CN117990726B - 一种基于光谱测定法的cyp3a4酶光学检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光谱测定法的CYP3A4酶光学检测装置，涉及光学检测技术领域，包括射线光源、探测器单元和机壳，机壳的上端设有平台，平台固定连接有样品室，样品室内固定连接有壳体，壳体上方转动连接有载台，载台上设置有多个对称设置的滑套，每个滑套内均设置有样品容器，壳体内安装有带动载台旋转的驱动单元，样品室的上端设置有盖板，载台的上端与盖板的下端之间形成第一腔室，载台的下端与样品室底部之间形成第二腔室。该装置可以在设备内同时放入多个样品进行光学检测，检测速度快，而且检测时可以根据需求旋转样本，可从多个角度采集光谱数据进行分析。

Description

一种基于光谱测定法的CYP3A4酶光学检测装置

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，具体为一种基于光谱测定法的CYP3A4酶光学检测装置。

背景技术

药物进入体内后会影响机体而产生药理作用，大多数药物通过代谢转化而丧失活性，成为水溶性高的物质排出体外，负责药物代谢转化的酶主要包括I相和II相药物代谢酶，I相代谢酶主要包括细胞色素氧化酶、P450酶超家族、乙醛脱氢酶、乙醇脱氢酶等，其中P450酶是最主要的药物代谢酶，参与大多数内源物及外源物的代谢解毒以及前致癌物的激活，在药物体内处置过程中发挥重要作用，为了验证I相代谢酶对药物处置过程的重要性，需要将培养好的样品放入光学仪器中进行光谱检测，利用光源发射出原级射线，利用射线照射样品，待测元素的原子吸收相应的能量形成激发态，外层电子向低能级电子层跃迁，同时发射出次级X射线，即X射线荧光，以释放能量，通过探测器检测X射线荧光的强度，进而求得待样品的光谱数据。

目前，对CYP3A4进行光学检测时，通常需要制备多个样本进行检测，使用惰性气体的光学检测仪需要使用惰性气体将检测仪内部的气体压排干净，真空检测的光学检测仪需要将检测仪内部抽至真空状态，因此，在更换样本进行检测时比较耗费时间和惰性气体，而且样本在光学检测仪内无法改变位置，光学采集单元也只能采集到固定位置的光谱数据。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于光谱测定法的CYP3A4酶光学检测装置，具备可以在光学检测设备内同时放入多个样品进行光学检测，检测速度快且检测时可以根据需求旋转样本的优点，解决了传统检测装置更换样本时比较耗费时间和惰性气体，同时样本在光学检测仪内无法改变位置，光学采集单元也只能采集到固定位置的光谱数据的问题。

（二）技术方案

为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于光谱测定法的CYP3A4酶光学检测装置，包括射线光源、探测器单元和机壳，所述机壳的上端设有平台，所述平台固定连接有样品室，所述样品室内侧底部固定连接有壳体，所述壳体上方转动连接有载台，所述载台设置有多个对称设置的滑套，每个所述滑套内均设置有样品容器，所述样品容器滑动套接在所述滑套内，所述壳体内安装有用于带动载台旋转的驱动单元；

所述样品室的上端设置有盖板，所述载台的上端与盖板的下端之间形成第一腔室，所述载台的下端与样品室底部之间形成第二腔室；

所述机壳的一侧固定连接有负压管，所述负压管与样品室固定连接并与第二腔室连通，所述样品室的一侧固定连接有保护气体进气管；

所述样品室内侧固定连接有限位环，所述限位环的上端与载台的下端接触，所述限位环的上端倾斜设置有多个均匀分布的导流槽，所述载台开设有多个均匀分布的导流孔，所述导流孔与所述导流槽的位置相对应设置，所述机壳的上端设置有上盖，所述上盖通过销轴转动连接在机壳的上端。

优选的，所述样品容器的上端设有凸缘，所述凸缘与滑套的上端接触。

优选的，每个所述滑套的侧壁均开设有两个缺口，所述样品容器的侧壁与所述缺口相对应的位置设有啮合齿部，所述载台转动连接有多个传动轴，所述传动轴的数量与所述滑套的数量相同，所述传动轴的位置与所述滑套的位置相对应设置，每个所述传动轴上均固定连接有两个驱动轮，每个所述驱动轮均包裹设置有橡胶套，每个所述传动轴的下端均固定连接有第一齿轮，所述壳体固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端贯穿壳体并与第二齿轮固定连接，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。

优选的，所述驱动单元包括主轴，所述主轴与样品室转动连接，所述样品室的下端固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端连接有蜗杆，所述主轴的下端固定连接有蜗轮，所述主轴的上端贯穿所述壳体并与所述载台固定连接，所述蜗轮与所述蜗杆啮合。

优选的，所述盖板的下端固定连接有橡胶片，所述橡胶片远离盖板的一侧设置有一体成形的环形凸起，所述平台上开设有环形密封槽，所述盖板的下端开设有环形凹槽。

优选的，所述环形密封槽内设置有支撑部，所述保护气体进气管固定连接有第一电磁阀，所述保护气体进气管的一端与样品室的内部连通，所述保护气体进气管的另一端位于机壳的外部并固定连接有第一快接头。

优选的，所述负压管固定连接有导管和第二电磁阀，所述导管固定连接有第三电磁阀，所述导管的上端固定在机壳上并与环形密封槽连通，所述负压管远离所述样品室的一端位于机壳的外部并固定连接有第二快接头。

优选的，所述样品室的下端设置有斜面，所述射线光源的外壳通过螺栓固定连接于斜面，所述样品室的下端设置有平面，所述探测器单元的外壳通过螺栓固定连接于平面。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种基于光谱测定法的CYP3A4酶光学检测装置，具备以下有益效果：

可以一次将多个样品分别放置在多个样品容器内，之后即可盖上盖板，然后将外部负压设备与负压管连接，利用外部负压设备和负压管抽取样品室内的气体，使得样品室内部处于低压低氧的状态，在样品室内达到一定负压时，即可开启射线光源和探测器单元对样品容器内的样品进行检测。

在对一个样品容器内的样品检测完成后，可启动第二电机带动主轴和载台旋转，载台旋转时可带动多个样品容器做圆周运动，如此，下一位置的样品容器即可移动至射线光源和探测器单元的检测位置，从而能够实现连续对多个样品进行检测，可节省时间，检测效率更高。

在样品室内的空气被抽出后，能够通过保护气体进气管向样品室中输入保护气体，可对样品进行充气检测，且无需消耗较多的保护气体排出样品室中的空气。

通过载台将样品室分隔成第二腔室和第一腔室，并且导流孔与导流槽相配合可连通第二腔室和第一腔室，样品容器上端与第一腔室连通，在利用外部负压设备和负压管抽取样品室内气体时，第一腔室内的气体通过导流孔和导流槽抽出，可对气流起到阻碍和缓冲的作用，可以避免抽气和进气时气流速度过快而冲击样品。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的部分结构示意图；

图3为本发明机壳的内部结构剖视图；

图4为本发明样品室、载台、样品容器、探测器单元和射线光源等部件的结构示意图；

图5为本发明壳体、主轴和第二电机等部件的结构示意图；

图6为本发明第一腔室、第二腔室和限位环等部件的结构示意图；

图7为本发明斜面、平面、第三电磁阀和第二电磁阀等部件的结构示意图；

图8为本发明载台和限位环等部件的结构示意图；

图9为本发明盖板和橡胶片等部件的结构示意图；

图10为本发明载台、滑套和驱动轮等部件的结构示意图；

图11为本发明滑套、凸缘、缺口、驱动轮、第一电机和壳体的结构示意图；

图12为图6中A处的放大图。

图中：1，机壳；2，上盖；3，平台；4，样品室；5，样品容器；6，载台；7，第二快接头；8，第三电磁阀；9，第二电磁阀；10，第一快接头；11，射线光源；12，第一电磁阀；13，探测器单元；14，壳体；15，蜗轮；16，第二电机；17，导流孔；18，盖板；19，蜗杆；20，第一电机；21，主轴；22，滑套；23，驱动轮；24，限位环；25，第一腔室；26，第二腔室；27，斜面；28，平面；29，导流槽；30，橡胶片；31，环形凹槽；32，环形凸起；33，凸缘；34，第二齿轮；35，第一齿轮；36，支撑部；37，环形密封槽；38，负压管；39，保护气体进气管；40，缺口；41，橡胶套；42，导管；43，传动轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-图12，一种基于光谱测定法的CYP3A4酶光学检测装置，包括射线光源11、探测器单元13和机壳1，机壳1的上端设有平台3，平台3固定连接有样品室4，样品室4的下端设置有斜面27，射线光源11的外壳通过螺栓固定连接在斜面27上，样品室4的下端设置有平面28，探测器单元13的外壳通过螺栓固定连接在平面28上，样品室4内侧底部固定连接有壳体14，壳体14上方转动连接有载台6，载台6上设置有多个对称设置的滑套22，每个滑套22均设置有透光的样品容器5，样品容器5滑动套接在滑套22内，样品容器5的上端设有凸缘33，凸缘33与滑套22的上端接触，壳体14内安装有带动载台6旋转的驱动单元，驱动单元包括主轴21，主轴21的上端与载台6的下端中心处固定连接，主轴21通过第二密封轴承分别与样品室4和壳体14转动连接，样品室4的下端固定连接有第二电机16，第二电机16的输出端连接有蜗杆19，主轴21的下端固定连接有蜗轮15，蜗杆19与蜗轮15啮合，样品室4的上端密封连接有盖板18，载台6的上端与盖板18的下端之间形成第一腔室25，载台6的下端与样品室4底部之间形成第二腔室26；

机壳1固定连接有负压管38，负压管38的一端与样品室4固定连接并与第二腔室26连通，负压管38的另一端与外部负压设备连接，样品室4内侧固定连接有限位环24，限位环24的上端与载台6的下端接触，限位环24的上端倾斜设置有多个均匀分布的导流槽29，载台6开设有多个均匀分布的导流孔17，导流孔17与导流槽29的位置相对应设置，导流孔17与导流槽29相配合可连通第二腔室26和第一腔室25，机壳1的上端设置有上盖2，上盖2通过销轴转动连接在机壳1的上端，样品室4的一侧固定连接有保护气体进气管39。

利用射线光源11发射出原级射线，利用射线照射样品，待测元素的原子吸收相应的能量形成激发态，外层电子向低能级电子层跃迁，同时发射出次级X射线，即X射线荧光，以释放能量，通过探测器单元13检测X射线荧光的强度，进而求得待测样品的光谱数据，此技术在生活中已被广泛使用，本领域技术人员已经知晓，故不再做过多赘述。

本发明在使用的时候，具备多种工作模式，其一，可以一次将多个样品分别放置在多个样品容器5内，之后即可盖上盖板18，然后将外部负压设备与负压管38连接，利用外部负压设备和负压管38抽取样品室4内的气体，使得样品室4内部处于低压低氧的状态，在样品室4内达到一定负压时，即可开启射线光源11和探测器单元13对样品容器5内的样品进行检测。

其二，在对一个样品容器5内的样品检测完成后，可启动第二电机16带动主轴21和载台6旋转，载台6旋转时可带动多个样品容器5做圆周运动，如此，下一位置的样品容器5即可移动至射线光源11和探测器单元13的检测位置，从而能够实现连续对多个样品进行检测，可节省时间，检测效率更高。

其三，在样品室4内的空气被抽出后，能够通过保护气体进气管39向样品室4中输入保护气体，如氦气等惰性气体，使得样品室4内部处于常压低氧的状态，如此即可对样品进行充气检测，且无需消耗较多的保护气体排出样品室4中的空气。

通过载台6将样品室4分隔成第二腔室26和第一腔室25，并且导流孔17与导流槽29相配合可连通第二腔室26和第一腔室25，样品容器5上端与第一腔室25连通，在利用外部负压设备和负压管38抽取样品室4内气体时，第一腔室25内的气体通过导流孔17和导流槽29抽出，可对气流起到阻碍和缓冲的作用，可以避免抽气和进气时气流速度过快而冲击样品，且通过负压管38抽取样品室4内的空气时，样品室4内的气压降低后可在外界气压的作用下将盖板18自动压紧密封。

参照图5、图6、图10和图11，每个滑套22的侧壁均开设有两个缺口40，样品容器5的侧壁与缺口40相对应的位置设有啮合齿部，载台6转动连接有多个传动轴43，每个传动轴43均通过第一密封轴承与载台6转动连接，传动轴43的数量与滑套22的数量相同，传动轴43的位置与滑套22的位置相对应设置，每个传动轴43上均固定连接有两个驱动轮23，每个传动轴43的下端均固定连接有第一齿轮35，同一个传动轴43上的两个驱动轮23分别与相邻的两个缺口40的位置相对应设置，啮合齿部为内凹结构，且在内凹处设置有等间隔的凸齿，凸齿与样品容器5的尺寸相对应设置，便于样品容器5可滑动插入滑套22内，且驱动轮23边缘处包裹设置有橡胶套41，在样品容器5插入滑套22时，橡胶套41被样品容器5挤压变形，如此即可实现过盈配合，当样品容器5上的啮合齿部与缺口40对齐时，橡胶套41复位并挤压样品容器5上的啮合齿部，使得啮合齿部内设置的凸齿可挤压并嵌入橡胶套41，使驱动轮23与样品容器5之间具有充足的摩擦力，壳体14内固定连接有第一电机20，第一电机20的输出端贯穿壳体14并与第二齿轮34连接，第二齿轮34可与第一齿轮35啮合。

在使用时，通过第二电机16带动样品容器5移动至射线光源11和探测器单元13的检测位置时，第二齿轮34与第一齿轮35啮合，再通过第一电机20带动第二齿轮34使第一齿轮35旋转，第一齿轮35旋转带动传动轴43和两个驱动轮23旋转，驱动轮23旋转时利用摩擦力能够带动样品容器5在滑套22内低速旋转，如此即可在检测时单独地旋转样品容器5使其内部的样品旋转，如此即可使射线光源11照射样品的不同方位，使探测器单元13采集同一样品的不同角度的光谱数据进行分析。

参照图2-图6以及图9和图12，盖板18的下端固定连接有橡胶片30，橡胶片30远离盖板18的一侧设置有一体成形的环形凸起32，平台3上开设有环形密封槽37，环形凸起32与环形密封槽37相对应设置，盖板18的下端开设有与环形密封槽37相对应的环形凹槽31，环形密封槽37内设置有支撑部36，当环形凸起32卡入环形密封槽37后，环形凸起32与环形密封槽37之间形成一个密封腔，保护气体进气管39上固定连接有第一电磁阀12，保护气体进气管39的一端与样品室4的内部连通，保护气体进气管39的另一端位于机壳1的外部并固定连接有第一快接头10；

负压管38上固定连接有导管42和第二电磁阀9，导管42上固定连接有第三电磁阀8，导管42的上端固定在机壳1上并与环形密封槽37连通，负压管38远离样品室4的一端位于机壳1的外部并固定连接有第二快接头7。

在使用时，第二快接头7与外部负压设备相连，负压管38上的第二电磁阀9和导管42上的第三电磁阀8同时打开，此时负压管38可以直接抽取样品室4内的空气，同时导管42可抽取环形密封槽37内的空气，环形密封槽37内产生负压可吸附橡胶片30上的环形凸起32，此时橡胶片30受力变形并使环形凸起32被吸附在环形密封槽37内，在橡胶片30变形时环形凹槽31的设置可以使橡胶片30具有足够的变形空间，使得环形凸起32能够完全地进入到环形密封槽37内，如此即可实现在利用负压管38抽气时盖板18能够自动密封，当盖板18与平台3紧密贴合后，第二电磁阀9保持开启，第三电磁阀8关闭，使得环形密封槽37内部的气压与样品室4内部的气压可以分开控制，便于调节样品室4内部的气压，当需采用保护气体时，先通过上述操作抽取样品室4内的空气，使其内部空气排出，之后再关闭第二电磁阀9和第三电磁阀8并打开保护气体进气管39上的第一电磁阀12，此时保护气体可经过保护气体进气管39进入到负压状态的样品室4内，如此无需使用保护气体对样品室4内的空气进行压排，减少了保护气体的使用。

需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于光谱测定法的CYP3A4酶光学检测装置，包括射线光源（11）、探测器单元（13）和机壳（1），其特征在于：所述机壳（1）的上端设有平台（3），所述平台（3）固定连接有样品室（4），所述样品室（4）内侧底部固定连接有壳体（14），所述壳体（14）上方转动连接有载台（6），所述载台（6）设置有多个对称设置的滑套（22），每个所述滑套（22）内均设置有样品容器（5），所述样品容器（5）滑动套接在所述滑套（22）内，所述壳体（14）内安装有用于带动载台（6）旋转的驱动单元；

所述样品室（4）的上端设置有盖板（18），所述载台（6）的上端与盖板（18）的下端之间形成第一腔室（25），所述载台（6）的下端与样品室（4）底部之间形成第二腔室（26）；

所述机壳（1）的一侧固定连接有负压管（38），所述负压管（38）与样品室（4）固定连接并与第二腔室（26）连通，所述样品室（4）的一侧固定连接有保护气体进气管（39）；

所述样品室（4）内侧固定连接有限位环（24），所述限位环（24）的上端与载台（6）的下端接触，所述限位环（24）的上端倾斜设置有多个均匀分布的导流槽（29），所述载台（6）开设有多个均匀分布的导流孔（17），所述导流孔（17）与所述导流槽（29）的位置相对应设置，所述机壳（1）的上端设置有上盖（2），所述上盖（2）通过销轴转动连接在机壳（1）的上端；

所述样品容器（5）的上端设有凸缘（33），所述凸缘（33）与滑套（22）的上端接触，每个所述滑套（22）的侧壁均开设有两个缺口（40），所述样品容器（5）的侧壁与所述缺口（40）相对应的位置设有啮合齿部，所述载台（6）转动连接有多个传动轴（43），所述传动轴（43）的数量与所述滑套（22）的数量相同，所述传动轴（43）的位置与所述滑套（22）的位置相对应设置，每个所述传动轴（43）上均固定连接有两个驱动轮（23），每个所述驱动轮（23）均包裹设置有橡胶套（41），每个所述传动轴（43）的下端均固定连接有第一齿轮（35），所述壳体（14）固定连接有第一电机（20），所述第一电机（20）的输出端贯穿壳体（14）并与第二齿轮（34）连接，所述第二齿轮（34）与所述第一齿轮（35）啮合。

2.根据权利要求1所述的一种基于光谱测定法的CYP3A4酶光学检测装置，其特征在于：所述驱动单元包括主轴（21），所述主轴（21）与样品室（4）转动连接，所述样品室（4）的下端固定连接有第二电机（16），所述第二电机（16）的输出端连接有蜗杆（19），所述主轴（21）的下端固定连接有蜗轮（15），所述主轴（21）的上端贯穿所述壳体（14）并与所述载台（6）固定连接，所述蜗轮（15）与所述蜗杆（19）啮合。

3.根据权利要求1所述的一种基于光谱测定法的CYP3A4酶光学检测装置，其特征在于：所述盖板（18）的下端固定连接有橡胶片（30），所述橡胶片（30）远离盖板（18）的一侧设置有一体成形的环形凸起（32），所述平台（3）上开设有环形密封槽（37），所述盖板（18）的下端开设有环形凹槽（31）。

4.根据权利要求3所述的一种基于光谱测定法的CYP3A4酶光学检测装置，其特征在于：所述环形密封槽（37）内设置有支撑部（36），所述保护气体进气管（39）固定连接有第一电磁阀（12），所述保护气体进气管（39）的一端与样品室（4）的内部连通，所述保护气体进气管（39）的另一端位于机壳（1）的外部并固定连接有第一快接头（10）。

5.根据权利要求4所述的一种基于光谱测定法的CYP3A4酶光学检测装置，其特征在于：所述负压管（38）固定连接有导管（42）和第二电磁阀（9），所述导管（42）固定连接有第三电磁阀（8），所述导管（42）的上端固定在机壳（1）上并与环形密封槽（37）连通，所述负压管（38）远离所述样品室（4）的一端位于机壳（1）的外部并固定连接有第二快接头（7）。

6.根据权利要求1所述的一种基于光谱测定法的CYP3A4酶光学检测装置，其特征在于：所述样品室（4）的下端设置有斜面（27），所述射线光源（11）的外壳通过螺栓固定连接于斜面（27），所述样品室（4）的下端设置有平面（28），所述探测器单元（13）的外壳通过螺栓固定连接于平面（28）。