生命科學(xué)與醫(yī)療儀器儀表包括各種不同的系統(tǒng)，比如體外化學(xué)分析儀、流式細(xì)胞分析儀、輸液泵、透析設(shè)備、呼吸器、導(dǎo)管等設(shè)備。體外化學(xué)分析儀利用許多電化學(xué)和光學(xué)技術(shù)來分析血液、尿液、腦脊髓液和其他生物學(xué)樣本。其中使用最廣泛的技術(shù)是光學(xué)測量，實例包括比色、吸收、光譜測定和熒光檢測方法。可通過這些方式測量體液中的抗原、分子和蛋白質(zhì)等化學(xué)物質(zhì)。由于這些技術(shù)可實現(xiàn)快速的測量功能，靈敏度高，即使檢測小劑量化學(xué)物質(zhì)也能達(dá)到很高精度，因此廣泛用于各級醫(yī)院、診所以及防疫站等服務(wù)機(jī)構(gòu)。

體外化學(xué)分析儀是一種非常復(fù)雜的系統(tǒng)，包括光學(xué)引擎（由光源、檢波器及其他光學(xué)元件組成）、樣本移動/流控、自動控制和處理、電源管理、環(huán)境監(jiān)測和控制（溫度、壓力、濕度）。為了提高效率，生化分析儀已經(jīng)高度自動化。該技術(shù)自動實現(xiàn)樣本加載、試管清潔、機(jī)械控制和數(shù)據(jù)處理。操作員只需插入待分析樣本，選擇程序并啟動儀器即可。

體外化學(xué)分析儀可按照處理容量分為大型（每小時處理600以上的樣本）、中型（每小時300-600樣本）和小型（每小時300以下樣本）。它們特點不同，可以分為實驗室測試儀或護(hù)理點測試儀（POCT，部署在病人旁邊以加快測試周轉(zhuǎn)時間）。

體外化學(xué)分析儀的設(shè)計考慮和主要挑戰(zhàn)

系統(tǒng)集成很復(fù)雜，因為體外化學(xué)分析儀包含多種不同的技術(shù)，例如分光光度計、電化學(xué)模塊(ISE、PH)、流控和樣本處理功能、自動控制以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所以

測量速度非常重要

為降低成本和確保一致性，試劑容量控制很重要

光學(xué)系統(tǒng)控制和精度是系統(tǒng)的關(guān)鍵要素

分光光度計

光電二極管輸入中的I/V轉(zhuǎn)換器需要低偏置電流、高輸入阻抗、低噪聲、低失調(diào)運算放大器

快速、高精度、同步采樣ADC

低噪聲且穩(wěn)定的電源

低噪聲且穩(wěn)定的光源

溫度控制對于試劑和化學(xué)反應(yīng)極為重要

酶對溫度波動很敏感

反應(yīng)速率對溫度非常敏感

一般溫度范圍是體溫，精度最高為±0.1°C

有時集成加熱/冷卻設(shè)備以便平穩(wěn)地控制溫度

自動控制是提高執(zhí)行效率所必需的

精確的步進(jìn)和位置控制

用于在儀器內(nèi)移動和轉(zhuǎn)移樣本的多軸電機(jī)運動控制

精確的液位測量

用于檢測阻塞的壓力檢測

精確快速的樣本加載和清潔

數(shù)據(jù)處理和分類

用于多通道數(shù)據(jù)處理的高速處理器

用于加快復(fù)雜分析的DSP

盡可能快地提供檢查報告

ADI 體外化學(xué)分析儀整體解決方案

ADI 提供各類放大器用于I/V轉(zhuǎn)換、濾波器設(shè)計、信號調(diào)理和ADC驅(qū)動，并提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、信號處理和電源管理解決方案，使生化分析儀應(yīng)用的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性達(dá)到最佳程度。

此外，ADI 還提供評估板、仿真工具和應(yīng)用專業(yè)技術(shù)，為客戶的設(shè)計和開發(fā)工作提供支持。

下圖為 ADI 體外化學(xué)分析儀的主信號鏈。

上述信號鏈代表體外化學(xué)分析儀系統(tǒng)。在具體設(shè)計中，模塊的技術(shù)要求可能不同。