自动分析装置及样本分析方法与流程

本发明涉及体外诊断设备领域，具体涉及一种自动分析装置及样本分析方法。

背景技术：

近年来，临床检验和自动化技术的发展和进步，不仅提升了临床实验室自动化水平，提高了医学检验的效率，也改善了检验结果的质量和可靠性。然而，随着检测标本量的增多，临床实验室需要不断增添大型自动化检测系统以满足其检测需求，从而导致实验室日益拥挤和检测成本不断攀升。因而，如何在面临医保控费的压力和挑战下，提升检验效率、保证结果并充分利用现有实验室资源和减少检测成本支出，是临床检验要解决的一个迫切问题。

为了表述方便，本文以体外诊断(In-Vi tro Diagnost ics，简称IVD)中的全自动免疫分析仪，特别地，以发光免疫分析仪为列，阐述本技术方案和方法，本领域内技术人员应该理解，本发明方案和方法也可用于其它临床检验自动化装置，比如荧光免疫装置、电化学免疫等。全自动免疫分析通过以抗原抗体相互结合的免疫学反应为基础，使用酶标记、镧系元素标记或化学发光剂标记抗原抗体，通过一系列级联放大反应，将光信号或电信号与分析物浓度等相联系，分析人体样本中的待测的抗原或抗体，主要应用于医院的检验科、第三方独立实验室、血检中心等机构，对人类体液中的各分析物进行定量、半定量或定性检测，进行传染病、肿瘤、内分泌功能、心血管疾病和优生优育以及自身免疫类疾病等的诊断。全自动免疫分析仪通常由取样单元、反应单元、供应和废物废液单元、系统控制单元等组成。发光免疫由于具有定量检测、灵敏度高、特异性好、线性范围宽、自动化程度高等优势正成为目前自动化免疫的主流技术。全自动发光免疫分析根据标记方法和发光体系不同，又包括酶促化学发光、直接化学发光、电化学发光等。

参考附图1-3，发光免疫分析按测试原理和模式一般可分为一步法、延时一步法、两步法等，主要测试步骤一般包括加注样本和试剂、反应物混匀、孵育、清洗分离(Bound-Free，简称B/F)、加信号试剂、测量等。需要指出的是，为了表述方便，本发明区分了试剂和信号试剂、孵育和信号孵育。试剂与分析项目为“一一对应”关系，即不同分析项目对应的具体试剂在配方、试剂量、组分数量等方面一般不同。根据具体分析项目的不同，试剂通常包括多个组分，如常见的2-5个组分，包括磁微粒试剂、酶标试剂、稀释液等试剂组分。根据反应模式不同，一个分析项目的多个试剂组分可以一次性加注也可以分多个步骤加注，分步骤加注时按照加注次序定义为第一试剂、第二试剂、第三试剂等。信号试剂用于测量信号的产生，通常为通用试剂的一种，与分析项目为“一对多”的对应关系，即不同的分析项目共用信号试剂。本发明的孵育特指反应容器开始清洗分离前，其内的反应物在反应单元的恒温环境下发生的抗原抗体结合反应或生物素亲和素结合反应的过程，具体地，一步法孵育一次，为进入清洗分离前的一次孵育，延时一步法孵育两次，包括加注第二试剂前的第一次孵育和进入清洗分离前的第二次孵育，两步法孵育两次，包括第一次清洗分离前的第一次孵育和第二次清洗分离前的第二次孵育。而信号孵育指清洗分离后的反应容器在加入信号试剂后，在恒温环境下反应一段时间，使信号增强的过程。根据反应体系和发光原理的不同，并不是所有测试都需要信号孵育，需要信号孵育的测试一般为酶促类化学发光免疫分析。不同测试模式对应的测试步骤详述如下：

1)一步法：参考附图1，加注样本(S)和试剂(R)，混匀(有些测试方法也可以不需要混匀，下同，不再赘述)，孵育(一般为5-60分钟)，孵育完成后进行清洗分离,加注信号试剂，信号孵育(一般为1-6分钟)，最后测量。需要指出的是，由于信号试剂具体成分的不同，有些发光体系不需要信号孵育，在加注信号试剂过程中或加注完信号试剂后可以直接测量。信号试剂可以是一种或多种，参考附图2，信号试剂包括第一信号试剂、第二信号试剂。

2)延时一步法：与一步法不同之处在于试剂分两次加注，加第一试剂混匀后进行第一次孵育，第一次孵育完成后加第二试剂并混匀。与一步法相比多了一次孵育、加注试剂和混匀动作，其余流程与一步法一样。

3)两步法：与延时一步法不同在于多了一次清洗分离步骤，其它步骤相同。

为了实现上述流程自动化测试，现有的具体实现技术方案如下：

第一种现有技术方案将孵育、清洗分离和测量分开独立布局，分别由三个旋转圆盘完成相应功能，反应容器在不同单元之间由机械抓臂完成转移。该技术方案组件和单元多，反应容器需要在各单元之间转移，造成体积大、成本高、控制流程复杂等问题。

第二种现有技术方案将孵育和测量布置在一起构成孵育测量单元，清洗分离由另一个独立单元完成，虽然与第一种现有方案相比，该技术方案减少了一个测量圆盘，在一定程度上有利于控制整机尺寸和成本，但同样存在与第一种技术方案相同的问题。此外，该技术方案为了实现灵活的孵育时间，孵育测量单元控制复杂，孵育和测量在控制上也会相互制约，不易实现高速自动化测试。

第三种现有技术方案将孵育、清洗分离和测量在一个单圈圆盘或歧形轨道上实现，该方案为了支持较长的孵育时间，圆盘除了清洗分离和测量位置外，还需要设置很多的孵育位置，这样为了实现高速测试，圆盘或歧形轨道尺寸需要设计得很大，生产制造难度大、成本高，此外，为了实现延时一步法和两步法测试，还需要至少两个加样机构和至少两个清洗分离机构，从而增加了物料、加工、生产成本和整机尺寸。另一方面，该技术方案还限制了孵育时间，导致了孵育时间固定、出结果时间过长等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种生产制造成本低、结构简单紧凑、测试流程或方法灵活高效的自动分析装置及样本分析方法。

为了达到上述目的，本发明提供一种用于测量样本中目标分析物的自动分析装置，包括：加注单元，加注样本或/和试剂到反应容器，反应单元，孵育反应容器内的反应物并转送反应容器，清洗分离单元，清洗分离反应容器内的反应物，测量单元，测量反应容器内的反应信号，所述反应单元包括一个旋转装置，所述旋转装置上设置反应容器位，用于承载和固定反应容器；所述反应容器位包括第一反应容器位和第二反应容器位，所述第一反应容器位转送反应容器到所述清洗分离单元或/和所述测量单元，所述第二反应容器位孵育反应容器内的反应物，所述孵育包括对需要孵育两次的反应容器的第二次孵育；所述清洗分离单元对所述第一反应容器位上的反应容器内的反应物进行清洗分离，所述测量单元对所述第一反应容器位上的反应容器内的反应信号进行测量。

根据本发明的另一方面，提供一种测量样本中目标分析物的自动分析装置，包括：加注单元，加注样本或/和试剂到反应容器，反应单元，孵育反应容器内的反应物并转送反应容器，清洗分离单元，清洗分离反应容器内的反应物，测量单元，测量反应容器内的反应信号，所述反应单元包括一个旋转装置，所述旋转装置上设置反应容器位，用于承载和固定反应容器；所述反应容器位包括第一反应容器位和第二反应容器位，所述第一反应容器位转送反应容器到所述清洗分离单元，所述第二反应容器位孵育包括需要孵育两次的反应容器内的反应物；所述清洗分离单元对所述第一反应容器位上的反应容器内的反应物进行清洗分离，所述测量单元包括独立于反应单元的测量位置，所述测量单元对位于所述测量位置上的反应容器内的反应信号进行测量。

根据本发明的再一方面，提供一种样本分析方法，包括：加注步骤，向反应容器内加注样本和试剂，孵育步骤，在反应单元的第二反应容器位上孵育反应容器内的反应物，清洗分离步骤，清洗分离单元对反应单元的第一反应容器位上的反应容器进行分离，加注信号试剂步骤，向反应单元的第一反应容器位上的反应容器内加注信号试剂，测量步骤，测量单元对反应单元的第一反应容器位上的反应容器内的反应信号进行测量。

根据本发明的再一方面，提供一种样本分析方法，包括：加注步骤，在反应容器中加注样本和试剂，孵育步骤，在反应单元的第二反应容器位上孵育包括孵育两次的反应容器，清洗分离步骤，清洗分离单元对反应单元的第一反应容器位上的反应容器进行分离，加注信号试剂步骤，向反应单元的第一反应容器位上的反应容器内或/和独立于反应单元的测量位置上的反应容器内加注信号试剂，测量步骤，测量单元对独立于反应单元的测量位置上的反应容器内的反应信号进行测量。

本发明以反应单元为中心实现反应容器内反应物的孵育、清洗分离和测量，反应单元上设置第一反应容器位和第二反应容器位，第一反应容器位转送反应容器到清洗分离单元实现清洗分离，测量单元对第一反应容器位或独立测量位置的反应容器内的信号进行测量。第二反应容器位实现全部的或部分的孵育。本发明不仅省去了清洗分离盘和测量盘，精简了系统结构和控制流程，还可以显著缩减反应单元尺寸，并实现灵活的孵育时间，提高了分析装置的工作效率，从而很好解决了目前自动化仪器体积大、检测速度慢、成本高等技术难题，不但节约了实验室空间，提高了测试效率，而且有利于减少费用开支，减轻受测者负担，最终节约了大量的自然资源和社会资源。

附图说明

图1是一步法反应模式示意图；

图2是一步法反应模式(另一种信号测量方式)示意图；

图3是延时一步法和两步法反应模式示意图；

图4是本发明自动分析装置的第一种实施方式示意图；

图5是一步法测试流程图；

图6是延时一步法测试流程图；

图7是两步法测试流程图；

图8是本发明自动分析装置的第二种实施方式示意图；

图9是本发明自动分析装置的第三种实施方式示意图；

图10是本发明自动分析装置的第四种实施方式示意图；

图11是本发明自动分析装置的第五种实施方式示意图；

图12是本发明自动分析装置的第六种实施方式示意图；

图13是本发明反应单元的第二种实施方式示意图；

图14是本发明反应单元的第三种实施方式示意图；

图15是本发明自动分析装置的第七种实施方式示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明的一种测量样本中目标分析物的自动分析装置，包括：加注单元，加注样本或/和试剂到反应容器，反应单元，孵育反应容器内的反应物并转送反应容器，清洗分离单元，清洗分离反应容器内的反应物，测量单元，测量反应容器内的反应信号，所述反应单元包括一个旋转装置，所述旋转装置上设置反应容器位，用于承载和固定反应容器；所述反应容器位包括第一反应容器位和第二反应容器位，所述第一反应容器位转送反应容器到所述清洗分离单元或/和所述测量单元，所述第二反应容器位孵育反应容器内的反应物，所述孵育包括对需要孵育两次的反应容器的第二次孵育；所述清洗分离单元对所述第一反应容器位上的反应容器内的反应物进行清洗分离，所述测量单元对所述第一反应容器位上的反应容器内的反应信号进行测量。

反应容器为样本和试剂的反应提供反应场所，可以是各种形状和构造的反应管、反应杯、多个腔的反应杯条、反应芯片等，一般为一次性使用。反应容器的材料通常为塑料，如聚苯乙烯等。反应容器可以在内壁预先包被抗原或抗体，也可不包被，也可在其内预先存放包被好的磁珠或塑料球。反应容器的存储和供给由反应容器供给单元完成。反应容器供给单元主要采用两种主要方式存放和提供反应容器，一种是料仓式，反应容器可以成包散乱倒入反应容器供给单元的料仓中，然后反应容器供给单元自动将反应容器逐次单个排序，供给反应容器到转移单元；另一种方式是预排列式，反应容器预先排列在反应容器托盘、盒或反应容器架、槽道上，反应容器供给单元每次可将整盘、整盒反应容器或一排、一列反应容器输送至目标位置。

反应容器在本发明装置中不同位置之间的转移可由转移单元完成。转移单元可以是任何合适的可以转移或移动反应容器的机构，本发明优选的转移单元主要包括驱动机构、水平运动机械臂、抓放机构等结构。抓放机构通常为机械手指，可以抓放反应容器，水平运动机械臂在驱动机构驱动下可沿着X向、Y向、X向和Y向、径向、周向、径向和周向等方向移动抓放机构，将抓放机构抓取的反应容器移动到不同位置。除了水平运动外，转移单元还可做上下运动，将反应容器放入不同的位置或从不同的位置取出。根据测试速度和整机布局不同，可设置一个或多个转移单元。

加注单元完成样本、试剂的加注。加注单元一般由钢针或一次性吸嘴(Tip)、加注运动驱动机构、注射器或注液泵、阀、流体管路以及清洗池(当采用Tip时也可没有清洗池)等组件构成。为了完成吸取样本、试剂及其加注动作，加注单元除了可以上下运动外，还可以水平运动，水平运动通常有旋转、X向、Y向等几种运动形式及其组合。加注单元可以是一个，既加样本又加试剂，这样可使整机结构更紧凑和成本更低。为了提高测试速度，加注单元还可进一步包括一个或几个样本加注单元、一个或几个试剂加注单元，样本加注单元只加注样本或加注样本和部分试剂，试剂加注单元加注试剂。

为了方便加注单元的加注，本发明还可包括加注站。加注站位于转移单元和加注单元的运动范围内或可通过水平运动运动到转移单元和加注单元的运动范围内。加注站接收和承载转移单元转移过来的反应容器、接受加注单元向反应容器内加注样本和试剂。加注站上设置反应容器位，用于放置需要加注样本和试剂的反应容器。为了使样本和试剂混合更均匀、反应更充分，同时为了精简整机结构和缩小体积，可在加注站集成混匀机构，对每次加注后的反应容器进行超声混匀、偏向旋转或震荡混匀，也可以将混匀机构，比如超声波发生器集成于加注单元，在加注样本和试剂的同时或加注动作完成后由加注单元产生的超声波实现混匀。本领域内技术人员可以理解，加注站也可不集成混匀机构，混匀还可由加注单元的吸排动作或冲击力完成。为了使整机更紧凑，加注站也可整体集成于反应单元上，这样加注站可以不位于转移单元的轨迹下。

反应单元孵育反应容器内的反应物并转送反应容器。反应单元主要包括保温装置和旋转装置。保温装置外围通常具有保温棉等隔热材料，通常包裹或包围旋转装置的底部、周边和上部，侧面或底部内侧可设有加热装置和传感器，上部一般为盖板等结构，为反应单元提供恒温孵育环境并防止或减少反应单元热量的散失。当然，为了传热效率更高，加热装置也可以安装在旋转装置上。除了提供孵育环境外，保温装置还可支撑和固定清洗分离单元的磁场产生装置，为清洗分离提供磁场环境。此外，如果测量单元旋转安装在反应单元上，保温装置不仅可以为测光单元提供安装位置，还可实现测光单元所需的暗室环境。旋转装置最好为一个，包括驱动、传动机构及相关的控制电路等，控制和带动旋转装置每隔固定时间(比如一个循环或周期)旋转固定的角度，转送所述反应容器位前进一定的位置(比如前进一个反应容器位)。旋转装置上设置若干个独立的孔、槽、托架、底座或其他适合承载反应容器的结构，定义为反应容器位。反应容器位除了承载反应容器位外，还可以固定反应容器。此处“固定”指反应容器在反应容器位内不会移动或滑动，但可随着反应容器位一起整体运动。这样可使反应容器与反应容器位贴合更紧，间隙更小，不仅有利于反应容器的传热孵育和精准定位，还可使旋转装置结构更精简、容纳更多反应容器位、生产制造成本更低，从而有效解决了某些现有技术中由于反应容器在反应容器位内移动而引起的传热效率差、空间浪费、结构复杂等缺点和缺陷。除了承载和固定外，反应单元还孵育反应容器内的反应物。对于需要信号孵育的测试，本发明的反应单元还可实现信号孵育功能。

反应容器位根据其实现的主要功能的侧重点和必要性不同可分为两种或两类：第一反应容器位和第二反应容器位。第一反应容器位定义为反应单元的旋转装置上的可以转送反应容器到清洗分离单元进行清洗分离或/和测量单元进行测量的反应容器位。第一反应容器位主要容纳即将或正在清洗分离、测量的反应容器。第二反应容器位定义为反应单元的旋转装置上的除了第一反应容器以外的反应容器位，第二反应容器位是反应容器内的反应物反应孵育的主要场所，使反应容器内的样本分析物和相应的试剂以及试剂和试剂之间相互反应。只要需要孵育的反应容器内的反应物，不管需要孵育一次、两次还是更多次，都可在第二反应容器位完成孵育或先孵育一定时间，作为优选实施方式，第二反应容器位孵育包括需要孵育一次、两次或更多次的反应容器内的反应物，这样可使反应容器集中孵育，能够充分利用反应单元的空间。通常来说，第二反应容器位越多，可支持的孵育时间就越长，测试速度也越快。若反应容器在第二反应容器位孵育完成或孵育一定时间后将要进行清洗分离，则由转移单元转移到第一反应容器位。需要说明的是，虽然第一反应容器位的主要功能为在旋转装置的旋转下，将其上的反应容器转送到清洗分离装置进行清洗分离或/和测量单元进行测量，但其转送反应容器到清洗分离单元的过程中还可以实现孵育、转送反应容器离开清洗分离单元后还可实现全部的或部分的信号孵育，当然当第一反应容器位数量有限时，也可不实现孵育和信号孵育功能。对于全部的或部分的信号孵育的情形，以酶促化学发光的信号孵育为例，若其信号孵育需要6分钟，第一反应容器位可实现全部6分钟的信号孵育或只实现3分钟的信号孵育，余下的信号孵育可在测量单元完成，当然也可不实现信号孵育，信号孵育功能完全由测量单元完成。第一、第二反应容器位的设置不仅避免了反应容器在第一反应容器位之间的转移，还可以有效减少反应单元的尺寸和精简控制流程和动作，不仅如此，还同时方便整机布局、最大程度提高反应单元的空间利用率，使整机结构更为紧凑、成为更低。

清洗分离单元对第一反应容器位上的反应容器进行清洗分离，以去除反应物中未结合的成分。免疫技术根据反应过程中未结合成分(最主要的为标记物)是否需要清洗分离，可分为均相反应(不需要分离)和非均相反应(需要分离)，大多数免疫分析技术采用非均相的免疫反应模式。免疫反应分两步进行，在得到含标记抗原或抗体的免疫复合物的同时，通过不同的分离手段，去除反应物中未结合的成分(主要为游离的标记抗原或抗体)，再在含标记物的免疫复合物基础上完成发光反应。为实现游离标记物和免疫复合物标记物的分离，各系统采用的方法各有不同，主要采用固相(板式化学发光)、过滤分离(过滤膜分离)、珠式(直接通常在毫米级，通常为塑料珠、玻璃珠等)分离、顺磁性颗粒(直径通常在几纳米至几十微米，又称磁微粒、磁珠等)分离。由于顺磁性颗粒包被表面积大，目前已成为非均相发光免疫分析技术的首选分离方法。

本发明装置支持非均相免疫反应的各种分离模式。下面以顺磁性颗粒的清洗分离为例简述本发明装置清洗分离单元的工作原理。本发明清洗分离单元包括磁场产生装置和冲洗机构。磁场产生装置提供磁场环境，使反应容器内的顺磁颗粒吸附到反应容器内壁。由于在磁场中的响应时间、移动距离和阻力等因素，顺磁性颗粒吸附到反应容器内壁需要一定的时间，通常为几秒到几十秒不等，这样在每次吸取废液(包括未结合成分)前，第一反应容器位上的反应容器需要经过磁场一段时间。本发明的一种优选实施例中，磁场产生装置可直接安装或固定在反应单元的保温装置，这样不仅可以节省额外的固定机构，降低成本，还可使磁铁产生装置更靠近反应单元的第二反应容器位，从而减少顺磁颗粒的吸附时间，提高清洗分离效率。冲洗机构包括吸液和注液装置，实现未结合成分的抽吸和清洗缓冲液的注入。吸液装置包括吸液针、吸液管或吸液嘴等适合抽吸液体的吸液部，吸液部布置在反应单元的第一反应容器位的上方，可以通过驱动机构的带动进出第一反应容器位上的反应容器，抽吸反应容器内的未结合成分。注液装置包括注液部，注液部同样布置在反应单元的第一反应容器位的上方，向抽吸后的反应容器内注入清洗缓冲液。每次冲洗包括一次吸液和一次注入清洗缓冲液和过程，一般冲洗三次或四次，即进行三次或四次冲洗，当然冲洗次数也可灵活多变。为了使清洗更彻底，残留更少，还可在注液位设置混匀器混匀反应容器或利用注液时的冲击力，在注清洗缓冲液同时或注清洗缓冲液后使顺磁性颗粒重悬浮和均匀分散在清洗缓冲液中。反应单元旋转装置转送反应容器到清洗分离单元时，清洗分离单元开始对第一反应容器位上的反应容器进行清洗分离。此外，为了精简机构，清洗分离单元还可进一步包括信号试剂加注机构，在反应单元第一反应容器位上的反应容器完成清洗分离后，向其内加注全部或部分信号试剂，比如加注全部的第一、第二信号试剂或只加注第一信号试剂等，余下的信号试剂可在测量时加注。这样可以充分利用清洗分离机构的功能，缩减了机构体积和节省了成本。

由以上描述可知，清洗分离单元布置在反应单元周边或反应单元上，可以直接对反应单元第一反应容器位上的反应容器进行清洗分离，这样可以避免设置独立的清洗分离单元，如独立的清洗分离盘或清洗分离轨道等，不仅精简了组件和整机机构，使整机机构更紧凑和成本更低，还避免了反应容器在独立的清洗分离单元和反应单元之间的转移，使整机控制流程更简单高效，从而提高处理效率和可靠性。

测量单元对反应容器内的信号进行测量。信号为反应容器内加入信号试剂后产生的电信号、荧光信号或微弱化学发光信号等。测量单元包括微弱光探测器光电倍增管(PMT)或其他灵敏的光电感应器件，可把测量的光信号转换为电信号，传送至控制中心。此外，为了提高测量效率和保证测量一致性，测量单元还可进一步包括光信号收集和校准等光学装置。本发明的一种优选实施例中，测量单元可以通过通用方式连接或安装到反应单元上，比如直接安装固定在反应单元上或通过光纤连接安装到反应单元上，这样可以直接对第一反应容器位上的反应容器内的信号进行测量，避免设置独立的测量单元，省去反应容器在反应单元和测量单元之间的转移，可使整机机构更紧凑、成本更低、控制流程更简单高效、处理效率和可靠性更高。当然，根据实际设计的需要，本发明的另一种实施例中，还可以独立设置测量单元，测量单元包括独立于反应单元的测量位置，由转移单元将需要测量的反应容器从反应单元的第二反应容器位转移至测量单元的测量位置进行测量。该实施例可以使测量单元的布置更加灵活，不必依赖于反应单元，也方便针对测量单元设计避光机构，有利于整机布局和模块机构设计。

此外，为了输送样本、存储试剂和信号试剂，本发明的自动分析装置还可设置样本输送单元、试剂存储单元、信号试剂存储单元。

样本输送单元用于放置待检样本管并将目标样本管输送至吸样本位。样本输送单元有轨道进样、样本盘进样和固定区域进样三种主要方式，样本管通常放置在样本架上，每个样本架一般放置5个或10个样本管，样本架放置于传输轨道上、样本盘上或分析装置的固定区域。

试剂存储单元冷藏试剂并将目标试剂转送至吸试剂位。试剂存储单元通常采用试剂盘和固定试剂存储区两种方式，为了保证试剂的稳定性，试剂盘一般具有制冷功能，如4～10℃。试剂盘上一般设置若干个试剂容器位，用于放置试剂容器。每个试剂容器设置若干个独立的腔体，用于存放不同的试剂组分，如磁微粒试剂、酶标试剂、稀释液等试剂组分。

信号试剂存储单元存储信号试剂。清洗分离后需要测量的反应容器，需要注入信号试剂产生信号。对于吖啶酯标记的闪光体系，信号试剂包括预激发液、激发液等，对于酶标记的酶促发光体系，信号试剂包括螺旋金刚烷类底物、鲁米诺及其衍生物类底物等，对荧光体系，信号试剂可以是4-甲基伞酮等。加注信号试剂的机构可以耦合于清洗分离单元，这样可精简机构，也可以由单独的机构实现，这样可使加注动作更灵活，当信号试剂不止一种时，加注信号试剂机构可不止一个。有些发光体系，如吖啶酯标记的闪光体系，要求加注信号试剂时或加注完所有信号试剂后立即测量，不需要信号孵育，有些发光体系，如酶促发光体系，要求加注信号试剂后信号孵育一段时间再测量。

本发明自动分析装置的第一种实施方式，参考图4。自动分析装置100包括样本输送单元30、试剂存储单元40、条码识别单元7、加注单元20、加注站4、反应容器供给单元3、转移单元50、反应单元10、清洗分离单元2、信号试剂存储单元6以及测量单元1等。下面分别叙述各部分的功能和作用。

样本输送单元30用于放置待检样本管31并将目标样本管输送至吸样本位。本实施例中，样本输送单元30为样本盘，样本盘上放置弧形样本架(图中未标出)上，每个弧形样本架放置10个样本管31。样本盘可在控制中心的控制下由驱动机构带动将目标样本转送至吸样本位，吸样本位位于加注单元20的水平运动轨迹与样本管中心圆的交点处。

试剂存储单元40冷藏试剂容器41并将目标试剂转送至吸试剂位。本实施例中，试剂存储单元40为试剂盘，设置25个试剂位，可容纳25个试剂容器41(或试剂盒、试剂瓶，为表述方便，以下简称试剂瓶)。本实施例中，每个试剂瓶41设置4个腔体41a、41b、41c、41d，可用于存放磁微粒试剂、酶标试剂、稀释液等试剂组分。试剂盘可在控制中心的控制下由驱动机构带动将目标试剂瓶转送至吸试剂位，吸试剂位位于加注单元水平运动轨迹与试剂腔中心圆的交点处，本实施例中，与对应4个试剂组分对应，有4个吸试剂位(图中未标出)。

为了识别样本架、样本管以及试剂瓶，自动分析装置100还设置条码扫描单元7，用于扫描和识别样本架、样本管以及试剂瓶上的条码信息。条码扫描单元可采用固定式、手持式等，也可设置多个，本实施例为了使整机结构紧凑和降低成本，条码扫描单元7为固定式，可同时扫描样本盘上的样本信息和试剂盘上的试剂信息。

加注单元20完成样本、试剂的加注。加注单元水平运动轨迹与加注站4、样本盘30和试剂盘40相交，交点处分别为加注位、吸样本位和吸试剂位。本实施例中，加注单元为单一加样机构，可做上下和水平旋转运动，既加注样本又加注试剂，这样可使整机结构更紧凑和成本更低。

本实施例中，加注站4位于转移单元50和加注单元20的水平运动轨迹下，接收和承载转移单元50转移过来的反应容器、接受加注单元20向反应容器内加注样本和试剂。加注站上设置反应容器位，用于放置需要加样本和试剂的反应容器。本实施例中，在加注站集成混匀机构，对每次加注后的反应容器进行超声混匀、偏向旋转或震荡混匀，这样技术实现难度更低，结构更紧凑。

反应容器供给单元3存放和提供反应容器。本实施例中，为了使整机更为紧凑和成本更低，反应容器供给单元采用预先排列式。反应容器供给单元3包括两个反应容器托盘，反应容器托盘上设置若干数量的反应容器位，存放未使用的反应容器。反应容器供给单元3在转移单元50的水平运动范围内，这样转移单元50可以遍历托盘上每个反应容器位上的未使用的反应容器，为新开始的测试提供未使用的反应容器。

转移单元50在自动分析装置100的不同位置之间转移反应容器。本实施中，转移单元50设置为1个，可做三维运动，这样可使整机更为紧凑和成本更低。转移单元50包括X向运动机械臂50b、Y向导轨50a、Y向运动机械臂50c以及垂直运动机构和机械手指(图中未标出)等机构。转移单元50运动轨迹覆盖边界矩形56内的范围，可将反应容器在反应容器供给单元3、加注站4、反应单元10上的第一反应容器位、反应单元10上的第二反应容器位、丢反应容器孔5之间转移。此外，由于转移单元50运动轨迹覆盖反应单元10上的多个第一反应容器位，转移单元可以通过将反应容器放入不同的第一反应容器位或从不同的第一反应容器位上转移出应容器来实现灵活的孵育时间。

反应单元10孵育并转送反应容器。本实施例中，本实施例中，反应单元10的保温装置为锅体12和上盖(图中未标出)，旋转装置为一个反应盘11。锅体12侧面或底部内侧有加热器和传感器，包围反应盘11的底部和周边，为反应单元10提供恒温孵育环境，防止或减少反应单元10热量的散失。除了提供孵育环境外，锅体12还支撑和固定清洗分离装置16的磁场产生装置，为清洗分离提供磁场环境。反应盘11可绕中心轴旋转，其上设置以旋转中心为圆心的四圈反应容器位，当然圈数是可以改变的，比如可以是2圈、3圈、5圈或更多等。其中，第一反应容器位分布在外圈11d上，第二反应容器位分布在内三圈11a、11b、11c上。第一反应容器位转送反应容器到清洗分离单元2和测量单元1，其上的反应容器经过清洗分离单元2时，由清洗分离单元2对其进行清洗分离；经过测量单元1时，由测量单元对其内的反应信号进行测量。

清洗分离单元2用于对第一反应容器位上的反应容器进行清洗分离，以去除反应物中未结合的成分。本实施例中，自动分析装置100采用顺磁性颗粒清洗分离方法。清洗分离单元2的磁铁产生装置为永磁体装置，这样可以提供更强和更稳定的磁场环境。清洗分离单元2的冲洗机构包括吸液装置和注液装置以及混匀机构。反应单元10转送反应容器到清洗单元2时，开始经历清洗分离过程。

信号试剂存储单元6存储信号试剂。本实施例中，信号试剂存储单元6存放两瓶相同信号试剂，可方便用户更换，当然也可放置合适数量的多种信号试剂。

测量单元1对第一反应容器位上的反应容器内的信号进行测量。本实施例中，测量单元1直接安装在反应单元，对反应容器内加入信号试剂后产生的微弱化学发光信号进行测量。测量单元1包括微弱光探测器光电倍增管(PMT)或其他灵敏的光电感应器件，可把测量的光信号转换为电信号，传送至控制中心。

下面以一个一步法测试为例，结合附图4和5，简述自动分析装置100的测量流程和步骤。测试开始后，

步骤200加载反应容器：转移单元50从反应容器供给单元3转移一个未使用的反应容器到加注站4的反应容器位上。

步骤201加注样本和试剂：加注单元20分别从吸样本位和吸试剂位吸取样本和试剂加注到加注站4上的反应容器内，

步骤202混匀：若需要混匀，则集成于加注站4的混匀机构对反应容器内的样本和试剂进行混匀。若不需要混匀，则省略该步骤，

步骤203孵育：转移单元50从加注站将加注完样本和试剂的反应容器转移到反应盘11内三圈(11a、11b、11c)的其中一圈的第二反应容器位，反应容器开始在反应单元孵育。反应容器孵育的同时，每隔固定时间随反应盘11旋转前进一个位置。孵育时间因具体测试项目而异，一般为5-60分钟，

步骤204清洗分离：孵育完成或孵育一定时间后，转移单元50将反应容器从反应盘11的第二反应容器位转移至外圈11d的第一反应容器位，反应盘11每隔固定时间旋转前进1个位置，转送第一反应容器位上的反应容器到清洗分离单元2，经过清洗分离单元2的磁场、由清洗分离单元2的冲洗机构和混匀机构对反应容器完成吸液、注清洗缓冲液、清洗混匀直至完成清洗分离，

步骤205加注信号试剂：清洗分离完成后，反应盘11继续转送第一反应容器位上的反应容器离开磁场区域，由信号试剂注液机构向反应容器内注入信号试剂，

步骤206信号孵育：若需要信号孵育，则反应容器在第一反应容器位信号孵育的同时随反应盘11每隔固定时间旋转前进一个位置，若不需要信号孵育，则可省略该步骤，

步骤207测量：第一反应容器位上的反应容器转送至测量单元1时，由测量单元1对反应容器内的反应信号进行测量，测量结果经处理后传送至自动分析装置的控制中心，

步骤208丢弃反应容器：转移单元50将测量后的反应容器从第一反应容器位转移至丢弃孔5丢弃。

参考附图4和附图6，延时一步法测试流程和步骤与一步法试不同之处在于步骤301～305，将试剂分二次分注和增加了一次孵育，其他步骤与一步法类似，不再赘述。

步骤301加注样本和第一试剂：加注单元20分别从吸样本位和吸试剂位吸取样本和第一试剂加注到加注站上的反应容器内，

步骤302混匀：若需要混匀，则集成于加注站4的混匀器对反应容器内的样本和第一试剂进行混匀。若不需要混匀，则省略该步骤。

步骤303孵育：转移单元50从加注站4将加注完样本和第一试剂的反应容器转移到反应盘11内三圈(11a、11b、11c)的第二反应容器位，反应容器开始在反应单元第一次孵育。反应容器第一次孵育的同时，每隔固定时间随反应盘11旋转前进1个位置。第一次孵育时间因具体测试项目而异，一般为5-60分钟，

步骤304加注第二试剂：第一次孵育结束后，转移单元50从反应单元10的第二反应容器位将反应容器转移至加注站4，加注单元20从吸试剂位吸取第二试剂加注到加注站4上的反应容器内，

步骤305混匀：若需要混匀，则集成于加注站4的混匀器对反应容器内的反应物进行混匀。若不需要混匀，则省略该步骤，

参考附图4和附图7，两步法测试流程和步骤与延时一步法试不同之处在于增加了步骤404，增加了一次清洗分离：

步骤404清洗分离：孵育完成或孵育一定时间后，转移单元50将反应容器从反应盘11的第二反应容器位转移至第二反应容器位，反应盘11每隔固定时间旋转前进一个位置，转送第一反应容器位上的反应容器到清洗分离单元2，经过清洗分离单元2的磁场、由清洗分离单元2的冲洗机构和混匀机构对反应容器次完成吸液、注清洗缓冲液和清洗混匀直至完成第一次清洗分离。第一次清洗分离完成后，转移单元50将反应容器从反应盘11的第一反应容器位转移至加注站4。

两步法其他步骤与延时一步法类似，不再赘述。

由以上描述可见，自动分析装置100不仅省去了现有技术采用的清洗分离盘和/或测量盘，缩减了整机尺寸和降低了成本，还精简了测试步骤和降低了控制的复杂度和难度，避免了反应容器在多个盘之间的转移。此外，反应单元通过设置不同的反应容器位，在反应单元上或周边布置清洗分离单元和测量单元，将孵育主要在第一反应容器位实现，清洗分离和测量在第二反应容器位实现，可以进一步缩减反应单元的尺寸，使整机结构更加紧凑，成本更低，测试效率更高。另外，转移单元运动轨迹覆盖多个第一反应容器位，还可以实现灵活的孵育时间。

除了以上提到的独特优势之外，本发明的自动分析装置还可以灵活拓展，实现产品的系列化。在实施例1的基础上，为了进一步提升整机规格参数和测试通量，满足标本量更大的终端客户需求，可以通过增加转移单元和加注单元数量、适当增大反应单元尺寸或增加反应单元数量等方式来实现。参考图8为本发明自动分析装置的第二种实施方式示意图。样本输送单元30采取轨道和样本架的进样方式，这样可以容纳更多样本，可以实时追加样本，操作也更为方便。样本架32和其上的样本管31可被输送到第一加注单元21的运动轨迹下。试剂存储单元40增加了试剂存放位置，可以放置更多试剂容器。加注单元20包括第一加注单元21和第二加注单元22，第一加注单元21只加注样本或加注样本和部分试剂，第二加注单元22加注试剂，当然也可增加更多的加注单元，这样提高了加样本和试剂的速度。反应容器供给单元3采用料仓式，反应容器可以成包散乱倒入反应容器供给单元3的料仓中，这种方式可使反应容器的供给更多、更快、更方便。转移单元50包括第一转移单元51和第二转移单元52，第一反应容器单元51主要在反应单元10的第一反应容器位和第二反应容器位以及反应容器丢弃孔等位置之间转移反应容器，第二转移单元52主要在反应容器供给单元3、加注站4和反应单元10之间转移反应容器。本领域普通技术人员可以理解，通过合理的布局和分配，任意两个位置之间反应容器的转移都可通过第一或第二转移单元或两者同时完成。当然，转移单元可以不止2个，可以根据需要设置更多的转移单元以提高反应容器转移的效率和速度。反应单元10布置了更多反应容器位，可以容纳更多的反应容器，提高了连续孵育和转送反应容器的数量，提升了测试通量。

该实施例的测试流程和步骤与实施例一主要不同在于加注样本和试剂由第一和第二加注单元协调配合完成，反应容器转移由第一和第二转移单元协调配合完成，其它动作和流程与实施例一相同或相似，参考图5～图7，不再赘述。该实施例与现有技术相比，避免了额外的大尺寸的清洗分离盘和测量盘以及复杂的反应容器转移控制流程，同时通过功能不同的反应容器位的分区或分类也减少了反应单元自身的尺寸，从而使整机更为紧凑、成本更低、效率更高和可靠性更好。

由于两步法需要两次清洗分离，为了提高两步法或清洗分离的测试效率，本发明还可以通过调整反应单元10的功能分区来实现。参考附图9，为本发明自动分析装置的第三种实施方式示意图。与实施例一主要不同在于反应单元10的第一反应容器位区为11c、11d，第二反应容器位区为11a、11b。清洗分离单元2的磁场产生装置可设置在第一反应容器位区11c、11d之间下方的锅体上或其他合适的位置，可通过增加清洗分离单元2的注液部和吸液部数量实现同时对11c、11d上的反应容器进行清洗分离。该实施例中，清洗分离单元2可同时对第一反应容器位区11c、11d上的第一反应容器位进行清洗分离，从而提高了清洗分离的效率，解决了现有技术中清洗分离效率低下或两步法测试速度慢的问题，也避免了现有技术中需要2个或多个分立的清洗分离单元造成的体积大、成本高等缺点。本领域普通技术人员可以理解，反应单元10可以设置更多圈或更少圈反应容器位，第一反应容器位区和第一反应容器位区包括的反应容器位可以灵活得任意组合，不限于本实施例的方案。

为了使清洗分离单元机构更为紧凑，同时最大限度减少清洗分离单元对测量单元的影响，如清洗分离过程造成的温度波动等，也可简单通过调整反应单元10的功能分区来实现。参考附图10，为本发明自动分析装置的第四种实施方式示意图。与实施例一主要不同在于反应单元10的第一反应容器位区为内圈11a、外圈11d，反应容器位区为中间两圈11b、11c。其中，第一反应容器位区11a上的反应容器位主要用于清洗分离，第一反应容器位区11d上的反应容器位主要用于测量。清洗分离单元2的磁场产生装置可设置在第一反应容器位区11a里侧下方的锅体上或其他合适的位置，清洗分离单元2的注液部和吸液部可对11a上的反应容器进行清洗分离。反应容器在第一反应容器位区11a上的反应容器位完成清洗分离后，若需要测量，则由转移单元50转移到第一反应容器位区11d上的反应容器位上，由第一反应容器位区11d上的反应容器位转送到测量单元1完成测量。若反应容器在测量前需要信号孵育，则反应容器在转送的过程成可实现信号孵育。该实施例的测试流程和步骤与实施例一主要不同在于清洗分离后需要测量的反应容器，需由转移单元50转移到第一反应容器位区11d的反应容器位上，继续完成转送和测量，其它动作和流程与实施例一相同或相似，参考图5～图7，不再赘述。该实施例中，清洗分离单元2布置于反应单元里侧，测量单元布置于反应单元外侧，清洗分离单元结构可以更为紧凑，还可以减少由于清洗分离过程可能造成的温度波动对反应孵育和信号孵育的影响。

依据整机结构、布局或具体组件结构以及生产、组装工艺等因素的不同，本发明装置中测量单元的布置和安装也可以以多种方式灵活安排。参考图11和图12为本发明自动分析装置的第五种和第六种实施方式示意图。实施例五中，测量单元包括测量主体1b和连接部分1a，连接部分1a可以是光纤等信号传送装置，其一端连接或安装到反应单元10上，另一端连接或安装到测量主体1b。通过这种方式，可以灵活调整和布置测量单元1在自动分析装置100中的位置而不必受限于反应单元10。实施例六中，测量单元1竖直连接或安装在反应单元10第二反应容器位的上部，这样可以更充分利用整机空间，减少整机尺寸。实施例五和六其它单元和测试方法与实施例1相同或相似，不再赘述。

本发明装置中的反应单元除了以上叙述中的实现方式外，也有多种实施方式。参考图13、图14别为本发明装置反应单元的第二种和第三种实施方式示意图。反应单元的第二种实施例中，反应单元10的反应盘11包括第一反应容器位区11d和第二反应容器位区11a。第一反应容器位区11d位于反应盘外缘，是以反应盘中心轴为圆心的至少一圈反应容器位。第二反应容器位区集中分布于位于反应单元上第一反应容器位区以外的区域，反应单元的本实施例中，第二反应容器位区11a位于反应盘里侧，成蜂窝状分布，这样可以充分利用反应单元10上的空间，设置更多的第一反应容器位，容纳更多的反应容器，提高测试通量。反应单元不只局限于圆盘形状，还可以是其它形状或构造，如轨道式或矩形等。反应单元的第三种实施例中，参考图14，反应单元为矩形形状。同样地，反应单元包括旋转装置11和保温装置12，旋转装置11包括第一反应容器位区11d、第二反应容器位区11a和11b，第一反应容器位转送反应容器到清洗分离单元2和测量单元1，第二反应容器位实现主要的孵育。

本发明还提供一种自动分析装置，加注单元，加注样本或/和试剂到反应容器，反应单元，孵育反应容器内的反应物并转送反应容器，清洗分离单元，清洗分离反应容器内的反应物，测量单元，测量反应容器内的反应信号，所述反应单元包括一个旋转装置，所述旋转装置上设置反应容器位，用于承载和固定反应容器；所述反应容器位包括第一反应容器位和第二反应容器位，所述第一反应容器位转送反应容器到所述清洗分离单元，所述第二反应容器位孵育包括需要孵育两次的反应容器内的反应物；所述清洗分离单元对所述第一反应容器位上的反应容器内的反应物进行清洗分离，所述测量单元包括独立于反应单元的测量位置，所述测量单元对位于所述测量位置上的反应容器内的反应信号进行测量。

参考图15为本发明自动分析装置的第七种实施方式示意图。该实施例与前述实施例最大的区别在于测量单元对位于独立于反应单元的测量位置上的反应容器内的信号进行测量，而不是直接对反应单元上第一反应容器位上的反应容器内的信号测量。自动分析装置100的测量单元1包括测量主体1b和测量位置1c，测量位置1c独立于反应单元，测量位置1c和反应单元第一反应容器位之间反应容器的转移依靠转移单元50来实现。为了容易实现避光，测量位置1c可以做成固定位置，反应容器的进出口设置“天窗”机构，平时关闭以保证测量单元的暗室环境，反应容器进出时打开；测量位置也可以做成移动位置，为了容易避光，测量位置可以以推拉抽屉等形式远离或靠近测量主体1b。当然测量位置及相应的避光结构可以是其他合适的实现方式。此外，信号试剂的加注也可在测量位置1c完成。该实施例除了具备自动分析装置实施例一的优点外，还可以使测量单元1相对独立，更容易实现测量时的密闭暗室环境，而反应单元不需要再设置专门针对测量单元1要求避光的结构。自动分析装置100的其它单元与自动分析装置实施例一相同。该实施例的测试流程和步骤参考图5、图6和图7，与自动分析装置实施例一的主要不同在最后的加注信号试剂、测量、丢弃反应容器三个步骤，其余相同或相似。自动分析装置实施例一的加注信号试剂步骤在反应单元上的第二反应容器位完成，本实施例中的加注信号试剂步骤可以在反应单元上的第二反应容器位完成，也可以在测量位置1c完成，还可以在反应单元上的第二反应容器位完成第一信号试剂的加注，在测量位置1c完成第二信号试剂的加注。测量步骤，转移单元50将需要测量的反应容器从反应单元上的第二反应容器位转移到测量位置1c，由测量单元对位于测量位置的反应容器内的反应信号进行测量；丢弃反应容器步骤，转移单元50将完成测量的反应容器从测量位置1c转移到丢弃孔丢弃。本领域普通技术人员应该明白，本实施例与前文所述自动分析装置的各种实施例以及测量单元和反应单元的各种实现方式和实施例，可以按照任意合适的方式组合或结合在一起。

本发明实施例中描述的技术特征或操作步骤可以按照任何合适的方式进行组合。本领域内普通技术人员容易理解，本发明实施例描述的方法中的步骤或动作的顺序是可以改变的。因此，除非另有说明要求一定的顺序，在附图或者详细描述中的任何顺序只是为了用作说明的目的，而不是必须的顺序。

本发明的各实施例中可以包括各种步骤，这些步骤可以体现为可由通用或专用计算机(或其它电子设备)执行的机器可执行的指令。可选地，这些步骤可以由包括了用以执行这些步骤的特定逻辑电路的硬件元件执行或者由硬件、软件和/或固件联合执行。

以上通过具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。此外，以上多处所述的“一个实施例”“本实施例”等表示不同的实施例，当然也可以将其全部或部分结合在一个实施例中。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。