CN114965280A - 一种化学发光检测仪的反应杯磁珠分离模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学发光检测仪的反应杯磁珠分离模块，利用反应杯支架底部的磁铁与反应杯转动盘磁铁之间相互作用，在反应杯转动盘转动过程中，实现反应杯中磁珠的有效混匀清洗，并使得吸废液时磁珠被吸附在反应杯的短边上，相较于吸附于反应杯的长边上时，减小磁损。

Description

一种化学发光检测仪的反应杯磁珠分离模块

技术领域

本发明涉及一种化学反光检测装置，具体涉及一种化学发光检测仪的磁珠分离模块。

背景技术

化学发光技术的原理是利用化学反应释放的自由能激发中间体，使其从激发态回到基态。常用中间体有碱性磷酸酶-金刚烷胺、辣根过氧化酶-鲁米诺衍生物、辣根过氧化酶-鲁米诺衍生物。当中间体从激发态回到基态时会释放等能级的光子，对光子进行测定而进行定量分析。化学发光具有荧光的特异性，同时不需要激发光，避免了荧光分析中激发光杂散光的影响从而提高了灵敏度，并且避免了放射分析造成的环境污染和健康危害，是一种非常优秀的定量分析方法。

磁微粒化学发光免疫分析是将磁性分离技术、化学发光技术、免疫分析技术三者结合起来的一种分析方法。该技术充分利用了磁性分离技术的快速易自动化性，化学发光技术的高灵敏度性，以及免疫分析的特异性，在生物分析领域展现了不可替代的作用。

目前磁微粒化学分析免疫分析已经应用于管式化学发光免疫检测项目以及电化学发光免疫检测项目。管式化学发光作为目前发展最为迅速的化学发光检测仪器。虽然目前用于化学发光的磁微粒种类繁多，但是其中最基本的要求就是磁响应快、单分散、粒径均匀、悬浮性好、非特异吸附低、稳定性好等，因此最常用的为磁性聚苯乙烯微球。

针对化学发光检测的不同原理，磁珠在化学发光领域的应用主要应用方法有间接法、捕获法、固相抗原竞争法、双抗夹心法等。其中，间接法包括：a)磁性微球表面固定抗原；b)加入样本（含目标抗体）孵育，清洗；c)加入酶标抗抗体孵育，清洗；d)加发光底物，检测信号。捕获法包括：a)将IgM抗体连接在固相载体上形成固相IgM，清洗；b)加入稀释的血清，标本中的IgM抗体被固相抗体捕获，清洗除去其他免疫球蛋白和血清中的杂质成分；c)加入特异性抗原试剂，它只与固相上的特异性IgM结合，清洗；d)加入针对特异性的酶标抗体，使之与结合在固相上的抗原反应结合，清洗；e)加底物显色，检测信号。固相抗原竞争法包括：a)磁珠表面固定特异性抗原；b)加受检标本和酶标抗原的混合液孵育；c)加发光底物，检测信号。双抗夹心法包括：a)磁珠表面固定一抗；b)加样本和酶标二抗孵育，清洗；c)加发光底物，检测信号。

以上方法中，在化学发光检测的过程中均需对磁性微球（磁珠）进行清洗，清洗后需要将废液抽离，为了避免磁珠随着废液被一并抽离，需要设计反应杯磁珠分离模块，而现有结构在抽离废液时不可避免的仍旧会将部分磁珠一并抽离，造成磁损。此外，现有的化学发光检测仪中，由于各部件高度集成，且在有限的内各空间中各部件分布紧凑，用于夹取反应杯的二爪机械夹爪夹不能水平转动夹爪角度，在磁珠清洗时，装有磁珠的反应杯由二爪机械夹爪夹取后竖直向下插入位于反应杯转动模组上取放杯位的反应杯支架中。而用于注入清洗液和抽取废液的清洗针则设置在清洗装置上方，由电机驱动清洗针沿竖直方向上下移动。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种化学发光检测仪的反应杯磁珠分离模块，减小化学发光检测方法中的磁损。

技术方案：一种化学发光检测仪的反应杯磁珠分离模块，包括反应杯转动模组、磁珠吸附组件；

所述反应杯转动模组包括底板、反应杯支架、反应杯转动盘、第一电机；所述反应杯转动盘平行设置于底板上方，所述第一电机用于驱动所述反应杯转动盘绕中心轴转动；所述反应杯转动盘上沿圆周间隔分布若干第一通孔；

所述底板上沿圆周间隔分布若干第一磁铁，第一磁铁的磁极方向沿底板的径向设置，S极位于内侧，N极位于外侧；所述底板上还设置一个第二磁铁，所述第二磁铁位于相邻的两个第一磁铁之间，并正对取放杯位；

所述反应杯支架上设有横截面为长方形的反应杯容纳槽，所述反应杯支架的底部竖直固定转轴，所述转轴上连接有转动轴承，所述转动轴承嵌入到所述反应杯转动盘上的第一通孔内，所述转轴下端穿出所述反应杯转动盘并固定连接有第一磁铁固定块；所述第一磁铁固定块上设有第三磁铁，所述第三磁铁的磁极方向与所述反应杯容纳槽横截面的长轴方向一致；所述第三磁铁与所述第一磁铁、第二磁铁均位于同一水平圆周上；

所述磁珠吸附组件包括位于所述反应杯支架内侧，并沿圆周间隔设置的若干第四磁铁。

进一步的，所述磁珠吸附组件中，所述第四磁铁分别固定在第二磁铁固定块上，所述第二磁铁固定块连接有驱动结构，所述驱动结构带动所述第二磁铁固定块沿径向位移。

进一步的，还包括混匀组件，所述混匀组件包括第三电机，所述底板上还至少设有一个位于相邻两个第一磁铁之间的第二通孔，所述第二通孔内嵌入第三磁铁固定块，所述第三磁铁固定块上设有第五磁铁，所述第五磁铁与所述第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁均位于同一水平圆周上；所述第三电机设置在底板下方，用于驱动所述第三磁铁固定块转动。

进一步的，所述驱动结构包括若干支杆、底盘、第二电机，所述底盘上沿径向开有若干T型滑槽，每个所述第二磁铁固定块分别固定连接一根支杆的一端，所述支杆主体分别对应插入所述底盘上的一个T型滑槽中，所述第二电机的输出轴通过连杆传动机构连接各支杆。

进一步的，所述第三磁铁与所述反应杯容纳槽中反应杯的底部垂直距离大于等于30毫米。

有益效果：1、本发明的反应杯磁珠分离模块，利用反应杯支架底部的磁铁与反应杯转动盘磁铁之间相互作用，在反应杯转动盘转动过程中，实现反应杯中磁珠的有效混匀清洗，并使得吸废液时磁珠被吸附在反应杯的短边上，相较于吸附于反应杯的长边上时，减小磁损。2、通过调整第四磁铁相较于反应杯支架的远近距离，能够提高磁珠清洗效果，并能够进一步的减小吸废液时的磁损。3、通过混匀组件实现磁珠在清洗液中的动态混匀，提高磁珠清洗效果。

附图说明

图1为本发明的反应杯磁珠分离模块立体结构示意图；

图2为本发明的反应杯磁珠分离模块俯视结构示意图；

图3为本发明的反应杯磁珠分离模块仰视结构示意图；

图4为本发明的磁珠吸附组件中第四磁铁的分布及驱动结构示意图；

图5为本发明的反应杯磁珠分离模块中混匀组件的结构示意图；

图6为本发明的反应杯磁珠分离模块中反应杯支架结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

实施例1：

一种化学发光检测仪的反应杯磁珠分离模块，包括反应杯转动模组、磁珠吸附组件。

如图1至图3所示，反应杯转动模组包括底板1、反应杯支架2、反应杯转动盘3、第一电机4。反应杯转动盘3平行设置于底板1上方，第一电机4设置在底板1下方，反应杯转动盘3中央固定有中心轴，第一电机4用于带动中心轴转动，从而驱动反应杯转动盘3绕中心轴转动。反应杯转动盘3上沿圆周间隔分布若干第一通孔5。

底板1上沿圆周间隔分布若干第一磁铁6，第一磁铁6的磁极方向沿底板1的径向设置，S极位于内侧，N极位于外侧。底板1上还设置一个第二磁铁7，第二磁铁7位于相邻的两个第一磁铁6之间，并正对取放杯位。本实施例中，第二磁铁7的磁极方向与底板1径向垂直，以便与二爪机械夹爪夹角度对应。

如图6所示，反应杯支架2上设有横截面为长方形的反应杯容纳槽，反应杯支架2的底部竖直固定转轴，转轴上连接有转动轴承8，转动轴承8嵌入到反应杯转动盘3上的第一通孔5内，转轴下端穿出反应杯转动盘3并固定连接有第一磁铁固定块9。第一磁铁固定块9上嵌入第三磁铁10，第三磁铁10的磁极方向与反应杯容纳槽横截面的长轴方向一致。第三磁铁10与第一磁铁6、第二磁铁7均位于同一水平圆周上。

磁珠吸附组件包括位于反应杯支架2内侧，并沿圆周间隔设置的若干第四磁铁11。

吸液针组件设置在反应杯磁珠分离模块上方，其由清洗针支架18、第四电机19以及清洗针20构成。清洗针20竖直固定在清洗针支架18上，第四电机19驱动清洗针支架18上下运动，从而带动清洗针20上下移动。

本发明的反应杯磁珠分离模块中，装有磁珠的反应杯21由二爪机械夹爪夹取后竖直向下插入位于反应杯转动模组上取放杯位的反应杯支架中，本实施例中，在反应杯21位于取放杯位时，其横截面的长边与反应杯21沿反应杯转动盘3的径向方向垂直；第一电机4带动反应杯转动盘3转动，从而带动取放杯位的反应杯支架中的反应杯21沿圆周转动，反应杯支架2底部设置的第三磁铁10与反应杯转动盘3上沿圆周间隔分布第一磁铁6产生相吸相斥作用，在到达下一个第一磁铁6位置过程中，反应杯支架2产生自转，并在到达下一个第一磁铁6位置时反应杯21切换为其横截面的短边与反应杯21沿反应杯转动盘3的径向方向垂直；在反应杯支架2从一个第一磁铁6位置转动到下一个第一磁铁6位置过程中，反应杯支架2均产生自转，且在第一磁铁6位置上始终保持反应杯21横截面的短边与反应杯21沿反应杯转动盘3的径向方向垂直，同时始终保持反应杯21的横截面同一个短边靠近反应杯转动盘3的圆心。以上过程中，反应杯21在反应杯转动盘3带动运动过程中不停的产生自转，自转时反应杯21中磁珠与第四磁铁11的距离、相对位置发生变化，从而使得磁珠在反应杯21产生移动轨迹，有助于磁珠与反应杯中清洗液更好的接触。

当反应杯支架2转动到正对清洗针20下方的第一磁铁6时，在第四磁铁11的作用下，磁珠被吸附在反应杯21短边一面上，清洗针20向下移动插入反应杯21的正中央，由于此时反应杯支架2角度固定，磁珠被吸附在反应杯21的短边一面上，相较于吸附于反应杯21的短边一面上时距离清洗针20更远，能够在清洗针20吸取废液时更小的影响到吸附在距离更远的短边上的磁珠，从而减小磁损。在反应杯支架2转动一圈后回到取放杯位时，又恢复到反应杯21横截面的长边与反应杯21沿反应杯转动盘3的径向方向垂直，从而便于二爪机械夹爪夹调度取放反应杯21。

优选的，为了避免第三磁铁10影响反应杯21中的磁珠，第三磁铁10与反应杯容纳槽中反应杯的底部垂直距离大于等于30毫米。底板1上还设有用于检测反应杯转动盘3转动角度的光耦23。

实施例2：

与实施例1的区别仅在于，磁珠吸附组件中，第四磁铁11分别固定在第二磁铁固定块12上，第二磁铁固定块12连接有驱动结构，驱动结构带动第二磁铁固定块12沿径向位移。

通过调节第四磁铁11在径向上的位置，即调节相对反应杯21的距离，即能实现反应杯21从正对一个第一磁铁6位置转动到下一个第一磁铁6位置过程中，磁珠能够更好的实现打散和聚集，有利于磁珠更好的与清洗液接触。

当反应杯支架2转动到正对清洗针20下方的第一磁铁6时，在清洗针20进行吸废液时，控制第四磁铁11更靠近反应杯21，增强对磁珠的吸力，更进一步的避免吸废液时的磁损；当清洗针20打液时，控制第四磁铁11远离反应杯21，使得磁珠分散，有利于磁珠和清洗液全面接触，提高磁珠清洗效果。

具体的，如图4所示，驱动结构包括若干支杆13、底盘14、第二电机15，底盘14上沿径向开有若干T型滑槽24，每个第二磁铁固定块12分别固定连接一根支杆13的一端，支杆13主体分别对应插入底盘14上的一个T型滑槽24中，第二电机15的输出轴通过连杆传动机构连接各支杆13。各T型滑槽24上还设有用于检测支杆13移动位置的光耦25。

实施例3：

如图5所示，与实施例2的区别仅在于，还包括混匀组件，混匀组件包括第三电机16，底板1上还至少设有一个位于相邻两个第一磁铁6之间的第二通孔，第二通孔内嵌入第三磁铁固定块17，第三磁铁固定块17上设有第五磁铁，第三电机16设置在底板1下方，用于驱动第三磁铁固定块17转动。

当反应杯支架2转动到正对第三磁铁固定块17时，首先控制第四磁铁11远离反应杯21，然后通过驱动第三磁铁固定块17转动来带动第五磁铁旋转，利用第五磁铁与第三磁铁10的相吸作用，带动反应杯支架2自转，实现磁珠在清洗液中的动态混匀，提高磁珠清洗效果。

若混匀组件设置于正对清洗针20的下方，为了保证吸液时磁珠始终吸附于反应杯的短边，该混匀组件还包括用于检测第三磁铁固定块17转动角度的定位光耦22，以及与第三磁铁固定块17转轴固定连接的光耦挡片26。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种化学发光检测仪的反应杯磁珠分离模块，其特征在于，包括反应杯转动模组、磁珠吸附组件；

所述反应杯转动模组包括底板（1）、反应杯支架（2）、反应杯转动盘（3）、第一电机（4）；所述反应杯转动盘（3）平行设置于底板（1）上方，所述第一电机（4）用于驱动所述反应杯转动盘（3）绕中心轴转动；所述反应杯转动盘（3）上沿圆周间隔分布若干第一通孔（5）；

所述底板（1）上沿圆周间隔分布若干第一磁铁（6），第一磁铁（6）的磁极方向沿底板（1）的径向设置，S极位于内侧，N极位于外侧；所述底板（1）上还设置一个第二磁铁（7），所述第二磁铁（7）位于相邻的两个第一磁铁（6）之间，并正对取放杯位；

所述反应杯支架（2）上设有横截面为长方形的反应杯容纳槽，所述反应杯支架（2）的底部竖直固定转轴，所述转轴上连接有转动轴承（8），所述转动轴承（8）嵌入到所述反应杯转动盘（3）上的第一通孔（5）内，所述转轴下端穿出所述反应杯转动盘（3）并固定连接有第一磁铁固定块（9）；所述第一磁铁固定块（9）上设有第三磁铁（10），所述第三磁铁（10）的磁极方向与所述反应杯容纳槽横截面的长轴方向一致；所述第三磁铁（10）与所述第一磁铁（6）、第二磁铁（7）均位于同一水平圆周上；

所述磁珠吸附组件包括位于所述反应杯支架（2）内侧，并沿圆周间隔设置的若干第四磁铁（11）。

2.根据权利要求1所述的化学发光检测仪的反应杯磁珠分离模块，其特征在于，所述磁珠吸附组件中，所述第四磁铁（11）分别固定在第二磁铁固定块（12）上，所述第二磁铁固定块（12）连接有驱动结构，所述驱动结构带动所述第二磁铁固定块（12）沿径向位移。

3.根据权利要求2所述的化学发光检测仪的反应杯磁珠分离模块，其特征在于，还包括混匀组件，所述混匀组件包括第三电机（16），所述底板（1）上还至少设有一个位于相邻两个第一磁铁（6）之间的第二通孔，所述第二通孔内嵌入第三磁铁固定块（17），所述第三磁铁固定块（17）上设有第五磁铁，所述第五磁铁与所述第一磁铁（6）、第二磁铁（7）、第三磁铁（10）均位于同一水平圆周上；所述第三电机（16）设置在底板（1）下方，用于驱动所述第三磁铁固定块（17）转动。

4.根据权利要求2所述的化学发光检测仪的反应杯磁珠分离模块，其特征在于，所述驱动结构包括若干支杆（13）、底盘（14）、第二电机（15），所述底盘（14）上沿径向开有若干T型滑槽，每个所述第二磁铁固定块（12）分别固定连接一根支杆（13）的一端，所述支杆（13）主体分别对应插入所述底盘（14）上的一个T型滑槽中，所述第二电机（15）的输出轴通过连杆传动机构连接各支杆（13）。

5.根据权利要求1-4任一所述的化学发光检测仪的反应杯磁珠分离模块，其特征在于，所述第三磁铁（10）与所述反应杯容纳槽中反应杯的底部垂直距离大于等于30毫米。

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