CN209148549U - 化学发光检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种化学发光检测装置，所述化学发光检测装置包括离心盘片、光检测模块，进一步包括：主体，所述主体形成有腔体，所述腔体具有开口；盖体，所述盖体用于开闭地盖合所述腔体，控制所述开口的封闭与否；旋转轴，所述旋转轴设置在所述腔体内，所述离心盘片适于固定在所述旋转轴上，且处于所述腔体内；所述光检测模块设置在所述腔体内的离心盘片的下部，所述离心盘片的检测位和所述光检测模块上下对应；电机，所述电机驱动所述旋转轴转动；升降模块，所述升降模块用于控制所述光检测模块的升降。本实用新型具有结构简单、操作方便、检测准确性高等优点。

Description

化学发光检测装置

技术领域

本实用新型涉及生化分析，特别涉及化学发光检测装置。

背景技术

目前，我国免疫诊断市场呈现化学发光和酶联免疫并存的局面。酶联免疫技术成熟，并具有较大的成本优势，在三甲以外的医院有着广阔的市场，国内厂商凭借其较低的成本和灵活的销售，占据着较高份额。而在大多数三甲医院，由于检验样本量大，对成本敏感性较弱，化学发光已取代酶联免疫成为主流，主要以贝克曼、罗氏、西门子、雅培、强生、日本东曹等进口品牌为主，特点为仪器试剂为全部封闭配套试剂，自动化程度较高。

化学发光是指某些化合物利用免疫反应过程中产生的能量使其产物分子或中间态分子上升至电子激发态。当此产物分子或中间态分子衰退至基态时，以发射光子的形式释放能量(即发光)。

以磁微粒为固相载体的管式发光更快，更精准，成本也更高。两者的主要区别在于所用固相捕获载体不同，与板式化学发光相比，悬浮磁微粒因有较高的比表面积与样本可以得到充分的反应，因此有更高的精密度与更快的反应速度。

目前，流行的管式发光检测的流程为：1、在检测管内完成样本、磁珠抗体、酶标抗体的混合孵育；2、用磁铁将磁珠吸附在管壁后将液体吸走；3、移开磁场，加入清洗液后混匀磁珠，用磁铁将磁珠吸附在管壁后将液体吸走；4、重复步骤3两次；5、移开磁场，加入底物混匀后进行发光检测。在这里以雷度公司的大型全自动发光免疫分析仪为例，完成以上步骤的化学发光检测，雷度的设备采用模块化来进行完成，这样所用的加样针加样臂的数量变会大大的增加。这样就会增加整个设备的尺寸，相应成本也会大大增加。

一种全自动化学发光测定仪采用免疫磁珠法进行化学发光检测，其采用机械臂抓取反应杯模式，将整个大型发光检测设备模块化，结构的复杂化使大型发光仪体积庞大其内部结构更加复杂。

现有的管式化学发光的试剂用量比较大，对于试剂成本较高的化学发光来说减少试剂使用量可以显著降低用户的检测成本，特别是对于基层的医疗机构，他们需要小型化、简单化的检验设备。而对于基层医疗机构，每天的样本量较少，他们不需要大型的昂贵设备。他们需要能满足当前用量的，能满足当地医疗水平，操作简单的化学发光设备。

基于主动控制液体流动的多通量微流控芯片和用于全血样品检测的磁微粒化学发光双层微流控芯片描述了一种主动式操控的全自动化学发光检测方式，此方式的通量相对较小，主动式的控制方法对仪器的构造要求也较高且操控方式对仪器的精度要求更高。

实用新型内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种检测准确性高、结构简单、自动化程度高的化学发光检测装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种化学发光检测装置，所述化学发光检测装置包括离心盘片、光检测模块；所述化学发光检测装置进一步包括：

主体，所述主体形成有腔体，所述腔体具有开口；

盖体，所述盖体用于开闭地盖合所述腔体，控制所述开口的封闭与否；

旋转轴，所述旋转轴设置在所述腔体内，所述离心盘片适于固定在所述旋转轴上，且处于所述腔体内；所述光检测模块设置在所述腔体内的离心盘片的下部，所述离心盘片的检测位和所述光检测模块上下对应；

电机，所述电机驱动所述旋转轴转动；

升降模块，所述升降模块用于控制所述光检测模块的升降。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

1.自动化程度高；

在检测过程中，加样针穿过盖体上的通孔，将样品或试剂加到处于封闭的腔体内的离心盘片的加液处，无需手工添加，提高了效率；

2.温控效果好；

在添加试剂和样本的过程中，盖体始终封闭腔体的开口，形成封闭的腔体，降低了腔体内温控的难度，温控效率高，降低了温控时间；

3.检测准确度和精度高；

在加样、加试剂、混合、孵育、离心、光检测等检测过程中，盖体始终封闭腔体的开口，降低了外界对检测的不利影响，相应地提高了检测准确度和精度；

在光检测中，光电探测器上升，缩短离心盘片检测位(发光处)和探测器间的距离，离心盘片检测位出的微弱的光更多地进入光电探测器内，同时密封件防止了外界光进入光电探测器，从而提高了检测的准确度和精度；

4.结构简单；

多个样本、底物、试剂设置在可旋转的盘状结构上，同时采用了离心盘片，使得加样模块采用二维结构即可，且采用一个加样针即可，降低了结构的复杂度；

5.批次处理检测结果

在进行发光检测时，光电探测器上升对准一个检测区进行测试光子；第一个检测检测结束后，光电探测器下降同时下磁座旋转到第二个检测区，光电探测器上升对准第二个检测区进行检测，以此类推进行批次检测。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1是本实用新型实施例的化学发光检测装置的结构简图；

图2是本实用新型实施例的盘状单元试剂样本模块的结构简图；

图3是本实用新型实施例的腔体的结构简图；

图4是本实用新型实施例的磁铁、离心盘片和磁座的结构简图；

图5是本实用新型实施例的光电检测模块的结构简图；

图6是本实用新型实施例的腔体的结构简图。

具体实施方式

图1-6和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性的给出了本实用新型实施例的化学发光检测装置的基本结构图，如图1所示，所述化学发光检测装置包括：

洗针组件、试剂样本模块、微流控离心盘片，这些部件均是本领域的现有技术，具体结构和工作方式在此不再赘述；

臂组模块，所述臂组模块由步进电机驱动实现加样针的X方向和Z方向(即二维移动)的位移，样本、各试剂均由加样针组件加注到离心盘片的各个通道上；

图2示意性的给出了本实用新型实施例的试剂样本模块的基本结构图，如图2所示，所述试剂样本模块包括：

第一电机，所述第一电机用于驱动盘状结构51旋转；

制冷单元，如TEC，设置于盘状结构51的底部；

多个样本储存位53，排列于盘状结构51的外圈；

底物储存位52，排列于所述盘状结构51的外圈；以及

多个试剂储存位54，排列于所述盘状结构51的内圈；

其中，所述多个试剂储存位共同排列为同心圆，所述底物储存位及所述多个样本储存位共同排列为同心圆；

第一齿轮56，与所述电机连接；

多个第二齿轮55，与所述第一齿轮56啮合，所述多个第二齿轮55设置于所述多个样本储存位53底部，用于驱动部分试剂储存位54的转动，如装有磁珠的试剂储存位需要不停的转动以保持混合状态，其它试剂则无需转动；

图3示意性的给出了本实用新型实施例的腔体的基本结构图，如图3所示：

腔体85形成在主体84上，上端具有开口；

盖体81，所述盖体81用于开闭地盖合所述腔体85，控制所述开口的封闭与否；所述盖体81上具有通孔82，所述通孔81与设置在腔体85内的离心盘片的加液口上下对应；

磁铁31，所述磁铁31固定在所述盖体81的内侧，所述盖体81上的通孔82、所述加液口上下对应；

移动件，所述移动件用于控制所述通孔的开闭；

旋转轴87，所述旋转轴87设置在所述腔体85内，所述离心盘片7适于固定在所述旋转轴87上，且处于所述腔体85内；

磁座32，所述磁座32设置在所述旋转轴87上，且处于所述离心盘片7的下部；所述磁座32具有检测孔33，所述离心盘片7的检测位71、所述检测孔33和所述光电检测器上下对应，如图4所示；中国专利申请CN201710585320.1公开了磁铁和磁座的结构和工作方式；

第二电机，所述第二电机驱动所述旋转轴转动；

图5示意性的给出了本实用新型实施例的光检测模块的基本结构图，如图5所示，所述光检测模块9包括：

光电探测器91，如光电倍增管；

密封件97，所述密封件97与所述光电探测器固定连接，适于与所述检测孔接触并保持密封，防止外界光进入光电探测器内；

光会聚器件94，所述离心盘片的检测位的光信号穿过所述光会聚器件后被所述光电探测器接收；所述密封件套在所述光会聚器件的外缘；所述光会聚器件94的直径自上而下地变大，且所述光会聚器件94的上端面的位置高于所述密封件97；所述光会聚器件的上部适于伸入到所述检测孔内；

固定件95，所述光会聚器件94和光电探测器91通过固定件95固定在连接件93上，同时保证所述光会聚器件和光电探测器之间的空间与外界隔绝，防止外界物和外界干扰光进入；

滤光片96，所述滤光片96设置在所述光会聚器件和光电探测器之间的光路上；

升降模块，如电磁驱动模块，所述升降模块用于控制所述光检测模块的升降，所述升降模块包括：

连接件93，所述连接件用于连接驱动单元和光检测模块；

驱动单元92，所述驱动单元用于驱动连接件升降，从而带动光检测模块的升降。

本实用新型实施例的化学发光检测方法，也即基于上述的化学发光检测装置的工作方法，所述化学发光检测方法包括以下步骤：

(A1)将所述离心盘片固定在旋转轴上，盖体封闭所述开口，形成封闭的腔体；

(A2)离心盘片静止，盖体上的通孔开启；

(A3)抽取试剂或样本的加样针穿过盖体的通孔，将试剂或样本加到所述加液口处；

(A4)所述盖体上的通孔关闭，离心盘片旋转，通过离心实现混合、孵育、反应等；

(A5)所述离心盘片停止旋转，光检测模块上升，缩短光检测模块和所述离心盘片的检测位的距离：光会聚器件的上部进入下磁座的检测孔内，密封件实现了和下磁座间的密封；

(A6)所述离心盘片的检测位发出的光被所述光检测模块接收：光经过光会聚器件会聚后滤掉部分波长的光，之后进入光电探测器内转换为电信号，电信号送分析单元；

(A7)所述光检测模块下降，光会聚器件的上端面的位置低于下磁座。

实施例2

根据本实用新型实施例1的化学发光检测装置及方法在检测降钙素原(PCT)中的应用例。

在该应用例中，如图1-5所示，盖体81通过铰链固定在所述主体84上，并通过锁扣83稳固地扣合在腔体的开口处；移动件采用电磁阀，自动地控制所述通孔的开闭；光会聚器件94通过锁紧环98固定；驱动单元采用电磁驱动模式，从而驱动连接件上下移动。

本实用新型实施例的化学发光检测方法，也即基于上述的化学发光检测装置的工作方法，所述化学发光检测方法包括以下步骤：

(A1)将所述离心盘片固定在旋转轴上，且处于下磁座之上，离心盘片和下磁座一起随着旋转轴转动；

扳动盖体向下转动，后通过锁扣固定，从而封闭所述开口，形成封闭的腔体；

(A2)离心盘片静止，通过定位实现离心盘片的加液口和盖体上通孔的上下对应，盖体上的通孔开启；

(A3)臂组模块工作，抽取试剂或样本的加样针穿过盖体的通孔后，将试剂或样本加到所述加液口处；

如：用十二人份的离心微流控盘片，向其中分别加入0、0.05、0.2、1、5、25、100ng/ml的标准品，相继加入磁珠抗体，和酶标抗体。加入磁珠抗体，体积为1到100微升之间，典型的为20微升；加入酶标抗体，体积为1到100微升之间，典型的为20微升；

(A4)所述盖体上的通孔关闭，离心盘片旋转，通过离心实现混合、孵育、反应等；

启动第二电机，将试剂离心到孵育槽中进行孵育；孵育后，加入清洗液进行清洗，清洗液的典型体积为100微升，电机继续旋转，反应检测槽中的液体将经过阀进入废液槽中；

通过试剂口加液口加入清洗液，在盘片的旋转中，清洗液进入混合槽和检测槽中，然后通过磁铁和磁座加入上磁场和下磁场，通过上下磁场来移动磁珠来实现磁珠与清洗液的混合达到清洗的效果；最后撤去上磁场，利用下磁场吸附磁珠，加入清洗液离心将液体排入废液槽中；

(A5)通过试剂加液口加入反应底物，在检测槽内与反应好的磁珠进行发光反应；

所述离心盘片停止旋转，通过定位实现了离心盘片的检测槽、下磁座的检测孔、光会聚器件的上下对应；光检测模块上升，缩短光检测模块和所述离心盘片的检测位的距离：光会聚器件的上部进入下磁座的检测孔内，密封件实现了和下磁座间的密封；

(A6)所述离心盘片的检测位发出的光被所述光检测模块接收：光经过光会聚器件会聚后滤掉部分波长的光，之后进入光电探测器内转换为电信号，电信号送分析单元；

(A7)所述光检测模块下降，光会聚器件的上端面的位置低于下磁座。

根据本实用新型实施例2中的步骤，所测得的PCT的标准品结果如下：

根据滨松半自动化学发光检测设备的使用方法来测定实施例2中的相同体系的PCT样本，所测得的PCT标准品结果如下：

根据本实用新型实施例2中的检测结果与滨松半自动化学发光检测仪器的检测结果对比，可以看出在整体的线性区间上，本实用新型检测结果的线性区间拉开程度更大，检测结果的各个浓度梯度也与滨松检测结果相当。

上述实施例仅是示例性地给出了盖体采用翻盖的方式固定在主体上，当然还可以是上下升降和旋转的方式，如图6所示，上磁盖1被固定在转轴上可进行移动，下磁座3的位置固定不变，转轴2可以进行旋转与升降，电机4用于驱动转轴的旋转与升降。

Claims (8)

1.一种化学发光检测装置，所述化学发光检测装置包括离心盘片、光检测模块；其特征在于：所述化学发光检测装置进一步包括：

主体，所述主体形成有腔体，所述腔体具有开口；

盖体，所述盖体用于开闭地盖合所述腔体，控制所述开口的封闭与否；

旋转轴，所述旋转轴设置在所述腔体内，所述离心盘片适于固定在所述旋转轴上，且处于所述腔体内；所述光检测模块设置在所述腔体内的离心盘片的下部，所述离心盘片的检测位和所述光检测模块上下对应；

电机，所述电机驱动所述旋转轴转动；

升降模块，所述升降模块用于控制所述光检测模块的升降。

2.根据权利要求1所述的化学发光检测装置，其特征在于：所述盖体上具有通孔，所述通孔与设置在腔体内的离心盘片的加液口上下对应；

移动件，所述移动件用于控制所述通孔的开闭。

3.根据权利要求2所述的化学发光检测装置，其特征在于：所述化学发光检测装置进一步包括：

磁铁，所述磁铁固定在所述盖体的内侧；

磁座，所述磁座设置在所述旋转轴上，且处于所述离心盘片的下部；所述磁座具有检测孔，所述离心盘片的检测位、所述检测孔和所述光检测模块上下对应。

4.根据权利要求1所述的化学发光检测装置，其特征在于：所述盖体通过铰链固定在所述主体上，或者，升降旋转移动方式进行开合。

5.根据权利要求2所述的化学发光检测装置，其特征在于：所述移动件采用电磁阀，控制所述通孔的开闭。

6.根据权利要求3所述的化学发光检测装置，其特征在于：所述光检测模块包括：

光电探测器；

密封件，所述密封件与所述光电探测器固定连接，适于与所述检测孔接触并保持密封。

7.根据权利要求6所述的化学发光检测装置，其特征在于：所述光检测模块进一步包括：

光会聚器件，所述离心盘片的检测位的光信号穿过所述光会聚器件后被所述光电探测器接收；所述密封件套在所述光会聚器件的外缘。

8.根据权利要求7所述的化学发光检测装置，其特征在于：所述光会聚器件的上端面的位置高于所述密封件；所述光会聚器件的上部适于伸入到所述检测孔内。