单人份化学分析装置及其分析样品的方法与流程

本发明涉及面板贴合技术领域，具体涉及单人份化学分析装置及其分析样品的方法。

背景技术：

在ivd(in-vitrodiagnostics)体外诊断领域，化学发光免疫分析具有灵敏度高、线性范围宽、精密度高、易于实现自动化的优点，在临床诊断中成为主要的检测方法。目前市面上以大型发光分析仪为主，一般一盒试剂为50人份或100人份，开瓶有效期一般1个月左右。而对于小型实验室或临床科室每天的样本量比较少，一盒试剂开瓶后使用不完便过期了，造成较大的浪费。并且大型的发光分析仪一般价格比较昂贵，给小型实验室带来很大成本上的负担。单人份化学发光分析的每个测试试剂独立包装，不存在开瓶有效期的问题，比较适合小型实验室、临床科室或大型实验室的个别特殊测试项目。

目前市面上常用的单人份免疫分析仪有生物梅里埃的minividas和三菱的pathfast。minividas仪器具有两个分析区域，每个区域有6个通道，但每个区域只能运行相同测试步骤和相同参数的临床项目，测试步骤如：一步法、两步法；参数如：加样本量、试剂量、孵育时间等也要求相同。而一般一个病人样本要测试不同的几个临床项目，例如甲状腺功能一般检测tsh、ft3、ft4等项目，这些项目具有不同的测试步骤和参数，不能同时测试，需要等待很久才能全部出结果，检测效率较低。三菱pathfast仪器只有一个分析区域，6个通道，也只能运行相同测试步骤和相同参数的临床项目，对试剂临床项目开发带来较大的难度。

中国专利201721217937.x公开了一种拥有多个独立反应通道的全自动化学发光免疫分析仪，实现了每个反应通道独立运行。但每个通道都要有一套独立的机构，如提取抢和磁套棒构成的磁珠转移机构、试剂条运转机构等。每增加一个通道就要增加一套独立的机构，成本很高，并且每个机构在测试流程中并不是一直在工作，导致每个机构的工作效率较低。

技术实现要素：

基于此，本发明有必要提供一种可同时分析不同测试步骤和参数的临床项目、工作效率较高的单人份化学分析装置。

本发明有必要提供一种上述的单人份化学分析装置分析样品的方法。

一种单人份化学分析装置，包括：

移液抓取机构，所述移液抓取机构用于在三维空间移动，所述移液抓取机构包括机械抓手和加样器，所述机械抓手用于抓取反应杯和/或试剂，所述加样器用于将样本和试剂转移至所述反应杯内；

混匀机构，所述混匀机构用于接收所述移液抓取机构的反应杯并将所述反应杯中的反应物混合均匀；

孵育机构，所述孵育机构用于接收所述移液抓取机构的反应杯并促进所述反应杯内的反应物进行反应；

磁分离机构，所述磁分离机构用于接收所述移液抓取机构的反应杯，并将所述反应杯中的磁性微粒和目标分析物的干扰物质清洗干净；

读数机构，所述读数机构用于读取所述反应杯内的样本的分析结果。

上述的单人份化学分析装置，测试流程全部自动化完成，在上一步进行孵育反应时，下一步测试可以开始抓反应杯、装实际并进行混匀等动作，上一步在磁分离时，下一步可进行孵育反应，这样循环下去，可以一次性完成一步反应或多步反应，充分利用每个机构的使用周期，使得各个机构的效率大大提高，并可同时分析不同测试步骤和参数的临床项目。

其中一些实施例中，所述单人份化学分析装置还包括试剂装载机构，所述试剂装载机构用于装载反应杯及试剂。

其中一些实施例中，所述试剂装载机构包括装载架及可抽拉地安装于所述装载架的试剂抽屉，所述试剂抽屉开设有多个放置所述反应杯的杯体腔体及放置所述试剂的试剂腔体。

其中一些实施例中，所述加样器为加样针。

其中一些实施例中，所述单人份化学分析装置还包括清洗机构，所述清洗机构用于装清洗剂，以清洗所述移液抓取机构上的所述加样器。

其中一些实施例中，所述加样器包括移液模块及连通所述移液模块的一次性吸液头。

其中一些实施例中，所述单人份化学分析装置还包括废料接收机构，所述废料接收机构用于接收所述移液抓取机构上的读数完毕的反应杯。

其中一些实施例中，所述移液抓取机构包括水平驱动部件、上下驱动部件、连接所述水平驱动部件与所述上下驱动部件的抓手装载部件及连接所述水平驱动部件与所述上下驱动部件的加样装载部件，所述机械抓手安装于所述抓手装载部件上，所述加样器安装于所述加样装载部件上。

其中一些实施例中，所述孵育机构包括杯架及安装于所述杯架上的恒温加温部件，所述恒温加温部件能够为所述杯架上的反应杯恒温加热。

其中一些实施例中，所述磁分离机构具有多个用于安装所述反应杯的安装腔体。

其中一些实施例中，所述单人份化学分析装置还包括机架，所述机架包括底板及连接所述底板的侧板，所述移液抓取机构安装于所述侧板上，所述试剂装载机构、混匀机构、孵育机构、磁分离机构以及所述读数机构均安装于所述底板上。

本发明还提供一种采用所述的单人份化学分析装置分析样品的方法，其包括如下步骤：

机械抓手抓取反应杯转移到混匀机构内，加样器将样本加入到所述混匀机构中的所述反应杯内；

所述加样器将试剂加入到所述混匀机构中的所述反应杯内，所述混匀机构启动，将所述反应杯内的反应物混匀；

所述机械抓手将所述反应杯由所述混匀机构转移至孵育机构；

所述孵育机构孵育；

所述机械抓手将所述反应杯由所述孵育机构转移至磁分离机构内，所述磁分离机构将清洗液注入所述反应杯内；

所述磁分离机构进行磁吸附；

所述机械抓手将所述反应杯由所述磁分离机构转移到所述混匀机构中，所述加样器将试剂加入到所述混匀机构内的所述反应杯内，所述混匀机构启动，将所述反应杯内的物质混匀；

所述机械抓手将所述反应杯由所述混匀机构转移至读数机构中，所述读数机构测量所述反应杯内物质的信号并记录，所述机械抓手将所述反应杯由所述读数机构抓出。

其中一些实施例中，当所述磁分离机构需要对所述反应杯内的物质进行两次磁分离时，所述磁分离机构进行磁吸附的步骤与所述机械抓手将所述反应杯由所述磁分离机构转移到所述混匀机构中，所述加样器将试剂加入到所述混匀机构内的所述反应杯内的步骤之间，还具有如下步骤:

所述机械抓手将所述反应杯由所述磁分离机构转移至所述混匀机构中，所述加样器将试剂再次加入到所述混匀机构内的所述反应杯内；

所述混匀机构启动，将所述反应杯内的物质匀；

所述机械抓手将所述反应杯由所述混匀机构转移至孵育机构内；

所述孵育机构孵育；

所述机械抓手将所述反应杯由所述孵育机构转移至磁分离机构内，所述磁分离机构将清洗液注入所述反应杯内；

所述磁分离机构进行磁吸附。

其中一些实施例中，当连续进行两次测试或多次测试时，前次测试的所述反应杯转移至所述混匀机构之后的任一步骤，后次测试的样本开始进行测试流程。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例所述的单人份化学分析装置的结构示意图；

图2是图1所述的单人份化学分析装置的另一视角的结构示意图，其中去掉了移液抓取机构的部分结构；

图3是图1所述的单人份化学分析装置的移液抓取机构的结构示意图；

图4是图1所述的单人份化学分析装置的试剂装载机构10的试剂抽屉的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例

请参照图1与图2，本发明提供一种单人份化学分析装置100，用于测定样本中是否含有目标分析物。该装置包括移液抓取机构20、混匀机构30、孵育机构40、磁分离机构50及读数机构60；移液抓取机构20用于在三维空间移动，移液抓取机构20具有机械抓手21和加样器22，机械抓手21用于抓取反应杯70和/或试剂80，加样器22用于将样本和试剂80转移至反应杯70内，当试剂80为固体时，可采用机械抓手21抓取试剂，当试剂80为液体时，可采用加样器22吸取试剂；混匀机构30用于接收移液抓取机构20的反应杯70并将反应杯70中的反应物混合均匀；孵育机构40用于接收移液抓取机构20的反应杯70并促进反应杯70内的反应物进行反应；磁分离机构50用于接收移液抓取机构20的反应杯70，并将反应杯70中的磁性微粒和目标分析物的干扰物质清洗干净；读数机构60用于读取反应杯70的反应物的分析结果。

上述的单人份化学分析装置100使用时，机械抓手21在混匀机构30、孵育机构40、磁分离机构50及读数机构60之间转移反应杯70，加样器22在混匀机构30、孵育机构40、磁分离机构50及读数机构60之间完成加样本、加试剂的过程，最后在读数机构60处加入激发液，反应杯70内的反应物发光并测量信号的强弱，以此来检测测定样本中是否含有目标分析物。

具体的工作过程是：反应杯70内装有目标分析物，机械抓手21抓取反应杯70到混匀机构30，或者反应杯70原本是空的，机械抓手21抓取反应杯70到混匀机构30，加样器22吸取样本并移动至混匀机构30上的反应杯70内；然后加样器22将试剂(反应物)加入到混匀机构30中的反应杯70内，混匀机构30开启混匀反应杯70内的反应物，机械抓手21从混匀机构30内将反应杯70转移至孵育机构40内进行反应，反应完成后，机械抓手21从孵育机构40内将反应杯70转移至磁分离机构50内，磁分离机构50工作，在反应杯70内注入清洗液进行清洗分离，机械抓手21从磁分离机构50将反应杯70转移至到混匀机构30中，加样器22将试剂(激发液)加入到混匀机构30内的反应杯70内，反应杯70内的反应物发光，机械抓手21从混匀机构30将反应杯70转移至到读数机构60中，读数机构60测量信号的强弱，以此来检测测定样本中是否含有目标分析物。

请参照图3，一实施例中，移液抓取机构20包括水平驱动部件23、上下驱动部件24、连接水平驱动部件23与上下驱动部件24的抓手装载部件25及连接水平驱动部件23与上下驱动部件24的加样装载部件26，机械抓手21安装于抓手装载部件25上，加样器22安装于加样装载部件26上。抓手装载部件25与加样装载部件26可以沿着水平驱动部件23和上下驱动部件24做水平和上下移动，从而改变其位置，到达混匀机构30、孵育机构40、磁分离机构50及读数机构60。

水平驱动部件23可以是电机和皮带带动的移动机构，也可以是滑轨。上下驱动部件24也可以是电机和皮带带动的移动机构，也可以是滑轨或者齿条与齿轮配合的机构。

本实施例中，水平驱动部件23为滑轨，上下驱动部件24滑动连接于该滑轨上，上下驱动部件24设有第一齿轮27，抓手装载部件25设有第一齿条28，第一齿条28与第一齿轮27配合，第一齿轮27由电机驱动转动，第一齿条28带着机械抓手21上下移动。同理，加样装载部件26也采用该结构上下移动。

机械抓手21为通常使用的机械抓手即可，其适配反应杯的体积大小。

请参照图2与图3，一实施例中，加样器22为加样针。加样针在每加一次试剂后，最好进行清洗，防止每次加样的物质混合造成检测不准确。

当然，加样器22也可以是其他结构的加样器。例如，加样器22包括移液模块及连通该移液模块的一次性吸液头。移液模块可以辅助将样品吸入一次性吸液头内，释放后，一次性吸液头可自动脱除，换上下一个一次性吸液头。即由水平驱动部件23、上下驱动部件24带动移液模块移动到脱除废料的位置，然后一次性吸液头脱除，换上新的后继续工作。让上述的加样器22包括移液模块及连通该移液模块的一次性吸液头时，上述的单人份化学分析装置100还包括吸头储存盒，一次性吸液头储存在该吸头储存盒内，脱除使用过的一次性吸液头后，移动至该吸头储存盒处换上一个新的一次性吸液头。

请参照图1与图2，一实施例中，上述的单人份化学分析装置100还包括废料接收机构101，该废料接收机构101用于接收移液抓取机构20上的读数完毕的反应杯70。还可以接收使用过的一次性吸液头。水平驱动部件23、上下驱动部件24带动移液模块移动到废料接收机构101的上方，然后脱除一次性吸液头，换上一个新的一次性吸液头。例如，废料接收机构101为废料盒。

一实施例中，混匀机构30的目的是将多种物质均匀地混合在一起，以促进反应的发生。该混匀机构30可以是通过震荡作用促进混匀，也可以是通过旋转促进混匀。本实施例中，该混匀机构30是一个高速旋转机构，通过高速旋转促进内部的各个物质混匀。

请参照图2，一实施例中，孵育机构40包括杯架41及安装于该杯架41上的恒温加温部件42，该恒温加温部件42能够为杯架41上的反应杯70进行恒温加热，从而促进反应进行。恒温加温部件42可以是加热丝、电加热器等等加热部件。恒温加温部件42的加温温度一般控制在37℃左右。孵育机构40可以承载多个反应杯70同时进行反应。其承载的反应杯70的数量根据测试通量和测试流程的孵育时间决定。

一实施例中，磁分离机构50用于接收移液抓取机构20的反应杯70，并将反应杯70中的磁性微粒和目标分析物的干扰物质清洗干净。该设备能够达到其目的即可。例如，可采用中国专利cn107377563a公开的磁分离清洗装置进行清洗工作。

一实施例中，读数机构60可以接收反应杯70内的反应物发光的信号，根据信号的强弱来判断检测测定样本中是否含有目标分析物。该读数机构60在本领域已普遍使用，在此不再赘述。

请参照图1与图2，一实施例中，上述的单人份化学分析装置100还包括试剂装载机构10，试剂装载机构10用于装载反应杯70及试剂80，该试剂80可包括固体试剂和液体试剂。由此，反应杯70从试剂装载机构10进行抓取，试剂80从试剂装载机构10进行吸取或抓取，使得整个过程中自动化程度更高，使用更方便。

请参照图1，一实施例中，试剂装载机构10包括装载架11及可抽拉地安装于装载架11的试剂抽屉12，试剂抽屉12开设有多个放置反应杯70的杯体腔体13及放置试剂80的试剂腔体14。其中的试剂80可以是固体，也可以是液体，如固体可直接放入试剂腔体14，如是液体，可以装入试剂盒内，再将试剂盒装入试剂腔体14内。例如，试剂腔体14内装有试剂条140，试剂条装有不同的试剂，例如液体反应物和液体激发液。该结构的试剂装载机构10可以抽出试剂抽屉12，装好反应杯70和试剂80后，再装入装载架11，这样能够方便地进行使用。其中的杯体腔体13适配反应杯70的形状，以更好地放置和抓取反应杯70。例如，试剂抽屉12的前面放置试剂条，后面放置反应杯，方便取放。

请参照图2，一实施例中，上述的单人份化学分析装置100还包括清洗机构90，该清洗机构90装有清洗剂，加样针22每次加完试剂后，由水平驱动部件23、上下驱动部件24带动移动至清洗机构90处进行清洗，然后再进行下一次的加样工作。例如清洗机构90为清洗池，装有清水。

请参照图1与图2，一实施例中，上述的单人份化学分析装置100还包括样本架102，将待测样品放置于该样本架102上，方便移液抓取机构20的加样器22吸取样品至反应杯70内。

请参照图1，一实施例中，上述的单人份化学分析装置100还包括机架103，机架103包括底板104及连接底板104的侧板105，移液抓取机构20安装于侧板105上，试剂装载机构10、混匀机构30、孵育机构40、磁分离机构50、读数机构60、样本架102、清洗机构90以及废料接收机构101均安装于底板104上。其中，移液抓取机构20的水平驱动部件23安装于侧板105上。

请参照图1与图2，一实施例中，在上述的机架103的侧架105上还设有清洗液储存机构106，用于储存清洗液，以便及时为清洗机构90更换清洗液。

本发明还保护一种采用上述的单人份化学分析装置分析样品的方法，其包括如下步骤(一步法测试步骤)；

机械抓手21移动至试剂装载机构10并由试剂装载机构10内抓取反应杯70转移至混匀机构30内，加样器22将样本(样本装在样本架102上)加入到混匀机构30中的反应杯70内；

加样器22移动至试剂装载机构10并由试剂装载机构10将试剂(反应试剂)加入到混匀机构30中的反应杯70内，混匀机构30启动，将反应杯70内的反应物混匀；

机械抓手21将反应杯70由混匀机构30转移至孵育机构40内；

孵育机构40孵育(第一次孵育)；

机械抓手21将反应杯70由孵育机构40转移至磁分离机构50内，磁分离机构50将清洗液注入反应杯70内；

磁分离机构50进行磁吸附；

机械抓手21将反应杯70由磁分离机构50转移至混匀机构30中，加样器22由试剂装载机构10中将试剂(测试试剂即激发液)加入到混匀机构30内的反应杯内，混匀机构30启动，将反应杯70内的物质混匀；

机械抓手22将反应杯70由混匀机构30将反应杯70转移至读数机构60中，读数机构60测量反应杯70内物质的信号并记录，机械抓手21由读数机构60将反应杯70抓出。

以上示出的是有试剂装载机构10的情况，如果没有设置试剂装载机构10，可以直接从其他地方抓取反应杯70和试剂即可，下同。

当磁分离机构50需要对反应杯70内的物质进行两次磁分离时(两步法测试步骤)，磁分离机构50进行磁吸附的步骤与机械抓手21将反应杯70由磁分离机构50转移至混匀机构30中，加样器22由试剂装载机构10中将试剂加入到混匀机构30内的反应杯70内的步骤之间，还具有如下步骤:

机械抓手21将反应杯70由磁分离机构50转移至混匀机构30中，加样器22由试剂装载机构10中将试剂(反应试剂)再次加入到混匀机构30内的反应杯70内；

混匀机构30启动，将反应杯70内的物质混匀；

机械抓手21将反应杯70由混匀机构30转移至孵育机构40内；

孵育机构40孵育(第二次孵育)；

机械抓手21将反应杯70由孵育机构40转移至磁分离机构50内，磁分离机构50将清洗液注入反应杯70内；

磁分离机构50进行磁吸附。

两步法中，两次加入的反应试剂可以相同，也可以不同。相同时进行两次磁分离清洗，使得清洗更加彻底；不同时，两次清洗可以清洗出不同的物质。当然，也可以进行多步法测试，即磁分离多次，但一般采用一步法与两步法。

当连续进行两次测试或多次测试时，前次测试的反应杯70转移至混匀机构30之后的任一步骤，后次测试的样本开始进行测试流程。即，根据需要，后次测试可以选择在前次测试的反应杯70转移至混匀机构30之后的任一步骤开始。例如，前次测试的反应杯70转移至混匀机构30中，机械抓手21移动开始转移后次测试的反应杯并加样本。再例如，前次测试的反应杯70在孵育机构40孵育时，机械抓手21移动开始转移后次测试的反应杯并加样本。

其中的多次测试可以是一步法或者两步法，或者一步法或者两步法混合进行，均能够完成测试。

下面我们将例举采用上述的单人份化学分析装置100如何进行一步法测试和两步法测试，同时如何提高各个机构的利用率。

一步法测试过程见表一，两步法测试(即)见表二，混合测试步骤见表三，其中测试1和测试3为一步法项目，测试2和测试4个为两步法项目，同时进行测试。

均按照周期的节拍运行，其中的n为周期，例如，n为5s-60s。其中1、2、3…等均为时间，以s计。

表一

表二

表三

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。