全自動化學發光免疫分析儀的製作方法

2023-11-06 00:26:17

專利名稱：全自動化學發光免疫分析儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種免疫分析儀，特別是關於一種全自動化學發光免疫分析儀。
背景技術：
免疫學檢測主要是利用抗原和抗體的特異性反應進行檢測的一種手段，由於其可以利用同位素、酶、化學發光物質等對檢測信號進行放大和顯示，因此常被用於檢測蛋白質、激素等微量物質。從上世紀六十年代開始，免疫分析就廣泛應用於科研及臨床領域。從最開始的放射免疫法逐步發展到酶聯免疫法、直到目前廣泛應用的化學發光免疫法。化學發光免疫分析是將化學發光或生物發光與免疫反應相結合，用於檢測微量抗原或抗體的一種新型標記免疫測定技術。化學發光免疫技術較傳統的放射免疫環保、安全， 較酶聯免疫靈敏度高、檢測範圍寬。化學發光免疫檢測環保、快速、準確等特點得到了人們的普遍認可，已成為目前臨床免疫診斷的主要手段。即便如此，化學發光免疫分析也有其受限性。化學發光免疫檢測結果的不確定性來自於實驗操作和檢測體系的影響。近年來，隨著科技水平的進步，檢測試劑和檢驗儀器的穩定性、一致性也逐步提高，影響化學發光檢測結果的主要因素就是實驗操作。目前檢驗機構大多採取人工實驗操作、半自動化學發光檢測儀檢測的方式，檢測儀器只有單一的讀取功能。人工操作存在個體差異，不但影響結果的準確性，在樣品數量繁多時也限制了檢測的通量。可以提供自動化實驗流程操作、高通量的化學發光檢測儀器成為了人們面對的一個重要課題。

發明內容
本發明的目的在於提供一種全自動化學發光免疫分析儀，它可以自動的完成化學發光免疫檢驗流程上的加樣、反應、數據讀取等一系列操作。本發明的目的通過下述技術方案實現全自動化學發光免疫分析儀，包括工作主體，及與其連接的控制計算機，在工作主體下方設有控制箱和儲物倉，所述工作主體包括
樣品倉，所述樣品倉包括由電機驅動的可控旋轉圓盤和設於可控旋轉圓盤外側的條碼掃描裝置，並且所述條碼掃描裝置通過數據線與控制計算機連接；
試劑倉，所述試劑倉包括試劑杯架和試劑杯構成的試劑盒、以及承載試劑盒的轉盤，並且在所述轉盤下方設有提供試劑盒活化溫度的溫控機構、以及用於混勻試劑杯內試劑的試劑杯混勻裝置；所述試劑杯混勻裝置包括旋轉電機，所述旋轉電機的輸出軸上固定設有混勻子；並且所述試劑杯混勻裝置連接控制混勻子靠近或遠離試劑杯的混勻器運動裝置；所述混勻子中心設有突起塊，周邊設有卡柱；所述試劑杯的杯體底部設有與所述突起塊匹配的圓柱筒形狀的凹部，所述圓柱筒形狀的凹部向外側延伸出徑向輻條構成擋片；
反應倉，所述反應倉包括圓環外出齒結構的反應管支架，在反應管支架圓環外徑處設有加注試劑的試劑臂單元、用於將反應管從反應管支架外側推至反應管支架內側的推管裝置、清洗站、底物加注裝置、檢測單元、以及廢液回收單元，在反應管支架底端設有反應管混勻裝置；所述試劑臂單元包括自動加樣裝置和針清洗裝置，所述自動加樣裝置由試劑針、針架、注射泵及運動機構組成，所述試劑針通過針架安裝在可上下或左右擺動的運動機構上； 所述試劑針連接三通閥，所述三通閥一端連接快洗泵，另一端連接注射泵；並且所述快洗泵連接有承載清洗液的洗液桶；所述針清洗裝置包括內低圓筒、外高圓筒兩個同心圓筒及與其連接的廢液桶，所述內部的低圓筒底部為實心結構，所述外部的高圓筒底部為空心結構並通過管路與廢液桶連通；所述清洗站包括支撐結構，所述支撐結構上相間地設置注液裝置和吸液裝置；所述注液裝置的下方設置與反應管匹配的反應管混勻裝置；所述支撐結構的側壁上安裝可以吸附反應管內磁珠的吸附裝置；並且所述注液裝置和吸液裝置連接控制吸液量和吸液速度的泵；所述檢測單元包括將快門、反應管懸架、檢測器件、以及運送反應管裝置；所述運送反應管裝置上設有與反應管匹配的託管結構；所述反應管混勻裝置包括用於固定反應管上端的定位子、位於反應管下方的混勻子、及控制混勻子向遠離或接觸反應管方向移動的運動控制機構，所述混勻子通過偏心結構與設有旋轉電機的混勻機構相連接。取樣/反應管自動裝載裝置，所述取樣/反應管自動裝載裝置包括設於樣品倉與反應倉之間的取樣移管臂、以及取樣移管臂下方的運送耗材盒的耗材盒運送機構；所述耗材盒上設有加樣頭和反應管，並且所述取樣移管臂下端設有由臺階密封圈構成的加樣頭固定子和反應管固定子；所述耗材盒運送機構包括橫向輸送部和縱向輸送部，所述橫向輸送部和縱向輸送部垂直相交構成相交部，所述相交部設有用於感應耗材盒位置的感應器。所述耗材盒運送機構的橫向輸送部沿工作主體的邊緣線設置；包括傳送皮帶、用於託起傳送皮帶的託輥、以及與傳送皮帶連接的動力輸出裝置。所述耗材盒運送機構的縱向輸送部設於樣品倉與反應倉之間，位於取樣移管臂的垂直下方；所述耗材盒運送機構的縱向輸送部包括導向槓、絲槓和傳送塊，所述傳送塊的上表面的一端凸起形成耗材盒推塊，所述傳送塊上設有兩個平行的螺孔，所述導向槓和絲槓分別從所述螺孔穿過。所述試劑倉內的轉盤包括中心圓形凸臺盤、以及圍繞轉盤圓心均勻分布排列的若干擋板結構；所述擋板結構的一端與中心圓形凸臺盤的側壁連接，軸線處於轉盤的半徑上， 另一端連接轉盤的邊緣。所述擋板結構由連接於中心圓形凸臺盤側壁的斜下板、以及與斜下板連接的T型板構成，所述斜下板與T型板之間設置有圓柱體，所述圓柱體的中心線與試劑倉的底面垂直、與斜下板的軸線垂直、與T型板的軸線垂直。所述圓柱體為中空圓管。所述試劑倉內的試劑杯架設置有容納試劑杯的通孔，所述試劑杯架的兩個相對側面上設置有與試劑倉內的圓柱體外壁相互匹配的圓弧形截面凹槽。所述反應管的開口端的相對兩側設有兩個用於反應管懸掛支撐的缺口狀的固定塊，所述固定塊由反應管的開口端外壁向一側延伸出的4個「面」包圍而成；所述4個「面」 包圍形成的固定塊的內腔和反應管的內腔為貫穿一體的空腔。綜上所述，本發明與現有技術相比，具有如下優點
(1)、本發明實現了從反應管裝載、樣品自動加注、試劑自動加注、反應液孵育反應、反應液自動清洗、反應結果檢測和分析的免疫反應過程全自動化操作，全自動化操作減少了人為因素對實驗的影響，提高了靈敏度。(2)、本發明的耗材盒運行機構為橫向輸送部和縱向輸送部的折線形，耗材盒的運行行程較長，一次可上四個耗材盒，自動化程度高。(3)、本發明的試劑倉內，轉盤設有圓柱體，試劑杯架表面設有相匹配的凹槽，這種配合機構可有效的減少試劑盒的抖動，使試劑盒可以更加穩固的放置於試劑倉內。(4)本發明的各個部件設計巧妙，通過相互配合便於系統集成實現自動化，可並且在此發明基礎上還可以形成更多自動化功能的設備。


圖1是本發明儀器的基本組成示意圖。圖2是本發明儀器的正面剖視圖。圖3和圖4為本發明工作主體的結構示意圖。圖5是本發明儀器的樣品架的局部示意圖。圖6是本發明試劑盒的試劑杯架的結構示意圖。圖7是本發明試劑倉的俯視圖。圖8是本發明試劑倉的結構示意圖。圖9是本發明放置有試劑盒的試劑倉的局部結構示意圖。圖10是本發明試劑盒的試劑杯的結構示意圖。圖11是本發明的試劑杯混勻裝置的結構示意圖。圖12和圖13是本發明儀器的反應管的結構示意圖。圖14是本發明儀器的反應管混勻裝置的結構示意圖。圖15是本發明儀器的針清洗裝置的結構示意圖。圖16是本發明儀器的推管裝置的結構示意圖。圖17是本發明儀器的清洗站的結構示意圖。圖18是本發明儀器的檢測單元的結構示意圖。圖19是本發明儀器的取樣移管臂支架的結構示意圖。圖20和圖21是本發明儀器的承載反應管/加樣頭的耗材盒的結構示意圖。圖22是本發明儀器的取樣移管臂的結構示意圖。圖23是本發明儀器取樣移管臂獲取加樣頭的結構示意圖。圖M是本發明儀器取樣移管臂獲取反應管的結構示意圖。圖25是本發明儀器取樣移管臂的卸載加樣頭的結構示意圖。圖沈是本發明耗材盒運送機構的結構示意圖。圖27是本發明載有耗材盒的耗材盒運送機構的結構示意圖。圖觀是本發明全自動化學發光免疫分析儀的工作流程圖。圖中各部件對應的名稱1-工作主體，11-樣品倉，111-樣品架，112-樣品管， 13-第一試劑臂單元，15-第二試劑臂單元，151-第二試劑臂的針清洗裝置，152-第二試劑臂的自動加樣裝置，16-第二清洗站，18-耗材盒運送機構，191-底物加注裝置，192-廢液回收單元，20-控制計算機，2-取樣/反應管自動裝載裝置，21-反應管，22-取樣移管臂， 221-反應管固定子，222-加樣頭固定子，223-卸載加樣頭裝置，23-耗材盒，24-橫向移動滑
6軌，25-徑向移動滑軌，26-垂直移動滑軌，27-加樣頭，30-儲物倉，3-試劑倉，31-試劑杯混勻裝置，311-旋轉電機，312-混勻子，313-混勻器運動裝置，32-洗液桶和廢液桶，320-試劑杯，321-試劑杯架，33-反應管回收桶，34-加樣頭回收桶，40-控制箱，4-反應倉，41-第一試劑臂的針清洗裝置，411-較低圓筒組成的洗針區，42-反應管混勻裝置，421-旋轉電機， 424-反應管支架，43-推管裝置，44-第一清洗站，441-吸附裝置，442-吸液裝置，443-注液裝置，45-檢測單元，451-託管結構，452-快門，453-檢測器件，454-反應管懸架，455-檢測單元的運送反應管裝置，51-圓形凸臺盤，52-擋板結構，53-斜下板，54-T型板，55-圓柱體， 61-橫向輸送部，62-縱向輸送部，63-相交部，64-耗材盒推塊，65-傳送塊，66-斜板，67-矩形框。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。本發明相關各部件的名詞解釋
1)樣品管111，標準13X75mm樣品管或樣品杯。2)樣品架112，兼容標準13X75mm樣品管或樣品杯，每個樣品架可裝載6 個樣品管，樣品架可單獨裝載。3)樣品倉11，用於承載樣品架的迴轉圓盤，可裝載10個樣品架。4)取樣移管臂22，設置在取樣移管臂支架上，集成了自動加樣功能和反應管裝載功能的自動加樣和裝載機構。5)控制箱40，系統電子控制及驅動單元。6)卸載加樣頭裝置223，移除廢棄加樣頭的裝置。通常在耗材盒運行機構的附近設置一圓孔，並且該圓孔與加樣頭回收桶34連通。如圖25所示，本發明儀器取樣移管臂的卸載加樣頭一種實施例的結構示意圖。當加樣頭使用後需要拋棄時，帶有加樣頭的取樣移管臂22運行到卸載加樣頭裝置223上方，將加樣頭部分插入到卸載加樣頭裝置223 的圓孔中後，取樣移管臂22繼續運行，使加樣頭稍微傾斜，即可以使加樣頭自動從取樣移管臂上脫落，從圓孔落入到加樣頭回收桶34。7)反應管混勻裝置42，如圖14所示，包括用於固定反應管上端的定位子、 設於反應倉反應管支架下方的混勻子、及控制混勻子向遠離或接觸反應管方向移動的運動控制機構，所述混勻子通過偏心結構與設有旋轉電機421的混勻機構相連接；因此可以通過渦旋方式對反應管內的樣品和試劑的進行混勻。8)試劑杯混勻裝置31，設於試劑倉內轉盤下方，如圖11所示，包括旋轉電機311，所述旋轉電機311轉軸上固定設有混勻子，並且所述混勻裝置還連接有控制混勻子靠近或遠離試劑杯的混勻器運動裝置313。所述混勻子312頂部的中心設有突起塊，周邊設有卡柱，卡柱的數量為3個；本實施例所述突起塊具體結構可以設置成圓錐臺與圓柱體疊合而成的幾何體。如圖10所示，試劑杯底部設置圓柱筒形的凹部，及由凹部向外延伸出的徑向輻條構成的擋片。所述圓柱筒形的凹部的大小設置為恰好可以將突起塊容納於其中。 當試劑杯需要混勻時，具有突起塊的混勻子可以上升至與試劑杯底部接觸，通過混勻子的突起塊與試劑杯底部的凹部之間，以及卡柱與擋片之間的協同配合，混勻子旋轉時可以帶動試劑杯同軸旋轉，從而使試劑杯內物質混勻。9)第一試劑臂的針清洗裝置41，對第一試劑臂的試劑針進行清洗。10)第一試劑臂單元13，加注第一試劑的可垂直運動和迴轉運動的機構。11) 推管裝置43，根據一步法和兩步法設定，操縱反應管是否進入第一清洗站 44。如圖16所示，反應倉的反應管支架為圓環外出齒結構，並且所述圓環外鋸齒的長度可以容納懸掛兩個反應管。推管裝置43通過操縱是否將反應管推入反應管支架的內層，從而控制反應管是否進入第一清洗站。12) 第一清洗站44，集成了吸廢液結構、磁珠吸附結構、加注清洗液結構和混勻結構的磁吸附清洗單元，用於兩步法中第一步的清洗過程。如圖17所示，為清洗站的結構示意圖。13)第二試劑臂單元15，加注第二試劑的可垂直運動和迴轉運動的機構。14)第二試劑臂的針清洗裝置151，對第二試劑臂的試劑針進行清洗。15) 第二清洗站單元16，集成了吸廢液結構、磁珠吸附結構、加注清洗液結構和混勻結構的磁吸附清洗單元。16)底物加注裝置191，用於加注發光反應底物。底物加注裝置191設於反應倉 4的圓周上，在反應管經過清洗站後、到達檢測單元45之前，向反應管21內加注底物。該底物加注裝置191由泵和管路組成。17)檢測單元45，對加注了發光底物的反應管進行發光檢測。18)廢液回收單元192，回收檢測結束的反應管中的反應液。19)耗材盒23，用於承載反應管和加樣頭的耗材支架。20) 加樣頭27，標準300uL加樣頭。21)反應管21，用於承載樣品和試劑的混合物的透明載體。本發明反應管的開口端的相對兩側設有兩個用於反應管懸掛支撐的缺口狀的固定塊，所述固定塊由反應管的開口端外壁向一側延伸出的4個「面」包圍而成；所述4個「面」包圍形成的固定塊的內腔和反應管的內腔為貫穿一體的空腔。兩個固定塊的設置方便反應管可以懸掛在反應倉的反應管支架上。如圖13所示，每個固定塊與反應管之間沒有壁面隔斷而構成相通的腔體。這種結構的設置的好處在於當需要移取反應管時，取樣移管臂需要插入到反應管中使取樣移管臂的反應管固定子與反應管口的內壁緊密接觸，然後將反應管提起。由於固定塊呈缺口狀，當取樣移管臂插入反應管的瞬間，反應管內氣體可以從兩側缺口排出，因此減少了取樣移管臂插入反應管的阻力，使移管更加順利；同時也減少了反應管固定子的磨損，可以延長其使用壽命。實施例1
如圖ι所示，本發明儀器主要由工作主體1、與工作主體連接的控制計算機20組成，在工作主體下方設有儲物倉30和控制箱40。如圖2所示，儲物倉30內設置清洗液和廢液桶32、反應管回收桶33、加樣頭回收桶34。控制箱40內部可以設置製冷單元50和電源箱60。所述控制計算機20可以根據情況配置觸摸式顯示屏或普通顯示器。如圖3和圖4所示，為工作主體1的結構示意圖。所述工作主體1包括以下組成部分樣品倉11、試劑倉3、反應倉4、取樣/反應管自動裝載裝置2。
樣品倉11，用於樣品存貯，包括可控旋轉圓盤和條碼掃描裝置，旋轉圓盤由一電機控制轉速和方向。條碼掃描裝置位於圓盤外，可掃描放入樣品倉11的樣品管外側的條碼， 通過數據線反饋給控制計算機，通過計算機來控制該樣品管的實驗流程。如圖5所示，在樣品倉11的可控旋轉圓盤的圓周上設置有樣品架112，樣品架上可放置樣品管111。
試劑倉3，所述試劑倉包括試劑杯架和試劑杯構成的試劑盒、以及承載試劑盒的轉盤， 並且在所述轉盤下方設有提供試劑盒活化溫度的溫控機構、以及用於混勻試劑杯內試劑的試劑杯混勻裝置31。轉盤可以繞軸心轉動，試劑盒沿轉盤圓周均布，溫控機構位於試劑盒底部，可對試劑進行冷藏保存。試劑杯架中可放置3個試劑杯，試劑杯底部有與試劑杯混勻裝置配合的結構，該結構可與試劑杯混勻裝置31配合完成磁珠混勻。
如圖7、8和9所示，所述試劑倉3內的轉盤包括中心圓形凸臺盤51、以及圍繞轉盤圓心均勻分布排列的若干擋板結構52 ；相鄰的兩個擋板結構52構成一個託槽。一般將試劑盒放置在託槽內，即可。所述擋板結構的一端與中心圓形凸臺盤的側壁連接，軸線處於轉盤的半徑上，另一端連接轉盤的邊緣。所述擋板結構52由連接於中心圓形凸臺盤側壁的斜下板53、以及與斜下板連接的T型板M構成，所述斜下板53與T型板M之間設置有中空圓管構成的圓柱體55，所述圓柱體的中心線與試劑倉的底面垂直、與斜下板的軸線垂直、與 T型板的軸線垂直。如圖6所示，所述試劑倉內的試劑杯架設置有容納試劑杯的通孔，所述試劑杯架的兩個相對側面上設置有與試劑倉內的圓柱體外壁相互匹配的圓弧形截面凹槽。試劑倉在使用時，我們將裝有試劑杯的試劑杯架插設在相鄰兩個擋板結構之間， 由於試劑杯架的側壁設置與試劑倉內的圓柱體外壁相互匹配的圓弧形截面凹槽。因此，試劑杯架的圓弧形截面凹槽與圓柱體可以相互貼合，緊密接觸，這種圓柱體與圓弧形截面凹槽的設計，可有效的減少試劑杯架的抖動。試劑倉內轉盤的兩個擋板結構之間放置試劑杯架的部位下方也設置通孔，通孔內埋設提供試劑盒活化溫度的溫控機構、以及用於混勻試劑杯內試劑的試劑杯混勻裝置31。 如圖11所示，所述試劑杯混勻裝置包括旋轉電機311，所述旋轉電機的輸出軸上固定設有混勻子；並且所述試劑杯混勻裝置連接控制混勻子靠近或遠離試劑杯的混勻器運動裝置 313 ；所述混勻子中心設有突起塊，周邊設有3個卡柱；所述突起塊具體結構可以設置成圓錐臺與圓柱體疊合而成的幾何體。如圖10所示，所述試劑杯的杯體底部設有與所述突起塊匹配的圓柱筒形狀的凹部，所述圓柱筒形狀的凹部向外側延伸出徑向輻條構成擋片。所述圓柱筒形的凹部的大小設置為恰好可以將突起塊容納於其中。當試劑杯需要混勻時，具有突起塊的混勻子可以上升至與試劑杯底部接觸，通過混勻子的突起塊與試劑杯底部的凹部之間，以及卡柱與擋片之間的協同配合，使混勻裝置上升接觸到試劑杯後可以自動卡和到試劑杯上，並帶動試劑杯旋轉。即混勻子旋轉時可以帶動試劑杯同軸旋轉，從而使試劑杯內物質混勻。混勻子312部分的上下移動由與其連接的混勻器運動裝置313帶動。反應倉4，所述反應倉包括圓環外出齒結構的反應管支架424，在反應管支架圓環外徑處設有加注試劑的試劑臂單元13和15、用於將反應管從反應管支架外側推至反應管支架內側的推管裝置43、清洗站16和44、底物加注裝置191、檢測單元45、以及廢液回收單元192及反應管丟棄裝置，在反應管支架底端設有反應管混勻裝置42。如圖16所示，圓形外出齒結構的反應管支架，外出齒均布於反應管架外周，反應管可通過側壁的固定塊掛置於反應管支架上。反應管支架外出齒深度可容納至少兩個反應管，此設計使本發明可適用於一步法及兩步法反應。一步法和兩步法的差異在於一步法加入試劑後溫浴一次、經清洗後進檢測單元檢測，兩步法加入試劑溫浴清洗後會再加入試劑進行溫浴，然後進檢測單元檢測。為了提供反應管內物質的溫育所需溫度，可以在反應倉內反應管支架下方設置溫控機構構成溫浴倉。為了滿足兩種不同溫度的需要，設置第一溫浴倉和第二溫浴倉，共兩個溫浴倉。所述試劑臂單元包括自動加樣裝置和針清洗裝置。所述自動加樣裝置由試劑針、 針架、注射泵及運動機構組成，所述試劑針通過針架安裝在可上下或左右擺動的運動機構上；所述試劑針連接三通閥，所述三通閥一端連接快洗泵，另一端連接注射泵；並且所述快洗泵連接有承載清洗液的洗液桶。所述試劑臂單元的運動機構由兩電機及運動輔件組成， 其中一電機控制試劑臂單元的上下運動，另一電機控制試劑臂單元沿軸線方向左右擺動， 試劑臂單元擺動圓周與試劑倉3和反應倉4的交點即為試劑倉的取樣位和反應倉的注射位。因此，試劑臂單元的主要功能在於，從試劑倉中抽取試劑，注射到反應倉的反應管中。 試劑針在三通閥內可轉換連接方向，當試劑針與注射泵連接，可通過注射泵的控制完成試劑的吸取和排放；當試劑針與快洗泵連接時，可快速排出清洗液。針清洗裝置151和41位於試劑臂單元的擺動圓周上，試劑針需要更換取放試劑時，需在針清洗裝置151和41進行試劑針的清洗，避免交叉汙染。如圖15所示，針清洗裝置由內低外高兩個同心圓筒組成，其中內部較低圓筒直徑比試劑針稍大，組成洗針區411， 底部實心；外部較高圓筒底部空心，通過管路與廢液桶連通。試劑針清洗時，先將針體插入內部較低圓筒411中，然後試劑針排出清洗液，此時清洗液通過反覆排放對試劑針及管路內壁進行清洗，從試劑針排出的清洗液逐步在內部較低圓筒411底部堆積，直到溢出內部較低圓筒411、從外部較高圓的空心底部排出。在清洗液不斷從內部較低圓筒溢出的過程中，清洗液也不斷衝刷著試劑針的外壁，達到清洗的目的。圖14所示是本實施例的反應管混勻裝置，所述反應管混勻裝置包括固定反應管上端的定位子、位於反應管下方的混勻子、及控制混勻子向遠離或接觸反應管方向移動的運動控制機構，所述混勻子通過偏心結構與設有旋轉電機421的混勻機構相連接。混勻子通過偏心結構與設有旋轉電機421的混勻機構相連接，因此通過其偏心旋轉，使固定在固定子上的反應管內的物質在渦旋狀態下混勻。反應管混勻裝置不工作時，上述混勻裝置套件位於掛在反應管支架的反應管21下，與反應管21有一段距離，需要對反應管21進行混勻操作時，混勻套件在反應管混勻裝置的另一電機推動下整體向上運動，使混勻子推動反應管21直到其頂部靠緊在固定子上。反應管混勻裝置42位於反應倉圓盤上的固定位置， 用於加試劑後的體系混勻。如圖16所示為本實施例的推管裝置43，推管裝置43位於反應倉4圓周外側，靠近反應管支架424，其位置在第一清洗站44前，用於區分一步法和兩步法反應。推管裝置由一電機或電磁鐵及運動輔件組成，工作時可將掛於反應管支架外側的反應管21推至反應管架內側。當使用一步法時，不需要進行兩次加樣清洗，需要使用推管裝置將反應管21推至反應管架內側，避開清洗站44 ；當使用兩步法時，則推管裝置43不工作，反應管21 —次通過兩個磁吸附清洗站。如圖17所示為本實施例的清洗站，設置2個清洗站，可以兼容兩步法反應的實驗。
10本實施例清洗站16和44包括支撐結構，所述支撐結構上相間地設置3組注液裝置443和、 4組吸液裝置442 ；所述注液裝置443的下方設置與反應管匹配的反應管混勻裝置42 ；所述支撐結構的側壁上安裝可以吸附反應管內磁珠的吸附裝置441 ；並且所述注液裝置和吸液裝置連接控制吸液量和吸液速度的泵。反應管混勻裝置42可通過兩個電機的組合工作完成液體的混勻。反應管21通過第一清洗站44時，先經過吸液裝置吸取反應廢液並排放到廢液回收單元192中，再通過注液裝置443添加加清洗液，之後反應管混勻裝置42將體系渦旋混勻，然後再進入下一吸液裝置吸取清洗廢液，注液裝置443排放到反應管21中，反應管混勻裝置42將體系渦旋混勻的清洗操作，如此多次循環進行清洗操作。在上述清洗操作過程中，磁鐵都在側壁對反應管中包被特異性探針的磁珠進行吸附。底物加注裝置191位於反應倉4圓周上，在反應管經過清洗站清洗後、到達檢測單元45之前，底物加注裝置191 向反應管21內加注底物。該底物加注裝置由泵和管路組成。 如圖4和18所示，檢測單元45位於反應倉4圓周外，檢測單元45包括運送反應管裝置455、快門452、反應管懸架454、檢測器件453。運送反應管裝置455可在xz平面內做二維運動，其包括兩個電機、與反應管匹配的託管結構451及相應輔件。託管機構為一凹槽型結構，其凹槽內壁尺寸較反應管21外壁要大，可使反應管21底部有容差的插入凹槽中。 託管機構通過輔件與電機連接，在電機作用下可在XZ平面內運動。檢測時運送反應管裝置 455先運動至待檢測反應管21下，在電機作用下託起反應管21，使之離開反應管支架，之後運送反應管裝置455沿χ軸移動，至反應管21位於檢測倉的反應管懸架妨4上後，運送反應管裝置455向下運動，使反應管21側壁突起掛在檢測倉反應管懸架妨4上。快門452由一電機及運動輔件組成，可沿y軸運動，起密封作用。實施例中當反應管21掛在檢測倉反應管懸架妨4上之後，快門452迅速關閉，將反應管21置於快門452和檢測器件453的密閉空間內。此時檢測器件453啟動檢測，將檢測數據通過數據傳輸線反饋給控制計算機。檢測完畢，快門452開啟，反應管21通過運送反應管裝置455送回至反應管支架，隨著反應管支架的轉動，掛於反應管支架經檢測後的反應管21通過位於反應倉4底部的導向槽被導送至反應管丟棄裝置，到反應管21離開反應倉，單個樣本的實驗檢測工作完成。
取樣/反應管自動裝載裝置2，所述取樣/反應管自動裝載裝置包括設於樣品倉與反應倉之間的取樣移管臂22、取樣移管臂下方的運送耗材盒23的耗材盒運送機構18、及卸載加樣頭裝置223 ；所述耗材盒上設有加樣頭27和反應管21，並且所述取樣移管臂下端設有由臺階密封圈構成的加樣頭固定子222和反應管固定子221。所述耗材盒運送機構包括橫向輸送部61和縱向輸送部62，所述橫向輸送部和縱向輸送部垂直相交構成相交部63，所述相交部設有用於感應耗材盒位置的感應器。所述耗材盒運送機構的橫向輸送部沿工作主體的邊緣線設置；包括傳送皮帶、用於託起傳送皮帶的託輥、以及與傳送皮帶連接的動力輸出裝置。所述耗材盒運送機構的縱向輸送部設於樣品倉與反應倉之間，位於取樣移管臂的垂直下方。所述耗材盒運送機構的縱向輸送部包括導向槓、絲槓和傳送塊，所述傳送塊的上表面的一端凸起形成耗材盒推塊64，所述傳送塊65上設有兩個平行的螺孔，所述導向槓和絲槓分別從所述螺孔穿過。具體實施時，在縱向輸送部62的末端還設置有斜板66，斜板連接矩形框67，並且所述矩形框67與耗材盒回收桶連通。實驗開始前，用戶將耗材盒23放置於橫向輸送部61的傳送皮帶上，通過橫向輸送部的傳送皮帶傳送至相交部63，此時感應器可以感應到耗材盒的所在位置；於是，縱向輸送部62的耗材盒推塊被啟動，在絲槓及傳送塊的帶動下，推動耗材盒23沿導向槓運動，將耗材盒23送至取樣移管臂22下方停止。如圖19所示，取樣移管臂22設置在由橫向移動滑軌M和垂直移動滑軌沈組成的取樣移管臂支架上。取樣移管臂22固定在垂直移動滑軌沈上，垂直移動滑軌沈固定在橫向移動滑軌M上，通過兩導軌的運動實現取樣移管臂22在二維垂直平面內的運動。當耗材盒上的反應管和加樣頭消耗完後，耗材盒推塊64啟動將耗材盒由斜板66，並經矩形框67送入耗材盒回收桶。如圖20和圖21所示是本實施例使用的耗材盒，所述耗材盒可同時容納加樣頭和反應管；本實施例中耗材盒一半盛放加樣頭27，一半盛放反應管21 ；如耗材盒設有10列孔位，5列為裝載反應管21的反應管孔位，另5列為裝載加樣頭的加樣頭孔位。如圖12和圖13所示是本實施例適用的反應管21，該反應管內部為圓形，外壁為方形，所述反應管的開口端的相對兩側設有兩個用於反應管懸掛支撐的缺口狀的固定塊，所述固定塊由反應管的開口端外壁向一側延伸出的4個「面」包圍而成；所述4個「面」包圍形成的固定塊的內腔和反應管的內腔為貫穿一體的空腔。固定塊的設置可以將反應管固定在反應倉的反應管支架上，或者檢測單元的反應管懸架上。另外，由於固定塊的內腔和反應管內腔貫通，使得取樣移管臂移取反應管時，阻力較小，使得反應管固定子更加順利地嵌入貼合到反應管的管口。圖22所示為本實施例取樣移管臂22，它包括電機、活塞，其末端設有由兩級裝有密封圈的臺階構成的反應管固定子221和加樣頭固定子222，其中靠近末端的臺階加樣頭固定子222直徑比反應管固定子小。如圖23、對和25所示，為本發明取樣移管臂的工作狀態圖。如圖23所示，為加樣頭固定子222套入加樣頭進行加樣或取樣的示意圖。如圖M所示，反應管固定子221套入反應管21準備移動反應管的示意圖。如圖25所示，為取樣移管臂在卸載加樣頭裝置223 中卸加樣頭的工作示意圖。實施中根據發明儀器適用的反應模式確定試劑臂單元、試劑臂針清洗裝置和清洗站的數量。本發明在實際工作中，各樣本的檢測是串行依次進行的，為提高檢測通量，上述各機構在試驗過程中始終是根據檢測指標，按照設定的工作程序並行進行工作。如圖觀所示，是本發明的流程程序圖。本實施例試劑臂單元的數量為兩個第一試劑臂單元13和第二試劑臂單元15 ；相應的針清洗裝置為第一試劑臂的針清洗裝置41和第二試劑臂的針清洗裝置151。清洗站數量為兩個第一清洗站44和第二清洗站16。本實施例的運行流程是如圖27所示，在實驗前將所述耗材盒裝入耗材盒運送機構橫向輸送裝置91的傳送皮帶上，根據實驗情況可以同時放置多個耗材盒。承載反應管/ 加樣頭的耗材盒在沿橫向輸送裝置91的傳送皮帶作用下移動，耗材盒運送到相交部63時， 縱向輸送部62的耗材盒推塊64啟動，在絲槓作用下將耗材盒沿到縱向輸送部的導向槓運送，直到耗材盒第一排位於取樣移管臂22平面下。如圖19所示，之後取樣移管臂22在取樣移管臂支架的垂直移動滑和橫向移動滑軌作用下向加樣頭位置移動，直到位於目標加樣頭正上方，然後在垂直移動滑軌作用下向目標加樣頭嵌入，直到取樣移管臂的臺階加樣頭固定子222與加樣頭密封連接。之後取樣移管臂在移動到樣品倉11的取樣位，向下移動至加樣頭沒入樣品中，然後取樣移管臂22電機反轉，通過加樣頭吸取樣品，吸樣結束後，取樣移管臂移動到耗材盒上目標反應管21正上方，向下移動到加樣頭進入反應管21中，然後取樣移管臂22電機正轉，通過加樣頭排出樣品。排樣後的取樣移管臂移動到卸載加樣頭裝置 223，取樣移管臂稍向側邊移動，加樣頭即可以被卸載到卸載加樣頭裝置223中。取樣後的取樣移管臂移到加載樣品後的反應管21上，向下插入反應管21中，通過臺階反應管固定字 221的密封圈緊密連接。之後取樣移管臂移動至反應倉4的置管位，將反應管21卸載掛在反應管支架上，單一樣品管取樣/移管過程結束。當需要進行多管加樣及移管時，當前排反應管用罄後，耗材盒在耗材盒運行機構的縱向輸送部作用下移動，直到新的一排反應管位於取樣移管臂運動平面內。當一個耗材盒上的加樣頭和反應管用完後，耗材盒推塊64啟動將耗材盒由斜板66，並經矩形框67送入耗材盒回收桶。同時，下一個耗材盒由橫向輸送部運送過來，啟動下一輪循環。承載了樣品的反應管被懸掛在反應倉上後，反應倉內的第一試劑臂單元13向反應管中加注第一試劑。此時如果程序設定為一步法，則直接由反應管混勻裝置將反應管內物質混勻；如果程序設定為二步法，則先經過第二試劑臂單元15向反應管中加注第二試劑，再由反應管混勻裝置將反應管內物質混勻。混勻後的反應管進入反應倉的第一溫浴倉進行第一溫浴反應。溫育結束後，如果程序設定為一步法，反應管直接被送入第二溫浴倉進行第二溫浴反應。如果程序設定為兩步法，第一溫浴反應結束後的反應管先被送入第一清洗站，經第一清洗站清洗三次後，由第二試劑臂單元加注第二試劑到反應管，再送入第二溫浴倉進行第二溫浴反應。第二溫浴反應結束後，送入第二清洗站進行清洗，清洗結束後，由底物加注裝置 191向反應管中加注發光反應底物。然後由反應管混勻裝置將反應管內物質混勻，混勻後， 將反應管送入檢測單元進行檢測。檢測結束後，反應管被導向反應管丟棄裝置；至此，一個反應管的檢測結束。如上所述，便可較好的實現本發明。
權利要求
1.全自動化學發光免疫分析儀，包括工作主體，及與其連接的控制計算機，在工作主體下方設有控制箱和儲物倉，其特徵在於，所述工作主體包括樣品倉(11)，所述樣品倉包括由電機驅動的可控旋轉圓盤和設於可控旋轉圓盤外側的條碼掃描裝置，並且所述條碼掃描裝置通過數據線與控制計算機連接；試劑倉(3)，所述試劑倉包括試劑杯架和試劑杯構成的試劑盒、以及承載試劑盒的轉盤，並且在所述轉盤下方設有提供試劑盒活化溫度的溫控機構、以及用於混勻試劑杯內試劑的試劑杯混勻裝置(31);所述試劑杯混勻裝置包括旋轉電機(311)，所述旋轉電機的輸出軸上固定設有混勻子；並且所述試劑杯混勻裝置連接控制混勻子靠近或遠離試劑杯的混勻器運動裝置(313)；所述混勻子中心設有突起塊，周邊設有卡柱；所述試劑杯的杯體底部設有與所述突起塊匹配的圓柱筒形狀的凹部，所述圓柱筒形狀的凹部向外側延伸出徑向輻條構成擋片；反應倉(4)，所述反應倉包括圓環外出齒結構的反應管支架(4 )，在反應管支架圓環外徑處設有加注試劑的試劑臂單元(13，15)、用於將反應管從反應管支架外側推至反應管支架內側的推管裝置(43)、清洗站(16，44)、底物加注裝置(191)、檢測單元(45)、以及廢液回收單元(192)，在反應管支架底端設有反應管混勻裝置(42);所述試劑臂單元包括自動加樣裝置和針清洗裝置，所述自動加樣裝置由試劑針、針架、注射泵及運動機構組成，所述試劑針通過針架安裝在可上下或左右擺動的運動機構上；所述試劑針連接三通閥，所述三通閥一端連接快洗泵，另一端連接注射泵；並且所述快洗泵連接有承載清洗液的洗液桶；所述針清洗裝置包括內低圓筒、外高圓筒兩個同心圓筒及與其連接的廢液桶，所述內部的低圓筒底部為實心結構，所述外部的高圓筒底部為空心結構並通過管路與廢液桶連通；所述清洗站包括支撐結構，所述支撐結構上相間地設置注液裝置(443)和吸液裝置(442)；所述注液裝置(443)的下方設置與反應管匹配的反應管混勻裝置(42)；所述支撐結構的側壁上安裝可以吸附反應管內磁珠的吸附裝置(441)；並且所述注液裝置和吸液裝置連接控制吸液量和吸液速度的泵；所述檢測單元(45)包括將快門(452)、反應管懸架(妨4)、檢測器件 (453)、以及運送反應管裝置(455);所述運送反應管裝置(455)上設有與反應管匹配的託管結構(451);所述反應管混勻裝置(42)包括用於固定反應管上端的定位子、位於反應管下方的混勻子、及控制混勻子向遠離或接觸反應管方向移動的運動控制機構，所述混勻子通過偏心結構與設有旋轉電機的混勻機構相連接；取樣/反應管自動裝載裝置(2 )，所述取樣/反應管自動裝載裝置包括設於樣品倉與反應倉之間的取樣移管臂(22)、以及取樣移管臂下方的運送耗材盒(23)的耗材盒運送機構 (18);所述耗材盒上設有加樣頭07)和反應管(21)，並且所述取樣移管臂下端設有由臺階密封圈構成的加樣頭固定子(222)和反應管固定子(221);所述耗材盒運送機構包括橫向輸送部(61)和縱向輸送部(62)，所述橫向輸送部和縱向輸送部垂直相交構成相交部(63)，所述相交部設有用於感應耗材盒位置的感應器。
2.根據權利要求1所述的全自動化學發光免疫分析儀，其特徵在於，所述耗材盒運送機構的橫向輸送部沿工作主體的邊緣線設置；包括傳送皮帶、用於託起傳送皮帶的託輥、以及與傳送皮帶連接的動力輸出裝置。
3.根據權利要求2所述的全自動化學發光免疫分析儀，其特徵在於，所述耗材盒運送機構的縱向輸送部設於樣品倉與反應倉之間，位於取樣移管臂的垂直下方；所述耗材盒運送機構的縱向輸送部包括導向槓、絲槓和傳送塊，所述傳送塊(65)的上表面的一端凸起形成耗材盒推塊(64)，所述傳送塊上設有兩個平行的螺孔，所述導向槓和絲槓分別從所述螺孔穿過。
4.根據權利要求1所述的全自動化學發光免疫分析儀，其特徵在於，所述試劑倉(3)內的轉盤包括中心圓形凸臺盤(51)、以及圍繞轉盤圓心均勻分布排列的若干擋板結構(52)； 所述擋板結構的一端與中心圓形凸臺盤的側壁連接，軸線處於轉盤的半徑上，另一端連接轉盤的邊緣。
5.根據權利要求4所述的全自動化學發光免疫分析儀，其特徵在於，所述擋板結構由連接於中心圓形凸臺盤側壁的斜下板(53)、以及與斜下板連接的T型板(54)構成，所述斜下板與T型板之間設置有圓柱體(55)，所述圓柱體的中心線與試劑倉的底面垂直、與斜下板的軸線垂直、與T型板的軸線垂直。
6.根據權利要求5所述的全自動化學發光免疫分析儀，其特徵在於，所述圓柱體(55) 為中空圓管。
7.根據權利要求6所述的全自動化學發光免疫分析儀，其特徵在於，所述試劑倉內的試劑杯架設置有容納試劑杯的通孔，所述試劑杯架的兩個相對側面上設置有與試劑倉內的圓柱體外壁相互匹配的圓弧形截面凹槽。
8.根據權利要求1-7任一項所述的全自動化學發光免疫分析儀，其特徵在於，所述反應管的開口端的相對兩側設有兩個用於反應管懸掛支撐的缺口狀的固定塊，所述固定塊由反應管的開口端外壁向一側延伸出的4個「面」包圍而成；所述4個「面」包圍形成的固定塊的內腔和反應管的內腔為貫穿一體的空腔。
全文摘要
本發明公開了全自動化學發光免疫分析儀，本發明儀器主要由工作主體、與工作主體連接的控制計算機組成，在工作主體下方設有儲物倉和控制箱。本發明實現了從反應管裝載、樣品自動加注、試劑自動加注、反應液孵育反應、反應液自動清洗、反應結果檢測和分析的免疫反應過程全自動化操作，全自動化操作減少了人為因素對實驗的影響，提高了靈敏度。本發明的各個部件設計巧妙，通過相互配合便於系統集成實現自動化，可並且在此發明基礎上還可以形成更多自動化功能的設備。
文檔編號G01N35/04GK102419375SQ20111024370
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月24日 優先權日2011年8月24日
發明者劉春豔, 吳永傑, 唐勇, 宋小波, 張雷, 張穎, 徐輝, 楊衛平, 王憲華 申請人:四川邁克生物科技股份有限公司