CN109269998A - 一种特定蛋白分析仪的光路系统及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗设备技术领域，具体地说是一种特定蛋白分析仪的光路系统及检测装置。该特定蛋白分析仪的光路系统用于检测反应杯内的待检测物，包括透射模块和散射模块。该特定蛋白分析仪的检测装置包括底板、反应盘和安装在底板上的光路系统，所述反应盘安装在底板上，反应盘内设有若干反应杯，反应杯与透射模块和散射模块相对转动。本发明提供一种结构简单、集成透射和散射两种检测，适合更多免疫比浊试剂，并可进行结果校正的特定蛋白分析仪的光路系统及检测装置。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，具体地说是一种特定蛋白分析仪的光路系统及检测装置。
背景技术
特定蛋白分析仪，国内外已有成熟产品上市，比如贝克曼、国赛、普门等。是快速进行免疫分析的经典方法，尤其在感染类、心肌功能、药物代谢等方面，应用广泛。一方面，多数已上市设备只有散射检测功能，缺少透射检测功能，另一方面，目前市场上现有的特定蛋白分析仪还没有实现完全的全自动，具有一定的局限性。
发明内容
本发明提供一种结构简单、集成透射和散射两种检测，适合更多免疫比浊试剂，并可进行结果校正的特定蛋白分析仪的光路系统及检测装置。
本发明是通过下述技术方案实现的：
1、一种特定蛋白分析仪的光路系统，用于检测反应杯内的待检测物，包括透射模块和散射模块，所述透射模块包括透射外壳、设于透射外壳上的透射发射端和透射接收端，反应杯设于所述透射发射端和透射接收端之间，所述透射发射端包括透射光源、第一汇聚镜，所述透射接收端包括第一透镜和第一检测器，光线从左到右依次经过第一汇聚镜、第一透镜和第一检测器；
所述散射模块包括散射外壳、设于散射外壳上的散射发射端和散射接收端，反应杯设于所述散射发射端和散射接收端之间，所述散射发射端包括散射光源、第二汇聚镜，所述散射接收端包括第二透镜和第二检测器，光线从左到右依次经过第二汇聚镜、第二透镜和第二检测器，第二汇聚镜所在周线与第二透镜所在周线之间的夹角α的范围在15-90度之间。
所述透射光源和散射光源分别设于透射电路板和散射电路板上，所述第一检测器和第二检测器分别设于第一PD电路板和第二PD电路板上，透射电路板和第一PD电路板固定于透射外壳上，第二PD电路板和散射电路板固定于散射外壳上。
所述透射电路板上设有呈中空装的透射散热块，透射散热块内部设有透射调焦螺母，所述第一汇聚镜设于透射调焦螺母内；所述散射电路板上设有呈中空装的散射散热块，散射散热块内部设有散射调焦螺母，所述第二汇聚镜设于散射调焦螺母内。
所述透射外壳的透射发射端上设有透射发射孔，透射接收端上设有透射接收孔，第一透镜通过第一透镜压板设于透射接收孔内；所述散射外壳的散射发射端上设有散射发射孔，散射接收端上设有散射接收孔，第二透镜通过第二透镜压板设于散射接收孔内。
所述透射光源和散射光源发射的波长范围在500-800纳米之间。
一种特定蛋白分析仪的检测装置，包括底板、反应盘和安装在底板上的权利要求1-5任一项所述的光路系统，所述反应盘安装在底板上，反应盘内设有若干反应杯，反应杯与透射模块和散射模块相对转动。
所述反应盘包括电机、转盘支撑轴、传动模块、加热温控模块、转盘支撑板、转盘支撑、转盘面板、感应计数模块，转盘面板呈环形，并且在其上设有呈发散状的插槽，所述转盘支撑板呈环形，并且在其上设有呈发散状分布的卡槽，所述插槽与卡槽上下一一对应，每个反应杯至上而下插入插槽再插入卡槽内，所述电机设于底板上，并通过传动模块与转盘支撑相连接，进而带动固定于转盘支撑上的加热温控模块、转盘支撑板和转盘面板转动，转盘支撑板通过转盘面板固定于转盘支撑上，并且三者同轴设置，转盘支撑上端开口处通过转盘盖板密封，电机与主控板电连接。
所述传动模块包括第一同步带轮、第二同步带轮、同步带、滚动轴承，第一同步带轮设于电机的输出轴上，转盘支撑轴下端固定于底板上，滚动轴承套装于转盘支撑轴上，第二同步带轮固定于滚动轴承的外圈的下端面上，转盘支撑通过螺钉固定于滚动轴承外圈的上端面上，并且转盘支撑、滚动轴承和第二同步带轮同轴设置，第一同步带轮与第二同步带轮通过同步带相连接。
所述加热温控模块包括加热片、转盘加热板和温度传感器，并通过转盘压板将转盘加热板和加热片固定于转盘支撑板下表面上，加热片位于转盘加热板下表面与转盘压板上表面之间，温度传感器位于转盘加热板与转盘支撑板之间，位于反应杯上方设有转盘隔热板，加热片和温度传感器与主控板电连接。
所述感应计数模块包括零位传感器、反馈光耦、码盘和安装片，码盘固定于滚动轴承外圈与第二同步带轮之间，并且三者同轴设置，码盘的外边缘上设有若干反馈开槽和一个零位片，安装片呈“Z”字形，安装片的下片通过螺钉固定于底板上，零位传感器固定于安装片的上片的下表面上，零位片伸入零位感应器内部，反馈光耦固定于安装片的竖片的内表面上，设有反馈开槽的码盘的外边缘伸入反馈光耦内部，零位传感器和反馈光耦与主控板电连接。
本发明所带来的有益效果是：
本发明中，所述特定蛋白分析仪的光路系统，用于检测反应杯内的待检测物，包括透射模块和散射模块，定波长光线通过抗原抗体反应混合液时，被其中的免疫复合物(IC)反射或遮挡、吸收而减弱，光线通过检测溶液时，被其中所含的抗原抗体复合物折射而部分偏转，产生散射光，结合透射和散射，使两则合二为一，可以增加检测的线性范围和灵敏性。
本发明中，所述特定蛋白分析仪的检测装置，包括底板、反应盘和安装在底板上的光路系统，反应杯与透射模块和散射模块相对转动。反应盘旋转，将需要读数的反应杯移动到透射模块或散射模块检测的位置进行读数检测，并记录光信号，再将光信号转化成电信号，传递到主控板。旋转方式是由电机带动，第一同步带轮、第二同步带轮和同步带传动，滚动轴承支撑旋转，进而带动反应盘旋转，则实现反应盘上的反应杯持续一个一个转动，依次进入透射模块和散射模块进行检测。由于转盘加热板热传导性能较好，加热片加热时，将使反应盘内温度升高，使反应盘内的反应杯内的混合待检测液保持在一个温度范围内，通过温度传感器实时监测反应盘内的温度，所述转盘隔热板使反应盘相对密封，进而保证内部温度的稳定性。当零位片经过零位传感器时，则记录零位，码盘上的反馈开槽随着反应盘的转动转动，每转动一格即反应杯转动一个，则记录转动一次。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明所述透射模块的结构示意图。
图2为本发明所述透射模块的剖面图。
图3为本发明所述透射模块的光路图。
图4为本发明所述散射模块的结构示意图。
图5为本发明所述散射模块的剖面图。
图6为本发明所述散射模块的光路图。
图7为本发明所述特定蛋白分析仪的检测装置的正面结构示意图。
图8为本发明所述特定蛋白分析仪的检测装置的反面结构示意图。
图9为本发明所述反应盘的爆炸图。
图10为本发明所述反应盘的剖面图。
图11为本发明所述特定蛋白分析仪的检测装置在透射模块处的剖面图。
图12为本发明所述特定蛋白分析仪的检测装置在散射模块处的剖面图。
图中部件名称对应的标号如下：
1、反应杯；2、透射模块；21、透射外壳；22、透射发射端；221、透射光源；222、第一汇聚镜；223、透射电路板；224、透射散热块；225、透射调焦螺母；226、透射发射孔；23、透射接收端；231、第一透镜；232、第一检测器；233、第一PD电路板；234、透射接收孔；235、第一透镜压板；3、散射模块；31、散射外壳；32、散射发射端；321、散射光源；322、第二汇聚镜；323、散射电路板；324、散射散热块；325、散射调焦螺母；326、散射发射孔；33、散射接收端；331、第二透镜；332、第二检测器；333、第二PD电路板；334、散射接收孔；335、第二透镜压板；4、底板；5、反应盘；51、电机；52、转盘支撑轴；531、第一同步带轮；532、第二同步带轮；533、同步带；534、滚动轴承；535、止动垫圈；536、锁紧螺母；541、加热片；542、转盘加热板；543、温度传感器；544、转盘压板；545、转盘隔热板；55、转盘支撑板；551、卡槽；56、转盘支撑；57、转盘面板；571、插槽；581、零位传感器；582、反馈光耦；583、码盘；584、安装片；585、反馈开槽；586、零位片；59、转盘盖板。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详述：
作为本发明所述特定蛋白分析仪的光路系统的实施例，如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，用于检测反应杯1内的待检测物，包括透射模块2和散射模块3，所述透射模块2包括透射外壳21、设于透射外壳21上的透射发射端22和透射接收端23，反应杯1设于所述透射发射端22和透射接收端23之间，所述透射发射端22包括透射光源221、第一汇聚镜222，所述透射接收端23包括第一透镜231和第一检测器232，从左到右依次为透射光源221、第一汇聚镜222、第一透镜231和第一检测器232，并位于同一轴线上；所述散射模块3包括散射外壳31、设于散射外壳31上的散射发射端32和散射接收端33，反应杯1设于所述散射发射端32和散射接收端33之间，所述散射发射端32包括散射光源321、第二汇聚镜322，所述散射接收端33包括第二透镜331和第二检测器332，位于同一轴线上的散射光源321和第二汇聚镜322与位于同一轴线上的第二透镜331和第二检测器332之间的夹角α为20度。
免疫透射比浊的基本原理：一定波长光线通过抗原抗体反应混合液时，被其中的免疫复合物(IC)反射或遮挡、吸收而减弱。在一定范围内，透射光被吸收的量与免疫复合物的量呈正比，后者又与相应抗原和抗体的量呈函数关系。抗体量一定，即可从标准曲线获知抗原的量。由于要求抗原抗体复合物的数量足够，并且颗粒要足够大(35～100nm)，本法的测定灵敏度和准确度相对较低。缺点：但目前多采用免疫透射比浊终点法(简称终点法)，与散射速率法相比存在着诸如线性范围窄，测定免疫球蛋白相对易发生因抗原过剩(AE)引起假性低结果等难以避免的缺陷。
免疫散射比浊的基本原理：光线通过检测溶液时，被其中所含的抗原抗体复合物折射而部分偏转，产生散射光。根据雷利散射公式，在一定条件下，透射光和微粒浓度成正比，散射光与微粒浓度成反比。
本发明结合透射和散射，使两则合二为一，可以增加检测的线性范围和灵敏性。
本实施例中，所述透射光源221和散射光源321分别设于透射电路板223和散射电路板323上，所述第一检测器232和第二检测器332分别设于第一PD电路板233和第二PD电路板333上，透射电路板223和第一PD电路板233固定于透射外壳21上，第二PD电路板333和散射电路板323固定于散射外壳31上。设于透射电路板223和散射电路板323上的透射光源221和散射光源321分别发出一定波长的光，透射电路板223和散射电路板323上可以有效的控制光的发射频率、时间等，并且可以调整光的波长；所述第一检测器232和第二检测器332用于接收穿过反应杯1内的混合待检测液之后的光信号，所述第一PD电路板233和第二PD电路板333为第一检测器232和第二检测器332的控制电路板。
本实施例中，所述透射电路板223上设有呈中空装的透射散热块224，透射散热块224内部设有透射调焦螺母225，所述第一汇聚镜222设于透射调焦螺母225内；所述散射电路板323上设有呈中空装的散射散热块324，散射散热块324内部设有散射调焦螺母325，所述第二汇聚镜322设于散射调焦螺母325内。所述透射散热块224和散射散热块324一方面可以作为透射调焦螺母225和散射调焦螺母325的固定部件，另一方面也是透射发射端33和散射发射端32的光阑，对光线起到一定的处理作用；所述透射调焦螺母335和散射调焦螺母325可以调整第一汇聚镜222和第二汇聚镜322与透射光源221和散射光源321之间的距离，进而使检测更加广泛，适应性更加好。
本实施例中，所述透射外壳21的透射发射端22上设有透射发射孔226，透射接收端23上设有透射接收孔234，第一透镜231通过第一透镜压板235设于透射接收孔234内；所述散射外壳31的散射发射端32上设有散射发射孔326，散射接收端33上设有散射接收孔334，第二透镜331通过第二透镜压板335设于散射接收孔334内。所述透射发射孔226、透射接收孔234、散射发射孔326和散射接收孔334均为光线的通道，保证光线顺利通行；所述第一透镜压板235和第二透镜压板335一方面作为第一透镜231和第二透镜331的固定部件，另一方面透射接收端23和散射接收端33的光阑，对光线起到一定的处理作用。
本实施例中，所述透射光源221和散射光源321发射的波长范围在500-800纳米之间。当然，波长范围在500-800纳米之间是较优的波长范围，不排除其它波长。
一种特定蛋白分析仪的检测装置，如图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，包括底板4、反应盘5和安装在底板4上的光路系统，所述反应盘5安装在底板4上，反应盘5内设有48个反应杯1，每6个反应杯1连成一个圆弧形反应杯组，共有8组反应杯1，反应杯1与透射模块2和散射模块3相对转动。本实施列中，透射模块2和散射模块3固定不动，反应盘5内的反应杯1绕轴线转动，依次经过透射模块2和散射模块3检测，当然也可以设计成反应杯1不动，透射模块2和散射模块3围绕反应杯1转动。
本实施例中，所述反应盘5包括电机51、转盘支撑轴52、传动模块、加热温控模块、转盘支撑板55、转盘支撑56、转盘面板57、感应计数模块，转盘面板57呈环形，并且在其上设有呈发散状的插槽571，所述转盘支撑板55呈环形，并且在其上设有呈发散状分布的卡槽551，所述插槽571与卡槽551上下一一对应，每个反应杯1至上而下插入插槽571再插入卡槽551内，所述电机51设于底板4上，并通过传动模块与转盘支撑56相连接，进而带动固定于转盘支撑56上的加热温控模块、转盘支撑板55和转盘面板57转动，转盘支撑板55通过转盘面板57固定于转盘支撑56上，并且三者同轴设置，转盘支撑56上端开口处通过转盘盖板59密封，电机51与主控板(图中未示出)电连接。反应盘5旋转，将需要读数的反应杯1移动到透射模块2或散射模块3检测的位置进行读数检测，并记录光信号，再将光信号转化成电信号，传递到主控板。
本实施例中，所述传动模块包括第一同步带轮531、第二同步带轮532、同步带533、滚动轴承534，第一同步带轮531设于电机51的输出轴上，转盘支撑轴52下端固定于底板4上，滚动轴承534套装于转盘支撑轴52上，第二同步带轮532固定于滚动轴承534的外圈的下端面上，转盘支撑56通过螺钉(图中未示出)固定于滚动轴承534外圈的上端面上，并且转盘支撑56、滚动轴承534和第二同步带轮532同轴设置，第一同步带轮531与第二同步带轮532通过同步带533相连接。旋转方式是由电机51带动，第一同步带轮531、第二同步带轮532和同步带533传动，滚动轴承534支撑旋转，进而带动反应盘5旋转，则实现反应盘5上的反应杯1持续一个一个转动，依次进入透射模块2和散射模块3进行检测。
本实施例中，所述加热温控模块包括加热片541、转盘加热板542和温度传感器543，并通过转盘压板544将转盘加热板542和加热片521固定于转盘支撑板55下表面上，加热片541位于转盘加热板542下表面与转盘压板544上表面之间，温度传感器543位于转盘加热板542与转盘支撑板55之间，位于反应杯1上方设有转盘隔热板545，加热片541和温度传感器543与主控板(图中未示出)电连接。由于转盘加热板542热传导性能较好，加热片541加热时，将使反应盘5内温度升高，使反应盘5内的反应杯1内的混合待检测液保持在一个温度范围内，通过温度传感器543实时监测反应盘5内的温度，所述转盘隔热板545使反应盘5相对密封，进而保证内部温度的稳定性。
本实施例中，所述感应计数模块包括零位传感器581、反馈光耦582、码盘583和安装片584，码盘583固定于滚动轴承534外圈与第二同步带轮532之间，并且三者同轴设置，码盘583的外边缘上设有48个反馈开槽585和一个零位片586，安装片584呈“Z”字形，安装片584的下片通过螺钉(图中未示出)固定于底板上，零位传感器581固定于安装片584的上片的下表面上，零位片586伸入零位感应器581内部，反馈光耦582固定于安装片584的竖片的内表面上，设有反馈开槽585的码盘583的外边缘伸入反馈光耦582内部，零位传感器581和反馈光耦582与主控板(图中未示出)电连接。当零位片586经过零位传感器581时，则记录零位，码盘583上的反馈开槽585随着反应盘5的转动转动，每转动一格即反应杯1转动一个，则记录转动一次，增加了控制反馈，进而提高了控制精度。
当然，本实施列中，透射光源和散射光源也可以捕鱼第一汇聚镜和第二汇聚镜在同一轴线上；夹角α也可以是在15-90度之间的任何一个数值；反应盘内也可以设有8个或者12个或者32个或者64个或者96个反应杯；所述码盘的外边缘上也可以设有8个或者12个或者32个或者64个或者96个反馈开槽。那么，也都在本发明保护范围之内，这里不再一一赘述。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界。
Claims (10)
1.一种特定蛋白分析仪的光路系统，用于检测反应杯内的待检测物，其特征在于包括透射模块和散射模块，所述透射模块包括透射外壳、设于透射外壳上的透射发射端和透射接收端，反应杯设于所述透射发射端和透射接收端之间，所述透射发射端包括透射光源、第一汇聚镜，所述透射接收端包括第一透镜和第一检测器，光线从左到右依次经过第一汇聚镜和第一透镜，并被第一检测器接收；
所述散射模块包括散射外壳、设于散射外壳上的散射发射端和散射接收端，反应杯设于所述散射发射端和散射接收端之间，所述散射发射端包括散射光源、第二汇聚镜，所述散射接收端包括第二透镜和第二检测器，光线从左到右依次经过第二汇聚镜和第二透镜，并被第二检测器接收，第二汇聚镜所在周线与第二透镜所在周线之间的夹角α的范围在15-90度之间。
2.如权利要求1所述的特定蛋白分析仪的光路系统，其特征在于所述透射光源和散射光源分别设于透射电路板和散射电路板上，所述第一检测器和第二检测器分别设于第一PD电路板和第二PD电路板上，透射电路板和第一PD电路板固定于透射外壳上，第二PD电路板和散射电路板固定于散射外壳上。
3.如权利要求2所述的特定蛋白分析仪的光路系统，其特征在于所述透射电路板上设有呈中空装的透射散热块，透射散热块内部设有透射调焦螺母，所述第一汇聚镜设于透射调焦螺母内；所述散射电路板上设有呈中空装的散射散热块，散射散热块内部设有散射调焦螺母，所述第二汇聚镜设于散射调焦螺母内。
4.如权利要求1所述的特定蛋白分析仪的光路系统，其特征在于所述透射外壳的透射发射端上设有透射发射孔，透射接收端上设有透射接收孔，第一透镜通过第一透镜压板设于透射接收孔内；所述散射外壳的散射发射端上设有散射发射孔，散射接收端上设有散射接收孔，第二透镜通过第二透镜压板设于散射接收孔内。
5.如权利要求1所述的特定蛋白分析仪的光路系统，其特征在于所述透射光源和散射光源发射的波长范围在500-800纳米之间。
6.一种特定蛋白分析仪的检测装置，其特征在于包括底板、反应盘和安装在底板上的权利要求1-5任一项所述的光路系统，所述反应盘安装在底板上，反应盘内设有若干反应杯，反应杯与透射模块和散射模块相对转动。
7.如权利要求6所述的特定蛋白分析仪的检测装置，其特征在于所述反应盘包括电机、转盘支撑轴、传动模块、加热温控模块、转盘支撑板、转盘支撑、转盘面板、感应计数模块，转盘面板呈环形，并且在其上设有呈发散状的插槽，所述转盘支撑板呈环形，并且在其上设有呈发散状分布的卡槽，所述插槽与卡槽上下一一对应，每个反应杯至上而下插入插槽再插入卡槽内，所述电机设于底板上，并通过传动模块与转盘支撑相连接，进而带动固定于转盘支撑上的加热温控模块、转盘支撑板和转盘面板转动，转盘支撑板通过转盘面板固定于转盘支撑上，并且三者同轴设置，转盘支撑上端开口处通过转盘盖板密封，电机与主控板电连接。
8.如权利要求7所述的特定蛋白分析仪的检测装置，其特征在于所述传动模块包括第一同步带轮、第二同步带轮、同步带、滚动轴承，第一同步带轮设于电机的输出轴上，转盘支撑轴下端固定于底板上，滚动轴承至上而下套装于转盘支撑轴上，上部通过止动垫圈和锁紧螺母在轴向上固定，第二同步带轮固定于滚动轴承的外圈的下端面上，转盘支撑通过螺钉固定于滚动轴承外圈的上端面上，并且转盘支撑、滚动轴承和第二同步带轮同轴设置，第一同步带轮与第二同步带轮通过同步带相连接。
9.如权利要求7所述的特定蛋白分析仪的检测装置，其特征在于所述加热温控模块包括加热片、转盘加热板和温度传感器，并通过转盘压板将转盘加热板和加热片固定于转盘支撑板下表面上，加热片位于转盘加热板下表面与转盘压板上表面之间，温度传感器位于转盘加热板与转盘支撑板之间，位于反应杯上方设有转盘隔热板，加热片和温度传感器与主控板电连接。
10.如权利要求8所述的特定蛋白分析仪的检测装置，其特征在于所述感应计数模块包括零位传感器、反馈光耦、码盘和安装片，码盘固定于滚动轴承外圈与第二同步带轮之间，并且三者同轴设置，码盘的外边缘上设有若干反馈开槽和一个零位片，安装片呈“Z”字形，安装片的下片通过螺钉固定于底板上，零位传感器固定于安装片的上片的下表面上，零位片伸入零位感应器内部，反馈光耦固定于安装片的竖片的内表面上，设有反馈开槽的码盘的外边缘伸入反馈光耦内部，零位传感器和反馈光耦与主控板电连接。
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