CN101504420B - 一种电解质分析模块及其蠕动泵泵量自校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为解决现有电解质分析模块的精确定量问题，提供一种定量更为精确的电解质分析模块，嵌入在自动生化分析系统中，包括进样机构、电解质测量模块、显示及主控单元、机械液路系统，所述进样机构和显示及主控单元共用自动分析系统的机械硬件和电路，所述机械液路系统的液路采用蠕动泵驱动，所述电解质测量模块两端的液路上各设置有一光电液体检测器。其有益效果是，解决了现有电解质分析模块的精确定量问题，提供一种定量更为精确的电解质分析模块，结构改进简单方便，使电解质分析模块的设计更为集约，能很大地降低现有自动生化分析系统的生产制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及生化检测领域的电解质分析技术，具体地涉及一种应用于全自动生化分析系统的电解质分析模块及其蠕动泵泵量自校准方法。
背景技术
在临床化学检测领域中，电解质分析主要指对体液中Na+，K+，Cl-和HCO3 -等离子的活度进行测定。当机体某些器官发生病变或受到外源性因素的影响时，可能引起或伴有电解质代谢紊乱，如果不能及时发现并加以纠正，可导致全身器官系统特别是心血管系统、神经系统的生理功能和物质代谢障碍，严重时将危及生命。因此，及时准确分析体液(主要是血液，尿液和脑脊液等)中的各种离子的活度是临床化学检测项目中的重要内容。
离子选择电极法是目前国内外电解质分析系统采用的主流检测方法，它是通过检测离子选择电极和参比电极输出之间的电压差从而得到待测离子的活度。目前，对电解质分析有专用电解质分析仪和嵌入在全自动生化分析仪的离子选择电极电解质分析模块两种方法。专用电解质分析仪在国内中、小型医院应用较多，具体产品有瑞士罗氏的AVL系列、美国Medica的Easylyte、上海讯达、深圳越华、深圳航创等品牌。但在大医院一般采用嵌入在全自动生化分析仪的离子选择电极电解质分析模块进行电解质分析，这种离子选择电极电解质分析模块可以根据需要灵活选择配备，应用更为方便。
现有的ISE模块根据模块的一般包括以下几个子系统：(1)机械液路子系统：包括稀释搅拌机构、ISE电极和液路单元；(2)ISE测量控制子系统：包括机械部件运动控制、液路流量控制、测量信号的处理及和主机单元的通讯联系等硬件部分；(3)主控子系统：包括命令分解等主机软件部分。现有ISE模块一般都通过蠕动泵进行液体流量控制，但由于蠕动泵在使用过程中容易老化，无法对流量进行精确定量测量，从而不能保证对电解质的精确测量分析。现有ISE模块还可通过精密注射器对样品及标液进行精确定量，但是精密注射器的成本高，设备体积大，不能满足ISE模块的小型化和集成化要求。
发明内容
本发明的目的是为解决现有电解质分析模块的精确定量问题，提供一种基于蠕动泵的定量更为精确的电解质分析模块及其蠕动泵泵量自校准方法。
本发明实现发明目的采用的技术方案是，一种电解质分析模块，嵌入于全自动生化分析系统中，包括离子选择电极测量模块、主控单元和液路系统，所述液路系统包括标准液容器、样品杯和连接管路，标准液容器与样品杯之间由连接管路连接并设置有第一蠕动泵，样品杯连接离子选择电极测量模块，所述离子选择电极测量模块后设置第二蠕动泵，所述标准液容器中的标准液由第一蠕动泵泵入样品杯，所述离子选择电极测量模块两端的液路上各设置有一光电液体检测器，固定两个光电液体检测器之间连接管路的长度和内径。
现有电解质分析模块通过蠕动泵的转动步数可以计算出流路中液体的流量，进而对电解质进行定量分析，但由于蠕动泵在长期使用过程中容易老化，随着使用时间的延长蠕动泵每步泵入的液体流量会发生变化从而无法进行精确定量测量，进而不能保证对电解质的精确测量分析。本发明通过在离子选择电极测量模块两端的液路上设置两个光电液体检测器，使电解质分析模块在检测时能实时精确地标定蠕动泵的每步泵入流量，从而实现整个电解质分析过程的精确测量。
检测前，为便于标准液对样品杯进行清洗，所述标准容器接出的连接管路连接在样品杯的上端位置。
本发明还提供一种用于电解质测量模块的蠕动泵泵量自校准方法，采用上述电解质分析模块的硬件，包括以下步骤：
a.在离子选择电极测量模块后设置第二蠕动泵用于泵入样品和标准溶液，在离子选择电极测量模块两端的液路上设置光电液体检测器D1和光电液体检测器D2用以测量是否有液体到达；
b.固定光电液体检测器D1和光电液体检测器D2之间连接管的长度和内径，进而确定光电液体检测器D1和光电液体检测器D2之间的液路体积VR；
c将标准液容器A与样品杯之间的第一蠕动泵设为Pa、将标准液容器B与样品杯之间的第一蠕动泵设为Pb，离子选择电极测量模块后的第二蠕动泵设为Pc，设第一蠕动泵Pa转Na步，将一定体积的标准液容器A内的标准液泵入样品杯；然后第二蠕动泵Pc转动，设标准液容器A内的标准液头部到达光电液体检测器D1时第二蠕动泵Pc转动了N1步，标准液容器A内的标准液头部到达光电液体检测器D2时第二蠕动泵Pc转动了N2步，标准液容器A内的标准液尾部到达光电液体检测器D2时第二蠕动泵Pc转动了N3步；设第二蠕动泵Pc的电机每转一步所对应的液体量为Vcps，则：
Vcps＝VR/(N2-N1)
设第一蠕动泵Pa的电机每转一步所对应的液体量为Vaps，则：
Vaps＝(N3-N2)*Vcps/Na
同理，设第一蠕动泵Pb的电机转Nb步，将一定体积的标准液容器B内的标准液泵入样品杯；然后第二蠕动泵Pc转动，设标准液容器B内的标准液头部到达光电液体检测器D2时第二蠕动泵Pc的电机转动了N4步，标准液容器B内的标准液尾部到达光电液体检测器D2时第二蠕动泵Pc的电机转动了N5步；设第一蠕动泵Pb的电机每转一步所对应的液体量为Vbps，则：
Vbps＝(N5-N4)*Vcps/Nb
d.主控单元计算得到所述液体量Vcps、Vaps、Vbps，并分别控制第二蠕动泵Pc、第一蠕动泵Pa、第一蠕动泵Pb的电机转动步数即可精确地控制需要泵入的液体量。
本发明的有益效果是，解决了现有电解质分析模块的精确定量问题，提供一种定量更为精确的电解质分析模块，结构简单，使电解质分析模块的设计更为集约，能很大地降低现有自动生化分析系统的生产制造成本。
附图说明
图1，本发明电解质分析模块的结构示意图。
图中，1标准液容器A、2标准液容器B、3样品杯、4ISE电解质测量模块、5废液容器、(Pa、Pb、Pc)蠕动泵、(D1、D2)光电液体检测器。
具体实施方式
一种电解质分析模块，嵌入于全自动生化分析系统中，包括离子选择电极测量模块、主控单元、液路系统，所述液路系统采用蠕动泵驱动，所述液路系统包括标准液容器、样品杯、连接管路和蠕动泵，标准液容器与样品杯之间由连接管路连接并设置有蠕动泵，样品杯连接离子选择电极测量模块，所述标准液容器中的标准液由蠕动泵泵入样品杯，所述离子选择电极测量模块两端的液路上各设置有一光电液体检测器。
参看附图1，所述进样机构由标准液容器A1、标准液容器B2、样品杯3、连接管路和蠕动泵组成，标准液容器A1与样品杯3之间由连接管路连接并设置有蠕动泵Pa，标准液容器B2与样品杯3之间由连接管路连接并设置有蠕动泵Pb，所述标准容器A1接出的连接管路连接在样品杯3的上端位置，样品杯3连接ISE电解质测量模块4，标准液A和B分别由蠕动泵Pa、Pb泵入样品杯3中，ISE电解质测量模块4两端的液路上设置有光电液体检测器(D1、D2)，ISE电解质测量模块4与废液容器5之间由管路连接并设置有蠕动泵Pc。
本发明通过在电解质测量模块两端的液路上设置两个光电液体检测器，使电解质分析模块在检测时能实时精确地标定蠕动泵的每步泵入流量，从而实现整个电解质分析过程的精确测量。其原理是：
在ISE电解质测量模块4两端的一定位置安装两个光电液体检测器D1和D2用以测量是否有液体到达，当D1和D2之间的长度固定，连接管内径一定时，D1和D2之间管道内的体积VR为一固定值。
设Pa泵转N步，将一定体积的A标准液泵入样品杯；然后Pc转动，设A标准液头部到达D1时Pc泵转动了N1步，A标准液头部到达D2时Pc转动了N2步，A标准液尾部到达D2时Pc转动了N3步；则Pc泵电机每转一步所对应的样品量Vcps为：
Vcps＝VR/(N2-N1)
Pa泵电机每转一步所对应的样品量Vaps为：
Vaps＝(N3-N2)*Vcps
同理，设Pb泵转N步，将一定体积的B标准液泵入样品杯；然后Pc转动，设B标准液头部到达D2时Pc转动了N4步，B标准液尾部到达D2时Pc转动了N5步；Pb泵电机每转一步所对应的样品量Vbps为：
Vbps＝(N5-N4)*Vcps
通过上述公式，在每次测量时，可以实时地对蠕动泵每步泵入的液体量进行标定，从而实现对电解质的精确测量和分析。
最后应说明的是：本实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此尽管本说明书参照上述实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (3)
1.一种电解质分析模块，嵌入于全自动生化分析系统中，包括离子选择电极测量模块、主控单元和液路系统，其特征在于：所述液路系统包括标准液容器、样品杯和连接管路，标准液容器与样品杯之间由连接管路连接并设置有第一蠕动泵，样品杯连接离子选择电极测量模块，所述离子选择电极测量模块后设置第二蠕动泵，所述标准液容器中的标准液由第一蠕动泵泵入样品杯，所述离子选择电极测量模块两端的液路上各设置有一光电液体检测器，固定两个光电液体检测器之间连接管路的长度和内径。
2.根据权利要求1所述的一种电解质分析模块，其特征在于：所述标准容器接出的连接管路连接在样品杯的上端位置。
3.一种用于电解质测量模块的蠕动泵泵量自校准方法，采用权利要求1所述电解质分析模块的硬件，包括以下步骤：
a.在离子选择电极测量模块后设置第二蠕动泵用于泵入样品和标准溶液，在离子选择电极测量模块两端的液路上设置光电液体检测器D1和光电液体检测器D2用以测量是否有液体到达；
b.固定光电液体检测器D1和光电液体检测器D2之间连接管的长度和内径，进而确定光电液体检测器D1和光电液体检测器D2之间的液路体积VR；
c 将标准液容器A与样品杯之间的第一蠕动泵设为Pa、将标准液容器B与样品杯之间的第一蠕动泵设为Pb，离子选择电极测量模块后的第二蠕动泵设为Pc，设第一蠕动泵Pa转Na步，将一定体积的标准液容器A内的标准液泵入样品杯；然后第二蠕动泵Pc转动，设标准液容器A内的标准液头部到达光电液体检测器D1时第二蠕动泵Pc转动了N1步，标准液容器A内的标准液头部到达光电液体检测器D2时第二蠕动泵Pc转动了N2步，标准液容器A内的标准液尾部到达光电液体检测器D2时第二蠕动泵Pc转动了N3步；设第二蠕动泵Pc的电机每转一步所对应的液体量为Vcps，则：
Vcps＝VR/(N2-N1)
设第一蠕动泵Pa的电机每转一步所对应的液体量为Vaps，则：
Vaps＝(N3-N2)*Vcps/Na
同理，设第一蠕动泵Pb的电机转Nb步，将一定体积的标准液容器B内的标准液泵入样品杯；然后第二蠕动泵Pc转动，设标准液容器B内的标准液头部到达光电液体检测器D2时第二蠕动泵Pc的电机转动了N4步，标准液容器B内的标准液尾部到达光电液体检测器D2时第二蠕动泵Pc的电机转动了N5步；设第一蠕动泵Pb的电机每转一步所对应的液体量为Vbps，则：
Vbps＝(N5-N4)*Vcps/Nb
d.主控单元计算得到所述液体量Vcps、Vaps、Vbps，并分别控制第二蠕动泵Pc、第一蠕动泵Pa、第一蠕动泵Pb的电机转动步数即可精确地控制需要泵入的液体量。
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