一种用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统的制作方法

本发明属于血液细胞分析设备技术领域，特别涉及一种用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统。

背景技术：

在医学体外诊断分析仪器中，例如血液细胞分析仪和流式细胞分析仪中，一般使用流动聚焦术将样品内的细胞约束为单细胞流体，并测量细胞依次单个流过石英流动室或者微孔时产生的脉冲信号（包括光学散射、荧光信号或电阻抗信号），并由电子系统对不同幅度和宽度的脉冲信号进行信息统计与分析。这些细胞分析仪的诊断结果，是患者病情进行诊断和分析的重要环节，可直接指导着后续医疗行为的开展。

依据不同种类血细胞在物理和生化性质方面的差异，可基于库尔特原理、流式细胞术在不同系统中，采用细胞染色、光散射、电阻抗等方式进行细胞种类的判别和计数，提供血细胞五分类、免疫分型、肿瘤倍体分析以及细胞因子等各应用信息。在这些细胞分析仪进行诊断分析时，首先需要通过样品上样装置从采血管或试管中，吸取一定量荧光标记后的血液或细胞等样品，并通过进样毛细管或采样针，将吸取的样品注入分析池或流动室，并依次被仪器检测识别到。因此如何在用户放置样品管（包括采血管或试管）后，自动对样品进行转移是样品上样装置的首要目标。

同时从试管中吸取血液、细胞等样品后，会在采样针内、外表面及样品进样通道留下残留，在采集下一个样品并分析前，需要把这些残留的血样或细胞清洗干净避免对下一个样品的检测造成交叉污染。目前通常的原理是采用清洗液冲洗及收集装置（以下称之为“拭子”），如专利号为us5,408,891的美国专利和申请号为200610021359.2、201210222699.7的中国专利所公开的拭子结构，这三份参考文献详细说明了拭子各腔体、进液口和排液口的细节设计，但并没有给出拭子、采样针以及试管上下相对移动的结构与方案。

另外出于医疗器械洁净与安全的考虑，需保证样品上样过程中无液体飞溅、且上样机械结构对医护人员无损伤。如申请号为201210222699.7的中国专利中，提出了带挡环的上样针结构用于避免试管内带血气泡对拭子的污染；但该文献中的进样过程中是采样针快速上下移动，存在较大的穿刺安全隐患，且并无提样结构的公开。

因此，如何能够同时完成拭子与采样针的相对移动及上下位置控制、完成样品管中样品的吸取转移、并确保无液体飞溅无安全隐患，成为本领域人员所要解决的技术问题。若能设计出全自动的细胞样品进样、清洗及脱离系统，对采样针内外表面残留的样品进行清洗，并通过合理设置保证成本低廉和使用便捷的特性，必将使得流式细胞仪与血细胞分析仪等分析仪器更具市场竞争力。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够完成全自动的细胞样品管的进样、清洗及脱离，并对采样针内外表面残留样品进行清洗的用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统，包括采样针和拭子，其特征在于：所述采样针固定设置在采样针支架上，所述采样针支架与基板固定连接，在所述基板上设置有拭子滑动机构以及样品管提升机构，所述拭子与拭子滑动机构连接，所述样品管放置于样品管提升机构上，所述采样针穿过拭子且在采样过程中伸入至样品管内，所述样品管提升机构在驱动机构的作用下向上提升；在提升过程中，所述样品管上端开口部与拭子底部紧密配合形成密封且将拭子顶起，所述样品管提升机构和拭子滑动机构同步运动，所述样品管与拭子在紧密配合同步运动过程中始终保持相对密封状态。

本发明所述的用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统，其在所述拭子滑动机构上设置有拉簧，所述拉簧一端与拭子滑动机构连接，其另一端与基板底部连接，所述拉簧在样品管与拭子同步运动过程中处于拉伸状态。

本发明所述的用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统，其在所述基板上、沿拭子滑动机构滑动方向设置有限位槽，在所述拭子滑动机构上设置有与限位槽对应配合的上样挡板，所述拉簧上端与上样挡板连接，其下端与基板底部的拉簧销连接，当所述拭子滑动机构与样品管提升机构均处于最低位置时，所述样品管与拭子处于脱离状态，且所述采样针下端针尖部置于拭子内。

本发明所述的用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统，其在所述拭子滑动机构与样品管提升机构之间设置有固定连杆，所述固定连杆下端与样品管提升机构固定连接，在所述固定连杆上设置有竖向滑槽，所述竖向滑槽与拭子滑动机构上的滑动凸起部对应滑动配合，当所述样品管提升机构处于最低位置时，所述滑动凸起部位于固定连杆上竖向滑槽的最上端位置。

本发明所述的用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统，其所述拭子滑动机构包括拭子滑块组成和拭子支撑架，所述拭子支撑架和上样挡板分别固定连接在拭子滑块组成的两端部，所述拭子固定连接在拭子支撑架的端部；所述样品管提升机构包括样品管滑块组成和样品管提升杆，所述样品管滑块组成通过连接组件与驱动机构连接，所述样品管提升杆和连接组件分别固定连接在样品管滑块组成的两端部，所述样品管放置于样品管提升杆的端部，所述拭子滑块组成和样品管滑块组成分别滑动地设置在固定于基板上的直线导轨模组上。

本发明所述的用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统，其所述拭子滑块组成由上导轨滑块和上滑块组成，所述上导轨滑块可滑动地设置在直线导轨模组上，所述上滑块与上导轨滑块固定连接在一起，所述上滑块上端部与拭子支撑架固定连接，所述上滑块下端部与上样挡板固定连接，所述滑动凸起部固定连接在上滑块上；所述样品管滑块组成由下导轨滑块和下滑块组成，所述下导轨滑块可滑动地设置在直线导轨模组上，所述下滑块与下导轨滑块固定连接在一起，所述下滑块上端部与连接组件固定连接，所述下滑块下端部与样品管提升杆固定连接，所述固定连杆下端部固定连接在下滑块上。

本发明所述的用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统，其所述驱动机构包括驱动电机、同步齿形带、主动轮以及从动轮，所述驱动电机固定连接在基板上，所述主动轮与驱动电机的动力输出端连接，所述从动轮可转动地设置在基板上，所述同步齿形带两端绕接在主动轮和从动轮上，所述同步齿形带通过连接组件与样品管提升机构的下滑块连接在一起，所述样品管提升机构与同步齿形带同步运动。

本发明所述的用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统，其所述连接组件包括上样皮带垫片和皮带锁片，所述上样皮带垫片固定连接在下滑块的上端部，所述上样皮带垫片与皮带锁片相对设置且将同步齿形带夹紧于中间，在所述基板上、下部分别设置有光电传感器，所述皮带锁片与对应光电传感器配合，用于判断样品管提升机构的运动位置。

本发明所述的用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统，其所述拭子包括中心设有腔体的拭子本体，所述拭子本体中心的腔体由上部腔体、下部腔体以及连通上部腔体和下部腔体的中心通孔组成，所述上部腔体和下部腔体的直径大于中心通孔的孔径，即所述拭子本体中心腔体的整体结构呈两端大中间小的哑铃状结构，所述采样针的外径小于中心通孔的孔径，所述上部腔体与废液管连通，所述下部腔体与洗液管连通，当所述采样针穿过拭子本体的中心腔体时，用于对采样针的外壁进行清洗，当所述采样针的针尖位于上部腔体内时，通过反冲方式用于对采样针的内壁进行清洗。

本发明所述的用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统，其在所述拭子本体两端分别设置有用于对拭子中心腔体进行封闭的拭子上堵子和拭子下堵子，所述拭子上堵子设置在拭子本体上端面形成的拭子上圆台上，所述拭子上堵子与拭子上圆台配合形成用于与拭子滑动机构的拭子支撑架端部固定孔对应配合的环状卡接部，所述拭子下堵子设置在拭子本体下端面，并形成有内凹弧形结构，所述拭子下堵子的内凹弧形与样品管上端开口部配合形成密封结构，在所述拭子上堵子和拭子下堵子上分别设置有用于采样针穿过的中心通孔。

本发明旨在提出一种可自动完成细胞分析中样品管提升及清洗的进样系统，其利用采样针固定的方式，通过拭子、样品管、拭子滑动机构以及样品管提升机构的相互配合以及相对移动的位置控制，能完成全自动的细胞样品管进样、清洗及脱离功能。本发明整体结构简洁，且节约了样品针清洗时间，提高了检测效率，只用一个驱动机构即完成了两个活动部件的精密配合，且保证了成本低廉和使用便捷的特性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的拆分结构示意图。

图3是本发明中基板的结构示意图。

图4是本发明中在基板上安装有直线导轨模组及驱动机构的示意图。

图5是本发明中拭子滑动机构的结构示意图。

图6是本发明中样品管提升机构的结构示意图。

图7是本发明中拭子滑动机构与样品管提升机构在未有拉簧及固定连杆限制时分别位于上下极限位的结构示意图。

图8和图9是本发明中拭子的结构示意图。

图中标记：1为采样针，2为拭子，3为采样针支架，4为基板，5为拭子滑动机构，6为样品管提升机构，7为样品管，8为驱动机构，9为拉簧，10为上样挡板，11为固定连杆，12为滑动凸起部，13为直线导轨模组，14为上样皮带垫片，15为皮带锁片，16为夹管套，21为拭子本体，22为上部腔体，23为下部腔体，24为中心通孔，25为废液管，26为洗液管，27为拭子上堵子，28为拭子下堵子，29为拭子上圆台，41为限位槽，51为拭子支撑架，52为上导轨滑块，53为上滑块，61为样品管提升杆，62为下导轨滑块，63为下滑块，81为驱动电机，82为同步齿形带，83为主动轮，84为从动轮，111为竖向滑槽。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-6所示，一种用于细胞分析中样品管提升及清洗的自动进样系统，包括采样针1和拭子2，所述采样针1固定设置在采样针支架3上，所述采样针支架3与基板4固定连接，所述拭子2用于在样品管7上升过程中密封样品管7上端口，并在下降过程中对采样针1进行内外壁的清洗，在本实施例中，所述采样针1作为样品管7中溶液转移至流动室或分析池的液体通道，在采样针支架3上设置有用于控制样品上样管道的打开或关闭的夹管套16，所述采样针支架3用于采样针1和夹管套16的固定，更具体的，所述采样针1可为倒置的l形圆柱状中空结构，包含竖直段和水平段，其中竖直段用于插入样品管7底部进行上样，所述采样针1的竖直段长度略长于样品管7的高度，保证采样针1针尖能接触到样品管7底部，其水平段可通过橡胶管连接至夹管阀16，用于控制样品液体通道的打开及关闭，所述采样针1在整个自动进样过程中处于静止状态，在样品管7提升及采样针1清洗过程中，所述采样针1采用固定的方式，有效避免了尖锐的采样针1在高速运动中可能产生的人员危害。

其中，在所述基板4上设置有拭子滑动机构5以及样品管提升机构6，所述拭子2与拭子滑动机构5连接，所述样品管7放置于样品管提升机构6上，在所述拭子滑动机构5上设置有拉簧9，所述拉簧9一端与拭子滑动机构5连接，其另一端与基板4底部连接，所述采样针1穿过拭子2且在采样过程中伸入至样品管7内，优选伸入至样品管7内底部，所述样品管提升机构6在驱动机构8的作用下向上提升，在提升过程中，所述样品管7上端开口部与拭子2底部紧密配合形成密封且将拭子2顶起，所述样品管提升机构6和拭子滑动机构5同步运动，所述样品管7与拭子2在紧密配合的同步运动过程中始终保持相对密封状态，所述拉簧9在样品管7与拭子2同步运动过程中处于拉伸状态，以保证样品管与拭子的密封可靠性，同时还能为拭子提供向下复位的作用力，且在断电时拭子也能在拉簧作用下运动至低位置。其中，样品管是细胞分析待测样品的容纳器件，常为底部半球形的圆柱管状结构，其包含但不限于医用真空采血管、流式分析用5ml样品管和生物实验用1～5ml离心管等。

在本实施例中，所述驱动机构8包括驱动电机81、高扭矩的同步齿形带82、主动轮83以及从动轮84，所述驱动电机采用步进电机，所述驱动电机81固定连接在基板4上，所述主动轮83与驱动电机81的动力输出端连接，所述从动轮84可转动地设置在基板4上，所述同步齿形带82两端绕接在主动轮83和从动轮84上，所述同步齿形带82通过连接组件与样品管提升机构6的下滑块63连接在一起，所述样品管提升机构6与同步齿形带82同步运动。所述步进电机将电脉冲信号转变为角位移，并带动主动轮旋转，主动轮的轮面为星状突齿结构，可与同步齿形带形成咬合配合，进而使得同步齿形带上下运动，并带动固定至同步齿形带的样品管提升机构同步运动。其中，从动轮安装在基板上、从动轮的正下方，更具体的从动轮可包括从动轮轴、从动轮套柱、平垫圈和固定螺丝。所述直线导轨模组与同步齿形带平行设置，并固定至基板侧面板，用于样品管提升机构和拭子滑动机构的直线滑动。

如图3所示，所述基板4整体呈l形立页结构，其前面板较窄用于将自动进样系统固定至仪器内，并在顶部伸出方形区域设有连接部用于固定采样针支架3，其侧面板较宽，设有安装孔用于驱动电机81输出轴的伸出及驱动电机81的固定，并设有用于光电传感器固定的方孔，还设有用于直线导轨模组13安装的连接孔，其中，在所述基板4上、沿拭子滑动机构5滑动方向设置有限位槽41，所述限位槽41用于限定拭子的运动区间，在所述拭子滑动机构5上设置有与限位槽41对应配合的上样挡板10，所述拉簧9上端与上样挡板10连接，其下端与基板4底部的拉簧销连接，当上样挡板移动至基板上限位槽的最下端时，所述拭子滑动机构处于最低位置；所述拭子滑动机构5与样品管提升机构6之间设置有固定连杆11，所述固定连杆11下端与样品管提升机构6固定连接，在所述固定连杆11上设置有竖向滑槽111，所述竖向滑槽111与拭子滑动机构5上的滑动凸起部12对应滑动配合，当所述样品管提升机构6处于最低位置时，所述滑动凸起部12位于固定连杆11上竖向滑槽111的最上端位置，即此时样品管提升机构相当于是通过固定连杆挂接在拭子滑动机构上。当所述拭子滑动机构5与样品管提升机构6均处于最低位置时，所述样品管7与拭子2处于脱离状态，以便于对样品管进行更换，且此时所述采样针1下端针尖部置于拭子2内，即采样针采用固定方式且采样针针尖全程无暴露，有效避免了采样针对操作人员的潜在危害。

其中，固定连杆11用于限定拭子滑动机构5与样品管提升机构6之间的最远位置关系，当无样品管7放入时，固定连杆11处于拉伸受力状态，样品管提升机构6处于最低位；当样品管7放入并开始提升时，固定连杆11处于收缩不受力状态，拭子滑动机构5与样品管提升机构6之间的距离缩小。如图7所示，为该系统中不添加拉簧9及固定连杆11时，拭子滑动机构5和样品管提升机构6可运动至的最远位置及相互的位置关系。

如图5所示，所述拭子滑动机构5包括拭子滑块组成和拭子支撑架51，所述拭子支撑架51用于拭子2的固定，具体为方形臂状结构，其较大一端设有拭子固定孔，孔整体接近圆形，并在最远端设有一半圆形、下沿并设有突出状的卡子，拭子2可从近端推入远端将拭子2固定在拭子支撑架51上，所述拭子支撑架51和上样挡板10分别固定连接在拭子滑块组成的两端部，所述拭子2固定连接在拭子支撑架51的端部，其中，所述拭子滑块组成由上导轨滑块52和上滑块53组成，均为长方体状结构，所述上导轨滑块52可滑动地设置在直线导轨模组13上，所述上滑块53与上导轨滑块52固定连接在一起，所述上滑块53上端部与拭子支撑架51固定连接，所述上滑块53下端部与上样挡板10固定连接，所述滑动凸起部12固定连接在上滑块53上，在本实施例中，所述上样挡板10为l形结构，其长臂固定至上滑块53下端部，其短臂长度长于拭子滑块组成的高度，在样品上下自动进样过程中上样挡板的短臂位于基板的限位槽41内。

如图6所示，所述样品管提升机构6直接作用于样品管7底部，是整个自动提升及清洗过程的动作单元，其包括样品管滑块组成和样品管提升杆61，所述样品管提升杆61用于样品管7的提升，为方形臂状结构，其较小一端设有提升圆环，其圆环结构与样品管7底部半球形配合，用于样品管7的承载与固定，所述样品管滑块组成通过连接组件与驱动机构8连接，所述样品管提升杆61和连接组件分别固定连接在样品管滑块组成的两端部，所述样品管7放置于样品管提升杆61的端部，其中，所述样品管滑块组成由下导轨滑块62和下滑块63组成，均为长方体状结构，所述下导轨滑块62可滑动地设置在直线导轨模组13上，所述下滑块63与下导轨滑块62固定连接在一起，所述下滑块63上端部与连接组件固定连接，所述下滑块63下端部与样品管提升杆61固定连接，所述固定连杆11下端部固定连接在下滑块63上。

其中，所述连接组件包括上样皮带垫片14和皮带锁片15，所述上样皮带垫片14呈l形方柱体结构，其长臂固定至下滑块竖直上端部，其短臂与皮带锁片15相互固定，所述皮带锁片15呈t形薄片结构，所述上样皮带垫片14与皮带锁片15相对设置且将同步齿形带82夹紧于中间，进而将样品管提升机构6固定到同步齿形带82上，在样品管7上下自动进样过程中，同步齿形带82带动样品管提升机构6运动，在所述基板4上、下部分别设置有u形光电传感器，所述皮带锁片15的短臂与对应光电传感器配合，用于判断样品管提升机构6的运动位置，所述光电传感器安装至基板的方孔内。

如图8所示，所述拭子2用于采样针1内壁和外壁的清洗，并在上样过程中对样品管7的运动路径起到引导和限制作用，所述拭子2包括中心设有腔体的拭子本体21，其整体呈圆柱体结构，所述拭子本体21中心的腔体由上部腔体22、下部腔体23以及连通上部腔体22和下部腔体23的中心通孔24组成，所述上部腔体22和下部腔体23的直径大于中心通孔24的孔径，即所述拭子本体21中心腔体的整体结构呈两端大中间小的哑铃状结构，所述采样针1的外径略小于中心通孔24的孔径，在本实施例中，所述上部腔体和下部腔体的直径远大于采样针的外径，如3～7倍，而中心通孔的直径略大于采样针的外径，如0.25mm；所述上部腔体22与废液管25连通，所述下部腔体23与洗液管26连通，所述废液管25和洗液管26都可以为钢管，且废液管内径大于洗液管的内径。

当所述采样针1穿过拭子本体21的中心腔体时，用于对采样针1的外壁进行清洗，此时清洗液在正向压力作用下，经由洗液管26以一定的速度喷射到采样针外表面，并在下部腔体23中形成环流，与此同时，废液管25连接至负压，在压力差作用下清洗后的废液优先穿过中心通孔24并进入上部腔体22，并由废液管吸入废液桶；当所述采样针1的针尖位于上部腔体22内时，通过反冲方式用于对采样针1的内壁进行清洗，此时清洗液在正向压力作用下，经由采样针1内部反冲至上部腔体22，废液管25连接至负压，在压力差作用下废液优先由废液管25吸入废液桶。

如图9所示，在所述拭子本体21两端分别设置有用于对拭子中心腔体进行封闭的拭子上堵子27和拭子下堵子28，所述拭子上堵子27设置在拭子本体21上端面形成的拭子上圆台29上，所述拭子上堵子27与拭子上圆台29配合形成用于与拭子支撑架51端部固定孔对应配合的环状卡接部，所述拭子下堵子28设置在拭子本体21下端面，并形成有内凹弧形结构，所述拭子下堵子28的内凹弧形与样品管7上端开口部配合形成密封结构，在所述拭子上堵子27和拭子下堵子28上分别设置有用于采样针1穿过的中心通孔，所述拭子上堵子和拭子下堵子上设置的中心通孔孔径与拭子本体内中心通孔的孔径相同且同轴，所述采样针可依次穿过拭子上堵子中心通孔、拭子中心通孔以及拭子下堵子中心通孔，并进行上下运动。

本发明的工作原理：

样品管提升及采样针清洗可具体分为样品管上升过程和下降过程两步，其中下降过程可进一步分为两段，具体为：

在上升过程中由样品管提升机构6向上运动，并提升样品管7至与拭子2底部完成密封，进而顶起拭子2，此时拭子滑块组成和样品管滑块组成并未接触，样品管提升杆61、样品管7和拭子2三者形成紧密配合。拭子2随样品管提升机构6一起运动至高位，直到采样针1插入样品管7底部，并由采样针1完成样品转移。

下降过程第一段中，样品管提升机构6在步进电机81作用下向下运动，而拭子滑动机构5由于拉簧9处于拉伸状态，受到向下的拉伸力，使得拭子滑动机构5跟随向下运动。在向下过程中拭子2可开始对样品针1外壁进行清洗，如前所述。第一段下降在上样挡板10运动至限位槽41底部时结束，此时拭子滑动机构5运动至停止位，而此时采样针1针尖仍位于拭子2上部腔体22内，此时可对采样针1内壁进行反冲清洗。

下降过程第二段中，拭子滑动机构5已运动至其停止位，而样品管提升机构6在步进电机81作用下继续向下运动，至固定连杆11移动到最大位置，即拭子滑动机构5上的滑动凸起部位12于固定连杆上竖向滑槽111的最上端位置处。此时样品管提升机构6运动到最低位，拭子滑动机构5和样品管提升机构6间距离最大，样品管7与拭子2下端部脱离，用户或仪器可自由取出样品管。

在样品管7上升过程和下降过程中，采样针1均至少穿过一个拭子2中心通孔，使得采样针1与拭子2中心通孔自动对齐，确保运动方向的准确性，保证采样针1从试管7中顺利吸取液体；另一方面，拭子下堵子28较小的底端开口能够避免试管7内的带血气泡进入拭子2的下部腔体23中而污染拭子2，同时，在拭子上样过程中，还充当了样品管盖的作用，有效避免了液体飞溅。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。