CN202101938U - 苯丙酮尿症筛查分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种苯丙酮尿症筛查分析仪，包括壳体，壳体内依次连接有处理器部分、激发光路部分、样品池运动平台和接收光路部分，接收光路部分输出端与处理器部分连接；壳体内还包括光纤系统，激发光路部分和接收光路部分通过光纤系统分别与样品池运动平台光路连接。本实用新型可以更有效率的针对此单一病症做出及时的诊断，同时，造价低，适合在我国绝大部分医院使用。

Description

苯丙酮尿症筛查分析仪

技术领域

本实用新型涉及一种苯丙酮尿症筛查分析仪。 

背景技术

苯丙酮尿症(PKU)是一种先天代谢性疾病，呈常染色体隐性遗传，发病率在不同国家和地区不同，国外为1/6000至1/25000，我国的发病率为1/16500，隐性基因携带者为1/50。神经系统损害是PKU的主要危害，导致智力低下，严重影响我国的人口质量。 

现有苯丙酮尿症的诊断方法主要有以下几种： 

(1)Guthrie法：枯草杆菌(ATCC-6633)的生长需要苯丙氨酸，在含有β-2噻吩丙氨酸(抑制剂)培养基上，枯草杆菌不能生长，当放入血滤纸片标本时，血中的苯丙氨酸与培养基中的抑制剂相拮抗，使血滤纸片周围出现明显的细菌生长环，根据细菌生长环的大小，测定血滤纸片中苯丙氨酸浓度；

缺点：试验中引起误差的因素较多，操作中不仅要控制好温度(过高或过低都影响灵敏性)，而且还要掌握平皿之间的厚度(过厚或过薄都影响菌环的大小)，就精确度而言不如化学荧光法好，只能半定量，不能为临床提供一个明确的治疗依据。

(2)苯丙氨酸耐量试验：口服苯丙氨酸100mg/kg，1-4小时后检测血液中的苯丙氨酸，如含量增高，而酪氨酸含量降低则可确诊。典型患儿尿三氯化铁、2，4-二硝基苯肼试验阳性； 

缺点：尿检易受其他因素影响，稳定性差，假阳性率高，易造成误诊，只能作为参考。

(3)氨基酸分析法：采用氨基酸分析仪进行血氨基酸自动分析的一种定量方法。可以根据苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸定量以及支链与芳香族氨基酸的比例，对氨基酸代谢病进行鉴别诊断； 

缺点：价格昂贵。

(4)化学荧光法：用滤纸采集末梢血，制成干血片，其中的Phe可与茚三酮形成荧光化合物，在增强剂及稳定剂的协同作用下，检测荧光信号强度，其荧光信号强度与Phe含量相关，由此可定量新生儿血中Phe含量； 

优点：可以准确的测定血中的Phe含量，对临床的治疗诊断有较大的意义，并且还可以诊断有遗传基因缺陷的现无症状的家属和病人，为产前诊断也提供了更为广阔的前景。

由以上几种方法比较来看，应用化学荧光法做为苯丙酮尿症的诊断方法是最为合理 的方法，也是现在国外采用最多的方法，然而至今国内外尚无一款应用化学荧光法专门用于诊断苯丙酮尿症的仪器，只有少数几家国外公司有几款综合仪器带有苯丙酮尿症诊断功能。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于根据现有技术中存在的不足，提供一种苯丙酮尿症筛查分析仪。

本实用新型上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种苯丙酮尿症筛查分析仪，包括壳体，壳体内依次连接有处理器部分、激发光路部分、样品池运动平台和接收光路部分，接收光路部分输出端与处理器部分连接；壳体内还包括光纤系统，激发光路部分和接收光路部分通过光纤系统分别与样品池运动平台光路连接。

作为一种优选方案，所述激发光路部分包括光源和光源激发光透镜组，所述光源输入端与处理器部分连接，输出端与光源激发光透镜组光路连接。

更进一步地，所述光源激发光透镜组包括依次设置的激发光路座、卤素灯压片、卤素灯座、凸透镜固定件、凸透镜、第一滤光片、第一滤光片压圈、透镜座和激发光纤座。

作为一种优选方案，所述接收光路部分包括接收光透镜组和光电检测信号处理单元，接收光透镜组输入端与样品池运动平台光路连接，输出端与光电检测信号处理单元连接，光电检测信号处理单元与处理器部分连接。

更进一步地，所述接收光透镜组包括依次设置的镜片固定件，二向分光镜，连接块，接收光纤座，宽带截止滤光片，第二滤光片，第二滤光片压圈和屏蔽套。

作为一种优选方案，所述苯丙酮尿症筛查分析仪的壳体内还设有光电信号检测元件，一端与激发光路部分连接，另一端与处理器部分连接。

作为一种优选方案，所述光纤系统为N型光纤耦合器，所述N型光纤耦合器为由第一光纤、第二光纤、第三光纤3根光纤耦合成的具有四端口的光纤耦合器，其中第一光纤输入端与第二光纤输入端耦合在A耦合端，第三光纤输入端与第二光纤输出端耦合在B耦合端。

更进一步地，所述A耦合端与激发光路部分光路连接，B耦合端与样品池运动平台光路连接，第一光纤输出端与光电信号检测元件，第三光纤输出端与接收透镜组光路连接。

作为一种优选方案，所述样品池运动平台上设有试剂盒，试剂盒通过X-Y轴步进电机在样品池运动平台上运动。

作为一种优选方案，所述壳体包括前壳、后壳和端盖，前壳还设有用于保护样品池运动平台上试剂盒的翻盖。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果： 

本实用新型可以更有效率的针对此单一病症做出及时的诊断，同时，造价低，适合在我国绝大部分医院使用。

附图说明 

图1为本实用新型的结构示意框图；

图2为本实用新型壳体结构示意图；

图3为本实用新型结构示意图；

图4为本实用新型激发光路示意图；

图5为本实用新型接收光路示意图；

图6为本实用新型光纤系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。 

如图2所示，本实用新型一种苯丙酮尿症筛查分析仪，包括壳体1，壳体1包括前壳11、后壳12和端盖13，前壳11上还设有用于保护样品池运动平台上试剂盒的翻盖111。壳体1起到了支撑及安全防护的作用。如图1、图3所示，壳体1内依次连接有处理器部分6、激发光路部分2、样品池运动平台5和接收光路部分4，接收光路部分4输出端与处理器部分6连接；壳体1内还包括光纤系统3，激发光路部分2和接收光路部分4通过光纤系统3分别与样品池运动平台5光路连接。激发光路部分2包括光源和光源激发光透镜组，光源输入端与处理器部分6连接，输出端与光源激发光透镜组连接。接收光路部分4包括相连接的接收光透镜组和光电检测信号处理单元，接收光透镜组输入端通过光纤系统3与样品池运动平台5连接，光电检测信号处理单元输出端与处理器部分6连接。壳体1内还设有光电信号检测元件(图中未标出)，一端与激发光路部分2连接，另一端与处理器部分6连接，可以及时反馈光源强度信息，对光源强度进行调节，提高测试的稳定性。样品池运动平台上的试剂盒通过X-Y轴步进电机运动，将试剂盒放入样品池运动平台，仪器启动后，X-Y轴电机运动将托盘带动到第一排第一点位置，在完成第一点位置的测试后，X轴电机运动，将试剂盒带动到第一排第二点位置，依次完成第一排样品测试，然后Y轴与X轴电机运动，将试剂盒带动到第二排第一点的位置，如此依次动作，完成整个试剂盒中样品的检测。 

如图4、图5所示，为了使光路部分产生更好的荧光效果，光源激发光透镜组包括依次设置的激发光路座21、卤素灯压片22、卤素灯座23、凸透镜固定件24、凸透镜25、第一滤光片26、第一滤光片压圈27、透镜座28和激发光纤座29；接收光透镜组包括依次设置的镜片固定件41，二向分光镜42，连接块43，接收光纤座44，宽带截止滤光片45，第 二滤光片46，第二滤光片压圈47和屏蔽套48。 

如图6所示，为了使光路传播更合理，所述光纤系统3为N型光纤耦合器，所述N型光纤耦合器为由第一光纤31、第二光纤32、第三光纤33三根光纤耦合成的具有四端口的光纤耦合器，其中第一光纤31输入端与第二光纤32输入端耦合在A耦合端，第三光纤33输入端与第二光纤32输出端耦合在B耦合端。A耦合端与激发光路部分连接，B耦合端与样品池运动平台连接，第二光纤32输出端与光电检测信号处理单元连接，第三光纤33输出端与接收光路部分连接。 

作为优选的方案，其中： 

1、光源采用卤素灯，可以选用含有较强390nm波长辐射的碘钨灯；

2、光源激发光透镜组包含有两个聚光镜，把卤素灯灯丝像耦合到N型光纤耦合器的第一光纤和第二光纤束的A耦合端中去，耦合效率≥80％；两个聚光镜之间是平行光，可以安放激发光滤光片；

3、激发光滤光片镀宽带滤光膜，其中心透过波长λ0＝390nm，带宽Δλ≌50-100nm，中心波长处的透过率T≥75％；

4、N型光纤耦合器可以采用单丝的单模光纤或多模光纤，这里推荐采用多丝光纤制成的N型光纤耦合器，每一根光纤束由一定数量的光学纤维丝组成，光纤束数值孔径N≥0.2，束径Φ≥2mm，光纤束的传光效率η≥80％；

5、物镜的作用是把N型光纤耦合器的耦合端B输出的激发光聚焦到样品池运动平台的样品表面，然后又把样品产生的荧光收集、聚焦到N型光纤耦合器的B耦合端，并和第二光纤耦合在一起形成B耦合端的第三光纤输出。此物镜的数值孔径N.A≥0.2，应和光纤束数值孔径相匹配；

6、荧光滤光片为窄带干涉滤光片，透过中心波长λ0＝486nm，带宽Δλ≌±10nm，中心波长处的透过率T≥70％；

7、N型光纤耦合器的第三光纤输出的荧光通过荧光透镜成像到接收光路部分的光敏靶面上，以把光信号转换为电信号；荧光透镜的数值孔径N.A≥0.2和物镜匹配；

8、接收光路部分中的光电接收器件选用高灵敏度的光电倍增管，此光电倍增管的光敏区域应包含486nm；

9、在N型光纤耦合器中，和第二光纤耦合在一起形成A耦合端的第一光纤传递了一部分激发光到光电二极管上作为监测激发光强度的信号；

10、光电信号检测元件的作用是测量激发光源的强度波动，其光电信号可反馈控制卤素灯电 源的供电稳定性。

系统电源为整台仪器提供运行电源，仪器上电后，打开控制软件，按下运行键，仪器开始工作，首先处理器部分6控制光源发光，此光源使用卤素钨灯，光路经由装有滤光片和透镜组等的激发光路部分2滤光及聚焦之后通过N型光纤传送照射到待测样品，激发出另外一组波长的光，再由光纤系统3传送到装有滤光片和透镜组等的接收光路部分4，再次滤光及聚焦之后送入光电转换器将光信号转换为电信号，信号返回处理器部分6，由数据处理软件将信号转换成直观读取的数值，由此可以判断所测样品浓度值。 

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。 

Claims (10)

1.一种苯丙酮尿症筛查分析仪，包括壳体，其特征在于，壳体内依次连接有处理器部分、激发光路部分、样品池运动平台和接收光路部分，接收光路部分输出端与处理器部分连接；壳体内还包括光纤系统，激发光路部分和接收光路部分通过光纤系统分别与样品池运动平台光路连接。

2.根据权利要求1所述的苯丙酮尿症筛查分析仪，其特征在于，所述激发光路部分包括光源和光源激发光透镜组，所述光源输入端与处理器部分连接，输出端与光源激发光透镜组光路连接。

3.根据权利要求2所述的苯丙酮尿症筛查分析仪，其特征在于，所述光源激发光透镜组包括依次设置的激发光路座、卤素灯压片、卤素灯座、凸透镜固定件、凸透镜、第一滤光片、第一滤光片压圈、透镜座和激发光纤座。

4.根据权利要求1所述的苯丙酮尿症筛查分析仪，其特征在于，所述接收光路部分包括接收光透镜组和光电检测信号处理单元，接收光透镜组输入端与样品池运动平台光路连接，输出端与光电检测信号处理单元连接，光电检测信号处理单元与处理器部分连接。

5.根据权利要求4所述的苯丙酮尿症筛查分析仪，其特征在于，所述接收光透镜组包括依次设置的镜片固定件，二向分光镜，连接块，接收光纤座，宽带截止滤光片，第二滤光片，第二滤光片压圈和屏蔽套。

6.根据权利要求1所述的苯丙酮尿症筛查分析仪，其特征在于，壳体内还设有光电信号检测元件，一端与激发光路部分连接，另一端与处理器部分连接。

7.根据权利要求1所述的苯丙酮尿症筛查分析仪，其特征在于，所述光纤系统为N型光纤耦合器，所述N型光纤耦合器为由第一光纤、第二光纤、第三光纤3根光纤耦合成的具有四端口的光纤耦合器，其中第一光纤输入端与第二光纤输入端耦合在A耦合端，第三光纤输入端与第二光纤输出端耦合在B耦合端。

8.根据权利要求7所述的苯丙酮尿症筛查分析仪，其特征在于，所述A耦合端与激发光路部分光路连接，B耦合端与样品池运动平台光路连接，第一光纤输出端与光电信号检测元件，第三光纤输出端与接收透镜组光路连接。

9.根据权利要求1所述的苯丙酮尿症筛查分析仪，其特征在于，所述样品池运动平台上设有试剂盒，试剂盒通过X-Y轴步进电机在样品池运动平台上运动。

10.根据权利要求1所述的苯丙酮尿症筛查分析仪，其特征在于，所述壳体包括前壳、后壳和端盖，前壳还设有用于保护样品池运动平台上试剂盒的翻盖。 

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