WO2020243988A1

WO2020243988A1 - 一种样本分析系统及其控制方法、样本分析方法

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Publication number: WO2020243988A1
Application number: PCT/CN2019/091379
Authority: WO
Inventors: 张华利; 吴绍勇; 薛鹏; 张华伟; 尹桥波
Original assignee: 深圳传世生物医疗有限公司
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2020-12-10
Also published as: CN110208554A; CN110208554B; US20210247410A1; EP3916395A1; EP3916395A4

Abstract

一种样本分析系统及其控制方法、样本分析方法，所述样本分析系统包括：控制装置；受所述控制装置控制，运载分析杯的轨道装置（3）；配置在轨道装置（3）上，向分析杯分配样本的至少一个独立的样本分配节点（1），独立的样本分配节点（1）用于样本的吸取、转移以及排吐；配置在轨道装置（3）上，向分析杯分配检测试剂，并测量分析杯中混合液的至少两个独立的试剂分配及测量节点（2），独立的试剂分配及测量节点（2）用于试剂的吸取、转移、排吐以及试剂和样本混合液的测量。以分析杯为媒介，采用独立的样本分配节点、试剂分配及测量节点以及节点间通过轨道的组合连接，实现了高自由度、高扩展性的全自动化分析系统。

Description

一种样本分析系统及其控制方法、样本分析方法

技术领域

本发明属于自动化分析技术领域，尤其涉及一种样本分析系统及其控制方法、样本分析方法。

背景技术

样本分析的自动化是当前科学分析、体外诊断行业发展的大趋势，行业内多家企业推出了多个型号自动化分析系统和自动化流水线分析系统。

现有的自动化分析系统一般都包含有样本的吸取、转移、排出等样本分配相关组件和试剂的吸取、转移、排出、孵育、测量等样本分析相关的多种组件，这些组件通过相互制约的结构和空间配合关系协同工作，由一套完成的的样本分配、试剂分配、转移、测量相关的各个模块及组件共同构成了一个独立的分析系统。

这种系统的部件由一整套完成的方案设计而成，组件或模块的拆卸会导致系统无法正常的工作，具有不可分割性，更不具备扩展性。在这种系统中，会导致一定的部件资源被浪费，系统未发挥到最大效率，且无法自由组合和高效率的扩展。

国际专利WO 2016205986A1号中公开了一种的样本分析装置，包含有样本分配、转移和分析等模块一体的独立分析仪。虽然利用多个反应杯缓存装置来不间断提供反应杯而避免人工频繁操作和时间消耗。但在实际应用过程中，只能单独有序的分析不同的样本，分析速度较慢。同时相对独立和完整的分析系统，体积大不利于后续的分析系统的扩展和维修。

商业化的自动化分析系统为了获得更高的分析速度，以流水线式将多个相对独立完整的分析系统以轨道相连。美国专利US2013317773A1、国际专利WO2017/177466A1，公开了两种传送装置，其均为给具备完整功能的独立分析仪提供样本，并未改变分析仪的内部模块间的结构制约关系和效率。

美国专利 US20180313861A1中公开了一种样本分析系统，其输送装置包含有：在两个样本分析装置之间输送容器或容器架的机械臂以及支承机械臂的基台，利用这种输送装置，实质上仍然为样本的传输方案，并未从分析仪层面改善分析仪系统的效率。

以上专利实施的商业化的自动化分析系统流水线，由多个完整功能的独立分析系统的连接，体积庞大，样本分配相关的吸、排、定量、等功能模块，和试剂分配、孵育、测量、混匀等相关模块绑定于分析系统内，结构上相互依存，作为一个合并仪器单位进行布置。而在实际应用过程中，往往孵育、测量功能的相关模块为限速步骤，例如在多数免疫反应过程中单个反应的检测时间到达几分钟到几十分钟的时长，而样本的分配为吸样、转移、排出往往不需要不确定性的反应时间限制，在这种情况下，传统的完整分析系统组合的流水线分析系统方案就会导致大量的样本相关部件资源未发挥到最大效率，导致成本、效率、体积上的浪费，更加无法高效率的扩展。

发明内容

本发明实施例提供一种样本分析系统，旨在解决现有样本分析系统体积庞大、无法自由组合、高效、扩展的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种样本分析系统包括：控制装置；受所述控制装置控制，运载分析杯的轨道装置；配置在所述轨道装置上，向分析杯分配样本的至少一个独立的样本分配节点，所述独立的样本分配节点用于样本的吸取、转移以及排吐；配置在所述轨道装置上，向分析杯分配检测试剂，并测量分析杯中混合液的至少两个独立的试剂分配及测量节点，所述独立的试剂分配及测量节点用于试剂的吸取、转移、排吐以及试剂和样本混合液的测量；所述分析杯用于盛装样本、试剂和信号测量。

本发明实施例还提供，所述轨道装置包括与所述样本分配节点及试剂分配及测量节点对应的多段节点轨道，用于联通各个节点，所述多段节点轨道，为一体的同步运动结构或自由拼接组合的分体式结构。

本发明实施例还提供，所述样本分配节点包括：

样本分配控制装置；

受所述样本分配控制装置控制，吸取、转移、排吐样本到位于当前节点分析杯内的样本分配装置。

样本分配节点固定框架，用于将所述样本分配节点的各部分固定到一个独立的结构。

本发明实施例还提供，所述试剂分配及测量节点包括：

试剂分配及测量控制装置；

受所述试剂分配及测量控制装置控制，吸取、转移、排吐试剂到位于当前节点分析杯内并进行测量的试剂分配及测量装置。

试剂分配及测量节点固定框架，用于将所述试剂分配及测量节点的各部分固定到一个独立的结构。

本发明实施例还提供，所述的分析系统具备并行性；

所述分析系统由一个样本分配节点和一个试剂分配及测量节点的组合成基本测量功能；由多于基本测量功能组合的试剂分配及测量节点和样本分配节点构成并行运行节点，

控制系统调配下，在多于基本测量功能组合的试剂分配及测量节点和样本分配节点故障模式下或停止运行模式下，所述的基本测量功能仍然可以实现样本的分析过程。

本发明实施例还提供，所述的分析系统，其特征在于：

所述样本分配节点和试剂分配及测量节点根据不同的组合规则进行组合配置在所述轨道装置上，形成不同的样本分析系统。样本分析系统可通过增加所述的样本分配和试剂分配及测量节点，配置所述的轨道装置，进行扩展。

本发明实施例还提供，所述样本分析系统还包括：

分析杯分配节点，用于向将所述样本分析系统的其他节点提供分析杯。

本发明实施例还提供，所述分析杯分配节点进一步包括：

分析杯分配控制装置；

受所述分析杯分配控制装置控制，将所述分析杯有序加载到所述轨道装置上的分析杯分配装置；

分析杯分配节点固定框架，用于将所述分析杯分配节点的各部分固定到一个独立的结构。

本发明实施例还提供，所述试剂分配及测量节点还包括混匀机构，用于将样本、试剂、以及试剂和样本的混合液混合均匀。

本发明实施例还提供，所述试剂分配及测量节点还包括抓手机构和运动机构，所述抓手机构用于抓取所述轨道上或载具内的所述分析杯，所述运动机构用于带动所述抓手机构抓取的所述分析杯转运到所述试剂分配及测量节点的测量位置。

本发明实施例还提供，所述试剂分配及测量节点还包括试剂存储模块，用于存储分析试剂。

本发明实施例还提供，所述分析杯为由固体材料制成的容器，用来做为样本、试剂的分配、转移、测量的载体。

本发明实施例是这样实现的，一种样本分析系统控制方法，用于所述的样本分析系统的控制，包括以下步骤：

获取任务类型和节点的状态；

根据所述任务类型和节点的状态确定节点的组合规则；

根据所述组合规则实施样本分析。

本发明实施例还提供，所述根据所述组合规则实施样本分析的步骤包括：

根据所述组合规则规划测试路径，包括节点、轨道的选取和组合；

基于所述测试路径执行样本分析。

本发明实施例是这样实现的，一种样本分析方法，用于所述的样本分析系统，包括以下步骤：

由分析杯分配节点向轨道装置上分配分析杯，并将所述分析杯通过连通多个节点的轨道装置运送到样本分配节点；

由所述样本分配节点向所述分析杯中分配样本；

通过所述轨道装置的运动将分析杯运到试剂分配及测量节点；

由试剂分配及测量节点向分析杯分配分析试剂，并对所述分析杯内的样本与试剂的混合液进行测量和分析；

结束分析或重复上述步骤。

由于样本分析系统以分析杯作为媒介，通过采用相对独立的若干个有样本分配功能节点、相对独立的若干个试剂分配及测量节点以及节点间通过轨道的自由组合和连接，打破了传统仪器的样本分配部件、样本分析部件之间的物理配合关系的制约，实现了体积小、高效率、高自由度、高扩展性的全自动化分析系统；且由于节点可以自由的增加、自由组合连接形成不同速度和分析功能的分析系统，大幅度提高仪器结构部件利用率，并且易于安装和维护。

附图说明

图1a是本发明提供的样本分析系统的侧视结构示意图；

图1b是本发明提供的样本分析系统的另一侧视结构示意图；

图1c是本发明提供的样本分析系统的俯视结构示意图；

图2是本发明提供的样本分析系统的组装与拆卸示意图；

图3a是本发明提供的样本分析系统的样本分配节点1的侧视结构示意图；

图3b是本发明提供的样本分析系统的样本分配节点1的另一侧视结构示意图；

图3c是本发明提供的样本分析系统的样本分配节点1的俯视结构示意图；

图4a是本发明提供的样本分析系统的试剂分配及测量节点2的侧视结构示意图；

图4b是本发明提供的样本分析系统的试剂分配及测量节点2的另一侧视结构示意图；

图4c是本发明提供的样本分析系统的试剂分配及测量节点2的俯视结构示意图；

图5是本发明提供的样本分析系统的测量模块23的一种实施方式；

图6是本发明提供的样本分析系统的测量模块23的另一种实施方式；

图7是本发明提供的样本分析系统的测量模块23的又一种实施方式；

图8a是本发明提供的样本分析系统的样本分析系统的耗材分配节点5的侧视结构示意图；

图8b是本发明提供的样本分析系统的样本分析系统的耗材分配节点5的另一侧视结构示意图；

图8c是本发明提供的样本分析系统的样本分析系统的耗材分配节点5的俯视结构示意图；

图9a是本发明提供的包含分析杯分配节点的样本分析系统的侧视结构示意图；

图9b是本发明提供的包含分析杯分配节点的样本分析系统的另一侧视结构示意图；

图9c是本发明提供的包含分析杯分配节点的样本分析系统的俯视结构示意图；

图10是本发明提供的样本分析系统的轨道装置3为一体结构的俯视结构示意图；

图11是本发明提供的样本分析系统的控制方法的控制过程图；

图12是本发明提供的样本分析系统的节点组合和扩展示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明使用可扩展的多个独立的样本分配节点、试剂分配及测量节点并通过受控制装置控制的轨道装置自由组合、拼接成不同的分布式样本分析系统。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

如图1a、图1b、图1c所示，图1a、图1b、图1c为上述分布式的样本分析装置的侧视及俯视结构示意图，本发明提出了一种分布式的样本分析系统，包括控制装置；

受所述控制装置控制，运载分析杯的轨道装置3；

配置在所述轨道装置3上，向分析杯分配样本的至少一个独立的样本分配节点1，所述独立的样本分配节点1用于样本的吸取、转移以及排吐；

配置在所述轨道装置3上，向分析杯分配检测试剂，并测量分析杯中混合液的至少两个独立的试剂分配及测量节点2，所述独立的试剂分配及测量节点2用于试剂的吸取、转移、排吐以及试剂和样本混合液的测量；所述分析杯用于盛装样本、试剂和信号测量。

参见图2、图3a、图3b、图3c，图2为上述分布式样本分析系统的组装与拆卸示意图，图3a、图3b、图3c为上述包括分析杯分配模块的样本分配节点1的实施示意图的侧视图及俯视图，上述分布式样本分析系统具体可以由一个包含有分析杯分配模块14的样本分配节点1和两个试剂分配及测量节点2通过轨道3的可拆卸地拼接组合而成，组装与拆卸的方式参见图2所示的A或B；样本分配节点1的分析杯分配模块14提供批量的分析杯4至轨道装置3的节点轨道31上，通过样本分配节点的样本转运模块将样本转移至分析杯4内，随后通过轨道装置3运输至试剂分配及测量节点2的位置，之后在试剂分配及测量节点2完成测定和分析。

上述各个节点是独立的功能单元，并受上述控制装置的控制，例如，当需要移除一个试剂分配及测量节点2时，可以保留节点轨道32部分，因而不影响样本分析系统的正常使用，便于维护；也可以将节点轨道32和试剂分配及测量节点2一起拆卸移除，剩余节点继续拼接使用，还可增加新的节点，进而实现上述样本分析系统的自由组合和高效扩展。

实施例二

上述样本分析系统可以根据组合规则选取多个样本分配节点1和试剂分配及测量节点2，并通过上述控制装置，控制与上述被选取的节点对应的节点轨道，到上述轨道装置3上进行组装从而联通各个节点，或者控制某个节点从上述轨道装置3上拆卸移除，其中轨道装置3包括多段节点轨道，可以为一体的同步运动结构，或者是自由拼接组合的分体式结构。不同的组合规则，可通过增加样本分配节点1和试剂分配及测量节点2，并配置到轨道装置3上进行扩展，从而可以得到不同的样本分析系统。组合规则可以包括速度优先原则、样本优先原则、资源优先原则等。

进一步的，上述样本分析系统具备并行性，即该样本分析系统可以由一个样本分配节点1和一个试剂分配及测量节点2的组合成基本测量功能；由多于基本测量功能组合的试剂分配及测量节点和样本分配节点构成并行运行节点，在控制系统调配下，在多于基本测量功能组合的试剂分配及测量节点2和样本分配节点1故障模式下或停止运行模式下，该样本分析系统的基本测量功能仍然可以实现样本的基本分析过程。例如，在由一个样本分配节点1和一个试剂分配及测量节点2组合成基本测量功能的样本分析系统中，当样本分配节点1的样本分配速度较快时，可以适当地增加试剂分配及测量节点2的数目（如2个），并在控制系统的调配下并行地进行测量，即可以相继给上述多个试剂分配及测量节点2分配样本，同时进行测试，从而提高测试效率；若其中有一个试剂分配及测量节点2发生故障或停止运行，其余的节点仍然可以继续运行从而实现相应的分析。样本分析系统的并行性可以不影响整个系统的正常工作，便于维护和维修。

如图3a、图3b、图3c所示，上述样本分配节点1包括样本分配控制装置；与所述样本分配控制装置连接，受所述样本分配控制装置控制，吸取、转移、排吐样本到位于当前节点分析杯内的样本分配装置；样本分配节点固定框架12，用于将所述样本分配节点的各部分固定到一个独立的结构。

上述样本分配装置进一步包括节点轨道模块31、第一分析杯分配模块14以及样本转运模块11、样本加载区13。

样本转运模块11上的吸排部件111从样本加载区13内的样本架131上的样本管中吸取样本，随后通过轨道112与样本转运模块11的配合，移动吸排部件111至节点轨道模块31上分析杯4所在的位置，并排出样本液体至分析杯4内。

在本实施例中，上述吸排部件111包括但不限于气动、电动、液压制动所驱动的定量液体吸排部件；吸取样本的部件结构1111可以为样本针、样本管等管型结构，可以快速吸取样本。

节点轨道模块31用于分析杯4的传输，分析杯4可直接置于轨道上并与轨道通过固定配合、摩擦力配合、凹凸结构配合等力学驱动方式进行传输，当分析杯4直接置于轨道上时分析杯优选连杯的形式。上述的轨道包括但不限于皮带、齿轮、丝杆等用于传动运动的机械设计形式；在另外一些可能的实施例中，分析杯4置于节点轨道31上的形式可以替换为分析杯4加载到节点轨道31上设置的载具34上，载具34为能够容纳分析杯4的固态结构。

样本分配节点固定框架12用于样本分配节点1集成的各模块及组件的固定，整个样本分配节点1固定有独立的面壳121（参照图1a），以形成一个相对独立的功能结构且便于和其他节点组合。

样本加载区13，作为样本的输入区域，可以方便节点轨道31向其它节点传输样本；样本加载区13为直接人工放置、通过自动运动机构传入（与上述轨道非同一机构）等方式将样本置入加载区，样本可以是直接采血管、手工或自动预先分配至容器的样本。

第一分析杯分配模块14，用于快速的提供分析杯4。在进杯机构141中存放大量的分析杯4，随后将无序的分析杯4加载到滑道142后，利用重力的作用使分析杯4到达杯盘机构143内，随后通过抓手机构144抓取空的分析杯4加载到节点轨道模块31上，从而实现分析杯4批量有序的输出，提高了分析杯的输送效率。

在本实施例中，抓手机构144通过驱动部件1441带动抓手结构1442运动达到开启、闭合状态，从而可以与分析杯4相契合，提高抓取的效率。

如图4a、图4b、图4c所示，图图4a、图4b、图4c为上述试剂分配及测量节点2的实施示意图的侧视及俯视图，试剂分配及测量节点2包括试剂分配及测量控制装置；与所述试剂分配及测量控制装置连接，受所述试剂分配及测量控制装置控制，吸取、转移、排吐试剂到位于当前节点分析杯4内并进行测量的试剂分配及测量装置；试剂分配及测量节点固定框架24，用于将所述试剂分配及测量节点的各部分固定到一个独立的结构。

试剂分配及测量装置进一步包括节点轨道模块32、试剂分配模块21、测量模块23以及分析杯转移模块22。其中，分析杯转移模块22上的抓手机构221抓取节点轨道32上装有样本的分析杯4，通过移动机构222传送分析杯4至试剂分配及测量节点2的孵育模块25内；随后试剂分配模块21上的吸排部件211从试剂存储模块26吸取分析试剂，通过转移部件212移动吸排部件211至孵育模块25上分析杯4所在的位置，排出吸取的试剂至分析杯4内，并使用混匀机构将分析杯4内的液体混合均匀；之后通过抓手机构221的移动将装有试剂和样本液体混合液的分析杯4至测量模块23中，在测量模块23中完成样本的分析过程，然后通过节点轨道模块32将分析杯4传输到下一功能节点。

上述抓手机构221、吸排部件211包括但不限于气动、电动、液压制动所驱动部件；吸排部件211的吸取试剂的结构可以是试剂针、试剂管等管型结构；吸取试剂的结构包括但不限于，通过管路内的移动（具备多口的管路，即一端吸入另一端排出的液体转移方式）、通过试剂针吸取和试剂针位置转移（试剂针连有空间运动的轨道和传动机构，即试剂针吸入试剂，空间移动试剂针到达指定位置，并排出液体的移动方式）。试剂针的运动可以是平面运动、以轴心和一定半径的转动、平面和垂直的三维运动、以轴心和一定半径转动并垂直运动等运动方式。抓手机构221可进一步连接有空间运动机构，包括但不限于平面运动、垂直运动、三维运动、旋转运动等运动形式的机械结构，用于带动抓手机构抓取的所述分析杯转运到所述试剂分配及测量节点的测量位置。

上述试剂分配及测量节点进一步包含有混匀功能的混匀机构，具体可以是能够驱动液体混匀运动的，包括但不限于气泡、搅拌、超声、震动等混匀方式。

上述试剂分配及测量节点进一步包含试剂存储模块，用于分析试剂的存储，在存在生物原料试剂的情况下，试剂存储结构可进一步包含有制冷相关组件，制冷存储结构中的试剂环境在不同的温度范围，根据行业所公知的技术可以做到不同的温度控制水平；试剂分配及测量节点的试剂存储模块可以为制冷存储和不制冷两种存储模式共存来满足不同特征的分析试剂的存储。

试剂分配及测量节点固定框架24，用于试剂分配及测量节点的功能组件和模块的固定。在试剂分配及测量节点固定框架24的表面还可以固定独立的面壳241（参照图1b），配合形成一个相对独立的功能装置且便于和其他节点组合。

上述节点轨道模块32的轨道包括但不限于皮带、齿轮、丝杆等用于传动运动的机械设计形式。

上述的分析杯4为由固体材料制成的容器，固体材料可以是包括但不限于塑料、玻璃、石英、金属等，不容易摔坏且方便重复利用。分析杯4作为样本的容器，可以以单个为单位，也可以是几个分析杯相连的连杯形式。

测量模块23，所采用的的测量原理包括光、电、声、磁等，具体检测机理事例参照图5-7。

例如，采用光检测原理时，如图5中的A部分所示，光源2311发射的光谱通过滤光片2312后，只有特定波长的光到达和透过盛有样本和试剂混合液的反应杯2313，随后通过光电二极管2314收集透过反应杯2313的光信号及转化为电信号，在经过前处理电路2315和AD采集电路2316收集电信号，并在微机处理器2317进行处理，转换成可显示的数据信号。

在图5中的B部分中，反应杯2321中的样本和试剂反应后产生特殊的光信号，通过光电倍增管（PMT）2322收集产生的光信号和转换为可检测的电信号，随后利用前处理电路2323和AD采集电路2324收集电信号，并在微机处理器2325进行处理，转换成可显示的数据信号。

如图6所示，采用电检测原理时，通过在反应杯2331中插入阳电极2332和阴电极2333，随着样本和试剂的反应，产生的电信号可以被2334收集，利用信号调理电路2335对收集的电信号进行初步处理，调整信号的强弱。再通过AD采集电路2336收集电信号，并在微机处理器2337进行转化处理，转换成可显示的数据信号。

例如，采用磁检测原理时参照图7，通过具有弯曲轨道构型的反应本2341前后的磁棒2342和2343提供一个固定的磁场，引发反应杯2341中的磁珠2344进行往返运动，同时在反应杯一侧的磁罐2345接通电源后产生一个磁信号，可以被另一侧的磁罐2346接受并通过电路传输和转换为电信号。当反应杯2341中的液体为澄清时，磁珠2344的往返速度一致，最终形成的电信号在显示器端显示的为有规律的波段。随着反应杯2341中的样本和试剂开始反应，溶液开始浑浊，磁珠2344在进行往返运动时受到的阻力越来越大，运动的速度逐渐变慢甚至停止，以至于在显示器端显示的波段的开始变小直至成一条直线，通过波段的变化趋势对样本的浓度进行分析。

如图8a、图8b、图8c所示，图8a、图8b、图8c为上述样本分析系统包括的分析杯分配节点5的结构示意图的侧视及俯视图，分析杯分配节点5可用于向将上述样本分析系统的其他节点提供分析杯4。分析杯分配节点5包括：分析杯分配控制装置；与所述分析杯分配控制装置连接，受所述分析杯分配控制装置控制，将所述分析杯有序加载到所述轨道装置上的分析杯分配装置；分析杯分配节点固定框架52，用于将所述分析杯分配节点的各部分固定到一个独立的结构。

其中，分析杯分配装置进一步包括第二分析杯分配模块51和节点轨道模块33。在第二分析杯分配模块51的进杯机构511中存放大量的分析杯4，通过进杯机构511可以将无序的分析杯4加载到滑道512（非双向轨道），然后后利用重力的作用使分析杯4到达杯盘机构513内，随后通过抓手机构514抓取空的分析杯4加载到节点轨道模块33上。在用于组件和模块的固定的固定框架52的表面还可以固定独立的面壳521。

参照图9a、图9b、图9c，是本实施例中包含分析杯分配节点的样本分析系统的一个结构图的侧视及俯视图，上述样本分析系统可以由一个分析杯分配节点5、一个样本分配节点1以及两个样本分析节点2（即试剂分配及测量节点2）通过轨道装置3进行可拆卸的组合拼接，分析杯分配节点5向轨道3提供大量的分析杯4，随后通过轨道3的传输，分析杯4到达样本分配节点1，通过样本分析节点1的样本转运模块11在分析杯4内加载样本，最后到达样本分析节点2进行测定分析。

在另外一些可选的实施例中，上述样本分析系统中，轨道装置3还可以是一整条连接轨道，如图10所示，分析杯分配节点5、样本分配节点1以及试剂分配及测量节点2在轨道装置3上进行拼接组合而成。通过轨道装置3两侧的齿轮35带动载具34传输分析杯4从分析杯分配节点5运输至其他节点。

由于上述样本分配节点1、试剂分配及测量节点2、分析杯分配节点5都是具有独立框架结构的功能单元，通过不同的组合规则，可以移除节点但保留节点轨道部分而不影响样本分析系统剩余部分的正常使用，便于维护；也可以将轨道部分和节点一起拆卸移除，剩余节点通过节点轨道进行拼接使用，还可增加新的节点，从而实现上述分布式样本分析系统的自由组合和高效扩展，形成不同的样本分析系统。

实施例三

作为本发明的另一种实施方案，提出了一种样本分析系统控制方法，用于上述样本分析系统的控制，包括以下步骤：

获取任务类型和节点的状态；

根据所述任务类型和节点的状态确定节点的组合规则；

根据所述组合规则实施样本分析。

进一步的，所述根据所述组合规则实施样本分析的步骤包括：

基于所述测试路径执行样本分析。

首先，获取输入上述样本分析系统的任务类型，包括任务数目、任务项目、任务要求；同时获取上述样本分析系统的资源节点的状态，即资源节点的使用情况、是否存在异常资源等，资源节点包括样本分配节点、试剂分配及测量节点以及分析杯分配节点。

接着根据上述获取到的任务类型和资源节点的状态确定组合规则，即根据任务类型选择节点类型和数量，然后根据资源节点的状态，选取未有异常的、未被占用的节点，以满足任务的需求。组合规则包括样本优先规则、速度优先规则、资源节点优先规则。

最后根据上述组合规则实施样本分析，即将选中的节点通过轨道装置按样本分析的顺序进行组装，从而得到样本分析系统的测试路径，然后各节点通过轨道运动来相互配合进行样本分析。

整个样本分析系统控制流过程如图11所示，通过任务的数目、项目以及要求来区分不同的任务类型，随后结合各个资源节点的状态，在三种组合规则对应的控制模式中选择最优的控制模式来完成样本分析任务。这三种模式都可以选择样本在各个节点中运行的路径和顺序。比如，任务类型为急诊任务，会启用样本优先的控制模式，即节点、轨道都会优先对优先样本所处的载具进行装载、卸载、测量；而任务的样本数目较大时，可以选择速度优先模式，使得节点、轨道、载具以最高的效率分配到闲置的节点，避免资源的浪费从而达到最优的样本分配和分析速度；而当少量样本测量或测量系统不同的节点选取了不同测量项目时，优选节点优先模式，这样可以完成指定节点的分析测试，大大提高了分析效率。

此外，由于上述样本分析系统具有高自由度和高扩展性，通过上述样本分析系统控制方法可以控制多个样本分配节点1、样本分析节点2以及分析杯分配节点5通过轨道3进行自由拼接形成分布式结构，例如，如图12所示，分布式样本分析系统可以在一个分析杯分配节点5、一个样本分配节点1和两个样本分析节点2的基础上，增加多个样本分配节点1，来提高样本的提取效率；也可以继续增加多个不同或相同分析功能的样本分析节点2，以实现多个样本高效分析或不同样本的同时分析目的。整个分析系统通过轨道的延长或拼接可以自由扩展多个不同或相同功能的节点。通过上述样本分析系统控制方法控制上述样本分析系统的样本分配节点和试剂分配及测量节点的数量及组合方式，以及通过结合和连接的形式调整呈现的多种协调工作方式，均属于基于本方案的变化范畴。

实施例四

作为本发明的另一种实施方案，提出了一种样本分析方法，包括以下步骤：

由所述样本分配节点向所述分析杯中分配样本；

结束分析或重复上述步骤。

通过至少一个分析杯分配节点向轨道装置上分配分析杯，并通过轨道运输到至少一个具有独立框架结构的样本分配节点然后向分析杯分配样本；由若干具有独立框架结构的试剂分配及测量节点向分析杯分配用于检测的试剂，并由这些试剂分配及测量节点按顺序完成试剂样本混合液的测量与分析；其中，连通各个节点的轨道，用来完成分析杯在各个节点的转运和节点间的传输；设置一控制系统，用来控制分析杯分配节点、样本分配节点和试剂分配及测量节点和轨道协同工作。

本发明提供的分布式样本分析系统以分析杯作为媒介，通过采用相对独立的若干个有样本分配功能节点、相对独立的若干个试剂分配及测量节点以及节点，并通过样本分析系统控制方法控制各个节点间在轨道上的自由组合和连接，打破了传统仪器的样本分配部件、样本分析部件之间的物理配合关系的制约，实现了体积小、高效率、高自由度、高扩展性的全自动化分析系统；且由于节点可以自由的增加、自由组合连接形成不同速度和分析功能的分析系统，大幅度提高仪器结构部件利用率，并且易于安装和维护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

一种样本分析系统，其特征在于，包括：

控制装置；

受所述控制装置控制，运载分析杯的轨道装置；

配置在所述轨道装置上，向分析杯分配样本的至少一个独立的样本分配节点，所述独立的样本分配节点用于样本的吸取、转移以及排吐；

配置在所述轨道装置上，向分析杯分配检测试剂，并测量分析杯中混合液的至少两个独立的试剂分配及测量节点，所述独立的试剂分配及测量节点用于试剂的吸取、转移、排吐以及试剂和样本混合液的测量；

所述分析杯用于盛装样本、试剂和信号测量。
如权利要求1所述的样本分析系统，其特征在于，所述轨道装置包括与所述样本分配节点及试剂分配及测量节点对应的多段节点轨道，用于联通各个节点，所述多段节点轨道，为一体的同步运动结构或自由拼接组合的分体式结构。
如权利要求2所述的样本分析系统，其特征在于，所述样本分配节点包括：

样本分配控制装置；

受所述样本分配控制装置控制，吸取、转移、排吐样本到位于当前节点分析杯内的样本分配装置；

样本分配节点固定框架，用于将所述样本分配节点的各部分固定到一个独立的结构。
如权利要求3所述的样本分析系统，其特征在于，所述试剂分配及测量节点包括：

试剂分配及测量控制装置；

受所述试剂分配及测量控制装置控制，吸取、转移、排吐试剂到位于当前节点分析杯内并进行测量的试剂分配及测量装置；

试剂分配及测量节点固定框架，用于将所述试剂分配及测量节点的各部分固定到一个独立的结构。
权利要求4所述样本分析系统，其特征在于，所述分析系统具备并行性：

所述分析系统由一个样本分配节点和一个试剂分配及测量节点的组合成基本测量功能；由多于基本测量功能组合的试剂分配及测量节点和样本分配节点构成并行运行节点；

所述控制系统调配下，在多于基本测量功能组合的试剂分配及测量节点和样本分配节点故障模式下或停止运行模式下，所述的基本测量功能仍然可以实现样本的分析过程。
权利要求5所述的样本分析系统，其特征在于，将所述样本分配节点和试剂分配及测量节点根据不同的组合规则进行组合配置在所述轨道装置上，形成不同的样本分析系统。样本分析系统可通过增加所述的样本分配和试剂分配及测量节点，配置所述的轨道装置，进行扩展。
如权利要求6所述的样本分析系统，其特征在于，所述样本分析系统还包括：

分析杯分配节点，用于向将所述样本分析系统的其他节点提供分析杯。
如权利要求7所述的样本分析系统，其特征在于，所述分析杯分配节点进一步包括：

分析杯分配控制装置；

受所述分析杯分配控制装置控制，将所述分析杯有序加载到所述轨道装置上的分析杯分配装置；

分析杯分配节点固定框架，用于将所述分析杯分配节点的各部分固定到一个独立的结构。
如权利要求4所述的样本分析系统，其特征在于，所述试剂分配及测量节点还包括混匀机构，用于将样本、试剂、以及试剂和样本的混合液混合均匀。
如权利要求9所述的样本分析系统，其特征在于，所述试剂分配及测量节点还包括抓手机构和运动机构，所述抓手机构用于抓取所述轨道上或载具内的所述分析杯，所述运动机构用于带动所述抓手机构抓取的所述分析杯转运到所述试剂分配及测量节点的测量位置。
如权利要求10所述的样本分析系统，其特征在于，所述试剂分配及测量节点还包括试剂存储模块，用于存储分析试剂。
如权利要求1所述的样本分析系统，其特征在于，所述分析杯为由固体材料制成的容器，用来做为样本和试剂的分配、转移、测量的载体。
一种样本分析系统控制方法，用于如权利要求1至12任一项所述的样本分析系统的控制，其特征在于，包括以下步骤：

获取任务类型和节点的状态；

根据所述任务类型和节点的状态确定节点的组合规则；

根据所述组合规则实施样本分析。
如权利要求13所述的样本分析系统控制方法，其特征在于，所述根据所述组合规则实施样本分析的步骤包括：

根据所述组合规则规划测试路径，包括节点、轨道的选取和组合；

基于所述测试路径执行样本分析。
一种样本分析方法，用于如权利要求1至12任一项所述的样本分析系统，其特征在于，包括以下步骤：

由分析杯分配节点向轨道装置上分配分析杯，并将所述分析杯通过连通多个节点的轨道装置运送到样本分配节点；

由所述样本分配节点向所述分析杯中分配样本；

通过所述轨道装置的运动将分析杯运到试剂分配及测量节点；

由试剂分配及测量节点向分析杯分配分析试剂，并对所述分析杯内的样本与试剂的混合液进行测量和分析；

结束分析或重复上述步骤。