CN106680267A - 尿碘定量分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尿碘定量分析系统，包括具有过滤纯化尿液作用的滴瓶、用于挤压所述滴瓶中尿液至试管中的挤压装置、用于体外检测尿液碘含量的检测试剂、用于体外检测试管中所述检测试剂中尿液碘含量的定量分析仪。通过上述方式，本发明体外检测可重复性和准确度较高，而且显色梯度和显色稳定性也非常好，使用操作简单，反应检测耗时少，无需对尿液样品做过多处理，简单快捷，准确度高，灵敏度高，不含重金属化合物和醛缩合物，不易对环境造成污染，安全环保，本发明通过对尿液中碘含量的定量检测，检测结果用于评价被检测人群的碘营养状况，适用于在碘缺乏病严重的基层医疗机构推广应用。

Description

尿碘定量分析系统

技术领域

本发明涉及医疗检测仪器领域，特别是涉及一种尿碘定量分析系统。

背景技术

尿液分析是临床最常用的化验指标之一，不仅对泌尿系统疾病的诊断、疗效观察提供参考，而且对凡是能引起血液生化成分改变的其它系统疾病的诊断也很有帮助。此外，尿液分析还可以用于安全用药检测和健康状态初评。

作为传统方式而言，尿液检查往往是根据试纸条上试剂区与尿样本中生化成分反应所产生的颜色变化，定性或定量检测尿液样本中尿胆原、胆红素、酮体、血、蛋白质、白细胞、维生素C(或微白蛋白)等的含量及尿样本的比重、酸碱度等。检测尿液中碘的含量成为现代人普遍关注的焦点，从而反应出不同地区、不同人群对碘的需求量及健康水平。

碘是合成甲状腺激素不可缺少的重要元素，对脑的发育起着重要作用。孕妇如果体内缺碘则可导致胎儿和婴幼儿的脑损伤，造成不可逆转的智力低下和精神运动功能障碍，表现为呆、傻、聋哑、瘫、和抽象思维能力差的缺陷。

现有的尿液碘的检测方法为尿碘砷铈催化分光光度测定方法，其原理是将反应中黄色的Ce⁴⁺被还原成无色的Ce³⁺，碘含量越高，反应速度越快，所剩余的Ce⁴⁺则越少，控制反应温度和时间，于420nm波长下测定体系中剩余Ce⁴⁺的吸光度值。

但是，在使用该方法时，尿液标本处理需要加入过硫酸铵后高温100℃消化尿液60min之后再进行测定，具有一定的危险性和伤害性，处理时间太长，不便于操作、时间周期长，而且该方法的试剂如三氧化二砷等含有重金属化合物有毒有害，易对环境造成污染，且需要专用的消解、半自动生化分析仪，不便在碘缺乏病严重的基层推广应用。

现今，尿液分析仪产品市场迎来快速发展时期，已经可以进行多个项目的检测。但尿液分析仪的关键部分是光学系统，其原理是将光线照射到尿样本反应区产生反射光，反射光的强度与各个测试项目的反应颜色有关，通过反射光的情况分析尿液中各种物质的含量。现有的尿液分析仪基本是手动操作光源来照射尿样本，聚光效果差且操作步骤复杂，准确度低，然而使用高精度尿液检测仪通常设备昂贵，结构复杂，不能满足各个层级的医疗机构检测需求，因此亟需提供一种新型的尿碘定量分析系统来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种尿碘定量分析系统，操作简便，分析速度快。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种尿碘定量分析系统，包括检测试剂、用于体外检测所述检测试剂中尿液碘含量的定量分析仪；

所述检测试剂包括氧化剂和显色剂；

所述定量分析仪，包括壳体，壳体内设有电路控制系统、比色池、光学传感装置、微型打印机；

电路控制系统包括控制模块、与控制模块相连的数据采集模块、开关电源、显示装置、RS-232通讯模块，数据采集模块包括光源发射驱动电路、与光源发射驱动电路输出端相连的光源发射电路、光源接收电路、与光源接收电路输出端相连的光源接收放大电路，光源发射电路的输入端、光源接收放大电路的输出端均与控制模块相连，微型打印机与控制模块相连；光学传感装置包括设置在比色池侧面的光源发射电路板、光源接收电路板；

比色池为长方体实心结构，上部设有比色池盖，中部开有等距的三个试管槽，位于试管槽底部相对应的两侧面分别开有三个小孔。

在本发明一个较佳实施例中，所述检测试剂中，所述氧化剂，按质量百分浓度，由以下成分组成：

所述显色剂为质量百分浓度为0.025％～0.2％的TMB醇溶液。

在酸性条件下，冰乙酸在强酸的氧化下生成过氧乙酸，在碘催化下氧化33’，5’5’-四甲基联苯胺，在乙醇介质中，显蓝色，在一定的范围内，碘的浓度与显色强度成正比；喹啉酸有助于氧化。

进一步的，所述TMB醇溶液的溶剂为乙醇。在实施本发明的过程中，发明人发现用乙醇作为TMB的溶剂，有利于显色的透明度和清晰度，并提升显色速度效果，同时能促进增强显色反应的显色效果。

进一步的，还包括稀释液，所述稀释液是pH＝3.0～5.0的柠檬酸—柠檬酸钠缓冲液或乙酸盐缓冲液或Tris缓冲液。

进一步的，还包括尿液预处理剂，所述尿液预处理剂为活性炭。活性炭具有吸附作用，能够去除尿液中影响检测的杂质。

进一步的，所述活性炭预先经过以下方法处理过：向活性炭中加入无水乙醇，搅拌均匀后进行静置，使活性炭充分沉降，然后弃上清及悬浮物，再加入纯化水，搅拌均匀后进行静置，使活性炭充分沉降，然后弃去上清，之后进行抽滤处理，最后将抽滤后的活性炭烘干即可。活性炭经过以上预处理，能够达到吸附尿液中的有机化合物的目的，获得纯净无色的尿液标本。

进一步的，还包括碘标准液。碘标准液用作计算标准和绘制标准曲线。

进一步的，所述碘标准液包括50μg/L的碘化钾溶液、100μg/L的碘化钾溶液、250μg/L的碘化钾溶液、400μg/L的碘化钾溶液、500μg/L的碘化钾溶液、1000μg/L的碘化钾溶液。

在本发明一个较佳实施例中，还包括挤压装置，其包括安放机构、挤压机构以及支撑机构；

所述安放机构，固定在所述支撑机构上，包括托块，所述托块上开设有一个以上的用于卡入具有过滤纯化作用的滴瓶的凹槽；

所述挤压机构，也固定在所述支撑机构上，用于挤压具有过滤纯化作用的滴瓶；

所述支撑机构，用于支持所述安放机构和所述挤压机构。

进一步的，所述挤压机构包括用于实现挤压动作的推块以及用于带动所述推块进行往复运动的驱动模块，推块与凹槽数量、位置相应，托块上还开设有与所述凹槽数量、位置相应的供所述推块一一对应地通过而进出所述凹槽的缺口。

该挤压装置实现了机械化进行挤压操作完成过滤纯化的功能，而且操作简单，动作精确，不会导致样品溅出，完全能够代替人工手动挤压的工作，减少工作量，并有效提升工作效率。

在本发明一个较佳实施例中，光源发射电路用于发射检测所需的光源，其包括位于光源发射电路板上的三个发光二极管LED-1、LED-2、LED-3，光源接收电路用于接收经过试管内检测溶液吸收后的光源，其包括位于光源接收电路板上的三个硅光电池T1 —T3。

在本发明一个较佳实施例中，光源发射驱动电路用于驱动光源发射电路发射光源，其包括三极管Q2、Q3、Q5、电阻R42—R44、电位器R26—R28，电阻R42—R44分别与三极管Q2、Q3、Q5的基极相连，电位器R26—R28分别与三极管Q2、Q3、Q5的集电极相连，三极管Q2、Q3、Q5的发射极分别与三个发光二极管LED-1、LED-2、LED-3相连。

在本发明一个较佳实施例中，光源接收放大电路用于将光源接收电路输出的电流信号进行转换及放大，其包括三个运算放大器CA3140及外围电路，输入端为引脚OPTI_IN_0、OPTI_IN_1、OPTI_IN_2，与光源接收电路相连，输出端连接至控制模块。

在本发明一个较佳实施例中，比色池盖的下部设有密封试管口的腰型槽，使装有待测尿液样本的试管被放置在一个密闭不透光的空间内。

本发明的有益效果是：

(1)本发明结构简单，成本低，通过对尿液中碘含量的定量检测，检测结果可用于评价被检测人群的碘营养状况，适用于在碘缺乏病严重的基层医疗机构推广应用；

(2)本发明采用的定量分析仪通过设置比色池及对光学传感装置的巧妙设计，可快速而精确地检测尿液的碘含量，操作简便，准确度高，灵敏度高，重复性好且检测线性范围宽，适用于各个层级的医疗机构检测使用；

(3)本发明采用的检测试剂检测可重复性和准确度较高，而且显色梯度和显色稳定性好，使用操作简单，反应检测耗时少，无需对尿液样品做过多处理，简单快捷，不含重金属化合物和醛缩合物，不易对环境造成污染，安全环保。

附图说明

图1是本发明定量分析仪一较佳实施例的立体结构示意图之一；

图2是本发明定量分析仪一较佳实施例的立体结构示意图之二；

图3是所述定量分析仪的内部结构示意图；

图4是所述比色池的结构示意图；

图5是所述比色池的剖面图；

图6是所述比色池盖的结构示意图；

图7是所述定量分析仪的原理框图；

图8是所述定量分析仪的电路框架图；

图9是所述开关电源的电路原理图；

图10是所述控制模块的电路原理图；

图11是所述光源发射电路的电路原理图；

图12是所述光源发射驱动电路的电路原理图；

图13是所述光源接收电路的电路原理图；

图14是所述光源接收放大电路的电路原理图；

图15是所述RS-232通讯模块的电路原理图；

图16是所述具有过滤纯化作用的滴瓶的结构示意图；

图17是图16的剖视图；

图18是所述挤压装置一较佳实施例的立体图；

图19是所述挤压装置一较佳实施例的另一方向的立体图；

图20是所述挤压装置的主视图；

图21是图20的俯视图；

图22是所述挤压装置带有壳体的立体图；

图23是所述挤压装置的电气连接示意图。

附图中各部件的标记如下：1、定量分析仪壳体，2、电路控制系统，3、比色池，31、试管槽，32、小孔，33、比色池盖，34、腰型槽，4、微型打印机，5、液晶显示屏，6、4×4矩阵键盘，7、开关按键，8、电源接口，9、保险丝，10、RS-232串口，11、通风口，12、光源发射电路板，13、光源接收电路板，14、开关电源，15、安放机构，151、托块，152、凹槽，153、缺口，154、通孔，16、挤压机构，161、推块，162、转轴，163、齿轮，164、齿条，165、电机，166、连接板，167、电机固定板，168、导轨，169、安装架，17、支撑机构，181、容器固定块，182、容器插槽，191、限位开关，192、推杆，20、挤压装置壳体，21、开关固定块，22、电源开关，23、支撑垫，24、瓶体，25、瓶盖，26、滴头，27、滤芯，28、防尘盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

一种尿碘定量分析系统，包括具有过滤纯化尿液作用的滴瓶、用于挤压所述滴瓶中尿液至试管中的挤压装置、用于体外检测尿液碘含量的检测试剂、用于体外检测试管中所述检测试剂中尿液碘含量的定量分析仪。

下面分别具体描述所述尿碘定量分析系统中的各个部分：

请参阅图1至图3，所述定量分析仪包括壳体1，壳体1内设有电路控制系统2、比色池3、光学传感装置、微型打印机4。电路控制系统2包括控制模块、与控制模块相连的数据采集模块、开关电源14、显示装置、RS-232通讯模块；控制模块包括MCU，数据采集模块包括光源发射驱动电路、与光源发射驱动电路输出端相连的光源发射电路、光源接收电路、与光源接收电路输出端相连的光源接收放大电路，光源发射电路的输入端、光源接收放大电路的输出端均与控制模块相连。壳体1上表面设有比色池盖33、微型打印机4的打印口；壳体1后面板上设有与开关电源14相连的开关按键7、电源接口8、保险丝9，壳体1的侧面设有通风口11，便于散热。

光学传感装置包括光源发射电路板12、光源接收电路板13，两块电路板通过螺丝固定在比色池3的侧面，光源发射电路板12上设有光源发射电路，光源发射电路用于发射检测所需的光源，其包括三个发光二极管LED-1、LED-2、LED-3，光源接收电路板13上设有光源接收电路，光源接收电路用于接收经过试管内检测溶液吸收后的光源，其包括三个光电接收器，优选的，光电接收器采用硅光电池2DU3。

结合图4和图5，比色池3为长方体实心结构，中部开有等距的三个试管槽31，用于放置装有待测尿液标本的试管，位于试管槽31底部相对应的两侧面分别开有三个小孔32，因而所述定量分析仪设有三个检测通道，可同时检测三个尿液标本。一侧面用于放置光源发射电路板12上的发光二极管，另一侧面用于放置光源接收电路板13上的光电接收器，发光二极管发射的光照射到试管后，发射光直接被光电接收器接收，聚光效果好，检测精度高。比色池3的材质为黑色不透光材料，同时比色池盖33的下部设有密封试管口的腰型槽34，如图6所示，使待测尿液样本处于一个密闭不透光的反应环境。

显示装置包括设置在壳体1上表面的液晶显示屏5、4×4矩阵键盘6，RS-232通讯模块包括设置在壳体1后面板的RS-232串口10，可与电脑进行通信。

请参阅图7，光电接收器的输出端连接运算放大器的输入端，运算放大器、滤波器、AD转换模块、MCU依次连接，液晶显示屏5、4×4矩阵键盘6、微型打印机4、开关电源14、RS-232通讯模块均与MCU相连。MCU采用32位ARM微控制器STM32F103，内部资源丰富，作为电路控制系统的控制核心。发光二极管发出的光线经比色池3内试管中的溶液吸收后，反射的光被光电接收器接收转换为电信号，电信号经运算放大器进行信号放大，滤波器对放大后的电信号滤波处理后被AD转换器接收，由AD转换模块进行模数转换后发送到MCU。

下面结合图8分别具体描述所述电路控制系统2中各模块的电路结构及原理：

请参阅图9，所述开关电源14的输入端为220V交流电，分别经过保险丝、开关、变压器、整流桥、滤波单元、稳压模块后为整个系统提供12V、5V电压，5V电压稳压为3.3V直流电供给电路控制系统的主板。

请参阅图10，所述MCU采用ST公司的STM32F103VBT6型号单片机，该单片机通过串口通讯模块，IO输入输出模块，AD转换模块，读取矩阵键盘的操作信息、控制发射光源设置的发射光光强、接收转换并计算接收光源设置的数据、控制液晶显示屏显示最终结果及对设备的参数设置信息，控制RS-232通讯电路来控制打印机打印出检测结果、并控制检测结果上传电脑端数据统计软件。其包括驱动光源发射电路发出光源的控制引脚LED_CON_0、LED_CON_1、LED_CON_2，CA3140放大转换信号的输入引脚A_SIGN_IN_0、A_SIGN_IN_1、A_SIGN_IN_2，矩阵键盘信号的输入引脚ROW_0、ROW_1、ROW_2、ROW_3、LINE_0、LINE_1、LINE_2、LINE_3，打印机信号的输入引脚UART_1_TX、UART_1_RX，上传电脑端信息的输入引脚UART_4_TX、UART_4_RX，液晶显示屏控制信号的输入引脚LCD_DB0—LCD_DB7、LCD_RST、LCD_INT、LCD_RS、LCD_RW、LCD_RD、LCD_CS1、LCD_CS2、LCD_BSY。

请参阅图11，所述光源发射电路采用三个发光二极管LED-1、LED-2、LED-3作为光源发射器，三个光源发射器LED-1、LED-2、LED-3分别通过JP2与MCU上的控制IO口中LED导通和关闭控制信号脚LED_CON_0、LED_CON_1、LED_CON_2连接。请参阅图12，光源发射驱动电路用于驱动光源发射电路发射光源，其包括三极管Q2、Q3、Q5、电阻R42—R44、电位器R26—R28，各电路元器件的连接关系如图12所示，电阻R42—R44分别与三极管Q2、Q3、Q5的基极相连，电位器R26—R28分别与三极管Q2、Q3、Q5的集电极相连，三极管Q2、Q3、Q5的发射极分别与三个发光二极管LED-1、LED-2、LED-3相连。MCU分别通过控制LED_CON_0、LED_CON_1、LED_CON_2三个引脚控制三个发光源的开与关，然后通过调节电位器R26、R27、R28的阻值大小来调节经过发光源的电流大小，从而改变发光源的亮度，通过三极管Q2、Q3、Q5将电信号放大后驱动三个发光二极管LED-1、LED-2、LED-3。三个光源发射器LED-1、LED-2、LED-3发出630nm光，穿过被检测样品后分别照射在图13中对应的光源接收电路中。

请参阅图13，所述光源接收电路采用三个硅光电池T1—T3作为光源接收器，三个硅光电池T1—T3分别通过JP1与所述光源接收放大电路中的OPTI_IN_0、OPTI_IN_1、OPTI_IN_2三个引脚相连。硅光电池2DU3会根据接收到的光强输出正相关大小的电流，输出的电流通过JP1与所述光源接收放大电路中的OPTI_IN_0、OPTI_IN_1、OPTI_IN_2三个引脚相连。请参阅图14，所述光源接收放大电路用于将光源接收电路输出的电流信号进行转换及放大，其包括三个运算放大器CA3140及外围电路，各电路元器件的连接关系如图14所示，输入端为引脚OPTI_IN_0、OPTI_IN_1、OPTI_IN_2，输出端连接至MCU的引脚A_SIGN_IN_0、A_SIGN_IN_1、A_SIGN_IN_2，其中二极管D4连接在A_SIGN_IN_1与3.3V之间、D7连接在GND与A_SIGN_IN_1之间，D4与D7这样的连接方式作用是限制运算放大器CA3140的输出电压在0—3.3V之间，对MCU的引脚A_SIGN_IN_0、A_SIGN_IN_1、A_SIGN_IN_2起保护作用，二极管D5与D8、D6与D9的作用同理。由于2DU3的信号很微弱，属于毫安级别电流，通过运算放大器CA3140及外围电路将接收到的2DU3输出的电流信号转变成电压信号同时放大，然后通过A_SIGN_IN_0、A_SIGN_IN_1、A_SIGN_IN_2三个引脚传输至MCU中，通过MCU内部的AD转换模块对CA3140输出的信号进行模数转换，进而对数据进行计算，得出样品的检测结果。

请参阅图15，所述RS-232通讯模块包括电平转换芯片MAX3232及外围电路，各电路元器件的连接关系如图15所示，输入端UART_1_RX、UART_1_TX、UART_4_RX、UART_4_TX分别与MCU的对应引脚连接，输出端RS232_RX、RS232_TX与打印机相连，RS232_1_RX、RS232_1_TX与外部电脑端相连。定量分析仪经过MCU内部计算得出检测结果后，经芯片MAX3232转换电平后，通过RS232_RX、RS232_TX发送给打印机打印检测结果，通过RS232_1_RX、RS232_1_TX将检测结果发送到电脑端软件进行存储。

所述定量分析仪的工作原理是采用定量比色法原理，将预处理并显色的尿液样本放入该仪器中后，利用发光二极管作为光源发射特定波长的光，经比色池3后，对635nm波长的光产生吸收，根据光的吸收程度计算相应的检测浓度，吸光度与样品浓度在一定条件下成线性关系。

尿液碘浓度计算如下：

C1＝A1/A2×C2

其中：C1—尿液碘浓度；

A1—尿液吸光度；

A2—标准液吸光度；

C2—标准液浓度。

所述定量分析仪结构简单，成本低，通过设置比色池及对光学传感装置的巧妙设计，可快速而精确地检测尿液的碘含量，操作简便，准确度高，灵敏度高，重复性好且检测线性范围宽。

所述定量分析仪仅用于体外检测，广泛适用于医疗机构的中心实验室、门/急诊化验室、临床科室和其它医疗服务点(如社区医疗点)、体检中心等，也适用于科研实验室检测。其相关性能如下：

1)对空白试剂的吸光度≤0.04；

2)检测线性范围为(50～500)μg/L，线性回归方程相关系数r≥0.990；

3)准确度所得结果的相对偏差≤15％；

4)检测重复性的变异系数CV≤10％；

5)一个标本操作时间小于2分钟，1h可测50—90个标本。

放入定量分析仪中的待测尿液样本中的尿液需要首先经过滴瓶的过滤纯化，再通过挤压装置挤压所述滴瓶将纯化尿液滴入试管中，下面具体介绍所述具有过滤纯化作用的滴瓶及所述挤压装置的结构和原理。

请参阅图16和图17，具有过滤纯化作用的滴瓶，包括瓶体24、瓶盖25、滴头26以及滤芯27，所述滴头26固定在所述瓶盖25上并与所述瓶体24相连通，所述滤芯27设置在所述瓶盖25或滴头26的内部并位于所述滴头26的出口之前的流体路径上，用于对流体进行过滤纯化。

本实施例中，所述瓶盖25与瓶体24螺纹配合连接。采用这种配合连接方式，拆装方便，便于操作。

本实施例中，所述滤芯27设置在所述滴头26的内部。这样设置，容易制作，而且节省滤芯材料。

本实施例中，所述滤芯27呈圆柱形，其轴线平行于流体路径方向。这样设计，结构合理，容易制作，且过滤纯化效果好。

本实施例中，所述滤芯27采用超高分子量聚乙烯材料制成，孔径2um。超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(简称UHMWPE)，是分子量100万以上的聚乙烯，是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。在实施本发明的过程中，发明人发现采用这种滤芯，过滤效果较佳。

本实施例中，所述瓶盖25与所述滴头26为一体成型结构件。采用这种结构，方便制作。

本实施例中，还包括防尘盖28，所述防尘盖28可拆卸罩设在所述滴头26的外部；所述防尘盖28采用透明塑料制成，这样便于观察滴头出口的情况。

本实施例中，所述瓶体24外设有刻度。这样设计便于了解试剂或样品的使用情况。

本实施例中，所述瓶体24内盛装有活性炭。活性炭具有吸附作用，可以预先吸附掉试剂或样品中的杂质，一般加入0.2～0.8g即可。本发明中，活性炭预先经以下预处理：取活性炭50g置于烧杯中，缓慢倒入无水乙醇100ml，然后在磁力搅拌器上搅拌10min后静置，使活性炭充分沉降。弃上清及悬浮物。再加入纯化水充分搅拌5min，静置，使活性炭充分沉降，弃去上清后进行抽滤，将抽滤后的活性炭置于放入37℃～60℃烘干5小时，取出密封保存。

具体实施中，瓶盖采用ABS工程塑料制成，其直径为6mm～10mm，瓶盖上相应所述滴头的位置处开有通孔，以此实现滴头与瓶体的连通。

使用时，将具有过滤纯化作用的滴瓶倒置，挤压瓶体24，瓶体24内的流体被挤压通过滤芯27，这样流体经过滤芯27的过滤纯化后从滴头26的出口流出，达到过滤纯化的效果。

具有过滤纯化作用的滴瓶能够有效过滤尿液样本中的杂质及杂质蛋白，使尿液样本在纯化过滤过程中将效果达到最大，将尿液中的杂质蛋白过滤不影响检测结果，克服了现有的手工操作过滤繁琐复杂的缺陷，提高了过滤纯化程度，提高了检测结果准确度，达到节省人力物力的目的。

请参阅图18、图19、图20和图21，所述挤压装置包括安放机构15、挤压机构16以及支撑机构17；

所述安放机构15，固定在所述支撑机构17上，用于放置具有过滤纯化作用的滴瓶；

所述挤压机构16，也固定在所述支撑机构17上，用于挤压具有过滤纯化作用的滴瓶；

所述支撑机构17，用于支持所述安放机构15和所述挤压机构16。

本实施例中，所述支撑机构17为一长方体形的框架，这种结构便于制作，而且便于安放机构15和所述挤压机构16的安装固定，支撑机构17底部设有支撑垫23。

本实施例中，所述安放机构15包括托块151，所述托块151上开设有一个以上的用于卡入具有过滤纯化作用的滴瓶的凹槽152。凹槽152的设置，便于在挤压时固定住具有过滤纯化作用的滴瓶，防止产生移动。

本实施例中，所述挤压机构16包括用于实现挤压动作的推块161以及用于带动所述推块161进行往复运动的驱动模块。挤压时，推块161在驱动模块的带动下向着具有过滤纯化作用的滴瓶移动，并最终接触到对具有过滤纯化作用的滴瓶而形成挤压动作，当挤压完成后，推块161在驱动模块的带动下远离具有过滤纯化作用的滴瓶，从而松开恢复到初始位置。

本实施例中，所述推块161与所述凹槽152数量、位置相应，所述托块151上还开设有与所述凹槽152数量、位置相应的供所述推块161一一对应地通过而进出所述凹槽152的缺口153。采用这种结构，推块161可以进入凹槽152对具有过滤纯化作用的滴瓶进行挤压，这样凹槽152侧壁和推块161分别从相对两侧对具有过滤纯化作用的滴瓶产生压力，挤压力更加平衡、稳定，挤压效果更加可靠。

本实施例中，所述驱动模块包括转轴162、齿轮163以及齿条164，所述齿轮163固定在所述转轴162上，所述齿条164与所述齿轮163相互啮合，所述推块161与所述齿条164相连接。使用时，通过外力驱动转轴162转动，这样齿轮163在转轴的带动下产生转动，继而齿条164在齿轮163的带动下产生直线移动，从而最终带动推块161直线移动，而且转轴162正反方向转动，可以带动推块161往复移动。

本实施例中，所述驱动模块还包括用于带动所述转轴162进行转动的电机165。这样可以实现驱动模块的自动化运行。电机165的输出轴与转轴162之间可以是直接相连传动或是通过传动机构实现传动，传动机构可以是齿轮传动、带传动等机械领域常用传动构件。

图中例示，托块151呈长方体形，凹槽152有三个，三个凹槽152沿着托块151的长度方向并排布置，这样可以同时对三个物体进行挤压，当然其数量还可以更多，也可以减少，并不影响其主要功能，只是在挤压组数上相应改变。当推块161数量为多个时，设置一块连接板166，所有的推块161均固定在连接板166上，连接板166固定在齿条164的端部，以此实现所有推块161与齿条164的相连接，齿条164带动推块161移动的方向垂直于托块151的长度方向。

具体实施中，托块151固定在支撑机构17顶部一侧边，支撑机构17的顶面设置一块电机固定板167，转轴162转动安装在固定板27上，齿轮163以及齿条164位于电机固定板167的上方，电机固定板167的顶面固定有一导轨168，所述齿条23滑动设置在所述导轨168内；支撑机构17的顶面还设有安装架169，用于固定安装所述限位开关191；所述电机165固定在电机固定板167的底面。

本实施例中，所述托块151的底部还开设有与所述凹槽152数量、位置相应并一一对应连通的通孔154，用于排出具有过滤纯化作用的滴瓶被挤压后流出的尿液。

本实施例中，还包括容器固定块181，所述容器固定块181固定在所述支撑机构17上并位于所述托块151的下方，所述容器固定块181的顶部开设有与所述凹槽152数量、位置相应的容器插槽182，用于卡入容器，比如试管，以接收具有过滤纯化作用的滴瓶被挤压后流出的尿液。

本实施例中，还包括限位机构，所述限位机构包括两个连接电源和所述电机165的限位开关191以及固定在所述齿条164上的推杆192，所述两个限位开关191沿着所述齿条164的移动方向间隔固定在所述支撑机构17上，所述推杆192的自由端部位于所述两个限位开关191之间，所述两个限位开关191的按键均面向所述推杆192的自由端部，在所述推杆192随着所述齿条164移动的过程中，所述推杆192挤压到任意一个限位开关191的按键均能够断开电源而关闭所述电机165。这种限位机构，限位效果可靠，可以避免推块161对具有过滤纯化作用的滴瓶产生过度挤压或接触到凹槽侧壁，也可以避免齿条在回复过程中挤压到壳体20。

具体实施中，推杆192大致上呈Z形，推杆192的一端固定在齿条164的远离推块161的一端；限位开关191可以选用现有的微动开关等带按键的电源开关。

参见图22，本实施例中，还包括壳体20，所述挤压机构16和所述支撑机构17均位于壳体20内，所述安放机构15和所述容器固定块181漏出所述壳体20，推块161通过壳体上的缺口自由进出凹槽152。壳体20一方面起到防护作用，另一方面是整个产品外观上更加完整美观，符合市场需求。图中壳体20也呈长方体形，与支撑机构17相配。

具体实施中，支撑机构17的底部设有开关固定块21，电源开关22安装在开关固定块21上，电源开关22现有三档位的钮子开关，电源通过电源开关22接入电机165，具体电路图参见图23。电源开关打在中间档位时，左右都不导通，当电源开关打在1档位时，D和C导通，D1和C1导通，也即接在电机N端和限位开关A1端，A1和B1在未接触推杆的状态下是导通的，也即接在电机L端，此时电机正转，当推杆随着齿条移动而压紧该限位开关的按键时，A1和B1断开，电机停止运行，同理，当电源开关打在2档位时，电机反转，知道该限位开关的按键被推杆压住时，电机停止运行。

使用所述挤压装置进行过滤纯化操作时，将具有过滤纯化作用的滴瓶倒放在托块151上的凹槽152内，并令容器的出口经通孔154伸出，然后在容器插槽182内插放入试管，最后打开电源开关22，启动电机165，推块161向着容器移动，并最终伸入凹槽152挤压到容器，容器内的样品经过过滤后向下流出而进入试管内，工作结束后，将电源开关22打到另一边，电机反转，带动推块161缩回。

所述挤压装置实现了机械化进行挤压操作完成过滤纯化的功能，而且操作简单，动作精确，不会导致样品溅出，完全能够代替人工手动挤压的工作，减少工作量，并有效提升工作效率。

放入定量分析仪中的待测尿液样本为所述检测试剂，下面举例描述所述检测试剂。

优选的，第一种体外检测尿液中碘含量的检测试剂，包括氧化剂、显色剂、稀释液和尿液预处理剂；

所述氧化剂，按质量百分浓度，由以下成分组成：冰乙酸20％、过氧化氢15％、盐酸5％、硫酸5％、喹啉酸2.5％、纯化水余量，制备方法为：取各原料，充分混匀，即可备用；

所述显色剂为质量百分浓度为0.1％的TMB醇溶液，制备方法为：取TMB，加入无水乙醇，充分搅拌溶解，然后密封，避光，远离氧化剂，2～8℃保存；

所述稀释液是pH＝4.0的柠檬酸—柠檬酸钠缓冲液，制备方法为：先配制0.01mol/L的柠檬酸溶液及0.01mol/L的柠檬酸钠溶液，然后将配制好的柠檬酸溶液和柠檬酸钠溶液混匀，测pH值至4.0，2～8℃密封保存；

所述尿液预处理剂为活性炭，所述活性炭预先经过以下方法处理过：取活性炭50g置于烧杯中，缓慢倒入无水乙醇100ml，然后在磁力搅拌器上搅拌10min，静置，使活性炭充分沉降，弃上清及悬浮物，再加入纯化水充分搅拌5min，静置，使活性炭充分沉降，弃去上清后进行抽滤，将抽滤后的活性炭置于放入50℃烘干5小时，取出密封保存。

优选的，第二种体外检测尿液中碘含量的检测试剂，包括氧化剂、显色剂、稀释液和尿液预处理剂；

所述氧化剂，按质量百分浓度，由以下成分组成：冰乙酸10％、过氧化氢20％、盐酸0.1％、硫酸10％、喹啉酸0.1％、纯化水余量，制备方法为：取各原料，充分混匀，即可备用；

所述显色剂为质量百分浓度为0.025％的TMB醇溶液，制备方法为：取TMB，加入无水乙醇，充分搅拌溶解，然后密封，避光，远离氧化剂，2～8℃保存；

所述稀释液是pH＝3.0的Tris缓冲液，制备方法为：先配制0.01mol/L的三羟甲基氨基甲烷溶液及0.01mol/L的盐酸溶液，然后将配制好的三羟甲基氨基甲烷溶液和盐酸溶液混匀，测pH值至3.0，2～8℃密封保存；

所述尿液预处理剂为活性炭，所述活性炭预先经过以下方法处理过：取活性炭50g置于烧杯中，缓慢倒入无水乙醇100ml，然后在磁力搅拌器上搅拌10min，静置，使活性炭充分沉降，弃上清及悬浮物，再加入纯化水充分搅拌5min，静置，使活性炭充分沉降，弃去上清后进行抽滤，将抽滤后的活性炭置于放入50℃烘干5小时，取出密封保存。

优选的，第三种体外检测尿液中碘含量的检测试剂，包括氧化剂、显色剂、稀释液和尿液预处理剂；

所述氧化剂，按质量百分浓度，由以下成分组成：冰乙酸30％、过氧化氢1％、盐酸10％、硫酸0.1％、喹啉酸5％、纯化水余量；制备方法为：取各原料，充分混匀，即可备用；

所述显色剂为质量百分浓度为0.2％的TMB醇溶液，制备方法为：取TMB，加入无水乙醇，充分搅拌溶解，然后密封，避光，远离氧化剂，2～8℃保存；

所述稀释液是pH＝5.0的乙酸盐缓冲液，制备方法为：先配制0.01mol/L的乙酸溶液及0.01mol/L的乙酸钠溶液，然后将配制好的乙酸溶液和乙酸钠溶液混匀，测pH值至5.0，2～8℃密封保存；

所述尿液预处理剂为活性炭，所述活性炭预先经过以下方法处理过：取活性炭50g置于烧杯中，缓慢倒入无水乙醇100ml，然后在磁力搅拌器上搅拌10min，静置，使活性炭充分沉降，弃上清及悬浮物，再加入纯化水充分搅拌5min，静置，使活性炭充分沉降，弃去上清后进行抽滤，将抽滤后的活性炭置于放入50℃烘干5小时，取出密封保存。

本发明体外检测尿液中碘含量的检测试剂的尿碘检测步骤为：

1、碘标准液的制备

a、1000μg/L标准液配制：称取0.0131g碘化钾，用纯化水溶解后定容至100ml，再取10ml加纯化水定溶至1L，2-8℃避光保存。

b、50μg/L标准液配制：取a液5ml加纯化水定容至100ml，即浓度为150μg/L碘标准溶液。

c、100μg/L标准液配制：取a液10ml加纯化水定容至100ml，即浓度为150μg/L碘标准溶液。

d、250μg/L标准液配制：取a液25ml加纯化水定容至100ml，即浓度为150μg/L碘标准溶液。

e、400μg/L标准液配制：取a液40ml加纯化水定容至100ml，即浓度为150μg/L碘标准溶液。

f、500μg/L标准液配制：取a液50ml加纯化水定容至100ml，即浓度为150μg/L碘标准溶液。

2、检测步骤

1)样品处理：取1ml稀释液加入到1ml尿液(晨尿中段尿样为优)中，倒入具有过滤纯化作用的滴瓶中，再加入1.8g尿液预处理剂，摇匀，通过挤压装置挤压，得到纯化尿液，备用；

2)样品测量：向纯化尿液中，立即加入150ul显色剂，混匀，再加入30ul氧化剂，混匀之后，立即放入定量分析仪中，准确反应60秒时，比色测定读出样品的浓度值，即为尿液中碘的含量。

注：如尿液碘浓度超过500μg/L，则进行成倍稀释，按以上方法检测所得值应乘以相应稀释倍数。

本发明体外检测尿液中碘含量的检测试剂的准确性分析如下：

准确性按下式计算：

式中：M为测定结果均值；T为质控液靶值；B为相对偏差。

式中：CV为变异系数；为测量值的平均值；S为标准差。

采用本发明第一种检测试剂对冻干人尿中碘成分分析标准物质(GBW09108-GBW09110)(142μg/L)进行重复测定10次，结果见表1所示：

表1

尿碘标准物	测1	测2	测3	测4	测5	测6	测7	测8	测9	测10	均值
												142(μg/L)	142	145	144	138	146	144	152	139	136	141	142

采用本发明第一种检测试剂对冻干人尿碘成分分析国家标准物质(142μg/L)进行重复测定20次，结果表2所示：

表2

经过计算：本发明体外检测尿液中碘含量的检测试剂的

由此可见，采用本发明体外检测尿液中碘含量的检测试剂可以有效提高尿液碘的检测准确性，并且操作简单，反应检测耗时少。

采用本发明通过自动化定量检测操作，检测可重复性和准确度较高，本发明：

最低检出限：20μg/L。

线性范围：50～500μg/L，线性相关系数：r≥0.990。

批内精密度：变异系数CV≤10％。

批间精密度：变异系数CV≤15％。

准确度：相对偏差B％≤15％。

特异性：25mg/dl的蛋白质、50mg/dl的葡萄糖、0.5mg/dl的胆红素、5mg/dl的乙酰乙酸、0.03mg/dl的亚硝酸盐，对检测无干扰。

本发明中尿液预处理剂对尿液的预处理效果验证试验

试验分3组对照，第一组为加入了25mg的蛋白质、50mg的葡萄糖、0.5mg的胆红素、5mg的尿酮体、0.03mg的亚硝酸盐的50ug/L、维生素C0.6mmol/L的158ug/L碘含量的尿液标本；第二组为158ug/L碘含量的尿液标本；第三组为158ug/L碘含量的水溶液标本。

按照上述操作方法采用本发明中体外检测尿液中碘含量的检测试剂对上述三组样品分别进行碘含量的测定，结果为三组检测的结果相同，均测定得出碘含量为158ug/L，表明本发明中尿液预处理剂能够有效去除尿液中蛋白质、葡萄糖、胆红素、尿酮体、亚硝酸盐、维生素C等影响检测的成分。

本发明中体外检测尿液中碘含量的检测试剂的显色梯度验证如下：

采用本发明第一种检测试剂对70ug/L、200ug/L、400ug/L碘含量的尿液标本分别进行多组碘测定，结果见下表3

表3

从表3的结果可以看出，本发明体外检测尿液中碘含量的检测试剂的显色梯度非常好，而且本试剂的显色稳定性也非常好，重复测定多次的结果都一样。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种尿碘定量分析系统，其特征在于，包括检测试剂、用于体外检测所述检测试剂中尿液碘含量的定量分析仪；

所述检测试剂包括氧化剂和显色剂；

所述定量分析仪，包括壳体，壳体内设有电路控制系统、比色池、光学传感装置、微型打印机；

电路控制系统包括控制模块、与控制模块相连的数据采集模块、开关电源、显示装置、RS-232通讯模块，数据采集模块包括光源发射驱动电路、与光源发射驱动电路输出端相连的光源发射电路、光源接收电路、与光源接收电路输出端相连的光源接收放大电路，光源发射电路的输入端、光源接收放大电路的输出端均与控制模块相连，微型打印机与控制模块相连；光学传感装置包括设置在比色池侧面的光源发射电路板、光源接收电路板；

比色池为长方体实心结构，上部设有比色池盖，中部开有等距的三个试管槽，位于试管槽底部相对应的两侧面分别开有三个小孔。

2.根据权利要求1所述的尿碘定量分析系统，其特征在于，所述检测试剂中，所述氧化剂，按质量百分浓度，由以下成分组成：

所述显色剂为质量百分浓度为0.025％～0.2％的TMB醇溶液。

3.根据权利要求1或2所述的尿碘定量分析系统，其特征在于，所述检测试剂还包括稀释液，所述稀释液是pH＝3.0～5.0的柠檬酸—柠檬酸钠缓冲液或乙酸盐缓冲液或Tris缓冲液。

4.根据权利要求1或2所述的尿碘定量分析系统，其特征在于，所述检测试剂还包括尿液预处理剂，所述尿液预处理剂为活性炭。

5.根据权利要求1所述的尿碘定量分析系统，其特征在于，还包括挤压装置，其包括安放机构、挤压机构以及支撑机构；

所述安放机构，固定在所述支撑机构上，包括托块，所述托块上开设有一个以上的用于卡入具有过滤纯化作用的滴瓶的凹槽；

所述挤压机构，也固定在所述支撑机构上，用于挤压具有过滤纯化作用的滴瓶；

所述支撑机构，用于支持所述安放机构和所述挤压机构。

6.根据权利要求5所述的尿碘定量分析系统，其特征在于，所述挤压机构包括用于实现挤压动作的推块以及用于带动所述推块进行往复运动的驱动模块，推块与凹槽数量、位置相应，托块上还开设有与所述凹槽数量、位置相应的供所述推块一一对应地通过而进出所述凹槽的缺口。

7.根据权利要求1所述的尿碘定量分析系统，其特征在于，光源发射电路包括位于光源发射电路板上的三个发光二极管LED-1、LED-2、LED-3，光源接收电路包括位于光源接收电路板上的三个硅光电池T1—T3。

8.根据权利要求1所述的尿碘定量分析系统，其特征在于，光源发射驱动电路包括三极管Q2、Q3、Q5、电阻R42—R44、电位器R26—R28，电阻R42—R44分别与三极管Q2、Q3、Q5的基极相连，电位器R26—R28分别与三极管Q2、Q3、Q5的集电极相连，三极管Q2、Q3、Q5的发射极分别与三个发光二极管LED-1、LED-2、LED-3相连。

9.根据权利要求1所述的尿碘定量分析系统，其特征在于，光源接收放大电路包括三个运算放大器CA3140及外围电路，输入端为引脚OPTI_IN_0、OPTI_IN_1、OPTI_IN_2，与光源接收电路相连，输出端连接至控制模块。

10.根据权利要求1所述的尿碘定量分析系统，其特征在于，比色池盖的下部设有密封试管口的腰型槽。