CN102279275A - 一种磁性搅拌、清洗和分离的一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种磁性搅拌、清洗和分离的一体化装置，该一体化装置集成了搅拌、清洗和分离功能，使得采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析仪的体积小型化；另外，该一体化装置利用了磁微粒试剂中的磁微粒成分充当搅拌子，完成不接触式的搅拌功能，从而可以降低反应间交叉污染风险。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制领域，具体涉及一种磁性搅拌、清洗和分离的一体化装置，应用于采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析仪。
背景技术
目前，全自动化学发光分析仪总共有三类，分别是采用微孔板的全自动化学发光分析仪、采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析仪以及采用电化学试剂的全自动电化学发光分析仪。其中，采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析仪为主流产品体系，预计在将来的几年到十几年内，必然会有一轮声势浩大的“国产化”过程出现。
在采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析仪的反应过程中，磁性搅拌、清洗和分离过程一般地分别采用一个搅拌器、一个清洗器和一个分离器这三个分布于反应过程中的分散结构来实现，从而导致仪器体积巨大、反应时间长，而且搅拌过程一般采用搅拌杆结构，容易引起反应间交叉污染。
发明内容
本发明提供一种磁性搅拌、清洗和分离的一体化装置，应用于采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析仪。本发明可以使采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析仪的体积小型化，降低反应间交叉污染风险。
一种磁性搅拌、清洗和分离的一体化装置，应用于采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析仪，包括：
基板1，所述基板1一侧面固定有反应盘机构2、分配器机构3和清洗器机构4；所述分配器机构3、清洗器机构4相对于所述反应盘机构1的中心固定；所述基板1另一侧面固定有负压灌6和负压泵7；
所述反应盘机构2通过旋转运动使所述反应盘机构2中的反应杯的交替前进；所述反应盘机构2的反应杯保持架上设置有通过对极性安装的磁铁5，所述磁铁5用于对所述反应盘机构2中的反应杯中带有磁微粒的反应液进行搅拌和分离；
所述负压泵7在所述负压灌6控制下，为所述清洗器机构4提供清洗负压；所述清洗器机构4在所述清洗负压作用下，将搅拌和分离后的所述反应杯中的废液吸干；所述分配器机构3通过所述清洗器机构4将清洗液注入废液被吸干后的所述反应杯中进行清洗。
一个实施例中，所述反应盘机构1包括：
反应盘底座，所述反应盘底座上设置有可旋转的反应盘转杆，所述反应盘转杆上端固定一反应盘，所述反应盘上设置有若干个用于安装反应杯的杯位，以及靠近所述反应盘边缘上设置一反应杯保持架。
一个实施例中，所述分配器机构3包括：
稀释器撑板17，所述稀释器撑板17一侧面设置一个稀释器8、压板18和叉型块19；所述稀释器撑板17另一侧面设置一阀支架10，所述阀支架10上设置一个三通电磁阀9；所述稀释器撑板17另一侧面设置一个电机撑板12，所述电机撑板12上支撑一个直线电机11、传感器13、稀释器活动板14、直线导轨15以及稀释器底板16；
所述三通电磁阀9的清洗液出口通过导管连接所述清洗器机构4的连接钢管23，将清洗液注入废液被吸干后的所述反应杯中进行清洗。
一个实施例中，所述清洗器机构4包括：
擦拭头20、清洗针21、清洗套22、连接钢管23、清洗支撑板24、清洗针固定套25、清洗头调整板26、清洗器上下动轴27、轴套28、清洗器上下光耦固定板29、清洗器上下固定板30、清洗器上下定轴31、从动轮柱32、从动带轮33、传感器34、光耦挡片35、清洗器上下拉板36、同步轮37、清洗器上下电机固定板38和步进电机39；
所述清洗器机构4的连接钢管23通过导管连接所述三通电磁阀9的清洗液出口，将清洗液注入废液被吸干后的所述反应杯中进行清洗；
所述清洗针21通过导管连接所述负压灌6的负压汇流灌43，在所述清洗负压作用下，将搅拌和分离后的所述反应杯中的废液吸干。
一个实施例中，所述负压灌6包括：
缓冲灌支架40，所述缓冲灌支架40上设置一缓冲灌45，所述缓冲灌45上设置有缓冲灌盖44，所述缓冲灌盖44以及所述缓冲灌45底面分别设置有倒钩接头41，所述缓冲灌盖44一侧面设置有两通电磁阀42，所述缓冲灌支架40上还设置一负压汇流灌43；
所述负压泵7在所述两通电磁阀42控制下，通过所述负压汇流灌43为所述清洗器机构4提供清洗负压。
本发明提供的一种磁性搅拌、清洗和分离的一体化装置集成了搅拌、清洗和分离功能，使得采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析仪的体积小型化；另外，本发明利用了磁微粒试剂中的磁微粒成分充当搅拌子，完成不接触式的搅拌功能，从而可以降低反应间交叉污染风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种磁性搅拌、清洗和分离的一体化装置的结构示意图；
图2为图1所示的一体化装置中的分配器机构的结构示意图；
图3为图1所示的一体化装置中的清洗器机构的结构示意图；
图4为图1所示的一体化装置中的负压灌的结构示意图；
图5为图1所示的一体化装置中磁性搅拌和分离的示意图。
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。
本发明提供一种磁性搅拌、清洗和分离的一体化装置，应用于采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析仪。本发明可以使采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析仪的体积小型化，降低反应间交叉污染风险。下面分别详细介绍。
请参阅图1，图1为本发明提供的一种磁性搅拌、清洗和分离的一体化装置的结构示意图，应用于采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析仪。如图1所示，该一体化装置包括：
基板1，所述基板1一侧面固定有反应盘机构2、分配器机构3和清洗器机构4；所述分配器机构3、清洗器机构4相对于所述反应盘机构1的中心固定；所述基板1另一侧面固定有负压灌6和负压泵7；
所述反应盘机构2通过旋转运动使所述反应盘机构2中的反应杯的交替前进；所述反应盘机构2的反应杯保持架上设置有通过对极性安装的磁铁5，所述磁铁5用于对所述反应盘机构2中的反应杯中带有磁微粒的反应液进行搅拌和分离；
所述负压泵7在所述负压灌6控制下，为所述清洗器机构4提供清洗负压；所述清洗器机构4在所述清洗负压作用下，将搅拌和分离后的所述反应杯中的废液吸干；所述分配器机构3通过所述清洗器机构4将清洗液注入废液被吸干后的所述反应杯中进行清洗。
一个实施例中，所述反应盘机构1包括：
反应盘底座，所述反应盘底座上设置有可旋转的反应盘转杆，所述反应盘转杆上端固定一反应盘，所述反应盘上设置有若干个用于安装反应杯的杯位，以及靠近所述反应盘边缘上设置一反应杯保持架。
一个实施例中，图1所示的一体化装置中的分配器机构3的结构示意图可以如图2所示，该分配器机构3可以包括：
稀释器撑板17，所述稀释器撑板17一侧面设置一个稀释器8、压板18和叉型块19；所述稀释器撑板17另一侧面设置一阀支架10，所述阀支架10上设置一个三通电磁阀9；所述稀释器撑板17另一侧面设置一个电机撑板12，所述电机撑板12上支撑一个直线电机11、传感器13、稀释器活动板14、直线导轨15以及稀释器底板16；
所述三通电磁阀9的清洗液出口通过导管连接所述清洗器机构4的连接钢管23，将清洗液注入废液被吸干后的所述反应杯中进行清洗。
一个实施例中，图1所示的一体化装置中的清洗器机构4的结构示意图可以如图3所示，该清洗器机构4可以包括：
擦拭头20、清洗针21、清洗套22、连接钢管23、清洗支撑板24、清洗针固定套25、清洗头调整板26、清洗器上下动轴27、轴套28、清洗器上下光耦固定板29、清洗器上下固定板30、清洗器上下定轴31、从动轮柱32、从动带轮33、传感器34、光耦挡片35、清洗器上下拉板36、同步轮37、清洗器上下电机固定板38和步进电机39；
所述清洗器机构4的连接钢管23通过导管连接所述三通电磁阀9的清洗液出口，将清洗液注入废液被吸干后的所述反应杯中进行清洗；
所述清洗针21通过导管连接所述负压灌6的负压汇流灌43，在所述清洗负压作用下，将搅拌和分离后的所述反应杯中的废液吸干。
一个实施例中，图1所示的一体化装置中的负压灌6的结构示意图可以如图4所示，该负压灌6可以包括：
缓冲灌支架40，所述缓冲灌支架40上设置一缓冲灌45，所述缓冲灌45上设置有缓冲灌盖44，所述缓冲灌盖44以及所述缓冲灌45底面分别设置有倒钩接头41，所述缓冲灌盖44一侧面设置有两通电磁阀42，所述缓冲灌支架40上还设置一负压汇流灌43；
所述负压泵7在所述两通电磁阀42控制下，通过所述负压汇流灌43为所述清洗器机构4提供清洗负压。
本发明提供的一种磁性搅拌、清洗和分离的一体化装置的各部分原理及实现的功能说明如下：
基板1主要为其余各个部分提供可靠稳固的安装基准；反应盘机构2主要通过旋转运动完成反应杯的交替前进；分配器机构3主要为清洗器机构4提供清洗液；清洗器机构4实(即反应杯保持架上9)上通过对极性安装提供不接触式的搅拌作用以及分离作用；负压灌6通过其两通电磁阀42的控制为清洗器机构4提供稳定的清洗负压；负压泵7为整个清洗负压的负压源。
本发明中，搅拌作用是通过对极性安装的磁铁5和反应盘机构2的旋转作用来实现的。其原理为：当磁微粒试剂经过磁场时，由于磁微粒的顺磁性，磁微粒将向磁场位置产生偏移运动，当磁场进行交变运动的时候，磁微粒也将顺应磁场的交变运动产生交变运动。在发明中，将磁铁2通过对极性安装(即排列)，在反应杯的运动路线上产生稳定的定向磁场，将反应杯和磁微粒在定向磁场中产生运动时，相当于对磁微粒施加交变磁场，从而使磁微粒在反应杯内产生交变运动，从而使得不接触式搅拌情况得以实现(磁微粒的运动相当于搅拌子的搅拌运动)。其中，磁性搅拌和分离的示意图如图5所示。
本发明中，清洗和分离作用的实现是借助反应盘机构2的旋转、磁铁5、分配器机构3和清洗器机构4的协同作用实现的。其原理为：通过反应盘机构2的转动，将需要进行清洗和分离的反应杯旋转到指定位置后，通过安装在反应盘侧面磁铁5提供的磁场将磁微粒向反应杯的侧面进行富集，反应杯在此位置停下富集2秒后，可以确保所有磁微粒均已经富集到反应杯内侧壁，此时清洗器机构4在步进电机39作用下下降，将反应杯内多余的废液吸干，从而实现分离作用，吸干多余的废液后，分配器机构3通过清洗器机构4向反应杯内投放清洗液，通过液路结构使清洗液向下流动时将清洗针21的外壁进行了同步的清洗，从而使反应间交叉污染得以有效控制，完成此动作后，清洗器机构4在步进电机39作用下提升，反应盘机构2转动，使反应杯进入下一阶清洗针，此时由于反应盘机构2的转动，使磁微粒重新在另一面反应杯内壁进行富集，同时完成了磁微粒表面的清洗，富集完成后，清洗器机构4下降到反应杯内，吸走第一次加入的清洗液，分配器机构3再次通过清洗器机构4加入清洗液；如此重复三次，最后通过清洗器机构4的擦拭头20的清洗反应杯，使得反应杯内所有残余液体被吸干，仅剩下经过了清洗和分离的磁微粒，由于整个过程中，磁微粒没有脱离过反应杯内，所以既可以确保磁微粒无丢失情况，同时可以确保了清洗和分离的有效性。
本发明在搅拌时序流程中，首先将被测样本(血清)和试剂加入反应盘机构2上相应的反应杯内，反应盘机构2进行旋转运动一整圈另多加一个反应位，确保需要搅拌的反应杯完全经过由磁铁5所形成的交互磁场，在运动中，磁微粒由于磁场作用产生了运动，从而达到了搅拌效果，并且直至反应时间达到需要进行清洗、分离之前，确保每个周期都进行了搅拌，有效的保证了搅拌的均一性和反应的完全化。
本发明在清洗分离时序流程中，首先待反应杯内的反应充分反应后，反应盘机构2将反应杯旋转到指定的位置，清洗器机构4下降到反应杯内，保持状态延迟2秒，使得磁微粒得以借助磁铁5的磁场进行反应杯内壁方向富集，2秒钟后，负压灌6的两通电磁阀42打开，利用负压，将废液吸走，完成后，两通电磁阀42关闭，停止吸液，分配器机构3的三通电磁阀9动作，将清洗液注入反应杯内，此时如果需要，可以反复进行N次(视具体反应项目要求)，完成后，反应盘旋转一圈另外多加一个反应位，以上过程循环5次，即可完成一个反应杯的整个清洗分离动作，最终，在反应杯内仅剩下经过分离、清洗后带有稳定免疫复合物的磁微粒。
本发明提供的一种磁性搅拌、清洗和分离的一体化装置集成了搅拌、清洗和分离功能，使得采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析仪的体积小型化；另外，本发明利用了磁微粒试剂中的磁微粒成分充当搅拌子，完成不接触式的搅拌功能，从而可以降低反应间交叉污染风险。
以上对本发明实施例所提供的一种磁性搅拌、清洗和分离的一体化装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种磁性搅拌、清洗和分离的一体化装置，应用于采用磁微粒试剂的全自动化学发光分析，其特征在于，包括：
基板(1)，所述基板(1)一侧面固定有反应盘机构(2)、分配器机构(3)和清洗器机构(4)；所述分配器机构(3)、清洗器机构(4)相对于所述反应盘机构(1)的中心固定；所述基板(1)另一侧面固定有负压灌(6)和负压泵(7)；
所述反应盘机构(2)通过旋转运动使所述反应盘机构(2)中的反应杯的交替前进；所述反应盘机构(2)的反应杯保持架上设置有通过对极性安装的磁铁(5)，所述磁铁(5)用于对所述反应盘机构(2)中的反应杯中带有磁微粒的反应液进行搅拌和分离；
所述负压泵(7)在所述负压灌(6)控制下，为所述清洗器机构(4)提供清洗负压；所述清洗器机构(4)在所述清洗负压作用下，将搅拌和分离后的所述反应杯中的废液吸干；所述分配器机构(3)通过所述清洗器机构(4)将清洗液注入废液被吸干后的所述反应杯中进行清洗。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应盘机构(1)包括：
反应盘底座，所述反应盘底座上设置有可旋转的反应盘转杆，所述反应盘转杆上端固定一反应盘，所述反应盘上设置有若干个用于安装反应杯的杯位，以及靠近所述反应盘边缘上设置一反应杯保持架。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分配器机构(3)包括：
稀释器撑板(17)，所述稀释器撑板(17)一侧面设置一个稀释器(8)、压板(18)和叉型块(19)；所述稀释器撑板(17)另一侧面设置一阀支架(10)，所述阀支架(10)上设置一个三通电磁阀(9)；所述稀释器撑板(17)另一侧面设置一个电机撑板(12)，所述电机撑板(12)上支撑一个直线电机(11)、传感器(13)、稀释器活动板(14)、直线导轨(15)以及稀释器底板(16)；
所述三通电磁阀(9)的清洗液出口通过导管连接所述清洗器机构(4)的连接钢管(23)，将清洗液注入废液被吸干后的所述反应杯中进行清洗。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述清洗器机构(4)包括：
擦拭头(20)、清洗针(21)、清洗套(22)、连接钢管(23)、清洗支撑板(24)、清洗针固定套(25)、清洗头调整板(26)、清洗器上下动轴(27)、轴套(28)、清洗器上下光耦固定板(29)、清洗器上下固定板(30)、清洗器上下定轴(31)、从动轮柱(32)、从动带轮(33)、传感器(34)、光耦挡片(35)、清洗器上下拉板(36)、同步轮(37)、清洗器上下电机固定板(38)和步进电机(39)；
所述清洗器机构(4)的连接钢管(23)通过导管连接所述三通电磁阀(9)的清洗液出口，将清洗液注入废液被吸干后的所述反应杯中进行清洗；
所述清洗针(21)通过导管连接所述负压灌(6)的负压汇流灌(43)，在所述清洗负压作用下，将搅拌和分离后的所述反应杯中的废液吸干。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述负压灌(6)包括：
缓冲灌支架(40)，所述缓冲灌支架(40)上设置一缓冲灌(45)，所述缓冲灌(45)上设置有缓冲灌盖(44)，所述缓冲灌盖(44)以及所述缓冲灌(45)底面分别设置有倒钩接头(41)，所述缓冲灌盖(44)一侧面设置有两通电磁阀(42)，所述缓冲灌支架(40)上还设置一负压汇流灌(43)；
所述负压泵(7)在所述两通电磁阀(42)控制下，通过所述负压汇流灌(43)为所述清洗器机构(4)提供清洗负压。
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