一种生物检测的分析设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种生物检测的分析设备，包括：反应装置，加液和吸液装置，运动组件，其与所述加液和吸液装置相连，并将所述加液和吸液装置移动到所述反应装置的指定位置；以及废液处理组件，其与所述加液和吸液装置相连；其中所述运动组件包括：第一驱动器和与所述第一驱动器配合的第一位置探测器，其中根据所述第一位置探测器的信号可以得出所述加液和吸液装置的位置；所述运动组件进一步包括与所述第一驱动器配合的编码器，其中根据所述编码器的信号可以得出所述加液和吸液装置的位置。
【专利说明】—种生物检测的分析设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物检测【技术领域】，特别地涉及一种用于生物检测的分析设备。
【背景技术】
[0002]医学临床实验室和生物实验室经常需要对批量样品进行检测。在进行检测时，往往需要在不同时间点向样品内加入不同的试剂或液体，完成稀释、混合、反应和清洗等处理步骤。例如，蛋白免疫印迹分析设备就是一种常用的利用特异性抗体鉴定抗原的装置。该装置利用抗体与附着于膜条上的靶蛋白所发生的特异性免疫反应进行检测。为了获得更为准确的检测结果，对分析设备的各个部件的动作需要精确控制。但是，现有技术中的分析设备都存在着结构复杂，难于精确控制等缺点。因此，本领域中需要一种结构更为合理也更利于精确控制的生物检测分析设备。
【发明内容】
[0003]针对以上技术问题，本申请提出了一种生物检测的分析设备，包括:反应装置，力口液和吸液装置，运动组件，其与所述加液和吸液装置相连，并将所述加液和吸液装置移动到所述反应装置的指定位置；以及废液处理组件，其与所述加液和吸液装置相连；其中所述运动组件包括:第一驱动器和与所述第一驱动器配合的第一位置探测器，其中根据所述第一位置探测器的信号可以得出所述加液和吸液装置的位置；所述运动组件进一步包括与所述第一驱动器配合的编码器，其中根据所述编码器的信号可以得出所述加液和吸液装置的位置。
[0004]如上所述的分析设备，其中第一位置探测器是零点位置探测器。
[0005]如上所述的分析设备，其中第一位置探测器的信号反映加液和吸液装置移动的距离，且所述编码器的信号用于对所述加液和吸液装置的位置进行微调。
[0006]如上所述的分析设备，进一步包括零点位置探测器。如上所述的一种或多种分析设备，其中加液和吸液装置包括独立的加液装置和独立的吸液装置。
[0007]如上所述的一种或多种分析设备，其中所述第一驱动器为第一步进电机，所述第一位置探测器为第一光电开关，所述编码器安装到所述第一步进电机上，所述加液和吸液装置设置在水平导轨上且与固定到与所述水平导轨平行的皮带上，所述第一步进电机驱动所述皮带转动。
[0008]如上所述的一种或多种分析设备，其中所述反应装置包括摇床，所述摇床可以绕设置在所述摇床一侧边缘的第一转轴摆动。
[0009]如上所述的一种或多种分析设备，进一步包括偏心轮，所述偏心轮设置在所述摇床的下方，其中所述偏心轮可以绕第二转轴转动并由此推动所述摇床上下摆动。
[0010]如上所述的一种或多种分析设备，进一步包括在所述偏心轮和所述摇床之间的减震机构。
[0011]如上所述的一种或多种分析设备，其中所述加液和吸液装置包括加液装置和吸液装置，所述设备进一步包括一个或多于一个蠕动泵，每个所述蠕动泵连接在试剂瓶与加液装置之间，所述废液处理装置包括废液泵，所述废液泵与所述吸液装置相连。
[0012]如上所述的一种或多种分析设备，其中所述加液装置包括一个或多于一个加液管以及固持所述加液管的固持器；每个所述蠕动泵将试剂瓶中的试剂泵送到一个所述加液管中；其中所述蠕动泵通过反转回吸悬停在所述加液管末端的试剂。
[0013]如上所述的一种或多种分析设备，其中所述吸液装置包括吸液管和固持所述吸液管的吸液臂，所述吸液管与所述废液泵相连，所述吸液臂可以在第二驱动器的控制下伸入所述反应装置中。
[0014]如上所述的一种或多种分析设备，其中所述吸液管的末端包括吸液头，所述吸液头与膜条的接触面积大于吸液头面积的1/10且小于吸液头面积的1/2。
[0015]如上所述的一种或多种分析设备，其中所述废液泵是耐腐蚀的由直流电机驱动的栗。
[0016]如上所述的一种或多种分析设备，进一步包括电路组件，所述电路组件包括信号
处理单元。
[0017]如上所述的一种或多种分析设备，进一步包括壳体，所述分析设备下方的壳体形成一个腔区域。
[0018]如上所述的一种或多种分析设备，其中所述腔区域容纳一个或多于一个蠕动泵。
[0019]如上所述的一种或多种分析设备，其中所述蠕动泵由直流电机驱动。
[0020]如上所述的一种或多种分析设备，其中所述电路组件安装到所述腔区域的侧面但不在所述腔区域中。
[0021]如上所述的一种或多种分析设备，进一步包括溢流收集箱，所述溢流箱收集设置在所述摇床的下方。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中:
[0023]图1是是根据本发明的一个实施例的一种分析设备的正面示意图；
[0024]图2是根据本发明的一个实施例的分析设备的后面示意图；
[0025]图3是根据本发明的一个实施例的分析设备拆除部分壳体后的后面示意图；
[0026]图4是根据本发明的一个实施例的系统逻辑示意图；
[0027]图5是根据本发明的一个实施例的液体输运示意图；
[0028]图6是根据本发明的一个实施例的分析设备反应装置的结构示意图；
[0029]图7是根据本发明的一个实施例的分析设备反应装置的分解结构图；
[0030]图8A是根据本发明的一个实施例的分析设备的偏心轮和减震部分的分解结构示意图；
[0031]图SB是根据本发明的一个实施例的分析设备的偏心轮和减震部分的组合结构示意图；
[0032]图9A是根据本发明的一个实施例的摇床和反应槽托盘的示意图；
[0033]图9B是沿图9A中B-B线的截面的示意图；
[0034]图9C是根据本发明的一个实施例的吸液角度示意图；[0035]图10是本发明的一个实施例的加液和吸液装置的安装结构示意图；
[0036]图11是根据本发明的一个实施例的加液和吸液装置的结构示意图；
[0037]图12是本发明的一个实施例的运动组件结构示意图；
[0038]图13是根据本发明的一个实施例的加液过程的示意图；
[0039]图14是根据本发明的一个实施例的废液处理的示意图；
[0040]图15是根据本发明的一个实施例所示的废液头的结构示意图；
[0041]图16是根据本发明的一个实施例的清洗池的结构示意图；以及
[0042]图17是根据本发明的一个实施例的溢流收集箱的结构示意图。
【具体实施方式】
[0043]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044]本文提出的“试剂”包括:所有可能加入到反应槽中的液体，包括但不限于稀释液、清洗液、水、封闭液、染色液、包含活性物质的溶剂、二抗、底物等。
[0045]本文中提出的“废液”包括:所有有待于从反应槽中移除的液体，包括但不限于:反应后液体、清洗后液体、染色后液体、样本稀释液、底物混合液等。
[0046]图1是根据本发明的一个实施例的一种分析设备的正面示意图。如图1所示，分析设备100包括壳体101和盖体102。盖体102安装到壳体101上，并可以从壳体101上打开。壳体101上还包括显示控制板103，其包括显示器以及键盘。当然，显示控制板103也可以由分离的显示器和键盘替代。
[0047]本实施例的分析设备100还包括反应装置200和加液和吸液装置300。根据本发明的一个实施例，加液和吸液装置300包括加液装置和吸液装置。当然，加液和吸液装置300也可以包括彼此相互独立的加液装置和吸液装置。如图1所示，盖体102处于打开状态，可见反应装置200和加液和吸液装置300。
[0048]在分析设备100的壳体101向内凹陷形成一个腔体区域110。腔体区域110可以用于容纳一个或多个试剂瓶(图中未示出)。一个或多个蠕动泵104安装在腔体区域110中。每个蠕动泵都通过导管与一个或多个试剂瓶相连。同样地，每个试剂瓶也可以通过导管连接到一个或多个蠕动泵。
[0049]根据本发明的一个实施例，腔体区域110包括底面板、侧面板和背面板。多个蠕动泵104安装在腔体区域110的背面板或侧面板上。腔体区域110的底面板是平坦的，可以放置多个试剂瓶。根据本发明的一个实施例，在腔体区域110的底面板或者侧面板上可以包括一个或多个可释放的固持装置，用于固持一个或多个试剂瓶。
[0050]腔体区域110的设置既有利于保护试剂瓶，也有利于操作者对试剂瓶进行操作，例如添加试剂或者更换试剂。在此期间，操作者不需打开盖体102，甚至不需停止反应装置200、加液和吸液装置300等其他装置，即不需关闭分析设备。而且，蠕动泵也是一个可能会出现故障而需要定期更换的部件。由于蠕动泵安装在腔体区域110中，即使蠕动泵出现故障发生漏液也不会污染分析设备100的其他部分，而且也非常有利于直接对蠕动泵进行拆卸和更换。
[0051]图2是根据本发明的一个实施例的分析设备的后面示意图。图2中同样示出了分析设备100的壳体101和盖体102。进一步地,如图2所不,分析设备100包括电源开关105和通信接口 106。电源开关105和通信接口 106安装在壳体101上。根据本发明的一个实施例，在通信接口 106具有信号输入和/或输出功能。根据图2所示，废液流出口 107也同样安装在壳体101上。废液流出口 107通过导管与废液收集瓶或其他废液收集装置相连。溢流流出口 108也安装在壳体101上。根据本发明的一个实施例，溢流流出口 108临近废液流出口 107。根据本发明的另一个实施例，分析设备100包括溢流瓶而不包括溢流流出口。通过人工的方式来处理溢流瓶收集到的溢出液体。或者，分析设备100包括溢流瓶和溢流流出口。根据本发明的一个实施例，壳体上还可以包括扣手109，以方便移动该分析设备。
[0052]图3是根据本发明的一个实施例的分析设备拆除部分壳体后的后面示意图。图3示出了分析设备100的部分内部结构。如图3所示，分析设备100包括支架。该支架包括上板301和下板302以及在上板301和下板302之间的多个支柱303。反应装置200与加液和吸液装置300基本安装在上板301上。如图3所示，分析设备100进一步包括运动组件400。运动组件400也基本安装在上板301上。而废液处理组件310和电源组件320基本安装在下板302上。
[0053]用于形成容纳试剂瓶和与之配合的蠕动泵的腔体区域110的一个侧面板和背面板也在图3中示出。根据本发明的一个实施例，分析设备100包括电路组件330。如图3所述，电路组件330不在腔体区域110中，而是安装到形成腔体区域110的一个侧面板或背面板上。这样可以避免由于故障出现液体渗漏的时候使得电路组件330受到损害。根据本发明的另一个实施例，电路组件330可以安装到下板302上并且高于下板302。
[0054]参考图1-图3，分析设备100包括反应装置200、加液和吸液装置300、运动组件400、废液处理组件310、电源组件320和电路组件330。加液装置通过一个或多个蠕动泵与一个或多个试剂瓶连通。试剂瓶中的试剂通过蠕动泵和加液装置加入到反应装置200中与其中膜条进行反应。反应结束后，吸液装置从反应装置200吸取废液。运动组件400控制加液和吸液装置的位置，以准确地将试剂加入到反应装置200中的指定位置或者从反应装置200中吸取废液。废液处理组件310进一步驱动废液通过废液流出口 107排出。电源组件与电源接口连接获得电力并将电力提供给反应装置200、加液和吸液装置300、运动组件400、废液处理组件310、电源组件320和电路组件330。电路组件330控制整个分析设备100，其驱动加液和吸液装置300、运动组件400和废液处理组件310完成相应的功能。
[0055]以下更为详细地介绍本发明的分析设备的各个部件。
[0056]图4是根据本发明的一个实施例的系统逻辑示意图。如图4所示，分析设备包括信号控制单元401 (例如MCU)。信号控制单元401通过驱动芯片402连接到反应装置的驱动器4021 (例如混匀步进电机)，并且通过与之配合的位置探测器4022 (如光电开关)获得驱动器4021的位置反馈，例如旋转的角度。根据驱动器4021的位置反馈，可以计算出反应装置的当前位置。根据本发明的一个实施例，位置探测器(如光电开关)直接探测反应装置的当前位置，并将这一位置信息反馈到信号处理单元401。
[0057]信号控制单元401通过驱动芯片403连接到运动组件的驱动器4031 (例如水平运动步进电机)。信号控制单元401通过与之配合的位置探测器4032(如光电开关)获得驱动器4031的位置反馈。根据驱动器4031的位置反馈，可以计算出与其相连的加液和吸液装置的位置。
[0058]进一步地，信号控制单元401连接到一个零点位置探测器(例如光电开关)，其用来提供位置零点。即:该光电开关产生信号时加液和吸液装置的位置即为零点位置。加液和吸液装置的其他位置以其至零点位置的距离表示。零点位置探测器使得每次加液和吸液装置归位或起始运动时，都可以回到或者从固定的零点位置开始。这样可以大大提高对加液和吸液装置位置控制的精确性。
[0059]本领域中的一个普遍的观点是，虽然反应装置中各个反应槽的宽度非常小而且排列也非常密集，但是光电开关与步进电机的组合已经可以很精确地控制加液和吸液装置的运动位置了。然而，本案的发明人却对这一普遍的认知提出了质疑。在步进电机停止后，由于惯性等原因，加液和吸液装置不会马上停下来，而是可能会继续移动很短的距离，例如半步、一步或几步的距离。而且，由于光电开关是通过对步进电机旋转进行检测而计算加液和吸液装置的位置，光电开关并无法反映出小于一步的距离。但是，如果这样的误差被累积会使得步进电机出现失步或者丢步等情况，可能会极大地影响对于加液和吸液装置位置的控制精度。
[0060]根据本发明的一个实施例，信号控制单元401通过与运动装置的驱动器4031 (例如水平运动步进电机)配合的编码器4033获得驱动器4031的位置反馈。以步进电机为例，信号控制单元根据需要移动的位置计算出来步进电机需要的脉冲数，然后控制步进电机运行计算得出的脉冲数。加液和吸液装置停止后，编码器4033向信号控制单元401反馈此时加液和吸液装置的实际位置。如果存在误差，例如半步、一步或者几步的误差，则指示步进电机运行以对加液和吸液装置的位置进行微调。或者，在下次控制加液和吸液装置移动时，减去加液和吸液装置已经移动的距离。这样，误差不会被积累，加液和吸液装置的位置控制也就更为精准。
[0061]根据本发明的一个实施例，利用零点位置探测器和编码器4033共同控制加液和吸液装置的位置。零点位置探测器精确地反映每次加液和吸液装置归位或起始运动的零点位置，而编码器4033确定加液和吸液装置的位置。如果加液和吸液装置与预定位置之间存在误差，编码器指示步进电机运行以对加液和吸液装置的位置进行微调；或者微调下次控制加液和吸液装置的移动距离。
[0062]根据本发明的一个实施例，利用光电开关4032和编码器4033控制加液和吸液装置的位置。利用光电开关4032控制加液和一些装置的移动，利用编码器消除步进电机停止后距离的误差。每次都将加液和吸液装置准确地停止在预定的位置或者通过微调加液和吸液装置再次移动的距离防止误差累积，实现精确的位置控制。
[0063]根据本发明的一个实施例，利用零点位置探测器、位置探测器和编码器三者实现加液和吸液装置的位置的精确控制。
[0064]由于加液和吸液装置的位置如果不够精确,会造成加液或者吸液出现偏差,造成反应装置中不同反应槽之间的交叉污染，影响设备的正常使用。因此，本发明在此方面的提高会极大地增加分析设备的可用性。
[0065]信号控制单元401通过驱动芯片404连接到废液处理装置的驱动器4041 (例如废液处理步进电机)，并且通过与之配合的位置探测器4042 (如光电开关)获得驱动器4041的位置反馈。废液处理装置的驱动器4041用于控制加液和吸液装置中的吸液装置伸入到反应装置中。根据驱动器4041的位置反馈，可以计算出吸液装置的伸入到反应装置的位置。
[0066]信号控制单元401通过驱动芯片405连接到废液处理装置的另一个驱动器(例如，废液直流电机)，控制该驱动器持续地通过从反应装置中吸取废液。
[0067]信号控制单元401通过驱动芯片406连接到驱动蠕动泵的蠕动直流电机，控制该直流电机持续地通过将试剂从试剂瓶中通过加液和吸液装置中的加液装置加入到反应装置中。
[0068]信号控制单元401连接到按键控制板407上，从按键输入中获得操作者的输入数据和指令。信号控制单元401还连接到显示器上(未示出)。
[0069]根据本发明的一个实施例，电路组件包括信号控制单元401。电路组件包括也可以进一步包括一个或多个驱动芯片。
[0070]图5是根据本发明的一个实施例的液体输运示意图。如图5所示，分析设备示意性地包括了 6个蠕动泵1041-1046。蠕动泵1041-1046分别连接到不同的试剂瓶5011-5016。蠕动泵与试剂瓶之间的对应关系可以一对多，也可以多对一或者多对多。蠕动泵1041-1046的另一端通过加液管分别连接到加液装置(可选包括加液头513)。由此，蠕动泵1041-1046可以将试剂瓶5011-5016中的试剂加入到反应装置的反应槽512中，与其中的膜条511发生反应。吸液装置包括一个吸液头514。吸液头514通过吸液管连接到废液处理装置的废液泵515，并在其驱动下吸取反应槽512中反应后的废液，将其转移到与废液泵515相连的废液收集装置516中。由此，实现了整个分析设备中的液体循环。
[0071]图6是根据本发明的一个实施例的分析设备的反应装置的结构示意图。图7是根据本发明的一个实施例的分析设备的反应装置的分解结构图。图7示出了图6实施例的更多细节。如图6和图7所示，反应装置600包括:左支撑台601和右支撑台602。左右支撑台601和602可以安装到支架的上板上。在左支撑台601和右支撑台602的相对侧设置一对轴支撑座603。反应装置600包括摇床604和设置在摇床604之上的多个反应槽(例如温育槽)605。在摇床604的边缘设置有转轴606。转轴606安装到一对轴支撑座603中，从而使得摇床604可以以其边缘的转轴606摆动，从而使得多个反应槽605也相应地摆动。
[0072]根据本发明的一个实施例，在左支撑台601或者右支撑台602上还设置清洗池607，以方便加液和吸液装置的清洗。在摇床604的下方左支撑台601或者右支撑台602的一侧上安装有一个偏心轮608。偏心轮608通过设置在其上的减震板609与摇床604接触。当偏心路608绕步进电机的转轴转动时，通过减震板609推动摇床604围绕转轴606上下摆动。
[0073]图8A是根据本发明的一个实施例的分析设备的偏心轮和减震部分的分解结构示意图。图8B是根据本发明的一个实施例的分析设备的偏心轮和减震部分的组合结构示意图。如图7、图8A和图8B所示，减震板609通过减震柱与摇床606固定。两个减震柱611和612分别设置在减震板609上方的两端，而偏心轮608在减震板609的下方中部。减震柱611和612的下端与减震板609固定，上端与摇床606固定。根据本发明的一个实施例，减震柱611和612自身具有一定弹性，而减震板609自身也具有一定的弹性。进一步地，减震板609与减震柱611和612形成了一种减震结构，这样可以极大地降低偏心轮608转动而带来的振动，从而使得摇床606的摆动变得非常平稳。
[0074]根据本发明的一个实施例，偏心轮608上设置具有轴线615的转轴616。步进电机610安装到支撑台的内部且步进电机的旋转轴617也沿着轴线615与偏心轮608的转轴616固定，从而带动偏心轮608沿着轴线615旋转。偏心轮608可以是非对称形状，或者偏心轮608为对称形状但是转轴615并不通过对称形状的中心。因此，偏心轮608转动以后，减震板609与偏心轮接触位置的高度会由于角度的不同而不同。由此，偏心轮608推动减震板609以及与其相连的摇床604，从而使摇床604围绕转轴606上下摆动。
[0075]根据本发明的一个实施例，在支撑台安装偏心轮的一侧设置光耦613 (例如，光电开关)。在摇床604上的对应位置设置光耦挡片614。当摇床604摆动经过光耦613时，光耦挡片614挡住光耦613。由此，光耦613可以感知摇床604的位置。
[0076]本实施例反应装置的摆动方式具有很多的优点。首先，将转轴606设置在摇床604的一侧边缘而在另一侧推动摇床604上下摆动的设计是一种非常巧妙的设计。摇床一侧保持静止而另一侧上下移动的运动方式非常有利于对摇床的摆动进行精确的控制而整个装置的结构却并不复杂。更为重要的是，虽然步进电机612的转动可以由与之配合的光电开关精确地控制，但是如前所述，仍有可能存在着一定程度的误差。在摇床604摆动停止后，摇床应停留在一个固定的位置，以方便吸液装置从摇床604上的反应槽605中吸取废液。吸液装置的吸液嘴伸到反应槽605的最低位置以保证全部废液都可以被吸取。在本实施例中，摇床停止摆动后，摇床被定位在摆动的最高位置以方便加液和吸液。因此，摇床远离转轴端的位置高于转轴所在端的位置。因为摇床604靠近转轴606的一侧位置保持不变，即使存在一定的角度变化，反应槽605的最低位置都不会变化。(参见图9C)因此，这要将吸液装置的吸液嘴定位到这个最佳吸液位置就可以实现最佳的吸液效果，无需考虑步进电机612的误差了。这样可以极大地简化对于摇床摆动和吸液装置运动的控制要求，加快吸液过程的速度，缩短整个分析的处理时间。
[0077]其次，偏心轮的摆动控制方式不但简单和易于控制，而且可以方便地实现复杂的摆动模式。根据所需的摆动模式，可以设计偏心轮的形状以及步进电机的转速，使得偏心轮与减震板的接触点上下运动的振幅和频率符合摆动模式的要求。而且，对于不同的摆动模式只需要更换偏心轮而不必改变分析装置的其他部分即可实现。
[0078]进一步地,本实施例的减震部件设计巧妙,减震效果好。通过选择减震板和减震柱的材料，例如二者都可以选择弹性更好的材料，以进一步减低振动。根据本发明的另一个实施例，在偏心轮上设置轨道，而在摇床的底面安装固定轮。摇床的固定轮沿着偏心轮上的轨道运动(不离开轨道)，从而将偏心轮和摇床连接在一起。这种方式也消除偏心轮与摇床之间的振动。
[0079]图9A是根据本发明的一个实施例的摇床和反应槽托盘的示意图。如图9A所示，反应槽腔盘900设置在摇床901中。反应槽腔盘900包括多个平行排列的反应槽902，例如50个。在摇床上各个反应槽的对应位置处可以进行标记，如序号1-50。每个反应槽902都是独立的。每个反应槽中设置有膜条以用于完成生物分析。
[0080]在图9B是沿图9A中B-B线的截面的示意图。图9B示出了单个反应槽的形状。反应槽902的形状大致呈梯形，上口长且下口短，左右两侧具有向内倾斜的斜面。如图9B所示，靠近转轴一侧的斜面904与反应槽底面的夹角具有独特的设计。一般而言，膜条903包括两个部分，标识部分9031和反应部分9032。在加液时，为了保证所有的反应槽同时开始反应，加液时有必要使得试剂仅接触到膜条903的标识部分9031而不要接触到反应部分9032。这样，在摇床901开始摆动后，所有的反应槽902中的试剂可以在同一时间开始接触膜条903的反应部分9032，从而保证了所有反应槽902中的反应同时开始。这一夹角应该比较大以容纳更多的试剂。另一方面，为了保证在摆动过程中，试剂尽量不溢出，这一角度也不宜过大。根据本发明的一个实施例，这一夹角的大小为110° -145°。
[0081]图9C是根据本发明的一个实施例的吸液角度示意图。如图9C所示，由于摇床901的摆动转轴靠近反应槽902的一端，可以设计以使得无论反应槽902处于角度略有不同的第一位置902a和第二位置902b时，反应槽902的最低位置905都保持基本不变。这样可以方便地定位吸液装置(如吸液头1021)的位置，从而可以保证吸液的效率和效果。
[0082]图10是本发明的一个实施例的加液和吸液装置的安装结构示意图。图11是根据本发明的一个实施例的加液和吸液装置的结构示意图。图12是本发明的一个实施例的运动组件结构示意图。结合图10-12，加液和吸液装置1000和运动组件1200相互配合，运动组件1200将加液和吸液装置1000移动到指定的位置，加液和吸液装置1000向该位置处的反应槽中加液或者从反应槽中吸取废液。
[0083]根据本发明的一个实施例，加液和吸液装置1000包括加液装置1010和吸液装置1020。加液装置和吸液装置的功能是独立的，但是它们可以共用一套运动组件以实现指定位置移动，因此可以合并成加液和吸液装置。当然，彼此独立的加液和吸液装置也同样可以组成加液和吸液装置而包含在本发明请求保护的范围中。而加液和吸液装置的位置可以是加液装置的位置和/或吸液装置的位置。
[0084]如图10-图12所示，加液装置1010包括:一个或多于一个的加液头1011和一个或多于一个的加液管1012。加液头1011分别安装在加液管1012的端部。本领域技术人员应当理解，加液头1011是可选的。加液管1012可以不包含加液头1011。固持器1013固持一个或多于一个的加液管1012。固持器1013靠近加液头1011。加液装置1010进一步包括支架1014和罩体1101。罩体1101带有一个开口，而支架1014从该开口向上向外伸出。在支架1014的顶端设置有横向部1015和与横向部1015大致垂直的臂部1016。加液管1012附接在支架1014、横向部1015和臂部1016上，并有这些部件所导向。在支架1014伸出罩体1101的部分，加液管1102竖向布置。在臂部1016，加液管1012横向布置。在横向部1015，加液管1012完成从竖向布置到横向布置的过渡。固持器1013安装到支架1014上或罩体1101上，并带有一系列的通孔。加液管从臂部1016伸出后向下穿过固持器1013的通孔而被固持器1013所固持。加液管1012的另一端从罩体1101的另一个开口进入管道或拖链(towline) 1103，并且经由管道或拖链1103导向后与用于加液的一个或多于一个蠕动泵连接。如前所述，蠕动泵与试剂瓶连接以提供试剂到反应槽。通过这系列部件，实现了加液管1012的固持和保护。特别在运动组件的运动过程中，固持器1013、支架1014、横向部1015、臂部1016、罩体1101以及管道或拖链1103都同时运动。这样最大限度地保证了在整个运动过程中加液管1012的保护，提高了产品的使用时间。
[0085]图13是根据本发明的一个实施例的加液过程的示意图。如图所示，试剂从试剂瓶5011中被蠕动泵1041抽取，然后经由加液管1012由加液头1011加入到反应槽中。根据本发明的一个实施例，蠕动泵被直流电机驱动而非步进电机驱动。而加液量由直流电机的运转时间来控制。直流电机的成本更低而且控制也更为简单。对本分析设备而言，加液量也需要精确控制。在现有技术中往往采用步进电机来控制蠕动泵以准确地控制加液量。然而，本申请的发明人发现，实现加液量的精确控制不在于对蠕动泵转动的高精度控制。用直流电机通过通电时间的控制同样可以实现加液量的精确控制。根据本发明的一个实施例，蠕动泵可以反转。当每次加液完成后，在加液头都可能会残留半滴试剂。如果不对其进行处理，这半滴试剂可能会在加液装置的移动中落入其他反应槽中，或者被加入到下一个反应槽中而不会被记入加液量中。这既不利于加液量的精确控制也容易带来交叉污染。根据本发明的一个实施例，每次加液完成后，蠕动泵反转回吸残留的试剂。根据本发明的一个实施例，蠕动泵可以反转以回收加液管中的试剂，将多余的试剂回收回试剂瓶中，避免浪费也同时避免了加液管的二次污染。
[0086]如图10-图12所示，吸液装置包括吸液头1021和固持所述吸液头1021的吸液臂1022。吸液臂1022与设置在外罩1102内的步进电机相连。吸液臂1022从外罩1102中穿出并且可以由步进电机控制绕某一转轴旋转或上下移动，由此带动其所固持的吸液头1021上下移动。在吸液时，吸液头在步进电机的控制下向下移动到反应槽中吸取废液。在其他时候，吸液头抬起。根据本发明的一个实施例，加液装置的罩体1101与吸液装置的外罩1102是一体的，而加液装置的支架1014与吸液装置的步进电机都与该罩体或外罩固定，从而使得加液装置和吸液装置一起运动。
[0087]图12中示出了根据本发明的一个实施例的运动组件的结构。图中未示出加液管和废液管，以更方便地观察运动组件。运动组件主要是水平运动以水平移动加液装置和/或吸液装置。如图所示，运动组件400包括水平导轨1104。加液装置的罩体1101和吸液装置的外罩1102及其内部的各个部件都设置在水平导轨1104上，并且可以沿着水平导轨1104滑动。与水平导轨1104平行地设置座体1106和1107。步进电机1105安装到座体1106上，而编码器1108安装到座体1107上。在步进电机1106和编码器1108之间设置有皮带1109。加液装置的罩体1101和吸液装置的外罩1102与皮带1109固定，由此步进电机1105带动皮带1109转动的同时也带动加液装置和吸液装置水平移动。本实施例的装置水平导轨与步进电机的控制方式结构简单，易于控制，有利于提高产品的使用时间。当然，本领域技术人员应当理解，其他的水平运动控制方式也可以应用于本发明的分析设备中而实现加液装置和吸液装置的位置控制。
[0088]图14是根据本发明的一个实施例的废液处理的示意图。图中示出的是从清洗池中吸取废液。从反应槽中吸取废液与此类似。当开始吸取废液时，废液头1021向下伸入到清洗池或者反应槽的底部，在废液泵1024的驱动下从清洗池或者反应槽中吸取废液。废液经过废液管1023和废液泵1023后，收集到废液桶1025中，或者从废液流出口排出。在吸取废液时，步进电机控制摇床摆动到最高点，而反应槽的最低点为吸废液位。根据本发明的一个实施例，采用连续吸废液方式，而不是针对每个反应槽单独启动和停止吸取废液。换言之，在吸液装置从一个反应槽移动到另一个反应槽的过程中，废液泵1023并不停止，而是保持持续运转。这种做法一方面可以避免造成负压不足，使得每个反应槽都有足够的负压，从而保证单个反应槽液体残留量< 20ul ;另一方面，防止吸液头挂液而污染其他的反应槽。[0089]由于蠕动泵所能提供的压力不足而废液有往往具有腐蚀性，现有技术中采用间接的方式吸取废液。一般的做法是首先将一个中间容器，如废液桶抽成真空，然后再由废液桶去吸取废液。然而这种方式存在很多缺点。第一，过程过于复杂，速度慢；第二，废液桶的密闭会成为问题，降低设备的使用时间；第三，如果废液量超过废液桶的容量，很容易造成溢出而污染或损坏整个设备，形成安全隐患。根据本发明的一个实施例，废液泵采用由直流电机驱动的耐腐蚀的液泵。
[0090]图15是根据本发明的一个实施例所示的废液头的结构示意图。如图所示，废液头1021具有针状结构，并且在其末端1026处具有开叉针结构。这种结构的好处是可以减小废液残留量，并且防止膜条被废液头叼走。，进一步地，这种开叉针尾结构的面积小，粘液体少，表面光洁度处理比较简单。根据本发明的一个实施例，废液头与膜条的接触面积小于废液头面积的1/2，且大于废液头面积的1/10。根据本发明的另一个实施例，废液头的末端1026具有斜角结构。
[0091]图16是根据本发明的一个实施例的清洗池的结构示意图。如图16所示并参考图
6、图7和图11，分析设备还包括清洗池1600，其可以用来清洗加液管和加液头。清洗池1600呈阶梯状且在底面有斜坡1601和平面1602。通过阶梯状的设计，清洗池1600的接液面积增大。根据本发明的一个实施例，清洗池的面积至少为12平方厘米，并且，加液头距离清洗池的垂直距离小于5_，和/或小面积的加液头，以防止加液管内的液体排空时废液飞溅到清洗池外。这样设计的一个重要因素是当加液管内液体接近排空时，部分气体会进入到加液管中。当气体从加液管中排出时，非常容易造成同时排出的液体飞溅到清洗池之外，成为一个困扰本领域技术人员的问题。而通过以上的设计，完全可以避免这种情况的出现。
[0092]图17是根据本发明的一个实施例的溢流收集箱的结构示意图。参考图10和图17，溢流收集箱1700安装在摇床的下方，用于收集摇床和反应槽摆动过程中可能溢出的液体。溢流收集箱1700包括相对的直边1701和1703以及两个侧边和底面1702。直边1701宽度比直边1703更宽。底面1702形成了朝向直边1701的斜坡。在底面1702靠近直边1701的地方设置有溢流管1704。从反应槽中溢出的液体被溢流收集箱1700收集，并通过溢流管1704排入到分析设备的溢流瓶中或通过溢流流出口排出。
[0093]上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。
【权利要求】
1.一种生物检测的分析设备，包括: 反应装置， 加液和吸液装置， 运动组件，其与所述加液和吸液装置相连，并将所述加液和吸液装置移动到所述反应装置的指定位置；以及 废液处理组件，其与所述加液和吸液装置相连； 其中所述运动组件包括:第一驱动器和与所述第一驱动器配合的第一位置探测器，其中根据所述第一位置探测器的信号可以得出所述加液和吸液装置的位置；所述运动组件进一步包括与所述第一驱动器配合的编码器，其中根据所述编码器的信号可以得出所述加液和吸液装置的位置。
2.根据权利要求1所述的分析设备，其中第一位置探测器是零点位置探测器。
3.根据权利要求1所述的分析设备，其中第一位置探测器的信号反映加液和吸液装置移动的距离，且所述编码器的信号用于对所述加液和吸液装置的位置进行微调或对所述加液和吸液装置再次移动的距离进行微调。
4.根据权利要求3所述的分析设备，进一步包括零点位置探测器。
5.根据权利要求1所述的分析设备，其中加液和吸液装置包括彼此独立的加液装置和独立的吸液装置。
6.根据权利要求1所述的分析设备，其中所述第一驱动器为第一步进电机，所述加液和吸液装置设置在水平导轨上且固定到与所述水平导轨平行的皮带上，所述编码器设置在所述皮带远离所述第一步进电机的一端，所述第一步进电机驱动所述皮带转动。
7.根据权利要求1所述的分析设备，其中所述反应装置包括摇床，所述摇床可以绕设置在所述摇床一侧边缘的第一转轴摆动。
8.根据权利要求7所述的分析设备，进一步包括偏心轮，所述偏心轮设置在所述摇床的下方，其中所述偏心轮可以绕第二转轴转动并由此推动所述摇床上下摆动。
9.根据权利要求8所述的分析设备，进一步包括在所述偏心轮和所述摇床之间的减震机构。
10.根据权利要求1所述的分析设备，其中所述加液和吸液装置包括加液装置和吸液装置，所述设备进一步包括一个或多于一个蠕动泵，每个所述蠕动泵连接在试剂瓶与加液装置之间，所述废液处理装置包括废液泵，所述废液泵与所述吸液装置相连。
11.根据权利要求10所述的分析设备，其中所述加液装置包括一个或多于一个加液管以及固持所述加液管的固持器；所述蠕动泵将试剂瓶中的试剂泵送到所述加液管中；其中所述蠕动泵通过反转回吸悬停在所述加液管末端的试剂。
12.根据权利要求10所述的分析设备，其中所述吸液装置包括吸液管和固持所述吸液管的吸液臂，所述吸液管与所述废液泵相连，所述吸液臂可以在第二驱动器的控制下伸入所述反应装置中。
13.根据权利要求12所述的分析设备，其中所述吸液管的末端包括吸液头，所述吸液头与膜条的接触面积大于吸液头面积的1/10且小于吸液头面积的1/2。
14.根据权利要求12所述的分析设备，其中所述废液泵是耐腐蚀的由直流电机驱动的栗。
15.根据权利要求1所述的分析设备，进一步包括电路组件，所述电路组件包括信号处理单元。
16.根据权利要求15所述的分析设备，进一步包括壳体，所述分析设备下方的壳体形成一个腔区域。
17.根据权利要求16所述的分析设备，其中所述腔区域容纳一个或多于一个蠕动泵。
18.根据权利要求16所述的分析设备，其中所述蠕动泵由直流电机驱动。
19.根据权利要求16所述的分析设备，其中所述电路组件安装到所述腔区域的侧面但不在所述腔区域中。
20.根据权利要求7所述的分析设备，进一步包括溢流收集箱，所述溢流收集箱设置在所述摇床的下方。
【文档编号】G01N35/00GK104007270SQ201410104001
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】雷金春, 李刚, 孙英, 雷少军 申请人:欧蒙医学诊断（中国）有限公司