CN100390527C - 比色消光度测量装置 - Google Patents

Abstract

一种比色消光度测量装置，在同一圆周上配置让特定波长附近的光透过的多个滤光片11的滤光片装置10，根据来自电机驱动电路5的电机驱动信号由电机4控制成匀速转动。来自电机驱动电路5的电机驱动信号同时也向时序发生电路8提供。时序发生电路8与从多个滤光片11中选择的所希望的滤光片11位于光轴上的时刻同步，向A/D转换部7提供A/D转换开始信号。从而做到具有优异的处理能力，并可以获得高可靠性的数据。

Description

比色消光度测量装置

技术领域

本发明涉及一种生化分析装置中所使用的比色消光度测量装置。

背景技术

为了检查血浆、血清、尿等被检体的胆固醇的值等，例如要用到生化分析装置。这时，保存在采血管中的被检体和试剂瓶中的试剂，分别被注入到反应槽中由耐热性硬质玻璃等构成的试管中并使其反应，通过对其反应液的消光度进行测量，根据所获得的数据得到胆固醇的值。

为了测量消光度，从光源发出白色光等具有多个波长的光，用滤光片仅使对应检测项目的特定波长附近的光透过，并让该特定波长附近的光透过试管内的反应液，来测量反应液的消光度的比色消光度测量方法受到广泛应用。另外，在利用比色消光度测量方法时，为了取出特定波长，到目前为止一般采用的有在光路上设置玻璃滤光片、干涉滤光片等的滤光片法，和采用衍射光栅将来自光源的光进行分光的光栅法。

由于光栅法比较昂贵，并且采用衍射光栅的分析装置的小型化比较困难，所以现有的小型分析装置多采用滤光片法。

如上所述，在比色消光度测量中，由于不同的检查项目所需要的波长不同，要进行多种参数检查时，就需要依次取出多种波长。用光栅法可以同时选取多种波长，但滤光片法的各滤光片只能透过1种波长。为此，采用滤光片法时，对应不同的检测项目需要准备多个滤光片。

虽然不是作为将多个试管依次移送到光轴上进行测量而使用的生化分析装置，但例如在特开平8-68788号公告中公开了利用比色消光度测量方法中的采用滤光片法，自动测量自来水的水质、特别是颜色和混浊度的装置。该装置，使光源发出的光透过装有测量对象的水的器皿和让特定波长附近的光透过的滤光片，并将透过它们的光变换成电信号再经运算后输出。在此，是让至少具有4片只能透过特定波长附近的光的滤光片的转动圆盘型分光部，反复停止和转动地进行断续转动，并在各滤光片停止时进行测量的。

如上所述，在特开平8-68788号公告所公开的装置中，采用了每次进行比色消光度测量时，让转动圆盘型分光部转动使得与检测项目对应的滤光片处在光路的位置上，然后在使转动圆盘型分光部停止的状态下进行消光度测量的方法。但是，如果等到让转动圆盘型分光部完全停止再进行测量时，每一滤光片所需要的测量时间变长使提高处理能力比较困难。具体地讲，测量时间比较长，并且在相对一种反应液所进行的比色消光度测量中可测量的波长的数量会减少。另一方面，为了提高处理能力而在分光部完全停止之前进行测量时，存在会降低所测量数据的可靠性的问题。

发明内容

本发明正是针对这样的问题而提出的，其目的在于提供一种不仅能获得高可靠性的数据而且具有高处理能力的比色消光度测量装置。

本发明之一的比色消光度测量装置，包括：光源；保持在光轴上并且装入了试料的试管；在同一圆周上配置了多个使特定波长附近的光透过的滤光片的滤光片装置；以所述滤光片装置的中心为转动轴用于使多个所述滤光片依次通过光轴而使滤光片装置转动的电机，其特征在于，还包括：驱动所述电机使所述滤光片装置以匀速连续地转动的电机驱动装置；由光传感器、A/D转换器和存储器构成的信号处理装置，其将所述光源发出的并透过多个所述滤光片中的任一个以及所述试管的光转换成电信号并进行存储；时序发生电路，其在滤光片装置的转动过程中，与多个滤光片中所选择的任一个位于光轴上的时刻取得同步，向A/D转换器发送A/D转换开始信号，并且向存储器发送存储指令信号，将来自光传感器的信号经过A/D转换后保存在存储器中。

在上述装置中，在让滤光片装置匀速连续地转动的同时进行比色消光度测量，并在滤光片位于光轴上的时刻同步地进行信号处理。这样，通过让滤光片装置匀速连续地转动，可以解决在停止时所产生的振动没有消除前不能进行测量的现有技术的问题，从而可以提高处理能力。并且，由于滤光片装置匀速转动，也不会产生现有技术那样由于停止时所产生的滤光片装置的振动而引起测量数据的可靠性降低的情况。即，可以获得高精度测量数据的同时，也能缩短测量所需要的时间，并且在给定时间内所测量的波长比现有技术要多。

另外，本发明之二的比色消光度测量装置，是在本发明之一的基础上，包括多个上述试管，依次将这些试管移送并保持到光轴上的位置。

当试管为多个时，对1个试管的测量结束后，需要将下一个试管移送到测量位置。这时也和滤光片的情况相同，最好在试管的振动完全停止后再进行测量。在上述装置中，由于提高了装置自身的处理能力，有足够时间等待试管3c的振动完全消失。因此，也可以防止由于试管的振动引起的测量精度的下降。另外，由于依次对多个试管进行测量，所以可以在短时间并且连续地获得对多种试料进行测量的数据。

作为让滤光片处于光轴的位置上与信号处理同步的方法，一般有控制装置根据电机驱动装置提供的电机驱动信号进行同步的方法(本发明之三)；控制装置向电机驱动装置提供控制信号的同时，根据向电机驱动装置提供的控制信号进行同步的方法(本发明之四)；或者还包括用于输出电机或滤光片装置的转数信号的编码器，且控制装置根据编码器所提供的转数信号进行同步的方法(本发明之五)。

另外，本发明之六的比色消光度测量装置，包括：光源；依次被移送并保持到光轴上的位置且装入了试料的多个试管；在同一圆周上配置了多个使特定波长附近的光透过的滤光片的滤光片装置；以所述滤光片装置的中心为转动轴用于使多个所述滤光片依次通过光轴而使滤光片装置以所定的速度连续地转动的转动装置；将所述光源发出的、透过多个所述滤光片中的任一个以及位于所述光轴上的所述试管的光转换成电信号的光电转换装置；对光电转换装置的输出信号进行信号处理的信号处理装置；以及使从多个所述滤光片中选择的滤光片位于光轴上的时刻与光电转换装置同步的控制装置。

在上述装置中，可以同时获得本发明之一的效果和本发明之二的效果。

本发明之三的比色消光测量装置，包括：光源；多个按等距间隔成环状排列并被移送到光轴上的试管；装有试剂与样本的混合物；用于转动反应装置的转动装置；该装置可使多个试管按序移到光轴上；有多个滤光片成环状排列其上的滤光片安置装置；每个滤光片只能通过波长在特定波长范围的光成分；用于使滤光片安置装置以一定速度围绕中心轴持续转动的转动装置；该装置可使多个滤光片按序与光轴交叉；用于将光源发出的光在穿过滤光片及位于光轴上的试管后转换成电子信号的光电转换器；用于处理来自光电转换器的输出信号的信号处理器；以及用于保证光电转换器与滤光片在光轴的时间能同步运行的电机与传感器控制电路。

附图说明

图1为表示包括本发明实施例1的比色消光度测量装置的生化分析装置的俯视图。

图2为本发明实施例1的比色消光度测量装置的方框图。

图3为图2所示的比色消光度测量装置所包含的滤光片装置的主视图。

图4为本发明实施例2的比色消光度测量装置的方框图。

图5为本发明实施例3的比色消光度测量装置的方框图。

其中：1；21-比色消光度测量装置；2-光源；3；3a；3b；3c-试管；4-步进式电机(转动装置)；5-电机驱动电路(电机驱动装置；转动装置)；6-光传感器(信号处理装置；光电转换装置)；7-A/D转换部(信号处理装置)；8-时序发生电路(控制装置)；9-存储器(信号处理装置)；10-滤光片装置；11-滤光片；12-滤光片装置基板；13-轴安装孔；14-编码器；20-轴。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的优选实施例。图1为表示包括本发明实施例1的比色消光度测量装置的生化分析装置一例的俯视图。图2为本发明实施例1的比色消光度测量装置的方框图。图3为图2所示的比色消光度测量装置所包含的滤光片装置的主视图。图4为本发明实施例2的比色消光度测量装置的方框图。

首先，对图1所示的小型、台式生化分析装置60进行说明。该装置60作为检查血浆、血清、尿等被检体的胆固醇的值使用，让试剂库61中的试剂和被检体库62中的被检体在反应槽63中进行反应，其反应液的消光度由本发明实施例1的比色消光度测量装置1进行测量，根据所获得的数据得到胆固醇的值等。

在试剂库61的托盘上安装了多个(在本装置60中为40个)装有试剂的试剂瓶64，在被检体库64的托盘上安装了多个(在本装置60中为40个)装有血浆、血清、尿等被检体的采血管65。另外，在反应槽63上环状配置了多个(在本装置60中为45个)称为试管3的容器。分别转动试剂库61、被检体库62、反应槽63，通过喷嘴(图中未画出)依次将试剂和被检体注入到反应槽63的试管3中。然后对试管3中的试料、即试剂和被检体的混合液，采用比色消光度测量装置1，根据比色消光度测量法进行消光度测量。

对设置在反应槽63中的各试管3依次进行消光度测量时，由于不能让试管3边移动边进行测量，所以需要让各试管3移动并停止到光源2所发出的光的光轴上进行测量。这时，是在试管3停止时所产生的振动完全静止后进行测量的。

然后，根据图2说明本发明实施例1的比色消光度测量装置1。依据本实施例中的比色消光度测量装置1，从光源2发出光，在滤光片装置10上配置有多个的滤光片11只让特定波长附近的光透过，透过滤光片11的光进一步透过装入试料的试管3b。然后，透过试管3b而衰减的光，例如采用光传感器6等检测并进行光电转换，转换后的电信号进一步让放大部(图中未画出)进行放大后，由A/D转换器7进行A/D转换，并保存在存储器9中。此外，将由A/D转换器7进行A/D转换后的信号保存在存储器9中时，从时序发生电路8向存储器9发出保存指令信号。另外，由A/D转换器7进行A/D转换后的信号，例如也可以通过串行通信传送给时序发生电路8，然后从时序发生电路8向存储器9发出保存指令信号。

在此，装有试料的试管3a、3b、3c被依次移送并保持到光轴上的位置。也就是说，虽然在图2中试管3b保持在光轴上，但对该试管3b进行比色消光度测量之后，然后将成为下一测量对象的试管3c移送并保持到光轴上，通过重复这样的动作，依次对试管3a、3b、3c进行测量。

另外，也可以将由光传感器6等检测并光电转换后的电流输出给I/V放大部，由I/V放大部将电流变换成电压，然后将电压输出给放大部进行放大。

另外，也可以从时序发生电路8向放大部(图中未画出)发出信号，将在I/V放大部变换的电压，由放大部根据测量所需要的波长进行增益调整后输出给A/D转换器7。

光源2的构造为包括卤素灯等灯、和将灯发出的光聚光的镜头，并最好由风扇对灯产生的热进行空气冷却。

滤光片装置10，如图3所示，具有圆形的滤光片装置基板12，在滤光片装置基板12的同一圆周上等间隔配置8个圆形滤光片，在其中心设置有轴安装孔13。在此，滤光片11具有只能让相互不同的特定波长附近的光透过的特性。

为了使该滤光片装置基板12，以圆中心作为转动轴，以一定速度连续转动，如图2所示，在轴安装孔13中安装有轴20，并通过轴20与步进式电机4连接。

这样，通过依次让8个滤光片11位于光轴上，可以进行分别对应8个滤光片11的8种特定波长的光的比色消光度测量。即，在本实施例中可以测量的波长为8种。实际上，一般是从可测量的波长中选择与试剂对应的2种左右的波长。

让滤光片装置基板12转动的步进式电机4，根据电机驱动电路5提供的电机驱动信号转动。在本实施例中，如图2所示，电机驱动电路4发出的电机驱动信号在发送给步进式电机4的同时，也发送给时序发生电路8。

这样，通过使时序发生电路8检测步进式电机4的动作，在滤光片装置10的转动过程中，与8个滤光片11中所选择的任一个位于光轴上的时刻取得同步，从时序发生电路8向A/D转换器7发送A/D转换开始信号，并且向存储器9发送存储指令信号，将来自光传感器6的信号经过A/D转换后保存在存储器9中。通过这样做，即使滤光片装置10匀速转动，也可以采用所希望的滤光片11在正确的时刻进行测量。例如，采用1个滤光片11的测量，在该滤光片11通过光轴期间进行16次也行。

然后，根据图4说明本发明实施例2的比色消光度测量装置21。在本实施例中，作为让滤光片装置10的转动与信号处理同步的其他装置，在步进式电机4的附近安装有用于检测转数的编码器14。根据该编码器14所提供的转数信号，由时序发生电路8控制A/D转换器7等信号处理装置。

另外，也可以通过将编码器14安装在滤光片装置10的轴20上等检测滤光片装置10的转数信号，并根据该转数信号由时序发生电路控制A/D转换器7等信号处理装置。此外，编码器14只要能让滤光片装置10的转动和信号处理同步，并不限定其设置场所。

如上所述，依据本发明实施例1、2的比色消光度测量装置1、21，通过让滤光片装置10匀速连续转动，可以解决在因停止时所产生的振动没有消除前不能进行测量的现有技术的问题，从而提高了处理能力。并且，由于滤光片装置10匀速转动，也不会产生现有技术那样由于振动而引起的测量数据可靠性降低的情况。即，可以获得高精度测量数据的同时，也能缩短测量所需要的时间，并且在给定时间内所测量的波长比现有技术要多。

下面，结合图5对本发明实施例3的比色消光测量装置31进行说明。本实施例采用了电机与传感器控制电路17，用以保证滤光片装置12的转动能与装有多个按等距间隔成环状排列的试管(例如3a、3b、3c)的反应装置63的转动保持同步。电机与传感器控制电路17传输电机驱动命令信号给电机驱动电路5，电机驱动电路5将电机驱动信号从其一个输出终端传递到步进式电机15和时序发生电路8。步进式电机15通过轴杆16转动反应装置63，使在反应装置63上的试管3被依次移送到光轴上。

时序发生电路8根据由电机驱动电路5发出的电机驱动信号检测步进式电机15的操作。时序发生电路8向A/D转换器7发送A/D转换开始信号，并向存储器9发送存储命令信号，上述两项动作与滤光片装置12转动过程中某一滤光片11运行至光轴的时间保持同步，这样光传感器6中发出的信号经过A/D转换并存储在存储器9中。此配置确保了当滤光片装置以某一速度连续转动的过程中，能在正确时间使用指定滤光片进行测量。

如上所述，值得重视的是，通过保持滤光片装置以所述的匀速持续转动，所述实施例1、2、3三种比色消光测量装置1、21、31解决了前面提到的问题，即：因停止分光装置(滤光片装置)而引发的波动若不停止则无法进行比色消光度测量的问题，从而可以实现高效率的测量。此外，由于滤光片装置以匀速运动，使测量数据的可靠性不会因为如现有的技术引发的波动而有所降低。总之，本发明可以可靠地测量数据，并缩短了所需测量时间，增加了比色消光度测量在指定时间内进行操作的波长数量。

另外，如图2、图4和图5所示，当包括多个试管3a、3b、3c时，对1个试管3b的测量结束后，必须将成为下一个测量对象的试管3c移送并保持到比色消光度测量装置1的测量位置、即光轴上。这时，虽然最好在试管3c的振动完全停止后再进行测量，但由于依据本发明的比色消光度测量装置1、21而提高了处理能力，所以有足够的时间等待让试管3c的振动完全消失，因而也可以防止由于试管3c的振动而引起的测量精度的下降。另外，由于对多个试管3a、3b、3c依次进行测量，所以可以在短时间并且连续地获得对多种试料进行测量的数据。

此外，本发明的比色消光度测量装置并不限定于上述实施例，例如可以采用以下方案。

(1)在上述实施例中虽然将滤光片装置10配置在光源2和成为测量对象的试管3b之间，但也可以将滤光片装置10配置在试管3b和光传感器6之间，让多个波长的光透过成为测量对象的试管3b后，再经过滤光片11只让特定波长附近的光透过，并由光传感器6检测。

(2)在本实施例中虽然采用的是具有8个滤光片11的滤光片装置10，本发明并不限定于这个数，也可以在滤光片装置10中配置任意数的滤光片11。

(3)作为让滤光片装置10的转动与信号处理同步的装置，也可以采用向光传感器6发送信号输出命令等，从光传感器6到存储器9之间命令其他部件进行某种信号处理。

(4)作为让滤光片装置10的转动和信号处理同步的另一装置，也可以由时序发生电路8向电机驱动电路5提供信号，控制步进式电机4的动作，根据时序发生电路8提供给电机驱动电路5的电机驱动信号控制A/D转换器7等的信号处理。

本发明由于采用了以上说明的构成，可以起到以下所述的效果。

通过让滤光片装置匀速连续转动，可以解决在停止时所产生的振动没有消除前不能进行测量的现有技术的问题，从而可以提高处理能力。并且，由于滤光片装置匀速转动，也不会产生现有技术那样由于停止时所产生的滤光片装置的振动而引起测量数据的可靠性降低的情况。即，可以获得高精度测量数据的同时，也能缩短测量所需要的时间，并且在给定时间内所测量的波长比现有技术要多。

另外，当包括多个试管时，虽然对1个试管的测量结束后，要将下一个试管移送到测量位置，但如上所述由于提高了处理能力，有足够时间等待让试管3c的振动完全消失。因此，可以防止由于试管的振动引起的测量精度的下降。另外，由于对多个试管依次进行测量，所以可以在短时间并且连续地获得对多种试料进行测量的数据。

Claims (5)

1.一种比色消光度测量装置，包括：

光源；

保持在光轴上并且装入了试料的试管；

在同一圆周上配置了多个使特定波长附近的光透过的滤光片的滤光片装置；

以所述滤光片装置的中心为转动轴用于使多个所述滤光片依次通过光轴而使滤光片装置转动的电机，

其特征在于，还包括：

驱动所述电机使所述滤光片装置以匀速连续地转动的电机驱动装置；

由光传感器、A/D转换器和存储器构成的信号处理装置，其将所述光源发出的并透过多个所述滤光片中的任一个以及所述试管的光转换成电信号并进行存储；

时序发生电路，其在滤光片装置的转动过程中，与多个滤光片中所选择的任一个位于光轴上的时刻取得同步，向A/D转换器发送A/D转换开始信号，并且向存储器发送存储指令信号，将来自光传感器的信号经过A/D转换后保存在存储器中。

2.根据权利要求1所述的比色消光度测量装置，其特征在于，包括多个所述试管，依次将这些试管移送并保持到光轴上的位置。

3.根据权利要求1或2所述的比色消光度测量装置，其特征在于，所述时序发生电路根据所述电机驱动装置提供的电机驱动信号进行同步。

4.根据权利要求1或2所述的比色消光度测量装置，其特征在于，所述时序发生电路向所述电机驱动装置提供控制信号，并根据向所述电机驱动装置提供的所述控制信号进行同步。

5.根据权利要求1或2所述的比色消光度测量装置，其特征在于，还包括用于输出所述电机或所述滤光片装置的转数信号的编码器，

所述时序发生电路根据所述编码器所提供的所述转数信号进行同步。

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