Labaratuar Cihazları /  Kategori:Biyomedikal Cihazlar Kan bankası ünitesin de kan verilerinin elde edilmesi, kanın saklanacak forma getirilip saklanması işlevi yerine getirilir. Son yıllarda elektronik düzenlemeler yapılmıştır. Çok sayıda kritik noktaya ait değerlendirmeler ve takip edilecek tedavilerin belirlenmesi klinik laboratuarlarda sağlanacak test sonuçlarına bağlı olması nedeniyle bu laboratuarlarda kullanılacak cihazların kalibrasyonu ve hassasiyeti çok önemlidir.


1. KAN
Hava ile teması halinde kolaylıkla pıhtılaşan suya göre daha yoğun olan sıvıya kan denir. Vücudumuzda; normal olarak 70 kg gelen bir insanda 5 litre kan bulunur. Kan; kan plazması ile kan hücrelerinden meydana gelmiştir. Aynı zamanda organik ve inorganik maddeler de içerir. Kanın yaklaşık % 45’ ini oluşturan hücreler; hücrelerin içinde asılı durumda bulundukları, kanın % 55’ ini oluşturan sıvı bölüm ya da plazmadır.


ŞEKİL1- Kanın İçeriği

1.1 KANIN GÖREVLERİ
Kanın en önemli görevi akciğerlerden dokulara metabolik olaylar için gerekli oksijeni taşımaktır. Kan, kalbin pompa görevi yaptığı bir kapalı sistemde dolaşır. Bu sistem kalp ile dokular arasında ve kalp ile akciğer arasında olmak üzere iki bölümdür.
Dokuların oksijen ihtiyacını karşılamak ve artıkları almaktan başka kan diğer birçok önemli göreve sahiptir. Besin maddelerini taşır. Vitaminler, enzimler ve hormonların gitmeleri gereken yerlere ulaşmalarını sağlar. Kan aynı zamanda enfeksiyonlara karşı vücudun savunmasında önemli bir role sahiptir. Bir iltihabi olaya karşı savaşırken, birtakım kan hücreleri direkt mikrobu tahribe çalışır, diğer bazıları antikor yaparak mikrobu etkisiz hale getirir.
Kanın diğer bir görevi de, iç dengeyi sağlamaktır. “Hemeostazis” adı verilen bu dengedeki en ufak değişiklik vücut için tehlikeli durumlar ortaya çıkarır. Vücut sıcaklığını ayarlamada kan önemli rol oynar. Kan, metabolizması hızlı organlardan aldığı sıvıyı, yüzeydeki damarlardan geçerken verir. Ayrıca kan bulundurduğu maddelerle vücudun sıvı-elektrolit dengesini de sağlar.

1.2 KAN PLAZMASI
Kan plazması, % 91 su , % 8 organik maddeler ve % 1 inorganik maddelerden oluşmaktadır. Organik bileşenlerin tamamına yakını proteindir ve plazma için “proteinlerin suda çözünmesiyle meydana gelir” denir. Plazmanın üç temel proteini “albumin”, “globulin” ve “fibrinojen” dir. 100 mililitre plazmada 4,5 gram albumin, 2,5 gram globulin ve 0,3 gram fibrinojen bulunur.
Albumin: Osmotik basınç sayesinde kan plazma oranı korunur. Albumin karaciğerde yapılır; karaciğer bozukluğu olanlarda “ hipoalbuminemi “ denilen plazma albumin seviyesi düşüklüğü ortaya çıkar.
Globulin: Elektroforez metodu ile globulinler “alfa” ,”beta” ve “gamma” parçalarına ayrılabilirler. Alfa ve beta globulinler çeşitli proteinleri bağlayarak çeşitli yerlere taşırlar. Gamma globulinlerden ise hastalıklarda bağışıklık sağlayan savunma maddeleri yapılır.
Fibrinojen: Kan pıhtılaşma mekanizmasının en son basamağını yapan proteindir.
Proteinlerden başka plazmada ürik asit, kreatinin, aminoasitler gibi birtakım organik moleküller de bulunur. Diğer organik maddeler ise glukoz, yağlar ve kolesteroldür.
Plazmanın başlıca inorganik bileşenleri elektrolitlerdir. Bunlar sodyum, klor, kalsiyum, fosfat, sülfat ve magnezyumdur.

1.3 KAN HÜCRELERİ
1-Alyuvarlar (Red Blood Cell) (RBC): Konkev disk şeklindedir. 8mikron uzunluğunda 3 mikron genişliğinde bir maddedir. Çekirdeği yoktur. Kemik iliği tarafından tekrar yenilebilene kadar 120 gün süreli ömürleri vardır. Dahili olarak, yapısında hemoglobin molekülü olarak bilinen, dört demir atomu bulunmaktadır. Akciğerlerdeki oksijen, alveol tarafından alındıktan sonra kana karışır ve hemoglobin ile birleşerek oxyhemoglobini oluşturur. RBC oksijeni dokulara taşır ve buradan karbondioksiti alır ve karbominohemoglobini oluşturur.
Alyuvarlar, kırmızı kan hücreleri kanın hücresel kısmını meydana getirirler. Kanın her milimetre küpünde yaklaşık 5 milyon alyuvar bulunur. Alyuvarlar akyuvar ve trombositlerin büyük bölümü gibi kemik iliği tarafından üretilir. Alyuvarların ana görevi oksijeni akciğerlerden dokulara taşımaktır. Çeşitli besin maddelerinin yükseltgenmesi (oksidasyonu) bedenin enerji gereksinmesinin en büyük bölümünü sağlar; bunun sonunda en büyük atık ürünlerinden biri olan karbondioksit oluşur; alyuvarlar karbondioksiti akciğerlere taşıyarak salıverir ve oksijen alırlar .
Alyuvarların oksijen ve karbondioksit taşıma yeteneğini büyük ölçüde sağlayan madde bu hücrelere rengini veren hemoglobindir. Hemoglobin birbirine bağlı birçok aminoasitten oluşan karmaşık bir proteindir ve bir alyuvarın aşağı yukarı bütün hacmini kaplar.
2-Akyuvarlar ( White Blood Cell) ( WBC ) : Düzensiz bir şekli vardır ve çekirdeğe sahiptir. 10 mikron çapındadır ve yaşama süreleri 13 ile 20 gün arasındadır. Bu hücrelerin fonksiyonu, vücudu korumaktır.
Alyuvarlardan ayrı olarak tam bir hücre özelliği gösterirler. Bir çekirdekleri ve diğer hücre organelleri vardır. Akyuvarlar üçe ayrılır; Gronülositler, Lenfositler, Monositler. Bunların üçü de bedenin yabancı organizmalara karşı savunulmasına katılır.
3- Trombositler (Kan Pulcukları): Kan pulcukları 3 mikron çapındadır ve çekirdeği yoktur. Karaciğer tarafından üretilen fibrinojen, trombosit içerisindeki, trombin proteini ile birleşerek fibrini oluştur ve pıhtılaşmayı sağlar.
Alyuvarlardan çok daha küçük, çekirdekleri bulunmayan küçük stoplazma parçalarıdır. Yuvarlak ya da iç bükey diskler biçimindedirler ve sayıları normal olarak akyuvarlardan yaklaşık 30-40 kat yüksektir. Kemik iliğinin dev hücreleri olan mega karyositlerin stoplazmasından kopmuş parçacıklar olarak üretilirler. Trombositlerin işlevi; özellikle kanamayı durdurmaktır. Doku zedelenmesi durumunda pıhtılaşma sürecinin bir bölümü olarak topaklar halinde yığılırlar.

1.4 KAN TESTLERİ
1. (RBC) Alyuvar Sayımı: Kanı % 1 oranında sulandırarak mm başına hücre sayımı manual olarak yapıldığı gibi ,analizörler sayesinde otomatik olarak da yapılabilir.
2. (WBC) Akyuvar sayımı: Kanı 10’a 1 oranında sulandırarak mm başına hücre manual olarak yapıldığı gibi, analizörler sayesinde otomatik olarak da yapılabilir.
3. Kan Pulcukları Sayımı: Otomatil olarak kan hücre analizörleri tarafından yapılır.
4. Hematokrit (H+): Toplam kan hacminin yüzdesi alınarak bilinir. Akyuvarlar burada yok denecek kadar azdır. Test tüpü içerisine konan kanda, tüp yüksek devirle çevrildiğinde bir çökelme olacaktır. Bu da optik sistemle yüzde olarak ölçülür. Burada ölçülen RBC çökeltisidir. Normal olarak ölçülecek değer % 45- % 55 arasındadır.
5. Hücre Miktar Ölçümü (MCV): Alyuvarların mm başına yapılan sayımın sonucu elde edilen değere dayanılarak, ölçülen ortalama (RBC) alyuvar miktarıdır. Bu ölçülen değerin Femtolitre’ dir.
MCV= Ht/RBC
6.Hücre Hemoglobin Miktarı (MCH) : Hemoglobin/100ml. değerini toplam alyuvar (RBC) sayısına bölerek elde edilir. Ölçülen değerin birimi Picogram’ dır.
MCH=Gramdaki hemoglobin/100ml./RBC
7.Hücre Hemoglobin Konsantrasyonu (MCHC) : Alyuvarların membranları kırılarak hemoglobin renk konsantrasyonunun ölçülmesidir. Bu kimyasal reaksiyon sonucu, hematin asidi ya da cyanmethemoglobin ortaya çıkabilir. Bu değer kolorimetre ile ölçüldüğünde % 32 ile % 36 renk indeksi arasında bir değer elde edilir.
MCHC=Gramdaki hemoglobin /100ml./Ht
8. Kan Kimyasal Testi : Kanın asitlik ya da bazlık derecesi ölçülerek yapılır. Normal kan pH değeri 7.36-7.44 arasındadır. Kan normalde biraz bazik özelliği taşımaktadır.

2. LABORATUAR CİHAZLARI
Biyomedikal laboratuar cihazları olarak adlandırılan ve en çok kullanılan cihazlar şunlardır:
1- Alev Fotometresi
2- Hematokrit Santrifüj
3- Kan Hücresi Sayacı
4- Elektroforez Cihazı
5- Kolorimetre
6- Kromatografi
7- Otoanalizör
8- pH ve Kan Gazı Analizörleri
9- Spektrofotometre

2.1- ALEV FOTOMETRESİ ( FLAME PHOTOMETER )
Alev fotometresinin (Flame Photometer) prensip şeması şekilde gösterilmiştir. Bu cihazlar kan veya idrarda Na ve K konsantrasyonu ölçümü için kullanılır. Li ölçümü referans olarak yapılır. Bu cihazlarda partikül haline getirilmiş (buharlaştırılmış) sıvı örneği yakılmakta olan hava-gaz karışımı içine karıştırılır. Sıvının kimyasal bileşimine bağlı olarak alevin rengi değişir. Bunun nedeni örnek sıvıda, ısı etkisi ile atomların uyarılması ve bunun sonucunda elektron enerji seviyelerinin değişmesidir. Elektronlar sonra tekrar normal seviyelerine dönerken karakteristik bir ışımaya yol açarlar. Bu ışımanın toplam enerjisi örnek madde konsantrasyonu ile orantılıdır. Bu şekilde konsantrasyon ölçülmüş olur. Alev fotometresinde renkli filtreler kullanılabilmekle birlikte çoğunlukla ışığın kırınım özelliğinden yararlanılır. Buna göre farklı frekanslardaki ışıklar bir kırınım filtresinin yarıklarından farklı açılarda çıkarlar. Böylece yönlendirilen farklı renklerdeki ışık demetleri, ayrı ayrı her bir maddenin konsantrasyonu ile orantılı şiddetlerde ayrı fotodedektörler üzerine düşerler. Her bir fotodedektör akımı bir maddenin (Na ve K) konsantrasyonunu verir.
Bu cihazlarda olabilecek arızalar elektronik arızalardan çok gaz, hava ve örneği hassas bir şekilde birbiriyle karıştıran mekanik düzenlerin ayarlarının bozulması, örnek ve diğer sıvıların geçtiği ince kanalların tıkanması, cihaza yeterli bakım yapılmaması nedeniyle oluşan sorunlar şeklindedir. Günümüzde Na ve K ölçümünde iyon sensitif elektrotlar kullanılmaktadır.


ŞEKİL-2 Alev Fotometresi Şeması

2.2- HEMATOKRİT SANTRİFÜJ
Temel çalışma prensibi merkezkaç kuvveti yoluyla olur. Mikrobiyoloji laboratuarlarında kılcal tüpler içine konulan kan örneklerinde alyuvarların (eritrosit) çöktürülmesi işlerinde kullanılır. Zamanlamalı çalışma ve standart kılcal tüpler için uygun dizaynla geniş kullanma imkanı sağlar (kılcal tüplerin çapı 500-600 mikron civarındadır).
Döküm malzemeden yapılmış gövdesi ve kapak açık olduğunda motorun gerilimini kesen gizli anahtarı ile güvenli bir yapısı vardır. Kılcal tüpleri yerlerinden çıkarmadan % olarak sıvı-çökelti oranını okumayı sağlayan okuyucusu ve birer dakikalık aralıklarla 15 dakikaya kadar ayarlanan zamanlayıcısı ile çok kolay kullanım imkanına sahiptir.
Elektrik Devre Şeması:


ŞEKİL-3 HEMATOKRİT SANTRİFÜJ ELEKTRİK ŞEMASI
1-Şehir şebeke bağlantı klemensi
2- Sigorta
3- Aç-kapa anahtarı
4- Zamanlayıcı anahtarı
5- Kapak açık emniyet anahtarı
6- Motor

2.3- KAN HÜCRESİ SAYACI
Kan sayım cihazları birim kan hacmindeki kırmızı ya da beyaz kan hücrelerinin sayısını ölçen cihazlardır. En basit şekliyle, kan hücreleri mikroskop altında gözlenerek sayılabilir. 1:100 ya da 1:200 oranında dilüe edilip kırmızı hücreler, 1:10 ya da 1:20 oranında dilüe edilip beyaz hücreler sayılabilir. Belirli bir alan içindeki hücrelerin sayısından milimetreküpteki sayıları hesaplanabilir. Günümüzde çeşitli yöntemlerle kan hücrelerinin sayılarını otomatik olarak ve ayrıntılı bir biçimde veren cihazlar geliştirilmiştir. Otomatik kan sayım cihazları (blood cell counter) çoğunlukla iletkenlik ölçümü esasına dayalı olarak çalışırlar. Şekilde böyle bir cihazın prensip şeması verilmiştir.
Kan sayım cihazlarında dilüe edilmiş kandaki hücre sayıları, şekildeki gibi bir kap içinde bulunan bir test tüpü içine ve dışına yerleştirilmiş bir elektrot çifti arasında iletkenlik ölçülerek belirlenir. Tüp kenarında 100μm çapında bir delik bulunmaktadır. Vakum etkisi ile RBC ve WBC’ ler bu delik içinden geçerlerken


ŞEKİL-4 Kan Hücresi Sayacı Şeması

elektriksel iletkenlik düşer. Bunun sebebi düşük iletkenlikli hücrelerin geçişi sırasında ortamdaki tuzlu sıvıya göre daha düşük iletkenlik göstermeleridir. Bu durum iletkenlik ölçümü sırasında iletkenlik değerinin düşmesi şeklinde görülen pulsasyonlara yol açar. Bir sayıcı devresi ile sayılan pulslar, hücrelerin sayısını verir.
Sayma süresi, uygulanan vakum, buna bağlı olarak hücrelerin geçi hızı yapılan ölçümlerin hassasiyetini belirler. Doğru sonuç elde edebilmek için cihazın kalibrasyonlarının düzenli ve iyi bir şekilde yapılması gerektiği açıktır. Bu şekilde iletkenliğe bağlı ölçüm yöntemi Coulter yöntemi olarak bilinir. Kan sayım cihazları, hücre sayıları ve hacimlerine bağlı olarak ortalama hücre hacmi, hemoglobin, hematokrit, ortalama hücre hemoglobini, bunun konsantrasyonu, trombosit sayısı gibi birçok parametrenin ölçüm ve hesaplanmasını sağlar.
Kaptan tüpe geçiş yolunun çapı sabit olduğundan, farklı boyutlardaki hücreler farklı düzeylerde iletkenlik değişimine, yani farklı büyüklüklerde pulsasyonlara yol açarlar. En büyük ve normalde en az sayıdaki pulsasyonlar, boyutlarının büyüklüğü nedeniyle beyaz hücrelere, en küçük pulsasyonlar trombositlere aittir. Cihazlarda uygun eşik tetikleme (gerilim karşılaştırıcı) devreleri kullanarak ve bunlar uygun şekilde kalibre edilerek farklı boyut ve yapıdaki hücrelerin ayrı ayrı ve hassas bir şekilde sayılması sağlanır.
Eritrosit ve trombositlerin ölçülmesi helyum lazer ışığı kullanılarak yapılır. Kullanılan solüsyonlar vasıtasıyla kontaminasyon minimum düzeye indirilir. Lökositlerin sayımı ve incelenmesinde yüksek enerjili polikromatik ışık kullanılır. Lökositlerin sınıflandırılması yapıldıktan sonra sitokimyasal yöntemler kullanılarak peroksidaz ile boyandıktan sonra optik hücrelerden geçirilir. Daha sonra sayım ve ölçüm lazer ışığı ile gerçekleştirilir.
Kan hücre sayıcısı cihazların da diğer cihazlar gibi bakım ve kalibrasyonlarının çok iyi ve düzenli bir şekilde yapılması gerekir. Bu cihazlarda çıkabilecek sorunlar çoğunlukla elektrotların kirlenmesi, hücrelerin geçtiği deliğin tıkanması ya da niteliğinin bozulması, vakum düzenindeki mekanik sorunlar gibi sorunlardır. Yarı iletken devre elemanlarından oluşmuş olan salt elektronik devreler kolay bozulmazlar, ancak mekanik parçalardaki aşınma ve kirlenmeye bağlı kalibrasyon gereklilikleri elektronik devrelerin kalibrasyonu ile kompanze edilir.
Kan hücre sayım cihazlarında uygulanan diğer bir yöntem de optik sayım yöntemidir. Bu tür cihazlarda farklı yapıdaki hücrelerin, lazer gibi hassas bir ışık kaynağından üretilen bir ışık demetini farklı açılarda kırmaları özelliğinden yararlanılmıştır. Bu cihazlarda da bir dizi elektromekanik düzen yanında optik sensörler ve yönlendiriciler kullanılır. Optik düzenlerde arıza çıkma olasılığı çok düşük olmakla birlikte, yapılacak bir hata sonucunda bu tür optik sistemlerin kalibrasyonu gerekebilir. Aşağıda belirtilen parametrelerin tümü bu cihazlarda da ölçülüp hesaplanabilir.
Kan sayım cihazlarında şu ölçümler yapılabilir:

• Lökosit( WBC)
  
• Eritrosit( RBC )
  
• Hemoglobin ( HGB)
  
• Hematokrit (HCT)
  
• Ortalama Hücre Hacmi ( MCV)
  
• Ortalama Hücre Hemoglobini( MCH)
  
• Ortalama Hücre Konsantrasyonu( MCHC)
  
• Eritrosit Dağılım Genişliği (RDW)
  
• Hemoglobin Dağılım Genişliği( HDW)
  
• Ortalama Trombosit Hacmi (MPV)
  
• Plateletcrit( PCT)
  
• Nötrofil (NEUT)
  
• Lenfosit (LYMP)
  
• Monosit (MONO)
  
• Eosinofil (EOS)
  
• Basofil ( BASOFİL)
  
• Boyanmamış Büyük Hücreler
  
• Lobularite İndisi (LI)
  
• Ortalama Peroksidaz Aktivite İndisi (MPXI)
  

Aşağıdaki tabloda kanda bulunan çeşitli maddeler ve bunların normal sınırları gösterilmiştir.

Test Normal Sınırlar
Kalsiyum 8,6-10,4 mg/ml
Fosfor 2,2-4,6 mg/ml
Glikoz
50 yaşın altında 72-127 mg/100ml
50 yaşın üstünde 84-128 mg/100ml
Ürik Asit
Erkek 4-9 mg/100ml
Kadın 2,8-7,7 mg/100ml
Kolestrol Testi
20-29 yaş arası 120-240 mg/100ml
30-39 yaş arası 140-270 mg/100ml
40-49 yaş arası 150-310 mg/100ml
50-59 yaş arası 180-380 mg/100ml
Protein Testi 6,6-8,2 gr/100ml
Albumin Testi 3,3-5,2gr/100ml
Billirubin Testi
Yetişkinlerde 0,1-1,2 mg/100ml
Alkalin Fosfataz
Yetişkinlerde 30-115 Iu/lt

2.3.a- KAN SAYIM CİHAZLARINDA OPTİK SİSTEM
1-Elektro optik saçılım dedektörü
2-Hücrelerin elektriksel olarak hesaplanması. Bir yerden bir yere geçerken oluşturdukları empedans değişikliklerine göre;
Birinci ölçüm yöntemi çok daha pahalı fakat daha çok ayrıntı veren bir yöntemdir. Optik sistemin şeması aşağıdaki gibi olacaktır. Buna göre sistemi açıklarsak şu şekilde ifade edebiliriz:



Lazer ışığı flow cell’ in merkezine odaklanır. He Ne lazerin dalga boyu 632,8 nm’ dir. Lazerin gücü miliwattlar düzeyindedir. Kolimatör lensler farklı gelen ışınları düzgünleştirmek için kullanılır. Eğer flow cell’ in içinde hiçbir şey yoksa dark stops bütün ışınları durdurtur. Fotodedektör hiçbir ışık görmez. Flow cell’ de herhangi bir sıvı olduğunda görüntü aşağıdaki şekildeki gibidir:


Işık flow cell tarafından alındıktan sonra etrafa saçılır, kendisi ışık kaynağı olur. Böylece fotodedektör ışığı algılar. Hücre sayısını bulurken cihaz darbelerini, hücre büyüklüğünü bulurken üretilen darbe yüksekliklerini sayar. Saçılım dedektörü hücrelerin büyüklüğünü, kırınım dedektörü yoğunluğunu ölçmek için kullanılır.

2.4 - ELEKTROFOREZ CİHAZI
Cihaz, protein ve enzimlerin ayrılmasında görevlidir. Sistem hacmi, düzgün olarak numunelere jel dağılımını, ısı, zaman ve reaksiyon oluşumlarını ve de hızlı sonuç almayı kontrol eder. Her numune kabına numuneler konur, reaksiyon şişesi ve rep jeli yerleştirilir. Bütün bu işlemler 20 dk. İçinde gerçekleştirilir. 12 adet CK, LD, alkalin, fosfat izoenzimleri, serum proteinler, lipoprotein, HDL kollesterol, hemoglobin ve CK izoformlarının analizlerini gerçekleştirir. Sistemdeki bütün operasyonlar, voltaj miktarları, zamanlama, mekanik iletim, ısı kontrolü ve tarama işlemleri bilgisayar tarafından kontrol edilir.

2.5- KOLORİMETRE
Kolorimetre, bir çözelti içindeki maddelerin konsantrasyonunun, özel bir reagent ile oluşturulan bir reaksiyon sonrasında ölçümünü sağlayan bir yöntemdir. Bu yöntemde bir çözelti içindeki farklı maddelerin farklı renklerdeki ışıkları farklı düzeylerde geçirmeleri özelliğinden yararlanılır. Örneğin, sarı renkli idrar örneği sarı renkli ışığı geçirir, mavi rengi absorbe eder. Bu örnekte de olduğu gibi, ölçüm duyarlılığını artırmak için yeterince dar bantlı optik renk filtreleri kullanılır.
Şekilde bir kolorimetre cihazının temel prensip diyagramı gösterilmektedir. Bu sistemde ışık bir optik filtreden geçmekte ve belirli bir renkte yoğunlaşmaktadır. Daha sonra merceklerle referans ve örnek küvetlerine odaklanmakta ve iki ayrı fotodedektör üzerine düşürülmektedir. İki dedektörde ölçülen değerlerin farkı yükseltilerek örnek sıvı içinde bu renge duyarlı maddenin konsantrasyonunu belirler. Renkmetrenin temel prensibi aşağıda gösterilmiştir.

T =Geçirgenlik
Tg=I₁/I_ox100( %T)
Yutma (absorbe): Geçirgenliğin çok geniş aralıkta değişmesi nedeniyle bu büyüklüğün tersinin logaritmik ifadesi daha geniş kullanım alanı bulur.
A=log I₁ /I_o=log 1/T
l:Uzunluk a: Yutabilirlik katsayısı c: Madde içerisindeki konsantrasyon
A=c.a.l

Bu cihazlarda olabilecek arızalar optik kaynağın yıpranması ve bozulması nedeniyle değişimi ve kalibrasyonu ile ilgilidir. Elektronik devrelerinde kolay kolay bozulma olmaz. Ancak ölçülecek sıvıların geçtiği ince borucuklar ve bunlardan örnek ve yıkama sıvılarının geçirilmesini sağlayan elektromekanik ve hidrolik aksamda bozulmalar olabilir. Bu tür parçaların kolay bozulmaması için kullanıcılar tarafından yapılması gereken peryodik bakım, temizlik ve kalibrasyon işlemlerinin aksatılmaması gerekir.



ŞEKİL-7 a) Basit kolorimetrik Analiz


b)Basit Kolorimetrik Şema

2.6- KROMATOGRAFİ
Kromatografi, bir arada bulunan kimyasal maddeleri ayrıştırma yöntemidir. Çalışması maddelerin stasyoner ve hareketli fazlardaki yer değiştirme hızlarının farklı olmasına dayanır. Bu yer değiştirme hız farkını ortaya çıkaran neden iki fazdaki çözünürlük farkıdır.
Stasyoner faz (bekleme fazı) bir katı madde veya sıvıyı içermekte ve gözenekli bir katı vasıtası ile hareketsiz kılınmaktadır. Hareketli faz sıvı ise sıvı kromatografisi, gaz ise gaz kromatografisi adını almaktadır. İki yöntemde de çözelti ya da gaz haline getirebilen maddelerin ayrıştırması yapılabilir. İncelenecek madde hareketli faza eklenerek stasyonel fazın bulunduğu ortama gönderilir. Farklı bileşenler bu ortamdaki çözünürlüklerine göre farklı şekilde ilerler. Örneğin çözünürlüğü düşük olan bileşenler akış hızlarına göre karakterize edilir.
Aşağıdaki şekilde prensip şeması verilmiştir. Stasyonel fazın konacağı ortam cam bir tüpten yapılmalı, fazla miktarda madde alacak şekilde olmalıdır. Sıvı kromatografide stasyonel faz olarak gözenekli bir ortamda buharlaşmayacak yüksek buharlaşma dereceli bir sıvı kullanılır. Sıvı kromatografide hareketli faz organik bir çözücü iken gaz kromatografide genellikle helyumdur. Numune karıştırılıp sistemden geçerken bileşenler hareketli ve katı fazdaki bağıl çözünürlüklere göre ayrışırlar. İşlem, sistemin sonunda bulunan dedektör vasıtası ile tamamlanır. Çeşitli dedeksiyon teknikleri; ışıl iletkenlik ölçümü, yoğunluk ölçümü veya fotometrik prensiplerdir.
Sıvı kromatografi ile bir çok madde örneğin aminoasitler ve ilaçlar analiz edilirler. Gaz kromatografi buharlaşabilen maddelerin, örneğin idrardaki stroit ve aromatik asitler analizde kullanılır.


ŞEKİL-8 Kolorimetre Cihazının Prensip Şeması

2.7- OTOANALİZÖRLER
Otoanalizörler, klinik biokimya laboratuarlarında her türlü analiz işlemlerini tam otomatik olarak bilgisayar kontrolü altında gerçekleştiren cihazlardır. Örnek alma, seyreltme, filtreleme, karıştırma, ısıtma ve renk belirlenmesi gibi elle yapılan analizlerin vakit alan prosedürlerini otomatikleştirir. Bütün işlemler mikroişlemcinin kontrolü altında gerçekleştirilir. Otoanalizör, bu prosedürleri, otomatik olarak, doğru ve hızlı bir şekilde yapar. Analiz hızı saatte 240 test olabilmektedir.
Çoğu örneklerde, belli bir renk gelişimi ve kimyasal bir reaksiyon meydana getirmek için örnekler, belirteçler, standartlar ile önceden belirlenmiş bir program ile kontrol altında karşılaştırılır. Sıvının optik yoğunluğunun sıvı konsantrasyonuna bağlı olarak ifade edilmesi bir kolorimetre içinde fotoelektrik olarak gerçekleştirilebilir. Kolorimetrenin çıkış değerleri hareketli bir grafik kağıdı üzerinde belirlenecektir. Daha sonra, kaydedilen örneklerin değerleri grafik üzerindeki bilgiler yardımıyla bilinen standartlar ile karşılaştırılır.
Basit bir otoanalizör, plastik tüpler, cam halkalar ve bağlantı elemanları ile birbirine bağlanmış modül olarak adlandırılan altı üniteden meydana gelir. Modüllerin sayı ve tipleri, sadece analitik sınırlamalar ile belirlenir. Diğer birtakım modüllere ihtiyaç duyulduğunda kolayca otoanalizör sistemine eklenebilir.
Otoanalizör ile glikoz, üre, ürik asit, kolestrol, trigliserit, albümin, total protein, billirubin, kreatin, kalsiyum, fosfor, ast(sgot), alt(sagt), alkalen fosfatoz, CPK, CDH, CGT, amilaz, IgG, IgA, IgM, transferrin C3C4, klorutr, demir testleri yapılabilir.
Otoanalizör bakımı, diğer çoğu analitik cihazda olduğu gibi, temizlik ve kalibrasyon ağırlıklıdır. Sistemde su veya deterjanla yıkama yoktur. Reaktifler arası ve numuneler arası kontaminasyonu önlemek için reaktif ve numune problarının iç ve dış yüzeyleri sürekli olarak invert ve hidrofob bir sıvı ile kaplanmıştır. Bu cihazlarda elektronik devre arızası pek görülmez. Çoğunlukla mekanik düzenlerin ayarlarının bozulması, örnek ve diğer sıvıların geçtiği ince kanalların tıkanması, cihaza yeterli bakım yapılmaması nedeniyle oluşan sorunlar şeklindedir.
Otoanalizör sisteminin her modülünün çalışma prensibi aşağıda özetlenmiştir:
1-Örnekleyici, otoanalizör sistemine belli bir sıralama ile örnekler, standartlar verir ve eriyikler hazırlar.
2-Pompa, manifold ile birlikte, örnekleri ve belirteçleri, belli oranlarda karıştırmak için kullanılır. Bu modül, söz konusu sıvıları, sistemin diğer modüllerine gerekli oranlarda verir. Manifold, pompanın üzerinde yer alır ve pompanın çalışması sırasında çeşitli sıvıları, belli oranlarda karıştırır ve sisteme doğru iletir.
3-Dializör, karışmış maddeleri örnek materyalinden seçici bir membran yardımıyla ayırır.
4-Isıtıcı, kimyasal reaksiyonu etkilemek için sıvıları devamlı olarak ısıtır. Renk gelişmesi, enzimsel olaylar, ısı ile yumuşatma hidroliz ve diğer prosedürler için kullanılabilir.
5-Kolorimetre, boru şeklindeki bir akış hücresine doğru akan sıvı akımının optik yoğunluğundaki değişmeleri belirler. Kolorimetre, optik yoğunlukların değerlerini kaydedici için, eşdeğer gerilim işaretlerine çevirir. Bir stabilizör ünitesi, kolorimetre lambası için sabit bir gerilim üretir.
6-Kaydedici, kolorimetreden gelen elektriksel işareti, hareketli bir çizelge üzerinde grafiğe çevirir.


ŞEKİL-9 Otoanalizör Cihazı Blok Diyagramı

2.8- pH VE KAN GAZLARI ÖLÇÜM CİHAZLARI
Kandaki asit baz dengesinin ölçüsü pH ölçümüdür. Asit ya da baz olmayan, nötr bir sıvının pH’ı 7’dir. Ph, bir sıvıdaki H⁺ iyonu konsantrasyonunun ölçüsüdür.
Ph = -log₁₀[H⁺] şeklinde ifade edilir.
Bir sıvının pH’nın küçük olması asitliği gösterir, asitik sıvılarda serbest H⁺ iyonu sayısı daha çoktur. İnsanda vücut sıvılarının çoğu biraz baziktir. Normalde arter kanının pH’ı 7.38 ile 7.42 arasındadır. Venöz kanın pH’ı fazla CO₂ nedeniyle 7.35’tir. Kan pH’ının ölçümünde cam elektrodlar kullanılır.
Solunum sisteminde olabilecek düzensizlikler kanın yeterince oksijenlenememesine yol açar ve bu durum kanda asit baz dengesinin hızla bozulmasına neden olur. Bu durumu izlemek için pH’ın yanında kanda ölçülmesi gereken diğer iki önemli parametre, kan gazları olarak adlandırılan kısmi oksijen basıncı (pO₂) ve kısmi karbondioksit basıncı (pCO₂) parametreleridir. Bu parametreleri ölçen cihazlar kan gazları analiz cihazı (blood gas analyzer) olarak adlandırılır ve pH, pO₂, pCO₂ yanında Na, K, Cl, Hct, Hgb gibi parametreleri de ölçer. Kan gazları analiz cihazları merkezi biyokimya laboratuarlarında bulundukları gibi, gelişmiş ve büyük yoğun bakım ve cerrahi üniteleri olan hastanelerde doğrudan bu ünitelerde de bulunur. Ameliyathane ve yoğun bakım ünitelerinin rutin temposu içinde respiratör ve anestezi cihazı gibi solunum sistemini etkileyen cihazlara bağlı hastaların kan gazı parametreleri ortalama saatte bir kez ölçülür. Bu ölçümler hasta için yaşamsal öneme sahiptir ve bu nedenle de kan gazları cihazları cihazlarının çok iyi bakım altında tutulması, ölçümlerinin güvenilir olması şarttır.


ŞEKİL-10 pCO₂ ölçüm elektrodu

pCO₂ elektrotları modifiye edilmiş pH elektrotlarıdır. Prensip diyagramı şekilde gösterilmiştir. Ölçüm yapılacak örnek, pH elektrodu yapısındaki bir elektrottan teflon
ya da silikon bir membran ile ayrılmıştır. Bu membran örnek vücut sıvısını bir sodyum çözeltisinden ayırır, ancak bu membran CO₂ moleküllerine karşı geçirgendir. CO₂ su ile reaksiyona girerek sodyum solusyonu içinde serbest hidrojen iyonları oluşmasına yol açar. Bu da solusyonun pH’ ını kandaki CO₂ parsiyel basıncı ile orantılı olarak değiştirir, böylece pCO₂ ölçülmüş olur. Gelişmiş bir pCO₂ elekrot türü, Severinghaus elektrodu olarak adlandırılan elektrottur. Bu elektrotta karbondioksidi geçiren membran, pH’ı etkileyebilecek başka iyonlara geçirgen olmayan teflondan yapılmıştır. Teflon ve cam arasında, selofan ya da cam yünü içeren ve CO₂ moleküllerinin girebileceği sıvı bikarbonat tabakasını tutan bir kısım bulunur. Eski tip elekrotlarda CO₂ moleküllerin geçiş hızlarının düşük olması ölçüm süresini çok uzatırken, Severinghaus elektrotlarında gelişmiş membran bikarbonat tabakası sayesinde daha hızlı bir ölçüm sağlanır.
pO₂ elektrotları Clark elektrodu olarak bilinir. Prensip diyagramı şekilde gösterilmiştir. Örneğin geçirildiği kısım elektrotların bulunduğu fosfat içeren bir tampon çözeltiden polipropilen membran ile ayrılmıştır. Bu membran O₂ moleküllerine karşı geçirgendir. Tampon çözeltiye geçen O₂ molekülleri su ile birleşerek serbest elektronlar oluşmasına yol açarlar. Bunun sonucunda elektrotlardan uygulanan gerilime ve pO₂ değerine bağlı bir akım akar. Bu akımın ölçümü pO₂ değerinin ölçülmesini sağlar. Kan gazları cihazlarında şekilde gösterilen Severinghaus tipi birleşik pCO₂ - pO₂ elektrotları da kullanılmaktadır


ŞEKİL-11 pO₂ ölçüm elektrodu

Kan gazları cihazlarının elektrot kalibrasyon ve temizlikleri için üretici firmaların öngördükleri çözeltiler kullanılır. Kalibrasyon işlemi, içerikleri belirli olan çözeltilerle yapılan ölçümlerde elde edilen değerlerin cihaza öğretilmesi şeklinde gerçekleştirilir. Kan gazları cihazları hassas elektrot yapılarından dolayı kolay bozulabilen cihazlardır. Peryodik bakımları ve temizlikleri düzenli olarak yapılmalıdır. Rutin bakımları bu cihazları kullanan personel tarafından yapılır. Biyomedikal bölümü, sık karşılaşılan arızalarından dolayı bu cihazlara sık sık servis vermek durumunda kalır. Arızalar büyük çoğunlukta elektronik arızalar olmayıp, sensörlerin ya da bu sensörlere giden kılcal boruların ve çeşitli sıvıların geçtiği kanalların ve bağlantıların, küçük motor ve pompaların tıkanıp aşınması sonucu oluşan cihazlardır.
Bazı firmalar, bu cihazların sık bozulan elektrot ve kalibrasyon düzenlerinin belirli periyotlarla yenilendiği, kolay bozulmayan, taşınabilir cihazlar üretmektedirler. Bu cihazlarda elektrotlar, temizlik ve kalibrasyon sıvıları, özel olarak geliştirilmiş olan ve belirli bir sayıda kullanımdan sonra tükenerek atılan bir kartuş içinde bulundururlar. Bu cihazın avantajı, bakım ve kullanım kolaylığı nedeniyle ameliyathane ve yoğun bakım ünitesi gibi süreklilik gerektiren ünitelerde etkin kullanıma her zaman hazır olmalarıdır.



ŞEKİL-12 pH Ölçüm Elektrodu

ŞEKİL13- Kan Gazları Ölçüm Cihazı

2.9- SPEKTROFOTOMETRE
Spektrofotometre, sıvı bir maddenin çeşitli dalga boylarındaki ışık absorbsiyonunu ölçer. Bilinmeyen bir maddenin bileşenleri ya da bir arada bulunan bilinene birkaç maddenin konsantrasyonları belirlenebilir. Monokromatör, lambadan gelen ışığı ayrıştırmak için kırıcı ızgara sistemi (prizma) kullanılır. Işık, sülfürden geçip küvetteki örnek üzerine düşerken spektral kompanentlerine ayrılır. Dar pencere S2 farklı dalga boylarını seçilmesini sağlar. Prizmanın açısı bütün diğer parametrelerin sabit olması durumunda ışığın dalga boyunu belirler ve aynanın boyutlarını küçültür. Işık çıkışı, fotodedektör duyarlılığı ve örnek madde absorbsiyonu dalga boyu ile değişir ve bu durum dalga boyu ölçümü için sıfır ayarı yapılmasını gerekli kılar. Çift noktalı spektrofotometre bu işi mekanik bir kesici veya dönen bir ayna yardımıyla otomatik olarak gerçekleştirir. Böylelikle absorbsiyon çizgilerinin oranı hesaplanabilir.



ŞEKİL-14 Spektrofotometre Prensip Şeması