POCT全自动化学发光免疫分析仪的制作方法

文档序号:15311348发布日期:2018-08-31 21:54阅读:280来源:国知局

本发明涉及生物化学领域,特别涉及poct全自动化学发光免疫分析仪。



背景技术:

随着人们对于健康的日益重视,临床检验技术也进入了一个高速发展的时代,而化学发光仪作为临床检验机构的重要一员,现在基本上属于标配。一方面由于其测试项目的多样性,能胜任多种病症的检验、筛查,同时化学发光仪的精准的测量属性,能对临床诊断给出精确的判断依据。

现有技术中的poct全自动化学发光免疫分析仪,通常体积庞大,灵活性低,对于一些空间有限的科室,无法满足其使用需求,严重地影响了测试的及时性,有可能对临床产生一些负面的影响。



技术实现要素:

本发明的主要目的是提出一种poct全自动化学发光免疫分析仪,旨在解决现有技术中poct全自动化学发光免疫分析仪体积庞大,灵活性低,测试速度慢的问题。

为实现上述目的,本发明提出的poct全自动化学发光免疫分析仪,包括:机架、反应机构、清洗机构及与所述反应机构相对设置的试剂样本机构,所述反应机构与所述试剂样本机构均设置于所述机架上,所述反应机构为中空结构,所述清洗机构设置于所述反应机构的中空结构中,用于清洗所述反应机构中的反应杯。

优选地,所述反应机构包括用于放置反应杯的反应盘、与所述反应盘连接的第一驱动件,所述反应盘转动设置于所述机架上,所述第一驱动件驱动所述反应盘转动以使所述反应杯转动至对应的加样位。

优选地,所述反应机构还包括用于混匀反应杯的第一混匀件,所述反应盘上设有开口,所述第一混匀件设置于所述开口处,所述反应盘将所述反应杯转动至所述开口处时使所述反应杯与所述第一混匀件抵接。

优选地,所述清洗机构包括升降件、第三驱动件、用于放置所述反应杯的转动盘、用于注入清洗剂的出水管及用于排水的排水管,所述转动盘设置于所述反应盘的中空结构中,所述第三驱动件驱动所述转动盘转动以使所述反应杯转动至清洗位,所述出水管与所述排水管设置于所述清洗位上方,并连接所述升降件,所述转动盘为中空结构,所述升降件设置于所述转动盘的中空结构中,所述升降件降下时使所述出水管与所述排水管伸入所述反应杯中,且所述排水管与所述反应杯的底壁相抵接。

优选地,所述清洗机构还包括磁吸件,所述磁吸件设置于对应所述出水管与所述排水管下方的转动盘上。

优选地,所述清洗机构还包括第二混匀件,所述第二混匀件设置于所述转动盘上,所述转动盘将所述反应杯转动至与所述第二混匀件抵接。

优选地,所述试剂样本机构包括试剂样本盘及与所述试剂样本盘连接的第二驱动件,所述试剂样本盘转动设置于所述机架上,所述第二驱动件驱动所述试剂样本盘转动以使所述试剂管及所述样本管转动至取样位。

优选地,所述试剂样本机构还包括壳体,所述试剂样本盘设置于所述壳体内,所述试剂管上设有至少两个相互独立的容置腔,所述壳体内壁上设有内齿,位于最外侧的所述容置腔底部设有齿轮,所述试剂样本盘转动时所述齿轮与所述内齿啮合以带动位于最外侧的所述容置腔转动。

优选地,所述poct全自动化学发光免疫分析仪还包括采样机构,所述采用机构包括底座以及采样针,所述采样针与所述底座可移动连接,所述采样针沿所述底座移动时由所述取样位移动至所述加样位,以将所述样本管中的样本及所述试剂管中的试剂与磁珠加入到所述反应杯中。

优选地,所述采样机构还包括用于清洗所述采样针的清洗部件,所述清洗部件设置于所述采样针的移动轨迹上。

本发明技术方案通过将反应机构设为中空结构,并将清洗机构设置在反应机构的中空结构中。采样机构移动到取样位,同时试剂样本机构将试剂样本盘中的试剂管与样本管转动到与该取样位对应的位置处,采样机构从该取样位伸入到试剂管与样本管中吸取样本、试剂及磁珠;此时,反应盘将空的反应杯转动到与加样位对应的位置处,采样机构从所述取样位移动到加样位,并将样本、试剂与磁珠放入到该空的反应杯中进行反应。反应后反应杯被转移到清洗机构上,该清洗机构可转动设置于所述反应盘的中空结构中,该清洗机构包括多组出水管及排水管以供多次对反应杯中的磁珠进行清洗,通过转动盘实现反应杯在多组出水管与排水管之间的传递,从而实现在反应机构中即可完成清洗操作,从而达到减小设备体积的目的,符合当前的临床测试需求。清洗后再将反应杯传送到光学检测机构上进行检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明poct全自动化学发光免疫分析仪的具体结构示意图;

图2为本发明反应机构的具体结构示意图;

图3为本发明清洗机构的具体结构示意图;

图4为图3中a处的放大结构示意图;

图5为本发明试剂样本机构的具体结构示意图;

图6为本发明采样机构的具体结构示意图;

图7为本发明抓取机构的具体结构示意图;

图8为本发明回收机构的具体结构示意图;

图9为本发明外部结构示意图。

附图标号说明:

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,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作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。

需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种poct全自动化学发光免疫分析仪,请参照图1,所述poct全自动化学发光免疫分析仪包括:

反应机构20,反应机构20主要用于为样本与试剂提供一个反应场所,但样本与试剂需要一定的温度才能够发生反应,在实际运用中,温度通常为37度左右。因此可在反应机构20的底部设置加热组件以对反应机构20内部进行加热,从而为样本与试剂反应提高温度条件。同时,还可以在反应机构20外部贴上保温棉以提高反应机构20内部温度的稳定性。进一步地,还可以利用温度传感器对反应机构20内部的温度进行实时监测,当反应机构20内部的温度低于预设值时,则自动打开加热组件,当反应机构20内部的温度高于预设值时,则自动关断加热组件,通过震荡循环,从而是反应机构20内部达到相对稳定的预设温度;

清洗机构30,清洗机构30主要用于对反应后的反应杯22溶液进行磁珠分离。所述清洗机构30设置于所述反应机构20的中空机构中,其各自相对独立转动,互不干涉,从而达到从平面空间上减小设备体积的目;

试剂样本机构40,试剂样本机构40主要用于储存试剂管42及样本管43,在实际运用中,为了保证试剂样本机构40内的试剂与样本不被污染,通常使试剂样本机构40处于基本密封的状态,并在外部粘贴保温棉以保证试剂样本机构40内部的温度处于一个相对稳定的状态。进一步地,还可以通过降低温度以降低样本与试剂的活性,从而降低其被污染的概率,还可以在试剂样本机构40的底部设置制冷组件,该制冷组件包括但不限于半导体制冷片。该半导体制冷片制冷的一面与试剂样本机构40底部紧贴,以降低试剂样本机构40内部的温度,而发热的一面与散热片通过导热膏连接,通过风冷的方式来施行散热,及时地把制冷片所产生的热量排放到设备外部。进一步的,还可以利用温控系统随时监控试剂样本机构40内部的温度,从而使该试剂样本机构40内的温度得到有效的控制。当检测到试剂样本机构40内部温度高于预设值时,则温控系统自动打开制冷片电源使工作,直到温度降低到预设值内的范围后,制冷片停止工作。从而达到控制试剂样本机构40内部温度的目的;

机架10,主要用于支撑poct全自动化学发光免疫分析仪上各个部件;所述试剂样本机构40与所述反应机构20相对设置在所述机架10上,所述反应机构20为中空结构,所述清洗机构30设置于所述反应机构20的中空结构中,用于清洗所述反应机构20中的反应杯22。

具体的,所述poct全自动化学发光免疫分析仪还包括抓取机构70,所述抓取机构70设置于所述机架10上以将所述反应机构20上的反应杯22抓取至所述清洗机构30上或将反应后的反应杯22抓取至所述光学检测机构60上。抓取机构70主要用于抓取并转移反应杯22。所述抓取机构70可垂直上下运动,该抓取机构70下降以抓取反应杯22,并将反应杯22提升;所述抓取机构70可横向左右移动以在各个部件之间传动该反应杯22;上述中可通过步进电机但不限于步进电机来实现抓取机构70垂直或横向运动,利用导向组件定位传动方向、位置传感器来对初始位进行定义。所述抓取机构70还包括用于将反应杯夹紧夹杯组件,该运动机构由旋转步进电机控制,自然状态下,两个夹片在弹簧的作用下向两边分开,当需要夹紧时,电机带动两个夹片向内移动,压缩弹簧,同时两片夹子对杯子外壁形成挤压,在一定压力的情况下,夹子与杯子间的摩擦力支持夹杯组件把反应杯夹起并转移到目标位置,电机旋转松开后反应杯落在目标位置,夹杯组件离开,至此反应杯转移动作完成。

具体的,所述poct全自动化学发光免疫分析仪还包括光学检测机构60及回收机构80,所述回收机构80包括上杯位81、检测位82、排废液位83、丢杯位84及用于放置反应杯的回收盘,所述回收盘转动至所述上杯位81时接收待检测的反应杯22,所述光学检测机构60设置于与所述检测位82对应处,所述回收盘转动至所述检测位82时使所述反应杯22被所述光学检测机构60检测,所述回收盘转动至所述排废液位83时使所述反应杯22排液,所述回收盘转动至所述丢被位84时使所述反应杯22丢出回收。在实际运用中,因为光线会对光学检测机构60的测试精度产生一定影响,因此需要将光学检测机构60与回收机构设置在机架10内部,以保证处于黑暗空间进行检测。光学检测机构60主要用于采集光学信号,向反应并清洗完成后的反应杯中添加发光底物,通过抓取机构70将反应杯22移动到回收机构80的上杯位81处以准备检测,回收盘转动以使反应杯22从上杯位81转动到检测位82进行检测,检测完毕后回收盘再次转动以使反应杯22从检测位82转动至排废液位83,将杯子中的废液抽离,排废液完毕后回收盘再次转动以使反应杯22从排废液位83转动至丢杯位84,并将杯子从窗口中丢出。回收盘再转回到上杯位81等待接应下一个反应杯22,如此循环。

本发明技术方案通过将反应机构20设为中空结构,并将清洗机构30设置在反应机构20的中空结构中。待试剂样本机构40中的样本与试剂添加到反应杯22中反应。反应后反应杯22被抓取机构70转移到清洗机构30上,该清洗机构30可转动设置于所述反应机构20的中空结构中,从而实现在反应机构20中即可完成清洗操作,从而达到减小设备体积的目的,符合当前的临床测试需求。清洗后再将反应杯22传送到光学检测机构60上进行检测。

具体的,所述反应机构20包括用于放置反应杯22的反应盘21、与所述反应盘21连接的第一驱动件,所述反应盘21转动设置于所述机架10上,所述第一驱动件驱动所述反应盘21转动以使所述反应杯22转动至对应的加样位23。在反应盘21上设有若干用于放置所述反应杯22的容置槽,该容置槽分布在反应盘21的内圈与外圈上,并排设置从而增加了反应杯22的承载数量,能够容纳更多的反应杯进行反应,从而提高了设备的检测效率。可以理解,反应盘21可通过步进电机与同步带配合的方式,以使反应盘21转动,从而保证每个反应杯都可以运行到的加样轨位上。在反应盘21外侧设置一码盘经过传感器后行程高低电平变化,从而可以定位各个反应杯22经过加样位23的距离,从而使反应杯22能够停留在加样位处以进行加样。

具体的,所述清洗机构30包括升降件32、第三驱动件、用于放置所述反应杯22的转动盘31、用于注入清洗剂的出水管33及用于排水的排水管34,所述转动盘31设置于所述反应盘21的中空结构中,所述第三驱动件驱动所述转动盘31转动以使所述反应杯22转动至清洗位,所述出水管33与所述排水管34设置于所述清洗位上方,并连接所述升降件32,所述转动盘31为中空结构,所述升降件32设置于所述转动盘31的中空结构中,所述升降件32降下时使所述出水管33与所述排水34管伸入所述反应杯22中,且所述排水管34与所述反应杯22的底壁相抵接。在转动盘31上同样设有多个用于放置反应杯22的容置槽,转动盘31转动以使反应杯22转动到出水管33与排水管34的下方,升降件32与转动盘31相对独立,因此在转动盘31转动时,升降件32不会随着转动盘转动,即出水管33与排水管34相对转动盘31静止,从而使每个反应杯22都能够通过出水管33与排水管34下方进行清洗。升降件32下降以使出水管33与排水管34伸入到反应杯中,出水管33向反应杯22中加入清洗剂进行清洗,排水管34相对出水管33较长,因为排水管34需要将将清洗后的废液全部吸出,所以排水管34需要与反应杯22底部抵接以保证废液全部吸出,同时排液管34底部设有缺口,以防止管口被抵死堵塞。可以理解,清洗机构30可以包括多组出水管33与排水管34,以对反应杯22进行多次清洗以保证清洗干净。

具体的,所述清洗机构30还包括磁吸件,所述磁吸件设置于对应所述出水管33与所述排水管34下方的转动盘31上。因为在反应实际中含有许多磁珠,通过在转动盘31上设置一个特定强度的磁吸件,用以保证在排液时磁珠能被有效地留在反应杯22中,而其它废液则被排走。

具体的,所述试剂样本机构40包括试剂样本盘41及与所述试剂样本盘连接的第二驱动件,所述试剂样本盘41转动设置于所述机架10上,所述第二驱动件驱动所述试剂样本盘41转动以使所述试剂管42及所述样本管43转动至取样位44。试剂样本盘41上试剂管42的摆放采用圆周阵列的方式,在试剂管42的间隙处为样本管43的放置位置,每一试剂管42与一样本管43对应,从而采样机构能够一次全部采样,无需多次进行清洗,提高效率。

具体的,所述poct全自动化学发光免疫分析仪还包括采样机构50,所述采样机构50包括底座以及采样针51,所述采样针51与所述底座可移动连接,所述采样针51沿所述底座移动时由所述取样位44移动至所述加样位23,以将所述样本管43中的样本及所述试剂管42中的试剂与磁珠加入到所述反应杯22中。所述采样针51具备液面检测功能,当该采样针51在下降的过程中,针尖接触到液面时,该采样针的电容值则会发生变化,进而在电路上给出判断信号,根据此判断信号判断采样针51到达液面,再根据实际需要做接下来的其它动作时序。

进一步的,所述采样针51具备防撞功能,在采样针51的顶部设置有防撞机构。该防撞机构包括设置在所述采样针51顶部的弹性件,正常状态下由弹性件将采样针51压住,当采样针51出现触底或碰撞的情况下,采样针51通过挤压该弹性件以抵消碰撞,同时,该防撞机构还包括设置在采样针51上端的光耦及挡光片,当采样针51挤压弹性件时,所述挡光片脱离光耦,从而使得光耦改变了电路信号,从而控制停止采样针51继续下降,阻止了脆弱的采样针51被损坏,更重要的是,一旦出现扎手的现象时,采样针51也能够及时停止运动,以防进一步伤害造成。

作为一种实施例,其检测过程为:采样机构50移动到取样位44,同时试剂样本机构40将试剂样本盘41中的试剂管42与样本管43转动到与该取样位44对应的位置处,采样机构50从该取样位44伸入到试剂管42与样本管43中吸取样本、试剂及磁珠;此时,反应盘21将空的反应杯22转动到与加样位23对应的位置处,采样机构50从所述取样位44移动到加样位23,并将样本、试剂与磁珠放入到该空的反应杯22中进行反应。通过第一混匀机构24将反应杯中的试剂与样本混匀,混匀完成后静待样本与试剂在37°且相对密封的反应盘21中进行孵育反应。反应后反应杯22被抓取机构70转移到清洗机构30上,该清洗机构30可转动设置于所述反应盘21的中空结构中,该清洗机构30包括多组出水管33及排水管34以供多次对反应杯22中的磁珠进行清洗,磁珠通过设置在转动盘31上的磁吸件紧紧吸附在杯壁上,从而不会被排水管34排出反应杯22,通过转动盘31实现反应杯22在多组出水管33与排水管34之间的传递,从而实现在反应机构20中即可完成清洗操作,从而达到减小设备体积的目的,符合当前的临床测试需求。清洗后再将反应杯22通过抓取机构70传送反应盘21上,通过采样针51从底物瓶中取出定量的底物溶液添加到反应杯22中,并通过第一混匀件24混匀,再由抓取机构70抓取到到上杯位81,通过光学检测机构60进行检测。光学检测机构60采集反应杯22中的光电数据,亦即目标物质与底物溶液发生化学反应所产生的光子数量—光强,通过测出的光强,再结合到特定的计算公式,即可换算出该测定物的浓度值。之后通过回收机构80对反应杯22进行回收。

具体的,所述反应机构20还包括用于混匀反应杯22的第一混匀件24,所述反应盘21上设有开口,所述第一混匀件24设置于所述开口处,所述反应盘21将所述反应杯22转动至所述开口处时使所述反应杯22与所述第一混匀件24抵接。所述开口使经过该位置的反应杯22部分暴露在外,反应盘21转动时,转动到该位置的反应杯22则与第一混匀件24抵接,第一混匀件24震动,从而使反应杯22内的样本、试剂与磁珠充分混匀反应。可以理解,反应盘21在内圈、外圈加样位各有一个第一混匀件24,以保证反应盘21上所有的反应杯22内的样本、试剂与磁珠充分混匀反应。

具体的,所述清洗机构30还包括第二混匀件35,所述第二混匀件35设置于所述转动盘31上,所述转动盘31将所述反应杯22转动至与所述第二混匀件35抵接。通过第二混匀件35对磁珠进行混匀,减少因为结块、死角而造成的清洗不彻底的问题。

具体的,所述试剂样本机构40还包括壳体,所述试剂样本盘41设置于所述壳体内,所述试剂管42上设有至少两个相互独立的容置腔,所述壳体内壁上设有内齿,位于最外侧的所述容置腔底部设有齿轮,所述试剂样本盘41转动时所述齿轮与所述内齿啮合以带动位于最外侧的所述容置腔转动。在实际运用中,不同类型的检测所需要的试剂种类不同,通常在每个试剂管42上设有四个独立的腔体,根据检测需要还可以设置更多或更少独立的腔体。该腔体分别存储各个检测项目所对应的不同的试剂成份,其中最外侧的腔体用于装载磁珠,呈圆柱体,底部带有齿轮,通过齿轮与壳体内齿轮相啮合,在试剂样本盘41转动时,该腔体可以相对自由转动,从而对试剂瓶中的磁珠溶液进行混匀,以防止磁珠沉降。

具体的,所述采样机构50还包括用于清洗所述采样针的清洗部件52,所述清洗部件设置于所述采样针51的移动轨迹上。当采样针51将试剂、样本与磁珠放入到反应杯22之后,移动到清洗部件52位置处进行清洗,以防止采样针51进行下一次采集时对样本与试剂等造成污染。

具体的,所述采样针51为变径针管,从而保证针内的容积足够打,使定量吸取的样本或试剂不会超过针管进入管道或接头中从而难以清洗彻底,进而避免出现交叉污染。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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