CN117434291A - 一种全自动化学发光免疫层析装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全自动化学发光免疫层析装置，包括自动加液系统、扫描系统和电控系统；自动加液系统包括试纸条外壳和机械挤压系统，机械挤压系统包括两个针筒和机械传动机构；试纸条外壳的中部设有用于放置裸试纸条的槽道，槽道的两侧各设有1个用于装储发光液的储液室，槽道的两侧壁上分别开设有溢流孔并与储液室连通，试纸条外壳前端开设有两个进气孔并分别与两个储液室连通，进气孔上设有胶塞，两个针筒的针头分别穿过胶塞并与胶塞固连；试纸条外壳安装于机械传动机构上，两个针筒的活塞杆后端与机械传动机构固定连接。该装置自动化程度高，可以实现全自动化学发光免疫层析检测，检测灵敏、快速，且结构简单，操作便捷。
Description
技术领域
本发明属于体外诊断仪器领域，具体涉及一种全自动化学发光免疫层析装置。
背景技术
某些临床诊断要求对疾病标志物进行快速、灵敏和准确的检测，例如根据心衰诊断指南，要求在20分钟内完成对患者心衰标志物的检测，检测灵敏度要达到pg/mL级别，免疫层析技术以其快速和特异性强的优势成为这类检测的首选；胶体金免疫层析因其灵敏度较差且无法定量，不能胜任这类检测；荧光免疫层析技术灵敏度高且可以定量而被广泛采用；化学发光免疫层析灵敏度比荧光免疫层析更高，而且其无需激发光，比荧光免疫层析更简单，却未被应用于临床，究其原因是在层析结束后需要加发光液，而目前未有能自动添加发光液的化学发光免疫层析检测仪。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动化学发光免疫层析装置，该装置自动化程度高，可以实现全自动化学发光免疫层析检测，检测灵敏、快速，且结构简单，操作便捷。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种全自动化学发光免疫层析装置，包括自动加液系统、扫描系统和电控系统，所述自动加液系统用于在层析结束后添加发光液，所述扫描系统用于对试纸条进行扫描并采集发光信号，所述电控系统用于控制自动加液系统和扫描系统工作；所述自动加液系统包括用于封装裸试纸条的试纸条外壳和机械挤压系统，所述机械挤压系统包括两个针筒和机械传动机构；所述试纸条外壳的中部设有用于放置裸试纸条的槽道，所述试纸条外壳在槽道的左右两侧各设有1个用于装储发光液的储液室，所述槽道的左右两侧壁上分别开设有溢流孔并通过溢流通道与两个储液室连通，所述试纸条外壳前端开设有两个进气孔并分别通过进气通道与两个储液室连通，两个进气孔上均设有用于密封的胶塞，所述两个针筒的针头分别穿过两个进气孔的胶塞伸入进气通道并与胶塞固定连接；所述试纸条外壳安装于机械传动机构上，所述两个针筒的活塞杆后端与机械传动机构固定连接，以通过机械传动机构驱动两个针筒的活塞杆与试纸条外壳相对运动。
进一步地，所述溢流通道与储液室的连通口位于储液室底部，所述进气通道与储液室的连通口位于储液室上方，以通过增大储液室内上方的气压挤压储液室内下方的发光液通过溢流通道及溢流孔进入槽道。
进一步地，所述槽道呈长方体状，所述储液室呈长方体状，所述溢流通道为迂回状通道。
进一步地，所述槽道一侧的储液室装储鲁米诺溶液，另一侧的储液室装储H2O2溶液。
进一步地，所述溢流孔上贴设有胶条，用于封闭溢流孔，并在使用时撕去胶条。
进一步地，所述机械传动机构包括步进电机、丝杆、滑块和载物台，所述步进电机固定安装于装置基座上，所述步进电机的输出端与丝杆固定连接，所述丝杆与滑块配合连接，所述滑块与载物台固定连接，所述试纸条外壳定位安装于载物台上，并使两个针筒的针头分别穿过试纸条外壳上相应的胶塞，所述两个针筒的活塞杆后端与步进电机或装置基座固定连接；所述丝杆在步进电机驱动下转动，带动滑块与载物台沿丝杆轴向移动，进而带动载物台上的试纸条外壳相对于两个针筒的活塞杆移动。
进一步地，所述丝杆的前后两端分别通过轴承与装置基座转动连接；所述滑块为具有内螺纹孔的螺套，所述滑块的内螺纹孔与丝杆上的外螺纹配合，所述滑块的顶面与载物台的底面固定连接，所述滑块或载物台上设有凸块，所述凸块与设在装置机壳上的水平滑槽配合，以限位滑块只能进行水平滑动。
进一步地，所述扫描系统包括光电传感器和狭缝，所述狭缝位于光电传感器下侧，所述机械传动机构带动试纸条外壳及其上的试纸条移动通过狭缝的正下方，所述光电传感器采集发光信号，从而完成对试纸条的扫描。
进一步地，所述电控系统包括显示屏和控制电路板，所述控制电路板用于接受操作人员的指令，控制扫描系统对试纸条进行扫描，并将检测结果显示于显示屏上。
进一步地，包括装置基座和装置机壳，所述装置机壳上设有装置仓门，以便于取出试纸条外壳。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明实现了化学发光免疫层析全自动检测，让高灵敏的化学发光免疫层析技术应用于快速临床诊断成为可能。
（2）本发明将发光液封装于试纸条外壳上，且是与试纸条独立封装，不仅有效避免了发光液带来的交叉污染，而且只需简单的机械挤压就能实现定量添加发光液，操作使用方便、高效、稳定。
（3）本发明提供的自动加液系统通过简单的机械传动机构来提供推动力，进而完成加样，不仅节省了成本，更缩短了整个化学发光免疫层析的检测时间。
（4）本发明无需激发光系统，结构简单，制作成本低，便携性好。
附图说明
图1是本发明实施例的装置结构示意图；
图2是本发明实施例中试纸条外壳的立体结构示意图；
图3是本发明实施例中试纸条外壳的剖面结构示意图；
图中：1-装置基座，2-试纸条外壳，3-针筒，4-光电传感器，5-控制电路板，6-显示屏，7-步进电机，8-丝杆，9-狭缝，10-滑块，11-载物台，12-进气孔，13-储液室，14-溢流孔，15-槽道，16-试纸条外壳，17-装置机壳，18-装置仓门，19-活塞杆，A-试纸条。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1-3所示，本实施例提供了一种全自动化学发光免疫层析装置，包括自动加液系统、扫描系统和电控系统，所述自动加液系统用于在层析结束后添加发光液，所述扫描系统用于对试纸条进行扫描并采集发光信号，所述电控系统用于控制自动加液系统和扫描系统工作。所述自动加液系统包括用于封装裸试纸条A的试纸条外壳2和机械挤压系统，所述机械挤压系统包括两个针筒3和机械传动机构。所述试纸条外壳2的中部设有用于放置裸试纸条的槽道15，所述试纸条外壳2在槽道15的左右两侧各设有1个用于装储发光液的储液室13，所述槽道15的左右两侧壁上分别开设有溢流孔14并通过溢流通道与两个储液室13连通，所述试纸条外壳2前端开设有两个进气孔12并分别通过进气通道与两个储液室13连通，两个进气孔12上均设有用于密封的胶塞（该胶塞在图示中未画出，其塞设于图2中进气孔12上，用于密封以及固定针头），所述两个针筒3的针头分别穿过两个进气孔12的胶塞伸入进气通道并与胶塞固定连接。所述试纸条外壳2安装于机械传动机构上，所述两个针筒3的活塞杆19后端与机械传动机构固定连接，以通过机械传动机构驱动两个针筒3的活塞杆19与试纸条外壳相对运动。
其中，槽道一侧的储液室装储鲁米诺溶液，另一侧的储液室装储H2O2溶液，试纸条被预先封装固定在槽道内。
所述溢流孔上贴设有胶条，用于封闭溢流孔，并在使用时撕去胶条。该胶条在图示中未画出，其贴设于图2中溢流孔14上，可以为具有粘性的塑料薄膜。
在本实施例中，所述溢流通道与储液室13的连通口位于储液室13底部，所述进气通道与储液室13的连通口位于储液室13上方，以通过增大储液室内上方的气压挤压储液室内下方的发光液通过溢流通道及溢流孔进入槽道。所述槽道15呈长方体状，所述储液室13呈长方体状，所述溢流通道为迂回状通道，有利于使发光液缓缓进入槽道内。
所述机械传动机构包括步进电机7、丝杆8、滑块10和载物台11，所述步进电机7固定安装于装置基座1上，所述步进电机7的输出端与丝杆8固定连接，所述丝杆8与滑块10配合连接，所述滑块10与载物台11固定连接，所述试纸条外壳2定位安装于载物台11上，并使两个针筒的针头分别穿过试纸条外壳上相应的胶塞，所述两个针筒3的活塞杆19后端与步进电机或装置基座1固定连接。所述丝杆8的前后两端分别通过轴承与装置基座1转动连接。所述滑块10为具有内螺纹孔的螺套，所述滑块10的内螺纹孔与丝杆8上的外螺纹配合，所述滑块10的顶面与载物台11的底面固定连接，所述滑块或载物台上设有凸块，所述凸块与设在装置机壳17上的水平滑槽配合，以限位滑块只能进行水平滑动。
所述丝杆8在步进电机7驱动下转动，带动滑块10与载物台11沿丝杆轴向移动，进而产生推力推动载物台11上的试纸条外壳2及与其固连的针筒3相对于两个针筒的活塞杆19移动。由于活塞杆是固定的，针筒的运动即对针筒及进气通道、储液室内的空气进行压缩、挤压，从而挤压储液室内下方的发光液，发光液被挤压后通过溢流通道及溢流孔进入槽道，流到试纸条上。当载物台复位时，即带动针筒复位。
所述扫描系统包括光电传感器4和狭缝9，所述狭缝9位于光电传感器4下侧，所述机械传动机构带动试纸条外壳及其上的试纸条移动通过狭缝9的正下方，所述光电传感器4采集发光信号，从而完成对试纸条的扫描。在本实施例中，光电传感器采用硅光电二极管，它属于PN结型半导体元件，当光照射到PN结上时，半导体内电子受到激发，产生电子空穴对，在电场作用下产生电势，将光信号转换成电信号；因其高响应速度和低暗电流、线性好，且体积小、价格低廉等特性，同时还可适应高湿度的工作环境，符合本装置的低成本、便携式、高精度要求。
层析结束后，试纸条的T线和C线上可能聚集有辣根过氧化物酶标记的二抗，鲁米诺和H2O2两种发光液加入后，在辣根过氧化物酶的催化下产生光子，光子通过狭缝到达硅光电二集管转化成电信号；狭缝保证在扫描时只感知狭缝下方有限范围内的光信号，通过设置合适的扫描间隔距离，完成对整个试纸条上发光分布的扫描；机械传动机构能够带动试纸条和试纸条外壳逐步通过狭缝的正下方，光电传感器记录发光信号，从而完成对试纸条的扫描。
所述电控系统包括显示屏6和控制电路板5，所述控制电路板5用于接受操作人员的指令，控制扫描系统对试纸条进行扫描，并将检测结果显示于显示屏6上。所述电控系统和扫描系统为现有技术，在此不做累述。
在本实施例中，所述全自动化学发光免疫层析装置包括装置基座1和装置机壳17，所述装置机壳17上设有装置仓门18，以便于取出试纸条外壳。
本装置工作时，在试纸条上滴上待测样品后，打开装置仓门，将试纸条外壳和试纸条装入并固定在载物台上，关闭仓门，点击电控系统的开始按钮；经过预先设定的免疫层析完成时间后，自动加液系统开始加液操作，载物台带动针筒运动以挤压针筒内空气，进而将位于储液室中的发光液从溢流孔中挤出，经过预先设定的发光反应时间后，机械传动机构继续工作，驱动载物台带着试纸条外壳和试纸条往扫描系统的狭缝处移动，扫描系统的光电传感器开始工作，并将对试纸条上扫描的曲线输出至显示屏，扫描结束载物台受机械传动机构驱动自动退回，而后根据试纸条上的不同位置的发光强度计算出检测结果。
本装置制作的体积小，可以满足床旁诊断应用要求，利用本装置对心衰标志物NT-proBNP进行检测，15 min就能出结果，满足心衰诊断指南要求（指南要求20 min内出结果）。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种全自动化学发光免疫层析装置，其特征在于，包括自动加液系统、扫描系统和电控系统，所述自动加液系统用于在层析结束后添加发光液，所述扫描系统用于对试纸条进行扫描并采集发光信号，所述电控系统用于控制自动加液系统和扫描系统工作；所述自动加液系统包括用于封装裸试纸条的试纸条外壳和机械挤压系统，所述机械挤压系统包括两个针筒和机械传动机构；所述试纸条外壳的中部设有用于放置裸试纸条的槽道，所述试纸条外壳在槽道的左右两侧各设有1个用于装储发光液的储液室，所述槽道的左右两侧壁上分别开设有溢流孔并通过溢流通道与两个储液室连通，所述试纸条外壳前端开设有两个进气孔并分别通过进气通道与两个储液室连通，两个进气孔上均设有用于密封的胶塞，所述两个针筒的针头分别穿过两个进气孔的胶塞伸入进气通道并与胶塞固定连接；所述试纸条外壳安装于机械传动机构上，所述两个针筒的活塞杆后端与机械传动机构固定连接，以通过机械传动机构驱动两个针筒的活塞杆与试纸条外壳相对运动。
2.根据权利要求1所述的一种全自动化学发光免疫层析装置，其特征在于，所述溢流通道与储液室的连通口位于储液室底部，所述进气通道与储液室的连通口位于储液室上方，以通过增大储液室内上方的气压挤压储液室内下方的发光液通过溢流通道及溢流孔进入槽道。
3.根据权利要求1所述的一种全自动化学发光免疫层析装置，其特征在于，所述槽道呈长方体状，所述储液室呈长方体状，所述溢流通道为迂回状通道。
4.根据权利要求1所述的一种全自动化学发光免疫层析装置，其特征在于，所述槽道一侧的储液室装储鲁米诺溶液，另一侧的储液室装储H2O2溶液。
5.根据权利要求1所述的一种全自动化学发光免疫层析装置，其特征在于，所述溢流孔上贴设有胶条，用于封闭溢流孔，并在使用时撕去胶条。
6.根据权利要求1所述的一种全自动化学发光免疫层析装置，其特征在于，所述机械传动机构包括步进电机、丝杆、滑块和载物台，所述步进电机固定安装于装置基座上，所述步进电机的输出端与丝杆固定连接，所述丝杆与滑块配合连接，所述滑块与载物台固定连接，所述试纸条外壳定位安装于载物台上，并使两个针筒的针头分别穿过试纸条外壳上相应的胶塞，所述两个针筒的活塞杆后端与步进电机或装置基座固定连接；所述丝杆在步进电机驱动下转动，带动滑块与载物台沿丝杆轴向移动，进而带动载物台上的试纸条外壳相对于两个针筒的活塞杆移动。
7.根据权利要求6所述的一种全自动化学发光免疫层析装置，其特征在于，所述丝杆的前后两端分别通过轴承与装置基座转动连接；所述滑块为具有内螺纹孔的螺套，所述滑块的内螺纹孔与丝杆上的外螺纹配合，所述滑块的顶面与载物台的底面固定连接，所述滑块或载物台上设有凸块，所述凸块与设在装置机壳上的水平滑槽配合，以限位滑块只能进行水平滑动。
8.根据权利要求1所述的一种全自动化学发光免疫层析装置，其特征在于，所述扫描系统包括光电传感器和狭缝，所述狭缝位于光电传感器下侧，所述机械传动机构带动试纸条外壳及其上的试纸条移动通过狭缝的正下方，所述光电传感器采集发光信号，从而完成对试纸条的扫描。
9.根据权利要求1所述的一种全自动化学发光免疫层析装置，其特征在于，所述电控系统包括显示屏和控制电路板，所述控制电路板用于接受操作人员的指令，控制扫描系统对试纸条进行扫描，并将检测结果显示于显示屏上。
10.根据权利要求1所述的一种全自动化学发光免疫层析装置，其特征在于，包括装置基座和装置机壳，所述装置机壳上设有装置仓门，以便于取出试纸条外壳。
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2023
- 2023-10-27 CN CN202311409733.6A patent/CN117434291A/zh active Pending
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