CN208172024U - 一种全自动微型化学发光仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动微型化学发光仪，包括：设置于机架底部的旋转控制模块，用于输送其上的试剂盒至工作位置，并控制试剂盒底部的转轴旋转；设置于旋转控制模块顶部的活塞驱动模块，用于驱动位于工作位置的试剂盒的顶部活塞进行上下运动；位于工作位置一侧的吸磁模块，用于对试剂盒内的磁珠加磁；以及位于活塞驱动模块一侧的光子检测模块，用于检测液体的光子强度并拟合成样本浓度曲线。本实用新型的全自动微型化学发光仪，能够将反应过程按项目规定的程序对各组分进行分配混合和反应，自动完成试剂检测，且可以同时实现对多个项目的快速、高灵敏度和定量检测，提高了检测结果的可靠性。

Description

一种全自动微型化学发光仪

技术领域

本发明涉及一种化学发光检测仪器，尤其涉及一种全自动微型化学发光仪。

背景技术

随着人类基因组计划的发展而出现各种新的生物技术，这些生物技术在临床的广泛应用，推动并在发达国家催熟了一个新兴的临床诊断市场-分子诊断市场。医学检验界迫切需要快速、精准的检测手段，分子检测则发挥出独特的优势。广义的分子诊断包括临床生化和核酸检测，目前主要指应用各种生物技术检测组织个体内的DNA或RNA，用来诊断疾病，监测治疗或者判断预后。

目前分子诊断技术主要有核酸分子杂交、聚合酶链反应(PCR)和生物芯片技术。当前，血液常规、细胞学、病理学以及免疫学等检测手段均朝着自动化、一体化、标准化的方向发展。但分子检测其自身技术复杂性，从样品到结果的全自动仪器还存在诸多难以解决的技术问题。目前生物技术领域中使用的核酸提取一般要经过裂解、结合、漂洗、洗脱过程，再加上后续核酸分子杂交、聚合酶链反应和生物芯片检测步骤，使得从样品到结果的全自动化仪器非常难以实现。单从各步骤中所提取液和反应液的配置与添加而言，由于最终的提取液和反应液通常含有多种有效成分，且配置成最终提取液或反应液后的有效期或效果时间非常短，所以市场迫切需要自动化配置、添加试剂和检测的智能方法。

在IVD行业除去试剂的研发，后续要做的自动化检测，除了高通量的机械手臂流水线，基本避不开微流控技术的发展。微流控技术是对微量流体的精确操控的技术手段，尤其是指在亚毫米尺寸级别上。而微流控芯片则是将生物和化学领域所涉及的基本操作单位集成在一块小型芯片上，这种芯片一般是由各种储液池和相互连接的微通道网络组成，能很大程度缩短样本处理时间，并通过精密控制液体流动，实现试剂耗材的最大利用效率。

发明内容

本发明为解决现有技术中的上述问题，提出一种全自动微型化学发光仪。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种全自动微型化学发光仪，主要包括：

设置于机架底部的旋转控制模块，用于输送其上的试剂盒至工作位置，并控制试剂盒底部的转轴旋转，带动试剂盒旋转连接各仓室；

设置于所述旋转控制模块顶部的活塞驱动模块，用于驱动位于工作位置的试剂盒的顶部活塞进行上下运动，抽取或释放试剂盒内不同仓室内的液体；

位于所述工作位置一侧的吸磁模块，用于对试剂盒内的磁珠加磁，吸取液体；以及

位于所述活塞驱动模块一侧的光子检测模块，用于检测液体的光子强度并拟合成样本浓度曲线。

进一步地，在所述的全自动微型化学发光仪上，所述旋转控制模块包括固定架，位于所述固定架底部的旋转电机，以及位于所述固定架上进出仓滑轨、试剂盒运输架和旋转阀；所述旋转阀位于所述固定架中部并与所述旋转电机的输出轴连接，所述试剂盒运输架设置于所述进出仓滑轨上。

进一步地，在所述的全自动微型化学发光仪上，所述活塞驱动模块包括设置于固定板上的丝杆电机和导向机构，所述丝杆电机的输出轴连接挂钩机构，所述挂钩机构可滑动套设于所述导向机构上，所述导向机构上设有定位挡片。

进一步地，在所述的全自动微型化学发光仪上，所述吸磁模块包括导向轴和可移动设置在所述导向轴上的固定支撑架，所述固定支撑架上设有至少一个磁铁，所述磁铁通过磁铁固定杆固定在所述固定支撑架上。

进一步地，在所述的全自动微型化学发光仪上，所述光子检测模块包括光电倍增管、横向驱动电机、光子计数器、暗门开关步进电机、暗门遮挡片和凸轮；其中，所述横向驱动电机固定在机架上用于驱动所述光子检测模块运动到指定位置，所述暗门开关步进电机的转轴与所述凸轮的轴心连接，所述凸轮与所述暗门遮挡片连接，由所述暗门开关步进电机驱动凸轮做旋转运动，而暗门遮挡片做直线运动退出镜头遮挡孔，从而控制所述光电倍增管工作。

进一步优选地，在所述的全自动微型化学发光仪上，所述暗门遮挡片滑动设置在滑竿上，所述滑竿的一端连接固定支架，另一端连接黑色暗箱块，所述暗门遮挡片与所述黑色暗箱块之间的滑竿上设有弹簧，所述暗门遮挡片与所述凸轮相抵连接。

进一步较为优选地，在所述的全自动微型化学发光仪上，还包括槽式传感器和装设于所述暗门遮挡片上的挡片，所述槽式传感器通过传感器板固定在所述固定支架和黑色暗箱块上，所述暗门开关步进电机的运动控制依靠所述挡片遮挡所述槽式传感器。

进一步地，在所述的全自动微型化学发光仪上，还包括位于所述旋转控制模块一侧的温浴模块，用于对试剂盒内的试剂仓进行加热。

进一步优选地，在所述的全自动微型化学发光仪上，所述温浴模块包括设置于于支撑架上的加热控温块、齿条、齿轮以及步进减速电机；所述步进减速电机的转轴连接所述齿轮，所述齿条与所述齿条齿合连接，所述加热控温块固定在所述齿条上，由所述步进减速电机通过所述齿轮、齿条驱动加热控温块至工作位置。

进一步地，在所述的全自动微型化学发光仪上，所述吸磁模块固定在所述齿条上，由所述步进减速电机通过所述齿轮、齿条驱动所述吸磁模块上的固定支撑架带动磁铁到达工作位置。

本发明所述的试剂盒，包括盒主体和装设于所述盒主体内的转轴，所述盒主体上设有转轴仓和围绕所述转轴仓分布的若干仓室，所述仓室底部均开设有通孔；所述转轴由腔体、推杆和胶塞组成并形成腔室，所述腔体上设有开孔，所述腔室通过开孔、通孔与所述仓室连通，所述推杆上端设有用于与所述旋转控制模块上的挂钩机构连接的卡勾，所述胶塞固定在所述推杆的底部，以及所述腔体的底部设有用于与所述旋转控制模块上的旋转阀连接的卡槽。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明提供的全自动微型化学发光仪，应用磁珠分离技术或寡核苷酸标记分离技术、抗体颗粒冻干技术及专用试剂盒，将检测过程的所需的组份置于特定的仓内；反应过程按项目规定的程序对各组分进行分配混合和反应，整个测试过程在试剂盒内部完成，无污染，可以同时实现对多个项目的快速、高灵敏度和定量检测；而且，该发光仪能够自动完成试剂检测，其操作极为智能化，不需要人工干预，提高了检测结果的可靠性，有效节约了人力成本，具有较高的应用价值。

附图说明

图1为本发明全自动微型化学发光仪的正面结构示意图；

图2为本发明全自动微型化学发光仪的背部结构示意图；

图3为本发明全自动微型化学发光仪的装配示意图；

图4为本发明全自动微型化学发光仪中旋转控制模块的结构示意图；

图5为本发明全自动微型化学发光仪中活塞驱动模块的结构示意图；

图6为本发明全自动微型化学发光仪中温浴模块的结构示意图；

图7为本发明全自动微型化学发光仪中吸磁模块的结构示意图；

图8为本发明全自动微型化学发光仪中光子检测模块的正面结构示意图；

图9为本发明全自动微型化学发光仪中光子检测模块的背部结构示意图；

图10为本发明全自动微型化学发光仪中光子检测模块暗室结构的爆炸结构示意图；

图11为图10所示光子检测模块暗室结构的仰视结构示意图；

图12为图11隐藏黑色暗箱块后的结构示意图；

图13为用于本发明全自动微型化学发光仪的试剂盒主要结构部件盒主体和转轴的装配示意图；

图14为用于本发明全自动微型化学发光仪的试剂盒中盒主体的结构示意图；

图15为用于本发明全自动微型化学发光仪的试剂盒中转轴的结构示意图；

其中，各附图标记为：

10-旋转控制模块，11-旋转电机，12-进出仓滑轨，13-试剂盒运输架，14-旋转阀，15-固定架，20-活塞驱动模块，21-丝杆电机，22-导向机构，23-挂钩机构， 24-定位挡片，25-固定板，30-温浴模块，31-加热控温块，32-齿条，33-齿轮，34- 步进减速电机，35-支撑架，40-吸磁模块，41-导向轴，42-磁铁，43-磁铁固定杆， 44-固定支撑架，50-光子检测模块，51-光电倍增管，52-横向驱动电机，53-光子计数器，54-暗门开关步进电机，55-暗门遮挡片，56-驱动凸轮，57-固定支架， 58-挡片，59-滑竿，60-弹簧，61-黑色暗箱块，62-传感器板，63-槽式传感器，64- 镜头遮挡孔，70-盒主体，71-转轴仓，72-仓室，73-通孔，80-转轴，81-腔体，82- 推杆，83-胶塞，84-腔室，85-卡勾，86-开孔，87-卡槽。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

如图1-3所示，本实施例提供一种全自动微型化学发光仪，主要包括：设置于机架底部的旋转控制模块10，用于输送其上的试剂盒至工作位置，并控制试剂盒底部的转轴80旋转，带动试剂盒旋转连接各仓室72；设置于所述旋转控制模块10顶部的活塞驱动模块20，用于驱动位于工作位置的试剂盒的顶部推杆72 进行上下活塞运动，抽取或释放试剂盒内不同仓室72内的液体；位于所述工作位置一侧的吸磁模块40，用于对试剂盒内的磁珠加磁，吸取液体；以及位于所述活塞驱动模块20一侧的光子检测模块50，用于检测液体的光子强度并拟合成样本浓度曲线。

如图13-15所示，本实施例用于全自动微型化学发光仪的试剂盒，包括盒主体70和装设于所述盒主体70内的转轴80，所述盒主体70上设有转轴仓71和围绕所述转轴仓71分布的若干仓室72，所述仓室72底部均开设有通孔73；所述转轴80由腔体81、推杆82和胶塞83组成并形成腔室84，所述腔体81上设有开孔86，所述腔室84通过开孔86、通孔73与所述仓室72连通，所述推杆 82上端设有用于与所述旋转控制模块10上的挂钩机构23连接的卡勾85，所述胶塞83固定在所述推杆82的底部，以及所述腔体81的底部设有用于与所述旋转控制模块10上的旋转阀14连接的卡槽87。

如图4所示，所述旋转控制模块10包括固定架15，位于所述固定架15底部的旋转电机11，以及位于所述固定架15上进出仓滑轨12、试剂盒运输架13 和旋转阀14；所述旋转阀14位于所述固定架15中部并与所述旋转电机11的输出轴连接，所述试剂盒运输架13设置于所述进出仓滑轨12上。该旋转控制模块 10通过进出仓滑轨12运送试剂盒进出仓，当试剂盒到达指定工作位置，底部的旋转电机11带动旋转阀14控制试剂盒底部的转轴80旋转，以将不同仓室72通过开孔86、通孔73与所述腔室84连通，旋转阀14的控制精度主要依靠旋转电机11上自带减速器的电路板，该驱动板采用8细分技术，减少步进电机丢步现象。

如图5所示，所述活塞驱动模块20包括设置于固定板25上的丝杆电机21 和导向机构22，所述丝杆电机21的输出轴连接挂钩机构23，所述挂钩机构23 可滑动套设于所述导向机构22上，挂钩机构23试剂盒上的卡勾85卡扣连接，所述导向机构22上设有定位挡片24。当试剂盒运动到工作位置时，挂钩机构23 勾住试剂盒的顶部活塞，驱动丝杆电机21旋转，通过导向机构22使挂钩机构 23上下运动，运动控制依靠定位挡片24遮挡槽式传感器(图中未示出)控制。

如图1-3、6所示，全自动微型化学发光仪还包括位于所述旋转控制模块10 一侧的温浴模块30，用于对试剂盒内的试剂仓进行加热。所述温浴模块30包括设置于于支撑架35上的加热控温块31、齿条32、齿轮33以及步进减速电机34；所述步进减速电机34的转轴连接所述齿轮33，所述齿轮33与所述齿条32齿合连接，所述加热控温块31固定在所述齿条32上，由所述步进减速电机34通过所述齿轮33、齿条32驱动加热控温块31至工作位置。加热控温块31加热到指定温度，使试剂仓内温度恒温在37°，通过步进减速电机34驱动齿轮33、齿条32带动温浴模30到工作位置加热，当温浴结束后，驱动步进减速电机34带动温浴模30退出工作位置。

此外，所述吸磁模块40固定在所述齿条32上，由所述步进减速电机34通过所述齿轮33、齿条32驱动所述吸磁模块40上的固定支撑架44带动磁铁42 到达工作位置。

如图7所示，所述吸磁模块40包括导向轴41和可移动设置在所述导向轴 41上的固定支撑架44，所述固定支撑架44上设有至少一个磁铁42，所述磁铁 42通过磁铁固定杆43固定在所述固定支撑架44上。当需要吸磁模块40工作时，温浴模块30的步进减速电机34驱动齿轮33、齿条32带动固定支撑架44继而带动磁铁42到达工作位置。

如图8-9所示，所述光子检测模块50包括光电倍增管51、横向驱动电机52、光子计数器53、暗门开关步进电机54、暗门遮挡片55和驱动凸轮56；其中，所述横向驱动电机52固定在机架上用于驱动所述光子检测模块50运动到指定位置，所述暗门开关步进电机54的转轴与所述凸轮56的轴心连接，所述凸轮56 与所述暗门遮挡片55连接，由所述暗门开关步进电机54驱动凸轮56做旋转运动，而暗门遮挡片55做直线运动退出镜头遮挡孔64，从而控制所述光电倍增管 51工作。

如图10所示，为光子检测模块中PMT暗室结构的爆炸示意图，所述暗门遮挡片55滑动设置在滑竿59上，所述滑竿59的一端连接固定支架57，另一端连接黑色暗箱块61，所述暗门遮挡片55与所述黑色暗箱块61之间的滑竿59上设有弹簧60，所述暗门遮挡片55与所述凸轮56相抵连接。当光电倍增管51不处于工作时需要有暗室保护，凸轮56顶住暗门遮挡片55挡住黑色暗箱块61的镜头遮挡孔64，保证光线不能直接照射光电倍增管51。当光电倍增管51处于工作状态时，暗门开关步进电机54旋转180°，使凸轮56近端顶住暗门遮挡片55，暗门遮挡片55在弹簧60作用下会向后移动，使黑色暗箱块61的镜头遮挡孔64 与光电倍增管51的接受器连通。

请继续参阅图10，该全自动微型化学发光仪还包括槽式传感器63和装设于所述暗门遮挡片55上的挡片58，所述槽式传感器63通过传感器板62固定在所述固定支架57和黑色暗箱块61上，所述暗门开关步进电机54的运动控制依靠所述挡片58遮挡所述槽式传感器63。

此外，在本实施例的全自动微型化学发光仪中，还包括装设于所述指定位置的槽式传感器，所述槽式传感器与所述横向驱动电机52连接，用于控制所述光子检测模块50运行到所述指定位置。

具体地，当光子检测模块50需要工作时，横向驱动电机52带动光子检测模块50运动到指定位置，位置定位靠槽式传感器检测，如图11-12所示，暗门开关步进电机54驱动凸轮56运动，使暗门遮挡片55移开黑色暗箱块61上的遮挡位置镜头遮挡孔64，光电倍增管51开始工作；不工作时，暗门开关步进电机54 驱动凸轮56运动，使暗门遮挡片55回到黑色暗箱块61上的遮挡位置镜头遮挡孔64，光电倍增管51停止工作。

本发明提供全自动微型化学发光仪的工作原理为：

将试剂盒加入好样本后放入试剂盒运输架13上，进出仓滑轨12带动试剂盒到工作位置，旋转阀14驱动试剂盒转轴80底部的卡槽87，同时挂钩机构23勾住试剂盒顶部活塞推杆82；通过活塞驱动模块20驱动试剂盒内的转轴80转动，使试剂盒内的不同仓室72的孔与转轴80内的腔室84连通连接，再利用丝杆电机21带动推杆82上下运动，将腔室84内的液体抽取或注入到各仓室72内；完成将混合液转移到反应仓后，加热控温块31开始加热，使试剂加热到37°温浴，温浴完成后温浴模块30的步进减速电机34驱动齿轮33、齿条32带动吸磁模块 40上的固定架16继而带动磁铁42到达工作位置吸磁。最后横向驱动电机52带动光子检测模块50运动到指定位置，位置定位靠槽式传感器检测；暗门开关步进电机54驱动凸轮56运动，使暗门遮挡片55移开镜头遮挡孔64，光电倍增管 51开始工作；不工作时，暗门开关步进电机54驱动凸轮56运动，使暗门遮挡片55回到镜头遮挡孔64遮挡光线，光电倍增管51停止工作。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种全自动微型化学发光仪，其特征在于，包括：

设置于机架底部的旋转控制模块(10)，用于输送其上的试剂盒至工作位置，并控制试剂盒底部的转轴旋转，带动试剂盒旋转连接各仓室；

设置于所述旋转控制模块(10)顶部的活塞驱动模块(20)，用于驱动位于工作位置的试剂盒的顶部活塞进行上下运动，抽取或释放试剂盒内不同仓室内的液体；

位于所述工作位置一侧的吸磁模块(40)，用于对试剂盒内的磁珠加磁，吸取液体；以及

位于所述活塞驱动模块(20)一侧的光子检测模块(50)，用于检测液体的光子强度并拟合成样本浓度曲线。

2.根据权利要求1所述的全自动微型化学发光仪，其特征在于，所述旋转控制模块(10)包括固定架(15)，位于所述固定架(15)底部的旋转电机(11)，以及位于所述固定架(15)上进出仓滑轨(12)、试剂盒运输架(13)和旋转阀(14)；所述旋转阀(14)位于所述固定架(15)中部并与所述旋转电机(11)的输出轴连接，所述试剂盒运输架(13)设置于所述进出仓滑轨(12)上。

3.根据权利要求1所述的全自动微型化学发光仪，其特征在于，所述活塞驱动模块(20)包括设置于固定板(25)上的丝杆电机(21)和导向机构(22)，所述丝杆电机(21)的输出轴连接挂钩机构(23)，所述挂钩机构(23)可滑动套设于所述导向机构(22)上，所述导向机构(22)上设有定位挡片(24)。

4.根据权利要求1所述的全自动微型化学发光仪，其特征在于，所述吸磁模块(40)包括导向轴(41)和可移动设置在所述导向轴(41)上的固定支撑架(44)，所述固定支撑架(44)上设有至少一个磁铁(42)，所述磁铁(42)通过磁铁固定杆(43)固定在所述固定支撑架(44)上。

5.根据权利要求1所述的全自动微型化学发光仪，其特征在于，所述光子检测模块(50)包括光电倍增管(51)、横向驱动电机(52)、光子计数器(53)、暗门开关步进电机(54)、暗门遮挡片(55)和凸轮(56)；其中，所述横向驱动电机(52)固定在机架上用于驱动所述光子检测模块(50)运动到指定位置，所述暗门开关步进电机(54)的转轴与所述凸轮(56)的轴心连接，所述凸轮(56)与所述暗门遮挡片(55)连接，由所述暗门开关步进电机(54)驱动凸轮(56)做旋转运动，而暗门遮挡片(55)做直线运动退出镜头遮挡孔(64)，从而控制所述光电倍增管(51)工作。

6.根据权利要求5所述的全自动微型化学发光仪，其特征在于，所述暗门遮挡片(55)滑动设置在滑竿(59)上，所述滑竿(59)的一端连接固定支架(57)，另一端连接黑色暗箱块(61)，所述暗门遮挡片(55)与所述黑色暗箱块(61)之间的滑竿(59)上设有弹簧(60)，所述暗门遮挡片(55)与所述凸轮(56)相抵连接。

7.根据权利要求6所述的全自动微型化学发光仪，其特征在于，还包括槽式传感器(63)和装设于所述暗门遮挡片(55)上的挡片(58)，所述槽式传感器(63)通过传感器板(62)固定在所述固定支架(57)和黑色暗箱块(61)上，所述暗门开关步进电机(54)的运动控制依靠所述挡片(58)遮挡所述槽式传感器(63)。

8.根据权利要求1所述的全自动微型化学发光仪，其特征在于，还包括位于所述旋转控制模块(10)一侧的温浴模块(30)，用于对试剂盒内的试剂仓进行加热。

9.根据权利要求8所述的全自动微型化学发光仪，其特征在于，所述温浴模块(30)包括设置于支撑架(35)上的加热控温块(31)、齿条(32)、齿轮(33)以及步进减速电机(34)；所述步进减速电机(34)的转轴连接所述齿轮(33)，所述齿轮(33)与所述齿条(32)齿合连接，所述加热控温块(31)固定在所述齿条(32)上，由所述步进减速电机(34)通过所述齿轮(33)、齿条(32)驱动加热控温块(31)至工作位置。

10.根据权利要求9所述的全自动微型化学发光仪，其特征在于，所述吸磁模块(40)固定在所述齿条(32)上，由所述步进减速电机(34)通过所述齿轮(33)、齿条(32)驱动所述吸磁模块(40)上的固定支撑架(44)带动磁铁(42)到达工作位置。