生化分析仪适用于《医疗器械分类目录》中使用液体试剂以紫外—可见光分光光度法对各种样品进行定量分析。

 

一、生化分析仪的结构、工作原理

 

1.生化分析仪的结构

 

生化分析仪一般分为半自动生化分析仪和全自动生化分析仪，半自动生化分析仪按吸收池型式可分为固定式或流动式；单色装置分为滤光片式、光栅式、固定发光器件或其他等效方式。组成一般包括光源、单色装置、吸收池、检测器、温控装置、显示装置和控制单元等。

 

全自动生化分析仪的结构一般按吸收池的型式分为分立式或流动式；按单色装置分为滤光片式（干涉滤光片或吸收滤光片）、光栅式、固体发光器件或其他等效方式；按光路型式分为前分光或后分光；按比色容器类型分为循环使用式或一次性使用式。仪器组成一般由光电比色部分、进样系统、控制单元、数据处理系统、清洗系统等组成。

 

2.生化分析仪的工作原理

 

生化分析仪的设计理论依据：根据物质在紫外、可见光区产生的特征吸收光谱和朗伯比尔定律的原理，用未知浓度的样品与已知浓度标准物质比较或根据摩尔吸光系数方法进行定量分析。工作原理主要为以一束单色光/白光射入被检测液体，透过被测液体的光信号被检测后转换成电信号，对该信号进行适当转换及运算处理，参照标准曲线，从而可得到被测液体的浓度。

 

二、生化分析仪的研发实验要求

 

1.产品性能研究

 

应当进行产品性能研究以及产品技术要求的研究和编制说明，包括功能性、安全性指标（如电气安全与电磁兼容、辐射安全）以及与质量控制相关的其他指标的确定依据，所采用的标准或方法、采用的原因及理论基础。

 

2.产品有效期和包装研究

 

有效期的确定：应当给出产品有效期信息及确定依据。

 

包装及包装完整性：应当给出产品包装的信息及确定依据。

 

3.软件研究

 

软件研究参见《医疗器械软件注册技术审查指导原则》的相关要求。

 

含有软件的产品，应当出具一份单独的医疗器械软件描述文档，内容包括基本信息、实现过程和核心算法，详尽程度取决于软件的安全性级别和复杂程度，编写可参照《医疗器械软件注册申报资料指导原则》（国家食品药品监督管理总局通告2015年第50号）中“三，软件描述文档”的要求。同时，应当出具关于软件版本命名规则的声明，明确软件版本的全部字段及字段含义，确定软件的完整版本和发行所用的标识版本。

 

4.半自动生化分析仪的主要技术指标

 

4.1．波长准确度与重复性

 

（1）准确度偏倚：不超过±3nm；

（2）重复性：不超过1.5nm（适用于旋转光栅式分析仪）；

（3）半宽度：不超过12nm。

 

4.2．杂光

杂光应不大于0.5%（或吸光度不小于2.3）。

 

4.3．吸光度线性

 

（1）吸光度在（0.2，0.5]范围内，偏倚不超过±5%；

（2）吸光度在（0.5，1.0]范围内，偏倚不超过±4%；

（3）吸光度在（1.0，1.8]范围内，偏倚不超过±2%。

 

4.4．分析仪的重复性

分析仪重复测量的变异系数CV≤1.0%。

 

4.5．分析仪的稳定性

340nm处，20min内，蒸馏水吸光度的变化应不大于0.005。

 

4.6．温度准确性与波动

吸收池温度准确度偏倚应不超过±0.5℃；温度波动应不超过0.4℃。

 

4.7．交叉污染率

反应液总量为1mL时，其样本间的交叉污染率应不大于1%。固定式吸收池（比色杯）不适用。

 

4.8．临床项目的批内精密度

分析仪对项目浓度范围满足表3的新鲜病人血清或质控血清进行重复测量的变异系数（CV）应满足表1的要求。

 

表1.  临床项目批内精密度要求

项目名称	分析方法	浓度范围	变异系数（CV）
ALT（丙氨酸氨基转移酶）	动态法	（60～70）U/L	≤5%
UREA（尿素）	二点法	（9.00～10.00）mmol/L	≤3.5%
TP（总蛋白）	终点法	（60.0～65.0）g/L	≤2.5%

4.9．分析仪基本功能

 

（1）应至少具有动态法、两点法、终点法等分析方法；

（2）应至少有一点定标、多点定标等定标方法；

（3）波长范围至少包含340nm～620nm（固定波长或连续波长）；

（4）数据贮存和输出功能。

 

4.10．外观

 

（1）面板上的文字符号标识清晰；

（2）紧固件连接应牢固可靠，不得有松动；

（3）运动部件应平稳，不应有卡住、突跳及显著空回，链组回跳应灵活。

 

4.11．安全性能

 

应符合GB 4793.1—2007、GB 4793.9—2007和YY0648—2008的要求。

 

注：作为设备的一部分或设计成仅与设备一起使用的计算机、处理器等，应符合GB 4793.1—2007。在GB 4943—2011范围内并符合其要求的计算装置和类似设备被认为适合与GB 4793.1—2007标准范围内的设备一起使用。但是，GB 4943—2011对防潮和防液体的某些要求没有GB 4793.1—2007标准严格。如果潮湿和液体引起的危险可能会影响符合GB 4943—2011的设备，而且该符合GB 4943—2011的设备如果又与符合GB 4793.1—2007本标准的设备一起使用，则使用说明要规定出所需要的任何附加的预防措施。

 

4.12．环境试验

应符合GB/T 14710—2009的要求。

 

4.13.电磁兼容要求

应符合GB/T 18268.1—2010、GB/T 18268.26—2010的要求。

 

5.全自动生化分析仪的主要技术指标

 

5.1.杂散光

吸光度不小于2.3。

 

5.2．吸光度线性范围

相对偏倚在不超过±5%范围内的最大吸光度应不小于2.0。 

 

5.3．吸光度准确性

吸光度值为0.5时，允许误差±0.025；

吸光度值为1.0时，允许误差±0.07。

 

5.4．吸光度的稳定性

吸光度的变化应不大于0.01。 

 

5.5．吸光度的重复性

用变异系数表示CV≤1.5%。

 

5.6．温度准确性与波动

温度值在设定值的±0.3℃；波动度不大于±0.2℃。

 

5.7．样品携带污染率

样品携带污染率应不大于0.5%。

 

5.8．加样准确度与重复性

对仪器标称的样品最小、最大加样量，以及在5μL附近的一个加样量，进行检测，加样准确度误差不超过±5%，变异系数不超过2%。

对仪器标称的试剂最小、最大加样量，进行检测，加样准确度误差不超过±5%，变异系数不超过2%。

 

5.9．临床项目的批内精密度

 

变异系数（CV）应满足表2的要求。

 

表2.  临床项目批内精密度要求

项目名称	浓度范围	变异系数（CV）
ALT（丙氨酸氨基转移酶）	（30～50）U/L	≤5%
UREA（尿素）	（9.0～11.0）mmol/L	≤2.5%
TP（总蛋白）	（50.0～70.0）g/L	≤2.5%

5.10．外观要求

（1）面板上图形符号和文字应准确、清晰、均匀、不得有划痕；

（2）紧固件连接应牢固可靠，不得有松动；

（3）运动部件应平稳，不应有卡住、突跳及显著空回，链组回跳应灵活。

 

5.11．安全性能

应符合GB 4793.1—2007、GB 4793.9—2007和YY0648—2008的要求。

 

注：作为设备的一部分或设计成仅与设备一起使用的计算机、处理器等，应符合GB 4793.1—2007。在GB 4943—2011范围内并符合其要求的计算装置和类似设备被认为适合与GB 4793.1—2007标准范围内的设备一起使用。但是，GB 4943—2011对防潮和防液体的某些要求没有GB 4793.1—2007标准严格。如果潮湿和液体引起的危险可能会影响符合GB 4943—2011的设备，而且该符合GB 4943—2011的设备如果又与符合GB 4793.1—2007本标准的设备一起使用，则使用说明要规定出所需要的任何附加的预防措施。

 

5.12．环境试验

应符合GB/T 14710—2009的要求。

 

5.13.电磁兼容要求

应符合GB/T 18268.1—2010、GB/T 18268.26—2010的要求。

 

三、相关标准

 

目前与生化分析仪产品相关的常用标准如下：

 

表3. 相关产品标准

GB/T 191—2008	包装储运图示标志
GB 4793.1—2007	测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第1部分：通用要求
GB 4793.9—2007	测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第9部分：实验室用分析和其他目的自动和半自动设备的特殊要求
GB 4943—2011	信息技术设备 安全 第1部分：通用要求
GB/T 14710—2009	医用电器环境要求及试验方法
YY/T 0014—2005	半自动生化分析仪
YY/T 0316—2008	医疗器械 风险管理对医疗器械的应用
GB/T 29791.3—2013	体外诊断医疗器械 制造商提供的信息（标示）第3部分：专业用体外诊断仪器
YY 0648—2008	测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第2-101部分：体外诊断（IVD）医用设备的专用要求
YY/T 0654—2008	全自动生化分析仪
GB/T 18268.1—2010	测量、控制和实验室用的电设备 电磁兼容性要求 第1部分：通用要求
GB/T 18268.26—2010	测量、控制和实验室用的电设备 电磁兼容性要求 第26部分：特殊要求 体外诊断（IVD）医疗设备

四、主要风险

 

生化分析仪的风险管理报告应符合YY/T 0316—2008《医疗器械 风险管理对医疗器械的应用》的有关要求。

 

表4. 产品主要初始危害因素

通用类别	初始事件和环境示例
不完整的要求	设计参数的不恰当规范： 可触及金属部分、外壳、信号输入/输出部分等与带电部分隔离/保护不够，电介质强度不够，导致对电击危险防护不够，可能对使用者造成电击危害；带脚轮设备锁定不良，移动式设备易翻倒，设备支撑件强度不足，设备面、角、边粗糙，对飞溅物防护不够等可能对使用者造成的机械损伤等；显示器辐射可能对操作者产生危害；电磁兼容性不符合要求，导致设备自身不能正常工作或干扰其他设备的正常工作。 运行、性能要求不恰当规范： 各种参数正常范围设计的依据、各种参数报警设定值设计的依据、确保可靠报警采取的措施等。 使用过程中可能涉及的对人体有危险性的样本、试剂、清洗液等的生物安全性问题。 服务中的要求不恰当规范： 使用说明书未对设备维护、保养方式、方法、频次进行说明，导致设备不能正常使用等。 寿命的结束： 使用说明书未对设备/附件的使用寿命和贮藏寿命进行规定，导致设备/附件超期非正常使用导致吸光度异常等，安全性能出现隐患等。
制造过程	制造过程更改的控制不充分： 控制程序修改未经验证，导致设备性能参数指标不符合标准要求等。 制造过程的控制不充分： 生产过程关键工序控制点未进行监测，导致部件或整机不合格等。 供方的控制不充分： 外购、外协件供方选择不当，外购、外协件未进行有效进货检验，导致不合格外购、外协件投入生产等。
运输和贮藏	不恰当的包装： 产品防护不当导致设备运输过程中损坏等。 不适当的环境条件： 在超出设备规定的贮藏环境（温度、湿度、压力）贮藏设备，导致设备不能正常工作等。
环境因素	物理学的（如热、压力、时间）： 过热环境可能导致设备不能正常工作等。 化学的（如腐蚀、降解、污染）： 可能造成仪器管道的污染、阻塞、不同检测项目的相互干扰等。 电磁场（如对电磁干扰的敏感度）： 抗电磁干扰能力差，特定环境设备工作不正常等。 不适当的能量供应： 设备的供电电压不稳定，导致设备不能正常工作或损坏等。
清洁、消毒和灭菌	未对清洗过程确认或确认程序不规范： 使用说明书中推荐的清洗方法未经确认，不能对容器、管道进行有效的清洗等。
处置和废弃	没提供信息或提供信息不充分： 未在使用说明书中对一次性使用配件的处置和废弃方法进行说明，或信息不充分；未对检测中使用残留的或产生的废液的处理方法进行说明等。
配方	生物相容性： 与人体可能接触的一次性耗材、患者样本、试剂等选择不当可致过敏等反应；等等。 与不正确配方有关的危害的警告不足等。
人为因素	设计缺陷引发可能的使用错误，如： 易混淆的或缺少使用说明书： 包括图示符号说明不规范、操作使用方法不清楚、技术说明不清楚、未规定一次性使用消耗性材料采购要求、清洁方法不明确及清洁消毒不当、不适当的操作说明等。 器械的状态不明确或不清晰：预热不充分等。 设置、测量或其他信息的显示不明确或不清晰：如相互干扰的两项测试未分开设置等。 错误显示结果：公式错误导致测量结果显示错误等。 控制与操作不对应，显示信息与实际状态不对应：试剂或样本的使用错误等。 由缺乏技术的/未经培训的人员使用：使用者/操作者未经培训或培训不足，不能正确使用和维护保养设备等。 副作用警告不充分：试剂或样本的潜在危险性等。 不正确的测量和其他计量方面的问题：测量、计量不正确，致评估、诊断失误等。 一次性使用器械的多次使用或不按制造商推荐的要求采购一次性使用的器械。 维护和校正不当，引起的不能正常发挥使用性能。
失效模式	由于老化、磨损和重复使用而致功能退化： 多次使用的比色杯因长期使用、清洗、使用磨损等原因致老化、破损致吸光度偏离等。