盐等调味料,需要按顺序加进锅里,每次加入都需要锅铲进行搅拌均匀,搅拌之后可能还会进行检查尝一下,确定炒熟没有,咸淡是否合适,这个过程就好比在对应检测点进行检测 OD 值。
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异常曲线常见变现及原因分析
1. 不合格样本
不合格样本最常见的是溶血、黄疸和脂血,其除了可能造成某些物质在样本中的水平升高或降低之外,还有可能通过干扰仪器的光路系统而影响检验结果,其中以重度脂血尤甚。
图 3
图 4
如图 3 和 4 所示,当加样针在 P0 点加入样本后,吸光度陡然升高,有的会持续到 P10 点(加入 R2 试剂),有的会在 P1 后的孵育过程中逐渐降低。如果异常升高的位置不位于系统检测点(如图 3),则仪器可以计算出结果(但结果不一定可靠);如果异常升高的位置刚好位于系统检测点(如图 4),则会造成检测结果计算错误,甚至出现负值。
除了不合格样本外,亦有如巨球蛋白血症等少见的原因,样本外观无明显异常,但当其在比色杯中与试剂混合后,因 pH 值等环境的改变,可能会使大量的 IgM 析出产生沉淀,同样会形成异常的曲线模式。
2. 被测物质原因
每一个生化试剂盒说明书中都会标明该项目的线性范围,当超出该范围时,即使仪器能够给出结果,也难以保证其可靠性,这时检验人员应该根据仪器报警、反应曲线来辨别原因。
图 5
图 5 所示为速率法(常用来检测酶类含量)的基本反应过程,其检测原理是测定线性期的斜率,即吸光度的变化速度,以此来计算物质的浓度。
当样本中被测物质水平过高时,会使得试剂中的底物在极短时间内被催化反应,这就令线性期大大缩短,斜率增大。如果线性期短到不能覆盖仪器设定的检测点时(如图 6),仪器将无法计算出该反应曲线的斜率,从而无法计算检测结果;而即使可以覆盖检测点(图 7),仪器可以计算出结果,但因其斜率过大,结果过高,超出了说明书的线性范围,仍需将样本稀释复检。
图 6
图 7
检测结果有过高的就有过低的,其反应曲线表现为类似一条直线(如图 8),基本没有波动,最常见的原因是加样不足,比如样本中有凝块、加样针堵塞,或者试剂针密封不良导致试剂加样不足等。
图 8
3. 仪器原因
生化仪是由光路系统、机械系统、温控系统等多个系统组合在一起的设备,每一个系统出现问题都有可能影响检测结果,其中光路系统的异常对反应曲线的影响是比较直观和常见的。
生化仪的灯泡属于易耗品,有一定的寿命,而为了节约成本,多数检验科都不会按照要求更换灯泡,超时使用会出现光源不稳定,在反应曲线上则表现为曲线抖动(如图 9),仪器会报大量「*」警报。
图 9
这一点在速率法项目上表现尤为明显。如上所述,速率法是需要在线性期通过检测测量点之间呈线性反应区间内吸光度变化速度的,如果光源不稳定,导致反应曲线出现波动,仪器检测不到呈线性反应的区间,自然无法计算出结果。
其他仪器故障,如比色杯脏杯、溢流等,也可以导致的光路异常,反应曲线波动。
图 10. 比色杯溢流
注意:
① 不同厂家或型号的仪器,加入样本和试剂的顺序可能不同,如日立是S+R1+R2,LX/Dxc 系列的加样顺序可能是 R1+S+R2 或者 R1+R2+S。
② 部分仪器横坐标是直接用时间表示的,如贝克曼 LX/Dxc 系列用的是秒。
③ 注意报警旗标(flag),不同的旗标提示不同的错误类型,可以让检验员更快的查找原因并排除。
④ 看反应曲线时,注意纵坐标的刻度。
⑤ 反应曲线界面还可以看到很多的信息,这些都有助于判断结果异常的原因。比如:光电校正、试剂空白、定标的时间以及每一点的吸光度。
⑥ 还可以结合试剂空白曲线一同分析,排除试剂质量问题或水质不合格带来的干扰。
分析反应曲线的过程,就是查找异常原因的过程,也是明确该结果是否异常的过程。生化检验人员一定要明确本实验室使用的生化仪每一步的操作与反应曲线上每一个点的对应关系,了解了整个过程之后,即使遇到了不明白的异常曲线,也可以找一个该项目的正常曲线做个对比,明确了异常的部位,才能更好地去排查、处理,发出的检验报告也更放心。
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