Современные центрифуги и дозаторы в современной клинико-диагностической лаборатории

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

Современные центрифуги и дозаторы в современной клинико-диагностической лаборатории

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск 2013

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:

 

 

 

I. Введение.

II. Центрифугирование в современной клинико-диагностической лаборатории.

III. Современные центрифуги в клинико-диагностической лаборатории.

IV. Дозирующие устройства.

V. Виды современных дозаторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. Введение.

В современной медицине лабораторная диагностика занимает особое место. Успех лечения зависит в первую очередь от правильно установленного диагноза. Результаты лабораторных исследований помогают в диагностике, в наблюдении за процессом лечения и эффективностью терапии.

Основными показателями качественной работы лабораторной службы являются скорость проведения исследований и точность результатов. Чтобы эти критерии были на высоте, лаборатория должна быть оснащена высокотехнологичным оборудованием, квалифицированными кадрами и автоматизированными системами обмена информацией. Только в этом случае «человеческий фактор» можно свести к минимуму, а значит избежать случайных ошибок.

 

II. Центрифугирование в современной клинико-диагностической лаборатории.

В оснащении современной лаборатории в настоящее время происходят значительные изменения. Внедрены новые методы и технологии, расширилось общее число тестов. За счёт централизации лабораторий пробоподготовка зачастую выполняется вне лаборатории. В этих условиях нужен более тщательный подход к одному из важных процессов пробоподготовки – центрифугированию.

Центрифугирование – это разделение грубодисперсных систем, состоящих из жидких и твёрдых компонентов с разными плотностями, под действием центробежных сил.

Центрифугирование в лабораторных исследованиях применяется с целью:

- отделения клеточных  элементов крови (получение сыворотки  крови, свободной от тромбоцитов  плазмы);

- удаления или разделения  компонентов крови путём осаждения  с использованием сорбентов или  химических веществ (осаждение белка, липопротеинов);

- фракционирования образа  в градиенте плотности (иммунологические  исследования) или при помощи  разделительного элемента (лейкофильтр);

- концентрирования образца (выделение осадка мочи);

- изготовление цитологических  препаратов для микроскопии, осаждения  образцов на дно иммунологического  планшета в иммунохимии;

- отмывки компонентов  образца путём повторяющихся  циклов «разведение – перемешивание  – осаждение – удаление надосадочной  жидкости».

Для получения качественных результатов лабораторного исследования необходимо выбрать тип комплектацию центрифуги. Неправильный выбор ротора, центробежного ускорения (силы), продолжительности центрифугирования могут привести к неэффективному отделению клеточных элементов крови и даже их разрушению. Неправильный выбор температурного режима – к интерференциям, связанным с термочувствительными компонентами проб.

Алгоритм выбора комплектации центрифуги для КДЛ:

- основные задачи (виды исследований, тип биоматериала, условия для аналитиков) и объём работы (за 1 цикл, рабочий день);

- размеры, объём, конструкция, конфигурация и герметичность  сосудов и объектов, которые полежат  центрифугированию;

- диапазон скорости и  требования к режимам центрифугирования (относительная центробежная сила (ОЦС), скорость разгона и торможения).

Современная центрифуга для клинико-диагностической лаборатории – многофункциональный микропроцессорный прибор, который обеспечивает:

- точность выполнения  заданных режимов на всём диапазоне  скоростей, включая стабильную работу  с низкой ОЦС (важно для выделения  клеточных элементов и коагулологических  исследований);

- возможность программирования  широкого спектра параметров  режима центрифугирования (ОЦС; скорость  вращения, разгона и торможения; температура);

- отображение на дисплее  информации о текущей работе (режим, возникшие проблемы и ошибки);

- стабильность температурного  режима;

- безопасность для пользователя  и выполнение современных санитарных  требований.

 

Новые технологии центрифугирования для клинической лабораторной диагностики

Производители современных центрифуг предлагают разные технические решения для актуальных задач и новых направлений клинической лабораторной диагностики.

Технология сменных подвесок

Конструкция роторов со сменными вставками и подвесками (swing-out тип ротора) существенно улучшает условия и безопасность работы. Сосуды и объекты центрифугирования могут извлекаться из ротора вместе с подвеской и вставкой. Многие из swing-out вставок и подвесок имеют плоское дно и могут быть использованы в качестве штативов для промежуточных операций по аликвотированию проб, транспортировке, сортировке и загрузке в анализаторы.

Использование одного многофункционального swing-out ротора при соответствующей комплектации сменных подвесок позволяет не только центрифугировать сосуды разного объёма и конфигурации (от микропробирок до больших флаконов для культивирования клеток и микропланшетов), но и выполнять совершенно разные технологические процессы (от центрифугирования пробирок с кровью до изготовления цитологических микроскопических препаратов).

 

Технология анализа в «первичной пробирке» и автоматизация преаналитических процессов

Современные автоматические анализаторы могут работать с «первичными пробирками» для взятия крови без открытия крышки.

Предложено много вариантов съёмных подвесок и вставок для горизонтальных swing-out роторов центрифуг разной производительности, позволяющих правильно выполнять режим для каждого типа и размера вакуумной или шприц-пробирки. Прогрессивной лабораторной технологией является установка разделительного геля в вакуумных системах для взятия крови во время центрифугирования, позволяющая хранить пробы в «первичной пробирке» до 48 ч.

Проведение центрифугирования пробирок непосредственно в рабочем внутреннем переносном аналитическом блок-штативе автоматического анализатора (Rack-штатив) позволяет оптимизировать работу персонала и автоматизировать лабораторные процессы. Для этих целей производители предлагают специальные подвески и вставки для блок-штативов разных анализаторов (Бекман, Олимпус, Хитачи) и систем для радиоимунного анализа.

Микробы для молекулярной диагностики

Интенсивно разрабатываются новые типы угловых роторов высокоскоростного центрифугирования микропробирок. Разработаны угловые роторы повышенной ёмкости и со специальными ячейками для ПРЦ-стрипов. Также предложены варианты горизонтального центрифугирования на барабанных и подвесных роторах, которые позволяют более эффективно проводить разделение в микропробирках разного типа.

Центрифугирование

Предложена технология приготовления тонкослойных цитопрепаратов для микроскопии на стекле путём центрифугирования или при помощи специальных роторов, цитоподвесок и цитокамер в универсальных центрифугах. Технология позволяет изготавливать цитопрепараты из разных биоматериалов (мочи, ликвора, бронхиальных смывов и другого биоматериала).

Центрифугирование микропланшетов

Интенсивное развитие иммунологических исследований и культивирования клеток потребовало развития технологий горизонтального центрифугирования разных типов микропланшетов. Сегодня специальные микропланшетные роторы и подвески предлагаются для многих многофункциональных центрифуг. Для ряда моделей центрифуг специальная подвеска – держатель планшетов может и крепиться на многофункциональный ротор, и нести пакет из нескольких планшетов.

Разделительное центрифугирование клеток в специальных системах, содержащих объёмный фильтр

Технология позволяет выделять лейкоциты для иммунологических и генетических исследований. Реализуется это в специальных пластиковых пробирках и контейнерах со встроенным лейкофильтром.

Иммуногематология

Новая технология серологического анализа при помощи стрипа из микропробирок с гелем реализована в специализированной центрифуге, которая оснащена специальной формы подвесками горизонтального ротора и обеспечивает строго определённый режим центрифугирования при очень низкой ОЦС.

Технология циклической отмывки клеток

Удаление надосадочной и внесение отмывочной жидкости в каждую пробирку осуществляется прибором, расположенным в специализированном роторе центрифуги. Проведение процессов осуществляется автоматически по специальной программе.

III. Современные центрифуги в клинико-диагностической лаборатории.

Ведущие производители центрифуг – фирмы Beckman Culter, Statspin, Andreas HETTICH, Heraeus – Sorvall – Thermo, Sigma, Eppendorf, Froilabo Firlabo предлагают в настоящее время пользователям многообразие вариантов выбора центрифуг от малых настольных до высокопроизводительных напольных для больших лабораторий. Основные тенденции в конструкции современных лабораторных центрифуг: индукционный бесщёточный двигатель с точным выполнением режима на всём диапазоне скоростей, повышения контроля безопасности центрифугирования, легко заменяемые роторы, многофункциональная комплектация аксессуаров для адаптации к различным задачам.

Приведу примеры нескольких современных центрифуг.

Центрифуги фирмы Statspin:

- центрифуга DiffSpin – для подготовки мазков высокого качества для микроскопии крови. Обеспечивает минимальное повреждение лейкоцитов, нормальную морфологию эритроцитов и точность подсчёта клеток, особенно для моноцитов.

- центрифуга CytoFuge 2 – для подготовки цитологических препаратов высокого качества для микроскопии. Обеспечивает распределение клеток в один слой с минимальными потерями на фильтре.

- центрифуга CenSlide 2000 – для подготовки препаратов высокого качества для микроскопии осадка мочи. В конце процесса центрифугирования мочевой осадок равномерно распределяется в зоне визуализации, которая предназначена для микроскопии осадка, что снижает время, затрачиваемое на исследование обычными методами на 80 %. Также снижается риск передачи инфекции.

- центрифуга CoagSpin – для быстрой подготовки плазмы для коагуляционных тестов в течении 2-х минут.

- центрифуга MicroPrep 2 – для пробирок типа Эппендорф. Бесшумная и компактная система с высокой скоростью.

Серия микроцентрифуг Microfude – предназначена для осаждения субклеточных структур, вирусов и бактерий, а также для выделения нуклеиновых кислот и белков.

Серия центрифуг Thermo Scientific SL – общего назначения отличается большой вместимостью, отличной эргономикой, высокими характеристиками при повседневной пробоподготовке.

IV. Дозирующие устройства.

Точность дозирования биожидкостей и реагентов в современных методах клинического микроанализа является одним из важнейших факторов, определяющих качество лабораторных исследований. Для медицинских лабораторий поставляется широкий ассортимент дозаторов и наконечников к ним различных фирм-производителей (Thermo Electron, Ленпипет, Biohit, Eppendorf, Gilson, Hamilton и др.). В зависимости от вида, объема исследований, типа оборудования и условий работы для каждой лаборатории можно подобрать оптимальный набор дозаторов.

Основные характеристики дозаторов: точность и воспроизводимость дозирования; химическая стойкость деталей и узлов дозаторов, контактирующих с дозируемыми жидкостями; возможность дозирования жидкостей с различными физико-механическими свойствами; диапазон дозирования; эргономические характеристики; биологическая безопасность (возможность автоклавирования пипеток, наличие устройства для сбрасывания наконечников).

По способу забора и выдачи доз дозирующие устройства подразделяются на пипеточные, клапанные и перистальтические дозаторы.

Пипеточные дозаторы нашли самое массовое применение в лабораторной практике. Это бесклапанные дозаторы, где забор и выдача пробы осуществляются через сменные наконечники, что обеспечивает высокую химическую чистоту операции дозирования. К пипеточным дозаторам относятся диспенсеры (степперы) - для разового забора дозируемого раствора в наконечник (или шприц-наконечник) и последующего многократного пошагового дозирования, а также дилюторы для последовательного забора различных жидкостей разных объемов и выдачи всего суммарного объема жидкости, находящегося в наконечнике.

При работе необходимо использовать только «родные» наконечники фирмы-производителя дозаторов или учитывать совместимость наконечников с пипетками различных фирм производителей. Погрешность дозирования при несоответствии наконечника посадочному конусу дозатора может достигать 10%.

По способу установки дозы дозирующие устройства подразделяются на дозаторы с фиксированным объемом дозы и дозаторы с регулируемыми переменными объемами дозы.

При выполнении сотен стандартных манипуляций наиболее надежными помощниками сотрудников лаборатории являются дозаторы с фиксированными объемами дозирования, снабженные сбрасывателем наконечников.

В дозаторах с регулируемыми объемами доз установка дозы может осуществляться плавно или дискретно с определенным шагом. Первые - проще по конструкции, вторые - цифровые, являются более универсальными.

По количеству каналов дозирования дозаторы разделяются на одноканальные и

многоканальные.

Многоканальные дозаторы ориентированы на специальные емкости для реагентов (ванночки) Основное назначение многоканальных дозаторов - добавление жидкости в микропланшеты или стрипы из восьми или двенадцати лунок.

По способу управления дозаторы можно разделить на дозаторы с ручным приводом, автоматическим приводом и автоматическим приводом с микропроцессорным управлением (электронные дозаторы). Последние являются новым электронным этапом в развитии технологии дозирования - встроенный микропроцессор, быстродействующий микродвигатель, жидкокристаллический дисплей, аккумуляторная батарея. Электронные дозаторы имеют ряд дополнительных возможностей и преимуществ.