一种化学发光试剂灌装机的制作方法

1.本发明涉及化学发光免疫分析技术领域，具体是一种化学发光试剂灌装机。


背景技术：

2.化学发光免疫分析仪，是用化学发光剂直接标记抗原或抗体的免疫分析方法。在临床上的使用是通过检测患者血清从而对人体进行免疫分析。化学发光免疫分析仪包含两个部分，即免疫反应系统和化学发光分析系统。化学发光分析系统是利用化学发光物质经催化剂的催化和氧化剂的氧化，形成一个激发态的中间体，当这种激发态中间体回到稳定的基态时，同时发射出光子(hm)，利用发光信号测量仪器测量光量子产额。免疫反应系统是将发光物质(在反应剂激发下生成激发态中间体)直接标记在抗原(化学发光免疫分析)或抗体(免疫化学发光分析)上，或酶作用于发光底物。
3.而化学发光免疫分析仪在使用时对试剂条中底物、酶以及磁珠有严格的要求，化学发光免疫分析仪及其试剂需求量大，现有的试剂灌装需要大量繁琐的人工辅助，其效率低，耗时长；不能满足批量生产。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述背景技术中提出的问题，提供了一种化学发光试剂灌装机，该设备能够使试剂灌装更具有可控性，使得试剂灌装精度和效率相较与手工灌装有大幅提升。
5.本发明的目的主要通过以下技术方案实现：
6.一种化学发光试剂灌装机，包括底板，所述底板下方设置有进样模块用于推动试剂卡条托架在底板上移动，底板上方设置有加样灌装模块、加样模块、泵阀模块和加热混匀模块，加热混匀模块位于加样灌装模块之间，加样模块位于试剂卡条托架在底板的移动轨迹上，加样模块、加样灌装模块和加热混匀模块均与泵阀模块连接，且加样灌装模块能够进行水平以及竖直方向移动。
7.随着城市化的发展、全球贸易往来的增加，环境改变加剧自然疫源性传染病的传播风险，感染性疾病的预防控制刻不容缓。因此，开展传染病的即时快速检测，对于感染性疾病的防控工作具有重大意义。
8.同时对人体血液样本进行快速检测，可有效、快速的检测出人体已经病发或潜在的疾病，作为有效治疗和前期预防病症同样具有重大意义。
9.化学发光免疫分析仪具有操作简便、便携、智能化等优点，近年来作为体外诊断技术发展迅速，被应用在多个学科的检测项目中。它的快速获取检测结果，方便病人，减少病人确诊的时间。同时化学发光免疫分析仪有连续使用监控病情的作用，可以通过间隔时间的检测迅速了解并控制病情。
10.由于化学发光免疫分析仪及其试剂需求量大，且对化学发光试剂的灌装无相应配套设备，因此研制自有的灌装机，扩大试剂产能，十分有必要。
11.本方案通过在底板下方设置有进样模块用于推动试剂卡条托架在底板上移动，在底板上方设置有加样灌装模块、加样模块、泵阀模块和加热混匀模块，加热混匀模块位于加样灌装模块之间，加样模块位于试剂卡条托架在底板的移动轨迹上，这样能够实现对试剂卡条的加样，而加样模块、加样灌装模块和加热混匀模块均与泵阀模块连接，实现管路注入液体，加样灌装模块能够进行水平以及竖直方向移动实现对加热混匀模块中吸取液体。通过上述结构，能够使试剂灌装更具有可控性，使得试剂灌装精度和效率相较与手工灌装有大幅提升，解决了现有的试剂灌装需要大量繁琐的人工辅助，其效率低，耗时长；不能满足批量生产的问题。
12.进一步地，加热混匀模块包括安装板，且安装板与底板固定，安装板上设置有驱动电机一，驱动电机一的输出端连接有灌装瓶托盘，灌装瓶托盘能够随驱动电机一转动，灌装瓶托盘连接有保温舱和灌装瓶，灌装瓶位于保温舱内，保温舱和灌装瓶位于底板上方。将溶液加入到指定灌装瓶中，灌装瓶底部设计有安装定位结构，用于固定安装到灌装瓶托盘上，瓶内设计搅拌结构，用于溶液的搅拌混匀。将灌装瓶放置于灌装瓶托盘上，由驱动电机一转动带动灌装瓶盘转动，从而达到搅拌的功能。同时该模块有加热功能，设计有保温层、保温舱，在保温舱内部设计有加热装置和温度传感器，用于溶液加热以及温度控制。在上述的结构共同作用下，使溶液在灌装过程中保持在指定的温度范围内，同时搅拌混匀，保证溶液在灌装过程中不发生质变。
13.进一步地，加样灌装模块一般是两组，结构相同对称设置，增加吸样、吐样的效率，加样灌装模块包括立柱，立柱垂直固定在底板上，立柱之间固定有横板作为其它部件的安装位置，横板上设置有驱动电机二以及传动装置一，驱动电机二和传动装置一连接，传动装置一连接有枪头固定座，枪头固定座上设置有加样枪头，且枪头固定座在传动装置一作用下能够进行水平方向移动。传动装置一采用同步带和同步带轮组合，通过驱动电机二带动同步带转动，而同步带与枪头固定座连接，带动枪头固定座水平移动，还在横板上设置有驱动电机三以及传动装置二，驱动电机三和传动装置二连接，传动装置二和枪头固定座连接，且枪头固定座在传动装置二作用下能够进行竖直方向移动。传动装置二则是采用丝杠螺母副结构，丝杠与驱动电机三的输出端连接，螺母副与枪头固定座连接，将驱动电机三的转动变为枪头固定座的直线运动，将丝杠竖向设置，这样枪头固定座就能够沿着丝杠进行竖直方向移动(图中未画出)，为了移动的稳定性，还分别设置有水平导轨和竖向导轨进行导向和限位。
14.进一步地，加样模块包括加样立柱，且加样立柱固定在底板上，加样立柱之间固定有加样板，加样板位于底板上方，加样板上设置有若干个放针孔，放针孔中安装有放针座，放针座中设置有加样针，加样针与泵阀模块连接。将泵阀模块的泵接口与加样针相接，加样模块是保持不动的，当试剂卡托移动到对应位置时，通过加样针向卡条内灌装相关的溶液。
15.进一步地，进样模块包括驱动机构和传动机构，驱动机构和底板底部固定，传动机构和驱动机构连接，传动机构连接有推手，且推手能够在传动机构带动下进行水平移动。驱动机构和传动机构各自为两组且对应连接，从而运动传输，通过驱动机构以及相应构件带动推手实现运动，推手可绕相应的轴转动，同时设计有限位，保证在推手在来回运动中推动试剂卡托只向一个方向运动。为了实现运动轨迹限定，还在进样模块中设置了滑轨二，滑轨二和底板固定，推手和滑轨二连接且能够沿着滑轨二移动。推手的水平移动方向和枪头固
定座的水平移动方向垂直。进样模块包括码齿，码齿沿着推手移动方向设置。码齿保证能将试剂卡托在对应灌装位置处准确定位、进样。
16.进一步地，在底板上设置有试剂托检测模块。通过试剂托检测模块检测指定位置是否有试剂托，并根据检测结果执行整机程序所设定的动作。
17.综上，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
18.(1)本发明可实现溶液的自动灌装；
19.(2)本发明可实现多个试剂卡条同时灌装；
20.(3)本发明可实现包括但不限于磁珠、酶动态保温以及自动搅拌；
21.(4)本发明可实现加样液面检测；
22.(5)本发明可实现试剂卡托自动进出及位置检测；
23.(6)本发明采用模块化设计，整机集成更加快速灵活。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
25.图1为本发明的整体示意图。
26.图2为加热混匀模块的结构示意图。
27.图3为加样灌装模块的结构示意图。
28.图4为泵模块一的结构示意图。
29.图5为泵阀模块的结构示意图。
30.图6为泵阀模块的另一视角示意图。
31.图7为泵模块二的结构示意图。
32.图8为试剂托检测模块的结构示意图。
33.图9为进样模块的结构示意图。
34.图10为加样模块的结构示意图。
35.附图中的附图标记所对应的名称为：
36.1-加热混匀模块，2-加样模块，3-加样灌装模块一，4-泵模块一，5-泵阀模块，6-泵模块二，7-加样灌装模块二，8-电源模块，9-试剂托检测模块，10-进样模块，11-轴承座，12
‑ꢀ
驱动电机一，13-安装板，14-灌装瓶托盘，15-保温层，16-保温舱，17-灌装瓶，18-立柱， 19-驱动电机二，20-滑轨一，21-同步带一，22-码齿，23-驱动电机三，24-枪头固定座，25
‑ꢀ
加样枪头，26-液位检测板，27-计量泵，28-计量泵立柱，29-温控板，30-驱动板，31-活塞式吸排样装置一，32-电磁阀，33-泵阀钣金，34-活塞式吸排样装置二，35-泵安装钣金，36
‑ꢀ
试剂托检测板，37-板卡安装钣金，38-推手一，39-滑轨二，40-推手一码齿，41-推手二，42
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同步带二，43-驱动电机四，44-驱动电机五，45-推手二码齿，46-加样立柱，47-加样针，48
‑ꢀ
放针座，49-试剂卡托以及试剂卡条。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作
为对本发明的限定。
38.如图1所示，本实施例包括底板，底板作为设备的主支撑结构，在底板下方设置有进样模块10用于推动试剂卡条托架在底板上移动，底板下方还设置有电源模块8，为了提高效率，加样灌装模块设置为两组，分别命名为加样灌装模块一3和加样灌装模块二7，底板上方设置有加样灌装模块、加样模块2、泵阀模块5、泵模块一4、泵模块二6和加热混匀模块1，加热混匀模块1位于加样灌装模块之间，加样模块2位于试剂卡条托架在底板的移动轨迹上，加样模块2、加样灌装模块和加热混匀模块1均与泵阀模块5、泵模块一4和泵模块二6连接，且加样灌装模块能够进行水平以及竖直方向移动。
39.本方案的灌装方法是：
40.将所需灌装的各溶液准备好放置于设备上
→
将试剂卡托以及试剂卡条49放置于底板槽内
→
进样模块10将试剂卡托以及试剂卡条49推到灌装位置一处，即加样模块2处即为灌装位置一处
→
通过泵模块一4、泵阀模块5和加样模块2灌装部分溶液
→
进样模块10将试剂卡托以及试剂卡条49推到灌装位置二处，即加样灌装模块一3和加样灌装模块二7之间
→
通过加样灌装模块一3和加样灌装模块二7以及泵模块二6灌装剩余部分溶液
→
然后推出试剂卡托以及试剂卡条49。在灌装位置二处灌装的溶液，在灌装瓶17瓶内进行保温和搅拌混匀。在整个灌装流程上可同时运行多组动作。
41.如图2所示，加热混匀模块1包括安装板13，且安装板13与底板固定，安装板13上设置有驱动电机一12，驱动电机一12的输出端连接有灌装瓶托盘14，灌装瓶托盘14能够随驱动电机一12转动，灌装瓶托盘14连接有保温舱16和灌装瓶17，灌装瓶17位于保温舱16 内，保温舱16和灌装瓶17位于底板上方。安装板13上设置有轴承座11，将溶液加入到指定灌装瓶17中，灌装瓶17底部设计有安装定位结构，用于固定安装到灌装瓶托盘14上，瓶内设计搅拌结构，用于溶液的搅拌混匀。将灌装瓶17放置于灌装瓶托盘14上，由驱动电机一12转动带动灌装瓶盘14转动，从而达到搅拌的功能。同时该模块有加热功能，设计有保温层15、保温舱16，在保温舱16内部设计有加热装置和温度传感器，用于溶液加热以及温度控制。在上述的结构共同作用下，使溶液在灌装过程中保持在指定的温度范围内，同时搅拌混匀，保证溶液在灌装过程中不发生质变。
42.如图3所示，加样灌装模块包括立柱18，立柱18垂直固定在底板上，立柱18之间固定有横板，横板上设置有驱动电机二19以及传动装置一，驱动电机二19和传动装置一连接，传动装置一采用同步带一21和同步带轮组合，通过驱动电机二19带动同步带一21转动，而同步带一21与枪头固定座24连接，带动枪头固定座24水平移动，枪头固定座24上安装有加样枪头25。横板上还设置有滑轨一20作为水平方向导向和限位，枪头固定座24和滑轨一 20连接并且能够沿着滑轨一20水平移动。横板上设置有驱动电机三23以及传动装置二，驱动电机三23和传动装置二连接，传动装置二则是采用丝杠螺母副结构，丝杠与驱动电机三 23的输出端连接，螺母副与枪头固定座24连接，将驱动电机三23的转动变为枪头固定座24 的直线运动，将丝杠竖向设置，这样枪头固定座24就能够沿着丝杠进行竖直方向移动，为了移动的稳定性，还设置有竖向导轨进行导向和限位，枪头固定座24和竖向导轨连接，枪头固定座24在传动装置二作用下能够进行竖直方向移动。通过驱动电机二19、滑轨一20等零件实现枪头的x方向的直线运动。通过驱动电机三23以及竖向滑轨等结构件实现整个机构的竖直运动。通过液面检测板26实现液面检测。通过x以及竖直两个方向的运动，将溶液由灌装
瓶17中转移到试剂卡条中。横板上设置有码齿22来实现移动定位。
43.如图4所示，泵模块一4由计量泵27和计量泵立柱28组成，计量泵27通过计量泵立柱 28安装在底板上，将底物灌装管路分别接到计量泵27对应的接口上，可实现对底物的高精度定量灌装。计量泵可以省去电磁阀，同时又降低因电磁阀失效而引起的设备故障率，大大提高整机可靠性。
44.如图5、图6所示，泵阀模块5是通过泵阀钣金33安装在底板上，若干个活塞式吸排样装置一31和与之数量匹配的电磁阀32配合后安装在泵阀钣金33上，实现对多种溶液的灌装。温控板29主要用于对前述的加热混匀模块进行控制，使其在规定的温度区间内工作。驱动板 30主要用于对整机的驱动电机、光耦、泵等电气元件进行控制。
45.如图7所示，泵模块二6通过泵安装钣金35安装在底板上，活塞式吸排样装置二34与泵安装钣金35固定，将活塞式吸排样装置二34接口用管路与加样驱动模块上的接口相连，通过活塞式吸排样装置二34的运动实现将相应溶液吸入到tip头中以及将其排除到试剂卡条中。
46.如图8所示，底板上设置有试剂托检测模块9。试剂托检测模块9由试剂托检测板36和板卡安装钣金37构成，通过试剂托检测板36检测指定位置是否有试剂托，并根据检测结果执行整机程序所设定的动作。
47.如图9所示，进样模块10包括驱动机构和传动机构，驱动机构和传动机构均为两组，驱动机构命名为驱动电机四43、驱动电机五44，驱动机构则是采用同步带和同步带轮组合，其中与驱动电机五44连接的同步带命名为同步带二42，驱动机构均和底板底部固定，推手也命名为推手一38和推手二41，通过驱动电机五44以及相应构件带动推手二41实现运动，通过驱动电机四43以及相应构件带动推手一38实现运动。推手一38和推手二41可绕相应的轴转动，同时设计有限位，保证在推手在来回运动中推动试剂卡托只向一个方向运动。
48.还设计有滑轨二39，滑轨二39和底板固定，推手一38和推手二41均与滑轨二39连接且能够沿着滑轨二39移动，这样能够限定移动轨迹。推手一38和推手二41的水平移动方向和枪头固定座24的水平移动方向垂直。
49.还设计有码齿，码齿沿着推手移动方向设置，其中与推手一38靠近的码齿命名为推手一码齿40，推手一码齿40保证能将试剂卡托在灌装位置一处准确定位、进样。与推手二41靠近的码齿命名为推手二码齿45，推手二码齿45保证能将试剂卡托在灌装位置二处准确定位、进样。
50.如图10所示，加样模块2包括加样立柱46，且加样立柱46固定在底板上，加样立柱46 之间固定有加样板，加样板位于底板上方，加样板上设置有若干个放针孔，放针孔中安装有放针座48，放针座48中设置有加样针47，加样针47与泵阀模块5连接。加样模块2是保持不动的，通过将泵阀模块5和泵模块一4的泵接口与加样针47相接，当试剂卡托以及试剂卡条49移动到加样板下方对应位置时，通过加样针47向卡条内灌装相关的溶液。
51.本化学发光试剂灌装机使用高精度泵进行灌装加样；使用滑动丝杠步进电机和旋转步进电机结合光电传感技术对运动进行精密控制；使用可更换tip头用于酶和磁珠加样，酶与磁珠不进液路，可不用清洗以及实现tip头快速更换。此设备应用试剂灌装，可实现高精度快速试剂灌装。
52.以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细
说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。