對于IVD分析儀器來說,評估液路系統(tǒng)不得不提到的一個指標(biāo)就是交叉污染。
交叉污染,顧名思義就是反應(yīng)物之間某些物質(zhì)發(fā)生了攜帶和交叉,導(dǎo)致本不屬于本次反應(yīng)的物質(zhì),被帶入了本次反應(yīng)中。儀器存在交叉污染最直接的影響就是導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn),進(jìn)而影響檢驗報告的準(zhǔn)確性,嚴(yán)重的可能會導(dǎo)致誤診。縱觀整個反應(yīng)過程中,根據(jù)發(fā)生交叉污染的源頭不同,可以將交叉污染分為如下幾種類型。
1、樣本間的交叉污染
因為每次加樣完成后對加樣系統(tǒng)的清洗不徹底,導(dǎo)致將前一次或前幾次樣本中的物質(zhì)帶入了后一次或后幾次待測的樣本中,導(dǎo)致后面測試的樣本結(jié)果與真實值發(fā)生偏離。
2、試劑間的交叉污染
同樣本間的交叉污染類似,試劑間的交叉污染表示在試劑加注完成后,對試劑加注系統(tǒng)的清洗不徹底,導(dǎo)致前一種或前幾種試劑中的物質(zhì)被帶入到后一種或后幾種試劑中,而這種物質(zhì)會對反應(yīng)過程產(chǎn)生影響,所以導(dǎo)致測試結(jié)果發(fā)生偏離。
3、反應(yīng)過程的交叉污染
在反應(yīng)過程中,因反應(yīng)器皿和過程中攪拌混勻器件的清洗不徹底,導(dǎo)致將前一次或前幾次反應(yīng)的物質(zhì)殘留在反應(yīng)器皿和攪拌混勻器件上,進(jìn)而被帶入到后一次或后面幾次反應(yīng)中,影響后面反應(yīng)的結(jié)果,導(dǎo)致測試結(jié)果與真實值發(fā)生偏離。
分析儀器中相對其他引起結(jié)果異常的原因,交叉污染引起的結(jié)果異常,不易察覺,很難建立對應(yīng)的報警和反饋機(jī)制,所以需要在設(shè)計端盡量去減少和降低。分析引起交叉污染的原因,歸根結(jié)底還是清洗效果的問題。降低儀器交叉污染可以從如下幾方面入手。
1、合理設(shè)計與反應(yīng)物質(zhì)接觸器件的結(jié)構(gòu)
在加樣(試劑)針、攪拌棒和反應(yīng)器皿設(shè)計時,應(yīng)盡量讓其內(nèi)部平滑,不應(yīng)有死角,死角往往會導(dǎo)致反應(yīng)物質(zhì)的殘留,很難徹底清洗。
在進(jìn)行加樣(試劑)針設(shè)計時,應(yīng)盡量保證針內(nèi)部容積能完全覆蓋所加的最大反應(yīng)物質(zhì)體積,避免加樣(試劑)時,反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)入管路,因管路與針之間通過接頭連接,接頭處很難做到徹底清洗。
2、提升與反應(yīng)物質(zhì)接觸的器件表面光潔度
不難想象,器件表面越光滑,清洗效果越好,使用過程中引入的交叉污染也就越小。常見的提高表面光潔度的方式,包括通過對針和攪拌棒進(jìn)行精密拋光,通過鍍層(特氟龍)來提高表面光潔度,通過光潔度更高的精密注塑模具來提高反應(yīng)器皿的表面光潔度等。
在這里不得不說的是,國內(nèi)在這一方面與日本廠家比起來,仍然還存在一定的差距,這也體現(xiàn)了一個國家基礎(chǔ)制造能力的差距。早期國內(nèi)儀器所使用的加樣(試劑)針,基本清一色來自日本廠家,隨著國內(nèi)需求的放大和產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,近幾年國內(nèi)也出現(xiàn)了一些廠家,逐步在挑戰(zhàn)日本廠家對這一塊的壟斷地位。
任重而道遠(yuǎn)。
3、提高清洗液的流速
根據(jù)流體力學(xué)的知識,按雷諾數(shù)來區(qū)分,流體的流速在穩(wěn)流狀態(tài)時其清洗效果較差,而在湍流狀態(tài)時其清洗效果較好。所以需要提高清洗液流動的流速,提高流速可以從兩方面入手,在保證流量足夠的情況下,減小針和清洗管路出口的內(nèi)徑;以及在內(nèi)徑不變的情況下,提高流量。當(dāng)然,這樣對泵就提出了更高的要求。實際應(yīng)用中,需要在泵成本、用水量和清洗效果之間進(jìn)行權(quán)衡。
4、選擇合適的清洗液和溫度
不同的清洗液具有不同的清洗效果,同試劑配方一樣,每個廠家的清洗液也有不同的配方,需要根據(jù)自身廠家試劑不同的特點來研發(fā)專用的清洗液。
清洗液不同的溫度也會有不同的清洗效果,一般儀器內(nèi)部會設(shè)計加熱的裝置,對清洗液進(jìn)行加熱,以達(dá)到更好的清洗效果。
5、其他一些徹底杜絕交叉污染的方式
如一些儀器使用的一次性反應(yīng)杯和一次性TIP頭加樣方式,從源頭上徹底杜絕了交叉污染。近幾年一些廠家,使用超聲攪拌的攪拌混勻方式,全程無接觸,徹底杜絕交叉污染。
相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,未來還會有更先進(jìn)更高效的降低交叉污染的方式,我們拭目以待。
