CN103376331B - 一种高速生化分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速生化分析仪，包括至少一个用于承载反应容器的反应盘、位于反应盘外侧的至少两个试剂盘、多套驱动装置和吸试剂装置，每个试剂盘上设置有至少两圈可独立旋转的试剂位承载轨道，驱动装置的套数为足够驱动每个试剂位承载轨道独立旋转，并使试剂位承载轨道上的预定试剂位旋转到各自的吸试剂位上，吸试剂装置包括多个试剂针，所述多个试剂针分别可控地旋转到各自对应的吸试剂位上方执行吸试剂操作。本申请中试剂位承载轨道可独立旋转，试剂针也可以独立旋转和执行吸排试剂的操作，因此在一个工作周期内，试剂位承载轨道只需要停转一次，降低了对转速的要求，减小或消除了因高速旋转而带来的试剂产生气泡的问题。

Description

一种高速生化分析仪

技术领域

本发明涉及一种医疗仪器，尤其涉及一种高速生化分析仪。

背景技术

在高速全自动生化分析仪器中，通常采用圆盘式结构的试剂仓，称之为试剂盘，用于存贮测试所需的试剂，并能够将试剂盘上放置的每个试剂容器旋转定位到相应的吸试剂位。由于仪器测试速度的提升，试剂消耗速度也相应地提升，为了避免测试过程中手工更换试剂对测试效率的影响，通常允许试剂盘上多个试剂位放置同一个项目的同一类型试剂，这就要求试剂盘上能够提供更多的试剂位；同时，高速仪器的目标客户往往对同时在线开展项目数量也有更高的需求，在线同时开展项目数量与试剂位数量直接相关，每个项目的每一类型试剂均需要至少占用一个试剂位。因此，在每个试剂容器容量确定的前提下，试剂盘可容纳试剂位置的多少，对高速全自动生化分析仪来说具有重要意义，更多的试剂位，可以满足客户开展更多项目的需求，也可以在试剂快速消耗情况下，尽可能地降低试剂更换的频率，提高测试效率。然而，试剂位的增加通常伴随着试剂盘直径尺寸的增加，而更大的试剂盘将给整机台面尺寸带来挑战，比如仪器台面功能模块的可操作性以及仪器运输等都对整机台面尺寸形成约束，所以不可能无限度的增加整机台面尺寸。因此，如何在控制整机台面尺寸的前提下，使仪器的试剂盘具有更大的容量，是高速全自动生化分析仪器面临的一个挑战。

在生化分析仪器台面上，一般至少需要配置放置试剂容器的试剂盘、放置反应容器的反应盘，以及执行样本分注、试剂分注、反应液混匀等操作/动作相应的组件。根据样本进样方式的不同，台面上可以配置样本盘，或者另外连接进样架模块。因此，大部分情况下对台面尺寸起决定作用的主要在于试剂盘和反应盘的布局。

为了增加试剂盘的容量，同时为了控制整机台面尺寸，在可进行多项目分析的高速生化分析仪中，通常采用两个试剂盘，并配置有多根(例如四根)试剂针。每个工作周期，每根试剂针需要根据测试流程执行一次吸排试剂，即从试剂盘吸取测试需要的试剂，排入到对应的反应杯内，然后执行清洗。将所有试剂针都执行一遍吸排试剂和清洗称为一个工作周期。每个周期从试剂盘上哪个容器内吸取试剂，取决于本周期的测试项目需要，即每个周期需要从试剂盘上哪个位置吸取试剂，是根据测试项目顺序而定的，由于测试项目是用户根据被测样本的需要申请的，且试剂盘上试剂容器的放置也是用户根据需要放置，因此每个周期需要从试剂盘哪个位置吸取的试剂是随机的。所以，试剂盘需要在每次试剂针来试剂盘吸试剂位吸取试剂之前，将本次需要的试剂转到吸试剂位并停下来。而如何设计试剂针、试剂盘的动作与试剂盘的配置方案有关，两个试剂盘的配置可以有两种方案：

1.其中一个试剂盘放在反应盘圆周内侧，另一个试剂盘放在反应盘圆周的外侧，两个试剂盘可单独驱动。但这种技术方案中，由于放置在反应盘内侧的试剂盘占用了一些空间，导致对反应盘的驱动结构设计和驱动组件零件(比如内齿轮)加工工艺的都提出了很高的要求，实现难度较大。

2.两个试剂盘都放置在反应盘的外侧，两个试剂盘各自配置一套驱动机构。两个试剂盘分别在各自驱动装置的驱动下，分别将放置在其上的需要参与检测的试剂旋转到各自的吸试剂位。同时，配置有四根试剂针，每两根试剂针为一组。定义四根试剂针全部执行一遍吸试剂、排试剂和清洗为一个工作周期。每个工作周期，一组内的两根试剂针轮流到同一个试剂盘内吸试剂。因此，这就要求一个工作周期内，每个试剂盘两次转停，分别将两根针各自需要的试剂旋转到每根针的吸试剂位，以支持两根试剂针分别吸到本周期所需试剂。在高速生化分析仪中，在测试速度确定后，工作周期长度是固定的，如果每个周期内试剂盘需要转停两次，则要求试剂盘的旋转速度很高。由于部分试剂中添加有表面活性剂，在很高的转速下，很容易使试剂产生气泡，妨碍吸试剂。

为了减少高速旋转导致的气泡，有些生化分析仪采用专门的防气泡措施，例如将试剂容器设计为较为复杂的特殊形状，以防止气泡的产生。

发明内容

本申请提供一种高速生化分析仪，可减少气泡的产生。

根据本申请的一方面，本申请提供一种高速生化分析仪，包括：

至少一个用于承载反应容器的反应盘；

位于反应盘外侧的至少两个试剂盘，所述每个试剂盘上设置有至少两圈可独立旋转的试剂位承载轨道，所述试剂位承载轨道上设有多个试剂位；

多套驱动装置，所述驱动装置的套数为足够驱动每个试剂位承载轨道独立旋转，并使试剂位承载轨道上的预定试剂位旋转到各自的吸试剂位上；

吸试剂装置，所述吸试剂装置包括多个试剂针，所述多个试剂针分别可控地旋转到各自对应的吸试剂位执行吸试剂操作。

在一种具体实施例中，所述试剂针的数量小于或等于试剂位承载轨道的数量。

附图说明

图1为本申请一种实施例的高速生化分析仪的简化结构示意图；

图2为本申请一种实施例中试剂盘的两圈结构示意图；

图3a-3d为本申请具体实施例中的反应盘和试剂盘分布示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本申请实施例中，每个试剂盘上设有多圈试剂位承载轨道，每个试剂位承载轨道上设有多个试剂位，用于放置待使用的试剂，各试剂位承载轨道可独立旋转，为各试剂位承载轨道配备对应的驱动装置，使各试剂位承载轨道在其对应的驱动装置的驱动下可独立旋转到各自的吸试剂位，以便试剂针执行吸试剂操作。

由于试剂位承载轨道可独立旋转，试剂针也可以独立旋转和执行吸排试剂的操作，因此各试剂针可在试剂位承载轨道停止旋转时执行吸试剂操作，之后再各自执行排试剂操作和清洗操作。因此在一个工作周期内，试剂位承载轨道只需要停转一次，在工作周期长度固定的情况下，减少了停转次数，相当于增加了试剂位承载轨道旋转的时间，因此不需要太高的旋转速度，即减小或消除因高速旋转而带来的试剂产生气泡的问题。

为实现上述构思，本申请实施例中的高速生化分析仪包括至少一个用于承载反应容器的反应盘、至少两个试剂盘、多个驱动装置和吸试剂装置，试剂盘都位于反应盘的外侧，每个试剂盘上设置有至少两圈可独立旋转的试剂位承载轨道，每个试剂位承载轨道上设有多个用于放置试剂容器的试剂位，例如沿轨道设置一圈或多圈试剂位。驱动装置的套数为足够驱动每个试剂位承载轨道独立旋转，例如驱动装置的数量与试剂位承载轨道的数量相等，每个驱动装置的动力输出端耦合到与其对应的试剂位承载轨道，驱动与其对应的试剂位承载轨道旋转，使该试剂位承载轨道上的预定试剂位旋转到该试剂位承载轨道的吸试剂位上。吸试剂装置包括多个试剂针，多个试剂针分别可控地旋转到各自对应的吸试剂位执行吸试剂操作。在一种具体实例中，试剂针的总数量小于或等于试剂位承载轨道的总数量。

本实施例中，通过设计试剂盘的方案，在提供更多试剂位的同时，降低对试剂盘的转速的要求，从而可消除或减少试剂气泡的产生。

下面以高速生化分析仪包括一个反应盘、两个双圈双驱动试剂盘和四个试剂针为例对具体实施例进行说明。

请参考图1和2，高速生化分析仪包括反应盘20、两个试剂盘10和四个试剂针(5、6、7、8，后文为方便描述起见分别命名为第一试剂针5、第二试剂针6、第三试剂针7及第四试剂针8)，两个试剂盘10都位于反应盘20的外侧，每个试剂盘10上设置有两圈试剂位承载轨道，即试剂位承载内轨道2和试剂位承载外轨道1，为描述方便起见，分别简称为内轨道2和外轨道1。每个试剂位承载轨道上设有多个试剂位3，各试剂位3用于放置试剂容器，所述多个试剂位3沿试剂位承载轨道排成一圈或者两圈，也可以是三圈或更多，或者部分区域排成一圈，部分区域排成两圈或多圈等多种方式。内轨道2和外轨道1为相对独立的轨道，可独立旋转，本实施例中，内轨道2和外轨道1可以设计成以试剂盘的转轴为中心进行旋转。本实施例中，两个试剂盘共有四个可独立旋转的试剂位承载轨道，为便于分别控制，驱动装置对应的也有四个，其动力输出端分别耦合到四个试剂位承载轨道，试剂针也有四个，四个试剂针也可独立动作。在其它的实施例中，可能因为测试速度要求相对低一些，但希望有更多的试剂位，也可以是采用了本申请所述的试剂盘方案，同时配置三根或者两根试剂针。

工作时，四个驱动装置分别驱动各自对应的试剂位承载轨道以其所在的试剂盘的转轴为中心旋转，直到即将使用的试剂容器旋转到该轨道的吸试剂位后停止旋转。在此过程中，四个试剂针也分别可控地旋转到各自对应的吸试剂位，然后执行吸试剂操作。由于试剂位承载轨道和试剂针都可独立旋转，通过时序的控制，四个试剂针可分别旋转到各自对应的吸试剂位，并分别对四个轨道的吸试剂位上的试剂执行吸试剂操作，因此每个试剂位承载轨道在一个工作周期内只需要执行一次转停，即可将该试剂位承载轨道上每个周期需要的试剂停在吸试剂位供对应的试剂针执行吸试剂操作。由于减少了每周期的停转次数，所以降低了对试剂承载轨道转速的要求，解决了试剂盘高速旋转带来的试剂产生气泡问题。因此，本实施例中的双圈(即具有两个可独立旋转的试剂位承载轨道)双驱动结构的试剂盘，既提供了更多的试剂位，又兼顾的大试剂盘的转速问题。同时，双圈结构的试剂盘，也可以使试剂盘内空间得到更充分地利用，在试剂盘外径尺寸一致的情况下，获得更大的试剂盘容量。此外，试剂盘放在反应盘圆周外侧，相比于放置在内侧，降低了设计难度和工艺实现难度。

下面以图1所示的实施例为例说明高速生化分析仪的工作过程。

如图3所示，其中标号21为反应盘外圈，22为反应盘内圈。一共有四根试剂针，标号5为第一试剂针，标号6为第二试剂针，标号7为第三试剂针，标号8为第四试剂针。标号4为试剂针清洗池。对应地每根试剂针配置一个清洗池，每个清洗池分别位于对应试剂针的旋转轨迹上，图中未一一指示出每个清洗池。第一试剂针5的旋转轨迹与反应盘外圈反应杯中心旋转轨迹相交，交点即为该第一试剂针5在反应盘的排试剂位置(或称排试剂位)。第一试剂针5的旋转轨迹与前侧试剂盘内圈试剂容器口中心的旋转轨迹相交，交点即为该第一试剂针5在试剂盘的吸试剂位置(或称吸试剂位)。这里所述前侧试剂盘是指图中靠下方的试剂盘10。第二试剂针6的旋转轨迹与反应盘内圈反应杯中心旋转轨迹相交，交点即为该第二试剂针6在反应盘的排试剂位置。第二试剂针6的旋转轨迹与前侧试剂盘外圈试剂容器口中心的旋转轨迹相交，交点即为该第二试剂针6在试剂盘的吸试剂位置。第三试剂针7的旋转轨迹与反应盘外圈反应杯中心旋转轨迹相交，交点即为该第三试剂针7在反应盘的排试剂位置。第三试剂针7的旋转轨迹与后侧试剂盘内圈试剂容器口中心的旋转轨迹相交，交点即为该第三试剂针7在试剂盘的吸试剂位置。第四试剂针8的旋转轨迹与反应盘内圈反应杯中心旋转轨迹相交，交点即为该第四试剂针8在反应盘的排试剂位置。第四试剂针8的旋转轨迹与后侧试剂盘外圈试剂容器口中心的旋转轨迹相交，交点即为该第四试剂针8在试剂盘的吸试剂位置。每根试剂针分别完成吸试剂-排试剂-针清洗动作序列，为一个工作周期。每个工作周期，试剂盘将需要吸取的试剂(试剂容器)所在的试剂位旋转到吸试剂位置，对应的试剂针执行吸试剂动作。反应盘将需要加入试剂的反应杯旋转到排试剂位置，试剂针执行排试剂动作。反应盘同一次停止期间，四根试剂针可以同时到各自的排试剂位执行排试剂动作。在本实施例中，由于两个试剂盘分别为双圈双驱动，因此可以实现四根试剂针同时到各自的吸试剂位置执行吸试剂动作，且每套驱动装置对应的试剂位承载轨道在一个工作周期内只需要旋转一次，也相当于每个试剂盘在一个工作周期内只需要旋转一次，因此降低了对试剂盘旋转速度的要求，避免因速度太高导致试剂产生气泡。

两个试剂盘的位置分布可根据需要进行设计，例如：

如图3a所示，两个试剂盘10相对于操作者为前后设置，且并排位于反应盘20的左侧。

如图3b所示，两个试剂盘10相对于操作者为前后设置，且并排位于反应盘20的右侧。

如图3c所示，两个试剂盘10相对于操作者为左右设置，且并排位于反应盘20的前面。

如图3d所示，两个试剂盘10相对于操作者为左右设置，且并排位于反应盘20的后面。

在其它的实施例中，两个试剂盘还可相对于操作者为左右设置，并分别位于反应盘的左侧和右侧。

在另一实施例中，可以设置两个试剂盘，每个试剂盘上还可设置有三圈试剂位承载轨道，驱动装置对应的可以为六个，可分别驱动各自对应的试剂位承载轨道以其所在的试剂盘的转轴为中心进行旋转。

上述实施例中，驱动装置可通过多种方式带动各试剂位承载轨道独立旋转，例如皮带传动方式，或齿轮啮合方式。

当然，根据本申请公开的内容，本领域技术人员还可通过其他方式带动各试剂位承载轨道独立转动，驱动装置也不一定与试剂位承载轨道一一对应，例如也可以少于试剂位承载轨道的数量，例如一套驱动装置带动分别位于两个试剂盘上的两个试剂位承载轨道。也可以采用具有两圈以上试剂位承载轨道结构的试剂盘，配以两套或者两套以上的驱动装置，达到类似的效果。比如三圈试剂位承载轨道结构的试剂盘，采用两套或者三套驱动装置，使三圈试剂位承载轨道可分别独立转动，或者其中一圈试剂位承载轨道用一套驱动装置，另外两圈试剂位承载轨道共用一套驱动装置。试剂盘的个数也可以根据需要增加或者减少，比如三个或者以上的试剂盘，具体的布局可以根据台面、试剂盘、反应盘等的尺寸灵活设置；同时配置的试剂盘可以结构相同(如前述具体实施例所描述的)，也可以结构不同，比如一个试剂盘为两圈结构，另一个试剂盘为三圈结构，等等。

另外，本实施例中，同一个双圈双驱动试剂盘对应的两个试剂针的吸排动作是同时进行的。也可以根据需要，使同一个试剂盘对应的试剂针吸排试剂动作不同时进行，不影响实施效果。比如，两根试剂针沿相同方向旋转去执行吸试剂动作，然后再沿相同方向旋转去反应盘执行排试剂动作；或者两根试剂针分别沿相反的放线旋转去试剂盘执行吸试剂动作，则两根试剂针的旋转互相不影响，不需要保持动作同步。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种高速生化分析仪,其特征在于包括：

至少一个用于承载反应容器的反应盘，所述反应盘包括反应盘外圈和反应盘内圈；

位于反应盘外侧的至少两个试剂盘，所述每个试剂盘上设置有至少两圈可独立旋转的试剂位承载轨道，所述试剂位承载轨道上设有多个试剂位；

多套驱动装置，所述驱动装置的套数为足够驱动每个试剂位承载轨道独立旋转，并使试剂位承载轨道上的预定试剂位旋转到各自的吸试剂位上；其中，所述驱动装置用于驱动各试剂位承载轨道在每个工作周期仅停转一次；

吸试剂装置，所述吸试剂装置包括多个试剂针，所述多个试剂针分别可控地旋转到各自对应的吸试剂位执行吸试剂操作以及排试剂位执行排试剂操作；其中：

所述吸试剂装置包括第一试剂针、第二试剂针、第三试剂针和第四试剂针；

第一试剂针的旋转轨迹与反应盘外圈的反应杯中心旋转轨迹相交，交点为该第一试剂针在反应盘的排试剂位；第一试剂针的旋转轨迹还与一个试剂盘的内圈试剂位承载轨道的试剂容器口中心的旋转轨迹相交，交点为该第一试剂针在试剂盘的吸试剂位；

第二试剂针的旋转轨迹与反应盘内圈的反应杯中心旋转轨迹相交，交点为该第二试剂针在反应盘的排试剂位；第二试剂针的旋转轨迹还与所述一个试剂盘的外圈试剂位承载轨道的试剂容器口中心的旋转轨迹相交，交点为该第二试剂针在试剂盘的吸试剂位；

第三试剂针的旋转轨迹与反应盘外圈的反应杯中心旋转轨迹相交，交点为该第三试剂针在反应盘的排试剂位；第三试剂针的旋转轨迹还与另一个试剂盘的内圈试剂位承载轨道的试剂容器口中心的旋转轨迹相交，交点为该第三试剂针在试剂盘的吸试剂位；

第四试剂针的旋转轨迹与反应盘内圈的反应杯中心旋转轨迹相交，交点为该第四试剂针在反应盘的排试剂位；第四试剂针的旋转轨迹还与所述另一个试剂盘的外圈试剂位承载轨道的试剂容器口中心的旋转轨迹相交，交点为该第四试剂针在试剂盘的吸试剂位；

在反应盘同一次停止期间，所述第一试剂针、第二试剂针、第三试剂针和第四试剂针分别可控地旋转到各自对应的排试剂位执行排试剂操作。

2.如权利要求1所述的高速生化分析仪，其特征在于，所述试剂针的数量小于或等于试剂位承载轨道的数量。

3.如权利要求1所述的高速生化分析仪，其特征在于，所述驱动装置的套数等于试剂位承载轨道的数量。

4.如权利要求1所述的高速生化分析仪，其特征在于，试剂位承载轨道上设有一圈或多圈试剂位。

5.如权利要求1至4中任一项所述的高速生化分析仪，其特征在于，所述试剂盘为两个，位于反应盘的外侧，所述每个试剂盘上设置有两圈试剂位承载轨道，所述试剂位承载轨道以其所在的试剂盘的转轴为中心独立旋转。

6.如权利要求1至4中任一项所述的高速生化分析仪，其特征在于，所述试剂盘为两个，位于反应盘的外侧，所述每个试剂盘上设置有三圈试剂位承载轨道，所述试剂位承载轨道以其所在的试剂盘的转轴为中心独立旋转。

7.如权利要求5所述的高速生化分析仪，其特征在于，两个试剂盘相对于操作者为前后设置，且位于反应盘的左侧。

8.如权利要求6所述的高速生化分析仪，其特征在于，两个试剂盘相对于操作者为前后设置，且位于反应盘的左侧。

9.如权利要求5所述的高速生化分析仪，其特征在于，两个试剂盘相对于操作者为前后设置，且位于反应盘的右侧。

10.如权利要求6所述的高速生化分析仪，其特征在于，两个试剂盘相对于操作者为前后设置，且位于反应盘的右侧。

11.如权利要求5所述的高速生化分析仪，其特征在于，两个试剂盘相对于操作者为左右设置，且位于反应盘的前面。

12.如权利要求6所述的高速生化分析仪，其特征在于，两个试剂盘相对于操作者为左右设置，且位于反应盘的前面。

13.如权利要求5所述的高速生化分析仪，其特征在于，两个试剂盘相对于操作者为左右设置，且位于反应盘的后面。

14.如权利要求6所述的高速生化分析仪，其特征在于，两个试剂盘相对于操作者为左右设置，且位于反应盘的后面。

15.如权利要求5所述的高速生化分析仪，其特征在于，两个试剂盘相对于操作者为左右设置，分别位于反应盘的左侧和右侧。

16.如权利要求6所述的高速生化分析仪，其特征在于，两个试剂盘相对于操作者为左右设置，分别位于反应盘的左侧和右侧。