CN103760375B

CN103760375B - 改进的自动生化分析仪及其使用方法

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Publication number: CN103760375B
Application number: CN201410042405.1A
Authority: CN
Inventors: 王明杰; 马黎
Original assignee: Urit Medical Electronic Co Ltd
Current assignee: Urit Medical Electronic Co Ltd
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2034-01-28
Also published as: CN103760375A

Abstract

本发明为改进的自动生化分析仪及其使用方法，本分析仪2n个反应杯的反应盘圆周外，逆时针方向分布着第一试剂加样臂、样本搅拌装置、清洗装置、光电检测装置、样本加样臂、试剂搅拌装置、第二试剂加样臂；试剂盘处于2个试剂加样臂之间，根据分析仪速度和试剂孵育时间，安排样本、试剂加样位，搅拌位A至G点。本方法反应盘停转交替周期运行，每个运行周期有2个加样周期，每个加样周期反应盘转m个杯、停、再转n+1-m个杯，再停。停止时加样或搅拌。反应杯依次停于AEBGFDC，加第一试剂、加样本、搅拌、加第二试剂、搅拌、到达孵育时间后采集提交检测数据计算结果，清洗。本发明只需一个试剂盘及驱动装置，完成两种试剂的加入，可调节孵育时间。

Description

改进的自动生化分析仪及其使用方法

技术领域

本发明涉及生化分析技术领域，具体为一种改进的自动生化分析仪及其使用方法。

背景技术

进行生化分析时，需要将被测样品（人或动物的体液，如血液、尿液等）与试剂，注入反应杯，混匀，并且进行一定时间的化学反应（即孵育）。一个生化分析项目完成以上步骤，往往需要几分钟到十几分钟，而一份待检的样品一般需要进行十几项生化指标的检测。为此研制了自动生化分析仪。

自动生化分析仪是生化实验室和医院化验室不可或缺的检验设备。现有的自动生化分析仪一般包括试剂盘、样本盘和反应盘。样本盘有多个盛装待测试样本的样本容器，试剂盘有多个放置盛装检验用反应试剂的试剂容器，反应盘有多个反应杯。各个盘的容器均等间距地设置于盘的圆周上，样本盘和1或2个试剂盘位于反应盘圆周外，各盘高度相同，均有驱动装置带动旋转。各盘还配有加样臂。反应盘圆周外还设置有搅拌装置、光电检测装置和清洗装置。分析仪的控制中心连接控制各盘的驱动装置、加样臂、搅拌装置和清洗装置，试剂盘、样本盘和反应盘有配合地按一定规律转-停，每个反应杯均按时序依次停在第一试剂盘、样本盘、搅拌装置、第二试剂盘、搅拌装置前各取样臂分别定量吸取样本或试剂，注入到该反应杯中，搅拌装置对杯的内容物料搅拌；反应盘每转一圈，光电检测装置就对每个反应杯采集一次数据，由测试的项目的参数设定确定采集的数据。反应盘经过多轮旋转达到孵育时间，所采集的数据送入控制中心进行计算分析，得到样本各种生化分析项目的指标。最后该反应杯停在清洗装置处，进行清洗，准备下一轮的加样检测。

在现有的测试速度为400Test/h以上的自动生化分析仪，为了达到高测试速度，仪器布局一般比较固定，孵育时间无法调整。而且需要两个试剂盘及它们的驱动装置。

发明内容

本发明的目的是设计一种改进的自动生化分析仪，只用一个试剂盘配置一个驱动装置，实现两种试剂的先后加入。

本发明的另一目的是设计上述改进的自动生化分析仪的使用方法，通过调整第二试剂加入点和搅拌点之间反应杯的个数，以实现孵育时间的调整。

本发明设计的改进的自动生化分析仪包括试剂盘、样本盘和反应盘；样本盘有多个盛装待测试样本的样本容器，试剂盘有多个放置盛装检验用反应试剂的试剂容器，反应盘有多个反应杯。各个盘的容器均等间距地排列在各盘的圆周上，样本盘和试剂盘处于反应盘的圆周外。各盘均有连接驱动装置带动盘旋转。样本盘和试剂盘配有加样臂。反应盘圆周外还设置有搅拌装置、光电检测装置和清洗装置。分析仪的控制中心连接控制反应盘、样本盘和试剂盘的驱动装置、加样臂、搅拌装置、光电检测装置和清洗装置。本生化分析仪在反应盘的圆周外按逆时针方向分布着第一试剂加样臂、样本搅拌装置、清洗装置、光电检测装置、样本加样臂、试剂搅拌装置、第二试剂加样臂。试剂盘处于第一试剂加样臂和第二试剂加样臂之间，即两个试剂加样臂分别从该试剂盘的相应位置吸取第一试剂或第二试剂，注在到其加样位的反应杯内。

本生化分析仪的反应盘有2n个反应杯，n为6的整数倍。当第一试剂加样臂的加样位A点所处为1号杯，本发明样本搅拌装置的搅拌位B点所取位置为3或5或7号杯，C、D分别是清洗装置的结束和起始位置，为获取最大的孵育时间并避免干涉，BC间隔3个杯，即C点所处为7或9或11号杯，采用八阶清洗或六阶清洗，D点所处为C+2×8或者C+2×6号杯；样本加样臂的加样位E点所处为E=B+n+1号杯。根据本改进的自动生化分析仪测试速度为V个加样周期/H，求得一个加样周期为t=3600/V秒；临床检验要求，第二试剂的孵育时间为T。那么第二试剂的孵育时间T1至少要满足T/t个加样周期；当孵育时间到达后分析仪还需要采集计算数据提交控制中心计算结果，采集提交数据计算结果的时间T2至少为10个加样周期；即某个反应杯在G点加入第二试剂后，到达D点开始清洗的时间T_S＞T1+T2。当D点的位置为x号杯时，A点的1号杯加入第一试剂，该杯到达D点进行清洗经历（2n+1-x）个加样周期；G点位置为y号杯，G=F+m，那么一个反应杯在A点加入第一试剂，到G点加入第二试剂经过（2n+m+1-y）个采样周期；那么可求得T_S=(2n+1-x)-(2n+m+1-y)，因T1≥T/t个加样周期，T2≥10个加样周期，故(2n+1-x)-(2n+m+1-y)＞（T/t）+10。即有y≥x+m+（T/t）+10,同时y为奇数。G点不可能超过A点，故有2n＞y≥x+m+（T/t）+10。试剂搅拌装置的搅拌位F点所处位置为y-m。m=(n/3±2α),α为整数，且2＜m＜n/2。由此，根据设计要求第二试剂的孵育时间T确定m值和G点的可选值。由以上分析可知G点所在的位置y越大，第二试剂的孵育时间越长，理论上G点最大可为2n-1号杯，G点和A点只相隔一个反应杯，第二试剂的孵育周期T达到最大值。

本系统第一试剂加样臂在A点、第二试剂加样臂在G点由同一个试剂盘取第一试剂和第二试剂，为方便试剂盘的安装和运转，A点和G点至少相隔5个杯。即

2n-5＞y≥x+m+（T/t）+10。

在满足上述m和y求值范围的基础上，根据分析仪的操作台尺寸、第一试剂加样臂、第二试剂加样臂、样本加样臂、样本盘和试剂盘的尺寸以及位置，在进行机械布局时调整、选择m和y的值。

本发明设计的改进的自动生化分析仪的使用方法为控制中心控制反应盘、样本盘和试剂盘的驱动装置，控制各盘的旋转，同时控制样本加样臂、第一试剂加样臂、第二试剂加样臂、搅拌装置、光电检测装置和清洗装置，对停在其相应位置的反应杯进行加样、或搅拌、或检测、或清洗。

控制中心控制反应盘顺时针旋转，以停止、旋转交替的方式作周期运动，每个运行周期反应盘旋转2n+2个杯，也就是360度再加2个杯。每个运行周期包含两个加样周期，每个加样周期包含两个旋转时序和两个停止时序。在每个加样周期内，第一个旋转时序反应盘转过m个杯，之后为第一个停止时序，第二个旋转时序反应盘旋转n+1-m个杯，之后为第二个停止时序。每个加样周期反应盘旋转n+1个杯。在每个停止时序样本搅拌装置和试剂搅拌装置中至少有一个对停在其搅拌位的反应杯进行一次搅拌动作，同时样本加样臂、第一试剂加样臂和第二试剂加样臂中至少有一个将样本或试剂加入到其加样位的反应杯中。

本发明改进的自动生化分析仪的使用方法具体步骤如下：

Ⅰ、某个反应杯R在完成清洗后旋转停在第一试剂加样臂的加样位A点，第一试剂加样臂从试剂盘吸取第一试剂，加注到反应杯R中；

Ⅱ、步骤Ⅰ后的第N个加样周期，该反应杯R被旋转停在样本加样臂的加样位E点，样本加样臂从样本盘吸取样本，加注到反应杯R中，N=n+m+1-E；

Ⅲ、步骤Ⅱ后，经过一个加样周期，反应杯R停在样本搅拌装置的搅拌位B点，样本搅拌装置对反应杯R内的混合液进行搅拌。

Ⅳ、步骤Ⅲ后的第m个加样周期，反应杯R被旋转至第二试剂加样臂的加样位G点，如果该测试项目需要添加第二试剂，那么第二试剂加样臂在试剂盘吸取第二试剂，加注到反应杯R中。

Ⅴ、步骤Ⅳ后，在下一个加样周期的第一旋转时序后的第一停止时序，反应杯R停在试剂搅拌装置的搅拌位F点，试剂搅拌装置将对反应杯R内的混合液进行搅拌。

Ⅵ、步骤Ⅴ后，再运行G-D-m个加样周期，此期间R杯光电检测的数据提交控制中心进行结果计算，之后反应杯R被旋转至清洗装置的清洗开始位D点，执行清洗程序，经过D-C个加样周期，到达C点时清洗完成，为下一轮加样检测提供干净的反应杯，再运行C-A个加样周期，R杯将回到A点，开始下一轮的检测。

当测试项目要求的第二试剂的孵育周期T改变时，由m=(n/3±2α),α为整数，且2＜m＜n/2；G点位置y满足2n-5＞y≥x+m+（T/t）+10，调整m和y的值，以调整本分析仪第二试剂加入后的孵育时间。

与现有技术相比，本发明改进的自动生化分析仪及其使用方法的优点为：1、分析仪结构简化，只需一个试剂盘及驱动装置，可完成两种试剂的加入；2、根据不同的测试项目的孵育时间，可以调整第二试剂的加样点G和搅拌点F，从而调节孵育时间。

附图说明

图1为本改进的自动生化分析仪实施例结构示意图；

图2为本改进的自动生化分析仪实施例反应盘的工作位置示意图；

图3为本改进的自动生化分析仪的使用方法实施例处于A点的反应杯的检测周期流程图。

图中标号为：1、反应盘，2、清洗装置，3、样本搅拌装置，4、第一试剂加样臂，5、试剂盘，6、第二试剂加样臂，7、试剂搅拌装置，8、样本盘，9、样本加样臂，10、光电检测装置。

具体实施方式

改进的自动生化分析仪实施例

本改进的自动生化分析仪实施例如图1所示，包括试剂盘5、样本盘8和反应盘1；样本盘8有多个盛装待测试样本的样本容器，试剂盘5有多个放置盛装检验用反应试剂的试剂容器，反应盘1有多个反应杯。各个盘的容器均等间距地排列在各盘的圆周上，样本盘8和试剂盘5处于反应盘1的圆周外。各盘均有驱动装置带动盘旋转。样本盘8配有样本加样臂9，试剂盘5配有第一试剂加样臂4和第二试剂加样臂6。反应盘1圆周外还设置有样本搅拌装置3、试剂搅拌装置7、光电检测装置10和清洗装置2。分析仪的控制中心连接控制反应盘1、样本盘8和试剂盘5的驱动装置、第一试剂加样臂4、第二试剂加样臂6、样本加样臂9、试剂搅拌装置7、样本搅拌装置3、光电检测装置10和清洗装置2。本例生化分析仪的反应盘1有120个反应杯。在反应盘1的圆周外按逆时针方向分布着第一试剂加样臂4、样本搅拌装置3、清洗装置2、光电检测装置10、样本加样臂9、试剂搅拌装置7、第二试剂加样臂6。A点为第一试剂加样臂4加入第一试剂的位置、B点为样本搅拌装置3搅拌第一试剂和样本的位置、C点为清洗装置结束位、D点为清洗装置开始位、E点为样本加样臂9加入样本的位置、F点为试剂搅拌装置7搅拌2种试剂和样本的位置、G点第二试剂加样臂6加入第二试剂的位置。试剂盘5处于第一试剂加样臂4和第二试剂加样臂6之间，两个试剂加样臂4、6均可从试剂盘5的相应位置吸取第一试剂或第二试剂，注在到其相应加样位的反应杯内。当第一试剂加样臂4加样的A点所处为1号杯，本例样本搅拌装置3的搅拌位所处B点为7号杯；本例清洗装置采用八阶清洗，C点所处为11号杯，D点所处为27号杯；样本加样臂9加样的E点所处为E=B+n+1=68号杯。根据本改进的自动生化分析仪测试速度400个加样周期/H，求得一个加样周期为t=9秒；本例临床检验要求，第二试剂的孵育时间为T=300秒。那么第二试剂的孵育时间T1至少要满足T/t≈34个加样周期；本例孵育时间到达后，采集提交数据计算结果的时间T2为10个加样周期；即某个反应杯在G点加入第二试剂后、到达D点开始清洗的时间T_S＞44。本例D点的位置为27号杯时，A点的1号杯开始加第一试剂、该杯到达D点进行清洗，经历（2n+1-x）=94个加样周期；G点位置为y号杯，G=F+m，那么一个反应杯在A点加入第一试剂、到G点加入第二试剂经过（2n+m+1-y）个采样周期；那么可知T_S=(2n+1-x)-(2n+m+1-y)，故(2n+1-x)-(2n+m+1-y)＞44。即有y≥27+m+44,同时y为奇数。G点不可能超过A点，且为方便试剂盘5的安装和运转故有2n-5＞y≥27+m+44，115＞y≥71+m，试剂搅拌装置7的搅拌位F点所处位置为y-m。本例m=(20±2α),α为整数，且2＜m＜30，本例m为4至28的偶数，y为75至113的奇数。

根据本例的分析仪的操作台尺寸、第一试剂加样臂4、第二试剂加样臂6、样本加样臂9、样本盘8和试剂盘5的尺寸以及位置，在进行机械布局时在上述可选值内调整，本例最终取m=22，y=105。即本例当A点为1号杯，按逆时针B点为7号杯，C点为11号杯，D点为27号杯，E点为68号杯，F点为83号杯，G点为105号杯，如图2所示。本改进的自动生化分析仪的使用方法实施例

本改进的自动生化分析仪的使用方法实施例使用上述改进的自动生化分析仪实施例，控制中心控制反应盘1、样本盘8和试剂盘5的驱动装置，控制各盘的旋转，同时控制样本加样臂9、第一试剂加样臂4、第二试剂加样臂6、样本搅拌装置3、试剂搅拌装置7、光电检测装置10、和清洗装置2，对停在各相应位置的反应杯进行相应的加样、或搅拌、或检测、或清洗。

控制中心控制反应盘1顺时针旋转，以停止、旋转交替的方式作周期运动，每个运行周期反应盘1旋转122个杯，也就是360度再加2个杯。每个运行周期包含两个加样周期，每个加样周期包含两个旋转时序和两个停止时序。在每个加样周期内，第一个旋转时序反应盘1转过22个杯，之后为第一个停止时序，第二个旋转时序反应盘1旋转39个杯，之后为第二个停止时序。每个加样周期反应盘1旋转61个杯。在每个停止时序样本搅拌装置3和试剂搅拌装置7中至少有一个对停在其搅拌位的反应杯进行一次搅拌动作，同时样本加样臂9、第一试剂加样臂4和第二试剂加样臂6中至少有一个将样本或试剂加入到其加样位的反应杯中。

本例改进的自动生化分析仪的使用方法具体步骤如下：

Ⅰ、某个反应杯R在完成清洗后旋转停在第一试剂加样臂4的加样位A点，A=1，第一试剂加样臂4从试剂盘5吸取第一试剂，加注到反应杯R中；

Ⅱ、步骤Ⅰ后的第N=n+m+1-E=15个加样周期,该反应杯R被旋转停在样本加样臂9的加样位E点，样本加样臂9从样本盘8吸取样本，加注到反应杯R中；

Ⅲ、步骤Ⅱ后，经过一个加样周期，反应杯R停在样本搅拌装置3的搅拌位B点，样本搅拌装置3对反应杯R内的混合液进行搅拌；

Ⅳ、步骤Ⅲ后的第m=22个加样周期，反应杯R被旋转至第二试剂加样臂6的加样位G点，第二试剂加样臂6在试剂盘5吸取第二试剂，加注到反应杯R中。

Ⅴ、步骤Ⅳ后，在下一个加样周期的第一旋转时序后的第一停止时序，反应杯R停在试剂搅拌装置7的搅拌位F点，试剂搅拌装置7对反应杯R内的混合液进行搅拌；

Ⅵ、步骤Ⅴ后，再运行G-D-m=56个加样周期，此期间R杯的光电检测数据提交控制中心进行结果计算，之后反应杯R被旋转至清洗装置2的开始清洗位D点，执行清洗程序，经过D-C=16个加样周期，到达C点时清洗完成，为下一轮加样检测提供干净的反应杯，再运行C-A=10个加样周期，R杯将回到A点，开始下一轮的检测。

完成清洗后旋转停在第一试剂加样臂4的加样位A点处的某个反应杯R的检测流程如图3所示。

上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.改进的自动生化分析仪，包括试剂盘(5)、样本盘(8)和反应盘(1)；样本盘(8)有多个盛装待测试样本的样本容器，试剂盘(5)有多个放置盛装检验用反应试剂的试剂容器，反应盘(1)有多个反应杯；各个盘的容器均等间距地排列在各盘的圆周上，样本盘(8)和试剂盘(5)处于反应盘(1)的圆周外；各盘均有连接驱动装置带动盘旋转；样本盘(8)和试剂盘(5)配有加样臂；反应盘(1)圆周外还设置有搅拌装置、光电检测装置(10)和清洗装置；分析仪的控制中心连接控制反应盘(1)、样本盘(8)和试剂盘(5)的驱动装置，还连接控制各加样臂、搅拌装置、光电检测装置(10)和清洗装置(2)；其特征在于：

所述反应盘(1)的圆周外按逆时针方向分布着第一试剂加样臂(4)、样本搅拌装置(3)、清洗装置(2)、光电检测装置(10)、样本加样臂(9)、试剂搅拌装置(7)、第二试剂加样臂(6)；试剂盘(5)处于第一试剂加样臂(4)和第二试剂加样臂(6)之间，即两个试剂加样臂(4、6)分别从该试剂盘(5)的相应位置吸取第一试剂或第二试剂，注在到其加样位的反应杯内；

所述反应盘(1)有2n个反应杯，n为6的整数倍；当所述第一试剂加样臂(4)的加样位A点所处为1号杯，样本搅拌装置(3)的搅拌位B点所取位置为3或5或7号杯，C、D分别是清洗装置(2)的结束和起始位置，BC间隔3个杯，即C点所处为7或9或11号杯，D点所处为C+2×8或者C+2×6号杯；样本加样臂(9)的加样位E点所处E＝B+n+1号杯；根据本改进的自动生化分析仪测试速度为V个加样周期/H，求得一个加样周期为t＝3600/V秒；临床检验要求，第二试剂的孵育时间为T；那么第二试剂的孵育时间T1至少要满足T/t个加样周期；孵育时间到达后，采集提交数据计算结果的时间T2至少为10个加样周期；即某个反应杯在G点加入第二试剂后、到达D点开始清洗的时间T_S＞T1+T2；当D点的位置为x号杯时、A点的1号杯加入第一试剂，加入第一试剂后的该反应杯到达D点进行清洗经历(2n+1-x)个加样周期；G点位置为y号杯，G＝F+m，那么一个反应杯在A点加入第一试剂、到G点加入第二试剂经过(2n+m+1-y)个加样周期，求得T_S＝(2n+1-x)-(2n+m+1-y)＞(T/t)+10，即y≥x+m+(T/t)+10,同时y为奇数；G点不超过A点，故有2n＞y≥x+m+(T/t)+10；试剂搅拌装置(7)的搅拌位F点所处位置为y-m；m＝(n/3±2α),α为整数，且2＜m＜n/2。

2.根据权利要求1所述的改进的自动生化分析仪，其特征在于：

所述A点和G点至少相隔5个杯，即2n-5＞y≥x+m+(T/t)+10。

3.根据权利要求1所述的改进的自动生化分析仪，其特征在于：

在满足所述m和y求值范围的基础上，根据分析仪的操作台尺寸、第一试剂加样臂(4)、第二试剂加样臂(6)、样本加样臂(9)、样本盘(8)和试剂盘(5)的尺寸以及位置，在进行机械布局时调整、选择m和y的值。

4.根据权利要求1所述的改进的自动生化分析仪的使用方法，其特征在于：

控制中心控制反应盘(1)、样本盘(8)和试剂盘(5)的驱动装置，控制各盘的旋转，同时控制样品加样臂(9)、第一试剂加样臂(4)、第二试剂加样臂(6)、样本搅拌装置(3)、试剂搅拌装置(7)、光电检测装置(10)和清洗装置(2)，对停在其相应位置的反应杯进行加样、或搅拌、或检测、或清洗；

控制中心控制反应盘(1)顺时针旋转，以停止、旋转交替的方式作周期运动，每个运行周期反应盘(1)旋转2n+2个杯，每个运行周期包含两个加样周期，每个加样周期包含两个旋转时序和两个停止时序，在每个加样周期内，第一个旋转时序反应盘(1)转过m个杯，之后为第一个停止时序，第二个旋转时序反应盘旋转n+1-m个杯，之后为第二个停止时序，每个加样周期反应盘(1)旋转n+1个杯；在每个停止时序样本搅拌装置(3)和试剂搅拌装置(7)中至少有一个对停在其搅拌位的反应杯进行一次搅拌动作，同时样本加样臂(9)、第一试剂加样臂(4)和第二试剂加样臂(6)中至少有一个将样本或试剂加入到其加样位的反应杯中；具体步骤如下：

Ⅰ、某个反应杯R在完成清洗后旋转停在第一试剂加样臂(4)的加样位A点，第一试剂加样臂(4)从试剂盘(5)吸取第一试剂，加注到反应杯R中；

Ⅱ、步骤Ⅰ后的第N个加样周期,该反应杯R被旋转停在样本加样臂(9)的加样位E点，样本加样臂(9)从样本盘(8)吸取样本，加注到反应杯R中，N＝n+m+1-E；

Ⅲ、步骤Ⅱ后，经过一个加样周期，反应杯R停在样本搅拌装置(3)的搅拌位B点，样本搅拌装置(3)对反应杯R内的混合液进行搅拌；

Ⅳ、步骤Ⅲ后的第m个加样周期，反应杯R被旋转至第二试剂加样臂(6)的加样位G点，如果该测试项目需要添加第二试剂，那么第二试剂加样臂(6)在试剂盘(5)吸取第二试剂，加注到反应杯R中；

Ⅴ、步骤Ⅳ后，在下一个加样周期的第一旋转时序后的第一停止时序，反应杯R停在试剂搅拌装置(7)的搅拌位F点，试剂搅拌装置(7)对反应杯R内的混合液进行搅拌；

Ⅵ、步骤Ⅴ后，再运行G-D-m个加样周期，此期间R杯的光电检测数据提交控制中心进行结果计算，之后反应杯R被旋转至清洗装置(2)的开始清洗位D点，执行清洗程序，经过D-C个加样周期，到达C时清洗完成，为下一轮加样检测提供干净的反应杯，再运行C-A个加样周期，R杯将回到A点，开始下一轮的检测。

5.根据权利要求4所述的改进的自动生化分析仪的使用方法，其特征在于：

当测试项目要求的第二试剂的孵育周期T改变时，由m＝(n/3±2α),α为整数，且2＜m＜n/2；G点位置y满足2n-5＞y≥x+m+(T/t)+10，调整m和y的值，以调整本分析仪第二试剂加入后的孵育时间。