CN108362900A - 一种模块化全自动化学发光免疫分析仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的全自动化学发光免疫分析仪，其采用模块化设计，包括样本存储模块，样本输送模块，试剂针机械臂模块，样本针机械臂模块，清洗模块，反应杯输送模块，以及测量模块，还包括反应盘和试剂盘整体集成模块，其中，该集成模块为一个整体，且为内外双圆环结构，所述的内外双圆环结构中的内圆环和外圆环之间还设置有半导体制冷片，具有体积小，集成度高，节能环保的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学发光免疫分析仪，尤其模块化全自动化学发光免疫分析仪。
背景技术
面对日益庞大的就医人口，自动化免疫检测设备成为发展趋势，化学发光免疫分析(CLIA),是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合,用于各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶、脂肪酸、维生素和药物等的检测分析技术，是继放免分析、酶免分析、荧光免疫分析和时间分辨荧光免疫分析之后发展起来的一项最新免疫测定技术,具有灵敏度高、检测范围宽、标记物稳定性好等优点，是免疫分析领域的主要检测方法。
但是现有技术中的化学发光免疫分析装置还存在如下缺陷:（1）传统的装置的体积较大，结构复杂，占用空间较大;（2）其化学反应受温度影响很大,需要保持一定的恒温条件,若温度不能很好的保持恒定,会严重影响仪器测量结果的准确性;（3）不同的模块部分冷热不同,造成能量的损失，不够节能环保。
ZL201620083122.6公开了一种一体化内外盘结构的分析仪装置,其采用了反应盘内圈和反应盘外圈两层结构,来提升反应管的装载和运输能力;
ZL201380030385.X公开了一种自动分析装置，其采用了反应盘、样本盘和第一试剂盘、第二试剂盘的结构，设备体积较大;
ZL201510181011.9公开了一种化学发光免疫分析装置，其包括供样机构、化学反应孵育机构、加样机构以及发光检测机构，其中，供养机构为试剂盘和样品盘采用内外层结构，一定程度上减小了体积，但仍存在不同的模块冷热不同，造成的能量损失。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明旨在提供一种模块化全自动化学发光免疫分析仪，其能够极大地缩小整个化学发光免疫分析仪的装置所占用空间的同时保持恒定的反应温度，降低能量的损失，从而达到节能环保的目的。
为了实现上述目的，本发明提供一种新型的全自动化学发光免疫分析仪，其整体采用模块化设计，包括样本存储模块，样本输送模块，试剂针机械臂模块，样本针机械臂模块，清洗模块，反应杯输送模块，反应盘和试剂盘整体集成模块以及测量模块。
样本存储模块，用于存放用于测试的样本。
样本输送模块，一般要求同时装载样本200个以上，使样本试管应能快速进入目标位置。这里使用步进电机带动同步带推动样本输送模块实现流水线式送样，并在各阶段实现扫码、加样、缓存等工位。
试剂针机械臂模块和样本针机械臂模块，是实现样本液和试剂及反应杯体转移功能的结构，在化学发光免疫分析仪中需要多个旋转机械臂模块配合运动，完成取反应杯并加样的动作，是化学发光免疫分析仪的重要组成部分。
清洗模块，在磁分离清洗模块中，反应杯中的溶液分成了三种：多余的磁颗粒，未结合的游离态的荧光标记物，与磁颗粒结合的免疫复合物，而清洗模块的作用就是将未结合的游离态的荧光标记物洗涤清除。
反应杯输送模块，用于输送新的用于化学反应的反应杯。
反应盘和试剂盘整体集成模块，因为反应盘与试剂盘同样都是盘型结构，用来装载杯体，通过旋转来实现杯位的变化，但使用的仅是盘面外延部分，尤其是反应盘仅使用外环极小的一部分空间，本发明将反应盘和试剂盘当做整体来进行设计，作为一个整体，变成内外双圆环结构，将两个大圆盘合并成一个大圆盘，充分利用空间从而缩小化学发光免疫分析仪的整体尺寸，其中试剂盘位于双圆环结构的外环，反应盘位于其内环；且在试剂盘和反应盘之间用隔热材料隔断，形成内外两个恒温箱。在内外环中间设置若干个半导体制冷块，使外环试剂盘制冷产生的热量传递到内环反应盘，达到反应盘加热的需求，从而达到节能的目的；
测量模块,选择高灵敏度的光电倍增管进行信号探测化学发光免疫反应中产生的约10-15～10- 17W微弱荧光信号，是直接反应仪器精度的部位，其遮光性能的好坏将直接影响测量数据。
本发明的有益效果如下：
（1）模块化设计，结构简单，占用空间可缩小一半;（2）其保持一定的化学反应的恒温条件,降低温度对仪器测量结果的准确性的影响;（3）反应盘和试剂盘整体集成模块，不仅缩小了体积，而且在内外环中间设置若干个半导体制冷块，使外环试剂盘制冷产生的热量传递到内环反应盘，达到反应盘加热的需求，从而达到节能的目的。
附图说明
图1为化学发光免疫分析仪的工作流程图；
图2为化学发光免疫分析仪的整体结构示意图；
图3为化学发光免疫分析仪的反应盘和试剂盘整体集成模块的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来详细说明根据本发明的化学发光免疫分析仪。
图1中详细地说明了化学发光免疫分析仪的工作流程图；具体工作流程如下：
(1)反应杯装载。
(2)加试剂：根据检测项目向反应杯中加入指定试剂，根据检测项目的不同这里可能是一种试剂也可能是两种试剂。
(3)加样：在反应杯中加入待测样本。
(4)摇匀孵育：在恒温(37.5℃)下进行样本和试剂的孵育反应，反应时间为10分钟。
(5)重复步骤2、4：根据检测项目需要重复步骤2和步骤4。
(6)加入微磁珠：待样本和试剂孵育结束后加入指定量的微磁珠，用来进行磁分离。
(7)分离清洗：将反应杯从反应盘转移至清洗盘，利用磁场将免疫复合物吸缚住，同时将未结合的游离态的荧光标记物洗涤清除，为了防止分离不充分，清洗操作需要进行5次。
(8)加入激发液A：将反应杯从清洗盘转移至测量室，加入HNO3和H2O2溶液，使磁颗粒与荧光标记物溶液分离，同时增加磁场，使磁颗粒分离。
(9)加入发光激发液B：磁分离结束后，反应杯里留下的都是具有荧光标记的免疫复合物，需要加入激发液来使其发光。
(10) 检测：通过光电倍增管测量发光反应光子数。
图2为化学发光免疫分析仪的整体结构示意图；其整体采用模块化设计，包括样本存储模块1，样本输送模块2，试剂针机械臂模块3，样本针机械臂模块4，清洗模块5，反应杯输送模块6，反应盘和试剂盘整体集成模块7以及测量模块8；样本存储模块1，用于存放用于测试的样本；样本输送模块2，一般要求同时装载样本200个以上，使样本试管应能快速进入目标位置。这里使用步进电机带动同步带推动样本输送模块实现流水线式送样，并在各阶段实现扫码、加样、缓存等工位；试剂针机械臂模块3和样本针机械臂模块4，是实现样本液和试剂及反应杯体转移功能的结构，在化学发光免疫分析仪中需要多个旋转机械臂模块配合运动，完成取反应杯并加样的动作，是化学发光免疫分析仪的重要组成部分；清洗模块5，在磁分离清洗模块中，反应杯中的溶液分成了三种：多余的磁颗粒，未结合的游离态的荧光标记物，与磁颗粒结合的免疫复合物，而清洗模块的作用就是将未结合的游离态的荧光标记物洗涤清除；反应杯输送模块6，用于输送新的用于化学反应的反应杯；反应盘和试剂盘整体集成模块7，因为反应盘与试剂盘同样都是盘型结构，用来装载杯体，通过旋转来实现杯位的变化，但使用的仅是盘面外延部分，尤其是反应盘仅使用外环极小的一部分空间，本发明将反应盘和试剂盘当做整体来进行设计，作为一个整体，变成内外双圆环结构，将两个大圆盘合并成一个大圆盘，充分利用空间从而缩小化学发光免疫分析仪的整体尺寸，其中试剂盘位于双圆环结构的外环，反应盘位于其内环；且在试剂盘和反应盘之间用隔热材料隔断，形成内外两个恒温箱。在内外环中间设置若干个半导体制冷块，使外环试剂盘制冷产生的热量传递到内环反应盘，达到反应盘加热的需求，从而达到节能的目的。
测量模块8,选择高灵敏度的光电倍增管进行信号探测化学发光免疫反应中产生的约10-15～10- 17W微弱荧光信号，是直接反应仪器精度的部位，其遮光性能的好坏将直接影响测量数据。
图3为化学发光免疫分析仪的反应盘和试剂盘整体集成模块的结构示意图；
反应盘和试剂盘整体集成模块7，反应盘模块9是化学发光免疫分析仪运行的枢纽中心，其他各个模块的动作最终都会与反应盘相关联，反应盘的周期性循环转动需与其他各个模块配合一致。因此虽然其仅需完成旋转运动，但其位置要求精确，且需要在短时间内在多个工位间高速切换，完成高速启停；试剂盘模块10是反应所需试剂的存储及供给单元，通过试剂盘的旋转使试剂杯旋转到试剂针需要吸液的位置。同时，为了使试剂杯内的磁颗粒液体一直处于均匀的状态，磁颗粒不产生沉淀，在试剂杯的下方安装有旋转小齿轮，与固定的大齿轮配合后，使试剂盘在旋转的时候，同时使试剂杯进行自转运动，达到混匀的目的。
试剂盘10相比反应盘9，装载体积大，需要较大空间，同时转速不高，因此适合在外环。而反应盘9需要较高的转速来在多个工位间迅速切换，适合在内环。为了减小反应盘尺寸，将原来仅围绕在外环的一圈反应杯位改为两排。内外环运动分别由各自驱动电机带动，互相独立，外环试剂盘通过齿轮传动，使试剂盘圆环旋转，外环试剂盘传动齿轮如图3。
因为化学发光免疫分析仪要求反应温度在37±0.5℃内，并要求具有高精度恒温系统来保证反应温度，同时，试剂需要24小时在3-8℃低温保存，在试剂盘和反应盘之间用隔热材料隔断，形成内外两个恒温箱，同时在内外环中间设置若干个半导体制冷块，使外环试剂盘10制冷产生的热量传递到内环反应盘，达到反应盘9加热的需求，将制冷端热量传递到制热端，达到一端制冷一端制热的效果，从而达到节能的目的。
同时，样本经测量室模块测量读数后就可以直接废弃了，因此测量室模块可直接放在垃圾桶上方，测量结束后，打开测量室下盖，使反应杯因重力落入垃圾桶内。这样可以利用立体空间，使垃圾桶在平面上不单独占据空间，另外也省去机械臂抓取丢弃的过程。
以上所述仅是本发明的实施方式，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，对于本发明进行的若干改进，均落入本发明的权利要求的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种全自动化学发光免疫分析仪，其采用模块化设计，包括样本存储模块，样本输送模块，试剂针机械臂模块，样本针机械臂模块，清洗模块，反应杯输送模块，以及测量模块，其特征在于：还包括反应盘和试剂盘整体集成模块，其中，该集成模块为一个整体，且为内外双圆环结构。
2.如权利要求1所述的全自动化学发光免疫分析仪，其中，试剂盘处于双圆环结构外环，反应盘位于内环。
3.如权利要求1所述的全自动化学发光免疫分析仪，其中，内环和外环分别独立地运动。
4.如权利要求1所述的全自动化学发光免疫分析仪，其中，所述的内外双圆环结构中的内圆环和外圆环之间还还设置有半导体制冷片。
5.如权利要求1所述的全自动化学发光免疫分析仪，其中，所述测量模块可直接放在垃圾桶上方，测量结束后，打开测量模块下盖，使反应杯因重力直接落入垃圾桶内。
6.一种用于全自动化学发光免疫分析仪的设计方法，其采用模块化设计，包括样本存储模块，样本输送模块，试剂针机械臂模块，样本针机械臂模块，清洗模块，反应杯输送模块，以及测量模块，其特征在于：其中包括如下步骤，将反应盘和试剂盘集成为一个整体模块，且该整体模块采用内外双圆环结构。
7.如权利要求6所述的方法，试剂盘处于双圆环结构外环，反应盘位于内环，内环和外环分别独立地运动。
8.如权利要求6所述的全自动化学发光免疫分析仪，其中，所述的内外双圆环结构中的内圆环和外圆环之间还还设置有半导体制冷片。
9.如权利要求6所述的全自动化学发光免疫分析仪，其中，其中，所述测量模块可直接放在垃圾桶上方，测量结束后，打开测量模块下盖，使反应杯因重力直接落入垃圾桶内。
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