本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种全自动化学发光免疫分析仪。
背景技术
化学发光免疫分析技术(chemiluminescenceimmunoassay，简称clia)是目前世界范围内发展非常迅速的非放射性免疫分析技术，具有灵敏度高、特异性强、线性范围宽、自动化程度高等优势特点，已成为临床诊断的主要手段。
目前市场上大多数全自动化学发光分析仪一般由机械手或链式传动机构、试剂样品部分、温育部分、清洗部分、发光检测结构等组成。检测过程中，一般的，试剂管加样本、加磁珠、加试剂，温育完成后由机械手将样本反应管夹取移送至清洗位，进行磁分离、清洗、混匀、注发光底物，再由传动机构移送至发光检测位进行检测。其中，试剂管的清洗和试剂的混匀过程对于发光效果有着最直接的影响，清洗及混匀的不彻底往往会造成发光效果的不稳定，检测结果失真等问题。一个检测过程需要由机械手抓取反应管进行多次移送操作，样本反应管在移送过程中往往存在温度及能量的过度损失和反应不彻底等问题，甚至可能错过最佳发光检测时机，引起测试结果误差较大或检测结果不稳定等问题；此外，反应管过多的抓取、放置动作易造成测试可靠度和测试效率降低的问题。
技术实现要素：
本发明提供一种既能提高清洗洁净度和清洗效率，又能提高检测效率和检测准确度的全自动化学发光免疫分析仪。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
一种全自动化学发光免疫分析仪，包括底座，所述底座上设置有清洗混匀装置和光学检测装置，其中：
所述清洗混匀装置包括设置于所述底座上的清洗盘、用于驱动所述清洗盘旋转的第一驱动装置以及位于所述清洗盘上方的抽液装置、注液装置和混匀装置，所述底座上还设置有用于驱动所述注液装置、抽液装置和混匀装置在竖直方向上上下运动的升降装置；
所述抽液装置、注液装置和混匀装置分别至少为两个；
所述混匀装置包括用于抓取试剂管的抓手和驱动所述抓手旋转的第二驱动装置；
所述清洗盘的上端面设置有均匀分布的放管孔，所述清洗盘的外缘上设置有与所述放管孔相连通的光学检测孔；
所述光学检测装置包括设置于所述底座上并且靠近所述清洗盘外缘的光子计数器。
进一步的，所述升降装置包括设置于所述底座上的第一螺旋升降机和设置于所述第一螺旋升降机的输出端的第一升降平台，所述第一升降平台位于清洗盘的上方，所述抽液装置、注液装置和混匀装置均设置在所述第一升降平台上。
进一步的，所述第一螺旋升降机与第一升降平台之间还设置有第一导向装置，所述第一导向装置采用导轨滑块传动机构、蜗轮蜗杆传动机构或者齿轮齿条传动机构。
进一步的，所述底座上设置有与所述抓手固定连接的转轴，所述转轴与底座之间采用滚动轴承连接，所述第二驱动装置包括设置于所述第一升降平台上的第一电机、设置于所述第一电机的输出端的第一主动轮和与所述转轴固定连接的第一从动轮，所述第一主动轮与第一从动轮之间采用第一传动带连接。
进一步的，所述抓手采用具有弹性的套管制成，所述套管的下端外缘上均匀设置有与所述套管的内壁连通的开口槽。
进一步的，所述套管的底端设置有锥形口。
进一步的，所述转轴的端面设置有第一通孔，所述第一通孔内设置有与转轴间隙配合的顶管套，所述第一升降平台上还设置有压管装置，所述压管装置包括设置于所述第一升降平台上的第二螺旋升降机和与所述第二升降机的输出端连接的第二升降平台，所述第二升降平台上设置有位于所述顶管套上方的压管片。
进一步的，所述抓手与注液装置的注液针同轴设置，所述注液针穿设于所述顶管套的内孔。
进一步的，所述第一升降平台与第二升降平台之间设置有第二导向装置；
所述第二导向装置包括导向杆，所述第二升降平台上设置有与所述导向杆间隙配合的导向套；
或者，所述第二导向装置采用导轨滑块传动机构、蜗轮蜗杆传动机构或者齿轮齿条传动机构。
进一步的，所述清洗盘的内壁上设置有电热膜，所述底座上设置有用于清洗液加热的管路加热结构和用于发光底物加热的发光底物加热结构。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的全自动化学发光免疫分析仪在清洗盘的上方分别设置至少两个抽液装置、注液装置和混匀装置，并在靠近清洗盘外缘的位置设置光学检测装置。其中一个注液装置和混匀装置用于底物的注入和混匀，其余的抽液装置、注液装置和混匀装置用于试剂管的清洗。第一驱动装置可以控制清洗盘旋转一定角度使得清洗盘内的试剂管到达相应的抽液装置、注液装置(混匀装置)的下方进行清洗混匀，并在最后一个注液装置的下方进行底物加注和混匀。最后第一驱动装置控制清洗盘旋转一定角度使得清洗盘内的试剂管到达光学检测装置对应的位置，由光学检测装置透过清洗盘外缘上的光学检测孔对试剂管内的反应物进行检测。本发明的全自动化学发光免疫分析仪中，通过设置混匀装置，并且混匀装置的抓手与注液装置的注液针同轴设置，在清洗试剂管时增加对试剂管的旋转混匀步骤，提高了试剂管的清洗洁净度和清洗效率。此外，本发明通过将光学检测装置设置在靠近清洗盘外缘的位置，并在清洗盘的外缘上设置与放管孔相连通的光学检测孔，试剂盘内的试剂管只需在第一驱动装置的控制下旋转一定的角度即可到达光学检测位，由光学检测装置的光子计数器直接基于清洗盘上的光学检测孔进行光子读数检测，避免了试剂管在底物加注后移动式产生的能量消耗及移送误差，并且没有交叉污染风险，缩小了光子读数误差，提高了检测效率和检测准确度，保证了检测结果的可靠度。
附图说明
图1为本发明的全自动化学发光免疫分析仪的结构示意图；
图2为本发明的全自动化学发光免疫分析仪的底部结构示意图；
图3为本发明的全自动化学发光免疫分析仪中清洗混匀装置的结构示意图；
图4为本发明的全自动化学发光免疫分析仪中混匀装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种全自动化学发光免疫分析仪，如图1至图4所示，包括底座1，底座上设置有清洗混匀装置和光学检测装置10，其中：
清洗混匀装置包括设置于底座1上的清洗盘2、用于驱动清洗盘2旋转的第一驱动装置3、位于清洗盘2上方的抽液装置6、注液装置5和混匀装置4，底座1上还设置有用于驱动注液装置5、抽液装置6和混匀装置4在竖直方向上上下运动的升降装置7；
抽液装置6、注液装置5和混匀装置4分别至少为两个；
混匀装置4包括用于抓取试剂管的抓手4-1和驱动抓手4-1旋转的第二驱动装置4-2；
清洗盘2的上端面设置有均匀分布的放管孔2-1，清洗盘2的外缘上设置有与放管孔2-1相连通的光学检测孔2-2；
光学检测装置10包括设置于底座1上并且靠近清洗盘2外缘的光子计数器10-1。
本发明的全自动化学发光免疫分析仪中，初始位置时，升降装置7控制抽液装置6、注液装置5和混匀装置4上升使其完全位于清洗盘2的上方。待温育之后的试剂管通过机械手放入清洗盘2之后，第一驱动装置3控制清洗盘2旋转一定角度使得试剂管到达抽液装置6的下方，此时升降装置7控制抽液装置6下降将试剂管内的废液抽出，之后升降装置7控制抽液装置6上升，第一驱动装置3再次控制清洗盘2旋转一定角度使得试剂管到达注液装置5和混匀装置4的下方，此时升降装置7控制注液装置5和混匀装置4下降，注液装置5向试剂管内注入清洗液，混匀装置4的抓手4-1抓取试剂管，之后升降装置7控制注液装置5和混匀装置4上升，使得试剂管脱离清洗盘2的放管孔2-1，之后驱动装置控制抓手4-1旋转，试剂管在抓手4-1的抓取作用下旋转，由此完成在试剂管内的混匀清洗工作，提高了试剂管的清洗度。试剂管清洗完毕后，第一驱动装置3驱动清洗盘2转动一定角度使得试剂管到达另一抽液装置6的下方，升降机构驱动抽液装置6下降抽取试剂管内的废液，之后升降机构驱动抽液装置6上升，第一驱动装置3驱动清洗盘2转动一定角度使得试剂管到达另一注液装置5的下方，升降机构驱动注液装置5下降，注液装置5向试剂管内注入底物，混匀装置4的抓手4-1抓取试剂管，之后升降装置7控制注液装置5和混匀装置4上升，使得试剂管脱离清洗盘2的放管孔2-1，之后驱动装置控制抓手4-1旋转，试剂管在抓手4-1的抓取作用下旋转，由此完成底物在试剂管内的混匀工作。之后第一驱动装置3驱动清洗盘2转动一定角度使得试剂管到达光学检测装置10对应的位置，由光学检测装置10对试剂管内的反应物进行检测。
综上，本发明的全自动化学发光免疫分析仪通过设置混匀装置4，并且混匀装置4的抓手4-1与注液装置5的注液针同轴设置，在注液装置5向试剂管内注入清洗液和发光底物之后由混匀装置4对试剂管进行旋转，使得清洗液能够对试剂管进行充分的清洗，试剂管的清洗更加彻底，清洗效率也随之提高；并且通过混匀装置4的混匀功能，加速了发光底物在试剂管内的化学反应。此外，本发明通过将光学检测装置10设置在靠近清洗盘2外缘的位置，第一驱动装置3控制清洗盘2旋转一定角度后，即可将清洗盘2内加入发光底物的试剂管移送至光学检测部位，光学检测装置10的光子计数器10-1透过清洗盘2的光学检测孔2-2即可对试剂管内的发光底物进行计数检测，由此减少了发光底物加入试剂管后移至光学检测部位的距离，避免了试剂管在抓取、放置等移送过程中产生能量消耗，提高了检测效率，缩小了光子读数的误差，保证了检测结果。
本发明一实施例中，第一驱动装置3可以采用电机驱动传动带的方式驱动清洗盘2旋转，具体的，如图2所示，第一驱动装置3可以包括固定设置在底座1上的第一电机3-1、与第一电机3-1的输出端固定连接的第一主动带轮3-2和与清洗盘2固定连接的第一从动带轮3-4，第一主动带轮3-2和第一从动带轮3-4之间采用第一传动带3-3连接。这里的第一传动带3-3可以采用同步带的结构形式以提高第一驱动装置3的传动精度。
当然，第一驱动装置3除了采用电机驱动传动带的结构形式外，还可以采用电机驱动齿轮啮合的结构方式来实现其对清洗盘2的旋转控制。
此外，温育之后的试剂管放入清洗盘2之前，需要控制清洗盘2的某一放管孔2-1到达指定的位置，以便于试剂管放入放管孔2-1内。在确定该放管孔2-1是否到达指定的位置，可以采用在底座1和第一从动带轮3-4上设置第一光电开关3-5和第一光电开关挡板3-6的结构形式。当需要向放管孔2-1内放置试剂管时，第一电机3-1控制第一主动带轮3-2旋转，由此通过第一从动带轮3-4带动清洗盘2旋转，当第一光电开关3-5进入第一光电开关挡板3-6的感应位置时，第一光电开关3-5将该信号发送至全自动化学发光免疫分析仪的控制系统，控制系统根据该信号控制第一电机3-1停止转动，该放管孔2-1即可到达指定的位置，之后全自动化学发光免疫分析仪的其他机构即可将试剂管放入该放管孔2-1以进行后续的清洗、检测工作。
本发明一实施例中，光学检测装置10除了包括光子计数器10-1之外，为了减少外部光源对试剂管内的发光底物的影响，可以在光子计数器10-1的两侧分别设置遮光板10-2对光源进行遮挡。
本发明一实施例中，升降装置7可以采用螺旋升降机的结构形式来控制抽液装置6、注液装置5和混匀装置4相对于清洗盘2的升降。具体的，升降装置7优选包括设置于底座1上的第一螺旋升降机7-1和设置于第一螺旋升降机7-1的输出端的第一升降平台7-2，第一升降平台7-2位于清洗盘2的上方，抽液装置6、注液装置5和混匀装置4均设置在第一升降平台7-2上。第一螺旋升降机7-1通电旋转升降时，通过第一升降平台7-2控制抽液装置6、注液装置5和混匀装置4同时升降。
其中，抽液装置6可以包括抽液针6-1和固定连接在第一升降平台7-2上的抽液针支座6-2，抽液针6-1通过紧固螺丝固定在抽液针支座6-2上。当第一升降平台7-2在第一螺旋升降机7-1的控制下升降时，抽液针6-1即可相对于清洗盘2内的试剂管升降进行抽液动作。
注液装置5也可以包括注液针5-1和固定连接在第一升降平台7-2上的注液针支座5-2，注液针5-1固定在注液针支座5-2上。当第一升降平台7-2在第一螺旋升降机7-1的控制下升降时，注液针5-1即可相对于清洗盘2内的试剂管升降进行注液动作。
本发明一实施中，抽液装置6、注液装置5和混匀装置4的数量分别为三个，环形布置在第一升降平台7-2上，一个抽液装置6、一个注液装置5和一个混匀装置4组成一套混匀结构，其中，两套混匀结构用于试剂管的清洗，最后一套混匀结构用于发光底物的注入和混匀。本发明通过设置多套混匀结构，通过多次清洗试剂管，进一步提高了试剂管的清洗洁净度，并在试剂管清洗后直接在清洗盘2内向试剂管注入发光底物，避免了试剂管在抓取、移送过程中产生交叉污染，提高了检测精度。
本发明一实施例中，底座1上靠近清洗盘2的外缘位置还设置有多个强磁装置9，每个抽液装置6、注液装置5和混匀装置4分别对应一个强磁装置9。当清洗盘2旋转一定角度将试剂管移送至抽液装置6、注液装置5和混匀装置4的下方时，试剂管内的磁珠基于强磁装置9的磁性，被吸附在试剂管的内壁上，保证抽液装置6的抽液针6-1在抽液时不会将磁珠抽出试剂管。
优选的，为了提高第一升降平台7-2在升降过程中的稳定性，第一螺旋升降机7-1与第一升降平台7-2之间还可以设置有第一导向装置7-3，第一导向装置7-3可以采用导轨滑块传动机构、蜗轮蜗杆传动机构和齿轮齿条传动机构中的任一结构形式，均可以实现对第一升降平台7-2的导向作用。
当第一导向装置7-3采用导轨滑块传动机构的形式时，第一导向装置7-3优选包括设置于底座1上的导轨和设置于第一螺旋升降机7-1的输出端并与导轨滑动连接的滑块。
此外，抽液装置6、注液装置5和混匀装置4在第一螺旋升降机7-1的控制下下降时，为了防止抽液针6-1、注液针5-1和抓手4-1下降的高度过低对试剂管造成损害，可以在导轨和滑块上分别设置第二光电开关7-5和第二光电开关挡板7-4。当第一螺旋升降机7-1带动抽液装置6、注液装置5和混匀装置4下降使得抽液针6-1、注液针5-1和抓手4-1到达合适的高度时，第二光电开关7-5进入第二光电开关挡板7-4的感应位置时，全自动化学发光免疫分析仪的控制系统根据接收到的第二光电开关7-5的信号控制第一螺旋升降机7-1停止下降，之后抽液装置6、注液装置5和混匀装置4进行相应的抽液、注液和混匀动作。
本发明一实施例中，抽液装置6、注液装置5和混匀装置4依次固定连接在第一升降平台7-2上，其中注液针5-1和抓手4-1既可以分别对应两个放管孔2-1，注液针5-1向试剂管中注液之后，由升降装置7控制注液装置5升起，之后第一驱动装置3控制清洗盘2旋转一定角度使该试剂管到达抓手4-1的下方，之后升降装置7再控制混匀装置4下降由抓手4-1抓住试剂管进行混匀动作。
除了上述结构方式以外，注液针5-1和抓手4-1也可以同轴设置以对应同一个放管孔2-1。具体的，抓手4-1可以通过转轴4-3与底座1连接，而转轴4-3与底座1之间采用滚动轴承4-4连接，由此可以保证抓手4-1能够相对于其轴线旋转。此时，转轴4-3的端面需设置用于穿过注液装置5的注液针5-1的第一通孔，第二驱动装置4-2也可以采用电机驱动带轮的结构方式控制抓手4-1旋转，具体的，第二驱动装置4-2可以包括设置于第一升降平台7-2上的第二电机4-2-1、与第二电机4-2-1的输出端连接的第二主动轮4-2-2和与转轴4-3固定连接的第二从动轮4-2-4，第二主动轮4-2-2与第二从动轮4-2-4之间采用第二传动带4-2-3连接。
此外，由于清洗盘2内具有多个试剂管和混匀机构，可以对多个试剂管同时进行清洗混匀。在这种结构形式下，为了降低成本，相邻的两个转手可以采用一个第二电机4-2-1进行驱动，具体的，第二传动带4-2-3可以同时连接第二主动轮4-2-2和两个第二从动轮4-2-4，第二电机4-2-1启动工作后，第二主动轮4-2-2通过驱动第二传动带4-2-3来带动两个第二从动轮4-2-4旋转，由此实现两个抓手4-1的同时旋转。
进一步的，抓手4-1优选采用具有弹性的套管制成，套管的下端外缘上均匀设置有与套管的内壁连通的开口槽4-1-1。当抓手4-1在升降装置7的控制下下降时，由于套管的弹性作用和开口槽4-1-1的设置，试剂管的上端可以直接插入到套管的内壁，之后固定在套管的内孔中。
优选的，升降装置7带动抓手4-1下降时，为了使试剂管的上端更顺畅进入套管的内孔，套管的底端可以设置有锥形口，该锥形口的下端直径大于套管的内孔直径。
混匀装置4对试剂管内的液体混匀之后，升降装置7控制抓手4-1下降将试剂管放回至放管孔2-1，由于抓手4-1不能单独完成将试剂管放回至放管孔2-1的功能，需要压管装置11辅助配合将试剂管从抓手4-1中取出。具体的，可以在转轴4-3的第一通孔内设置与转轴4-3间隙配合的顶管套4-5，压管装置11设置在第一升降平台7-2上，压管装置11优选包括设置于第一升降平台7-2上的第二螺旋升降机11-1和与第二螺旋升降机11-1的输出端连接的第二升降平台11-2，第二升降平台11-2上设置有位于顶管套4-5上方的压管片11-3。当第二螺旋升降机11-1控制第二升降平台11-2带动压管片11-3的下降时，压管片11-3与顶管套4-5的上端接触并推动顶管套4-5向下运动，顶管套4-5向下运动一定距离后，顶管套4-5的下端接触试剂管的上端，压管片11-3继续向下运动时，试剂管在顶管套4-5的推动作用下退出套管的内孔落至放管孔2-1，之后抓手4-1在升降装置7的带动下上升，由此完成试剂管的放置。
此外，压管装置11上还可以包括分别设置于第一升降平台7-2和第二升降平台11-2上的第三光电开关挡板11-6和第三光电开关挡板11-6挡板，当第二螺旋升降机11-1控制第二升降平台11-2相对于第一升降平台7-2下降至一定的高度时，第三光电开关挡板11-6进入第三光电开光挡板的感应位置时，全自动化学发光免疫分析仪的控制系统根据接收到的第三光电开关挡板11-6的信号控制第二螺旋升降机11-1停止下降，能够防止压管片11-3因下降高度过低将试剂管压碎。
同样的，第二螺旋升降机11-1在控制第二升降平台11-2升降时，为了提高第二升降平台11-2在升降过程中的稳定性，第二螺旋升降机11-1与第二升降平台11-2之间也优选设置有第二导向装置11-4，第二导向装置11-4可以采用导轨滑块传动机构、蜗轮蜗杆传动机构和齿轮齿条传动机构中的任一结构形式，均可以实现对第二升降平台11-2的导向作用。
当然，如图3所示，第二导向装置11-4也可以采用导向杆和导向套配合的结构方式，其中，第一升降平台7-2上可以设置导向套，第二升降平台11-2上设置与导向套间隙配合的导向杆。
本发明一实施例中，为了避免试剂管在清洗盘2内移送过程中受到温度变化的影响，进而导致检测结果的不准确性，可以在清洗盘2的内壁上设置电热膜如pi电热膜，电热膜的设置可以用于模拟人体温度，保证了试剂管不受温度变化的影响。
此外，还可以在底座1上设置用于清洗液加热的管路加热结构8和用于底物加热的发光底物加热结构。其中管路加热结构8和发光底物加热结构相同，均包括加热内芯和加热外壁，加热内芯用于固定管路并导热，加热外壁设置有电热膜，并包有保温棉。管路加热结构8和发光底物加热结构通过采用pom材料制成的端盖分别固定在底座1上，保证了隔热性，提升了加热效率。
综上所述，本发明的全自动化学发光免疫分析仪将多步清洗、混匀及光学检测三种功能集合为一体化系统，降低了分析仪的结构复杂性，提高了结构可靠度，并缩减了分析仪的整体制造成本；本发明的多步清洗、混匀方式保证了清洗效果，可以同时进行多个试剂管的清洗、混匀动作，提高了清洗效率和发光底物的反应速度；一体化系统的结构形式避免了试剂管在移送过程中产生移送误差和能量消耗，并且没有交叉污染，缩小了光子读数误差，提高了测试效率，保证了检测结果的可靠度。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。