CN102998473B

CN102998473B - 全自动化学发光免疫分析仪

Info

Publication number: CN102998473B
Application number: CN201210556838.XA
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Beijing Leadman Biochemistry Co Ltd
Current assignee: Beijing Leadman Biochemistry Co Ltd
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2032-12-19
Also published as: CN102998473A

Abstract

一种全自动化学发光免疫分析仪，包括进样部分、反应控制部分和光学检测部分，进样部分包括反应杯储仓、样品输送装置、试剂盘、样品稀释装置、机械抓手、样本针、试剂针、磁珠搅拌机构、稀释液针和稀释液仓；反应控制部分由反应杯温育盘、磁珠清洗盘组成；光学检测部分由光学检测盘、底物针和底物仓组成；上述所有部件均安装在机架上，该进样部分和光学检测部分分别位于反应控制部分的两侧。本发明采用独立的光学检测***、磁珠清洗***和样品稀释***，优化了结构，使控制更加简单。具有功能强、灵敏度高、成本低的特点，能大大促进化学发光免疫分析仪器领域的发展。

Description

全自动化学发光免疫分析仪

技术领域

本发明涉及全自动化学发光免疫类检测***或仪器，特别是一种全自动化学发光免疫分析仪。广泛用于临床实验室及科研单位对激素、病毒标志物、肿瘤标志物以及药物的监测分析等。

背景技术

化学发光免疫分析技术（CLIA）是近十年来在世界范围内发展非常迅速的非放射性免疫分析技术，是继酶联免疫技术（EIA）、放射免疫技术（RIA）、荧光免疫技术（FIA）之后发展起来的一种超高灵敏度的微量测定技术。该技术利用化学或生物发光***作为抗原抗体反应的指示***，借以定量检测抗原或抗体的方法。发光物质可直接作为抗原或抗体的标记物，也可以游离的形式用于催化剂和辅助剂标记的抗体或抗原的发光反应中。化学发光反应释放的自由能激发中间体，使其从激发态回到基态，释放出等能级的光子，经化学免疫分析仪对光子的测定，精确定量被测物含量。全自动化学发光免疫分析技术集经典方法学和先进技术于一身，具有灵敏度高、精密度和准确度高、试剂稳定性好、自动化程度高等突出优点。

目前已有的各种免疫分析技术上没有出其右者，现在国外发达国家在CLIA的研究和开发方面进展很快，已有全自动的化学发光与电化学发光免疫分析等系列产品。目前，化学发光免疫分析的全自动仪器基本为国外公司垄断，在中国还没有成熟的化学发光免疫分析仪投入市场，市场上都是高价的进口产品，国内只有相应的准自动仪器。因此，研制一种全自动化学发光免疫分析仪已成为国内的一个大趋势。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种结构更优化，控制更简单，测量精度更高，价格较低廉的全自动化学发光免疫分析仪。

本发明是通过下述技术方案实现的：一种全自动化学发光免疫分析仪，包括进样部分、反应控制部分和光学检测部分，进样部分包括反应杯储仓、样品输送装置、试剂盘、样品稀释装置、机械抓手、样本针、试剂针、磁珠搅拌机构、稀释液针和稀释液仓；反应控制部分由反应杯温育盘、磁珠清洗盘组成；光学检测部分由光学检测盘、底物针和底物仓组成；上述所有部件均安装在机架上，该进样部分和光学检测部分分别位于反应控制部分的两侧。

所述反应杯储仓、试剂盘、反应杯温育盘、磁珠清洗盘和光学检测盘设置在同一平面上；所述样本针、试剂针、稀释液针和底物针均可进行旋转和升降运动，对样本等液体试剂进行定量吸取和排出，实现各液体试剂的定量转移。

所述的光学检测盘包括可自动开闭的密光仓、密光仓内能够旋转的检测盘、以及能够实现光汇聚的装置聚光镜筒和作为光子探测装置的光子计数器，将放有检测样品的反应杯放到检测盘上，检测盘进行旋转运动，在此过程中实施底物的添加，通过反应杯与磨擦块之间的相互撞击磨擦，实现底物与磁珠的混匀，转到检测位置后通过光学镜筒汇聚收集的光信号，由光子计数器把收集的光信号转变为电信号。

所述的机械抓手有两个：一个设在反应杯储仓、样品稀释装置和反应杯温育盘之间的机械抓手，另一个设在反应杯温育盘、磁珠清洗盘和光学检测盘之间的机械抓手；所述的机械抓手和均能够水平直线运动和竖直运动，同时能够对反应杯进行抓取动作，实现反应杯在不同装置间的转移。

所述的磁珠清洗盘包括反应杯旋转盘、升降针架、磁珠吸附装置和混匀磨擦轮，升降针架通过丝杠电机带动沿直线滑轨作竖直上下运动，在升降针架上安装有四组清洗针组件（93a、93b、93c、93d）；所述反应杯旋转盘带动反应杯作旋转运动；每一所述清洗针组件包括一个用于注液的注液针和吸液的吸液针，先由吸液针吸取反应杯内的废液，再由注液针向反应杯内注入定量清洗液；所述混匀磨擦轮由步进电机带动，固定在弹性的电机支架上，混匀磨擦轮共有三组，分别位于清洗针组件（93a、93b、93c）后的位置，用于对加入清洗液的反应杯进行混匀；所述磁珠吸附装置上安装有多个磁铁，对反应杯内的磁珠进行磁吸附，使反应杯中的磁珠与溶液分离；步进电机带动混匀磨擦轮对反应杯的摩擦力带动反应杯转动并产生振荡，保证反应杯内的溶液混合均匀；所述混匀摩擦轮材料为弹性橡胶。

所述的进样部分中的样品稀释装置、稀释液仓和稀释液针组成一个样品稀释***，需要进行样品稀释时，机械抓手4a从反应杯储仓拾取一个新反应杯放到样品稀释装置的稀释架上，稀释架可随同步带在直线滑轨做直线往复运动，样本针首先吸取定量血清注入稀释架上的反应杯中，然后稀释液针从稀释液仓中吸取定量稀释液注入反应杯中，最后混匀机构对反应杯进行混匀动作，混匀完成后，样本针吸取定量已稀释样品注入反应杯温育盘中的反应杯中进行检测，随后稀释架运动到弃管上端口的上方，实现反应杯的自动丢弃。

所述的反应杯储仓分为两个独立控制的供给模块，以实现反应杯耗材的可持续更换。

所述的磁珠搅拌机构由直流电机和搅拌杆组成，直流电机与搅拌杆相连，带动搅拌杆作旋转运动，用于对试剂盘内的磁珠液进行搅拌，使之均匀混合。

本发明的优点与积极效果为：

1、结构优化，控制简单。本发明采用独立的光学检测***、磁珠清洗***和样品稀释***，优化了结构，使控制更加简单。2、精度高。本发明采用独立的光学检测***，解决现有的全自动免疫发光分析仪中，在位检测结构造成管间串扰、背景值偏高等问题，提高***检测的灵敏度。

3、磁珠清洗更干净，损耗更小。本发明采用独立的磁珠清洗装置，使调试维修更方便，简化了检测流程，提高了仪器工作效率。

4、具有功能强、成本低的特点，能大大促进化学发光免疫分析仪器领域的发展。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的磁珠清洗盘的结构示意图

图3是本发明的光学检测盘的结构示意图

图4是本发明的稀释***的结构示意图

图5是本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明的全自动化学发光免疫分析仪的整机结构的一个具体实施例如图1所示，包括：进样部分、反应控制部分和光学检测部分，其中进样部分由反应杯储仓3（3a和3b）、样品输送装置1、试剂盘12、样品稀释装置5、机械抓手4（4a和4b）、样本针6、试剂针8、磁珠搅拌机构13、稀释液针2和稀释液仓14等组成；反应控制部分由反应杯温育盘7、磁珠清洗盘9组成；光学检测部分由光学检测盘10、底物针11和底物仓15等组成。

参见图2，本发明所述独立的磁珠清洗***即磁珠清洗盘9包括反应杯旋转盘91、升降针架94、磁珠吸附装置95和混匀磨擦轮96。升降针架94通过丝杠电机99带动沿直线滑轨92作竖直上下运动，在半圆形的升降针架94的半圆边上间隔依次安装有四组清洗针组件93（93a、93b、93c和93d）。反应杯旋转盘91转动安装在底座100上面（工作时由驱动装置驱动其转动），用于带动反应杯作旋转运动。每一清洗针组件93的下部设有一个用于注液的注液针931和一个吸液的吸液针932，先由吸液针吸取反应杯内的废液，再由注液针向反应杯内注入定量清洗液。混匀磨擦轮96由步进电机98带动，步进电机98固定在弹性的电机支架97上，电机支架97的下端与底座100连接。混匀磨擦轮96共有三组，分别位于三个清洗针组件93的后面，用于对加入清洗液的反应杯进行混匀（带动反应杯转动）。磁珠吸附装置95上安装有多个磁铁910，对反应杯内的磁珠进行磁吸附，使反应杯中的磁珠与溶液分离。清洗步骤如下：首先对放入反应杯旋转盘91的反应杯进行磁吸附，由最右边的清洗针组件93a吸取反应杯中的废液，再注入清洗液，然后由第一个混匀磨擦轮96对其进行振荡混匀，混匀后反应杯随旋转盘91转动再次磁吸附，再由右边第二个清洗针组件93b吸取反应杯中的废液，再注入清洗液，如此反复，由最左边的清洗针组件93d吸取反应杯中的废液后不再注入清洗液，完成对反应杯中的磁珠清洗。

参见图3，本发明中的光学检测盘10、底物针11和底物仓15组成独立的光学检测***，其中光学检测盘10包括可自动开/闭的密光仓101、密光仓内可以旋转的检测盘102、密光盖103、上扇门104、可实现光汇聚的装置聚光镜筒110、光子探测装置光子计数器111。其中密光仓101、密光盖103、上扇门104组成一个密光腔体，检测盘102由步进电机106带动，可在上述腔体内自由转动。上扇门104由步进电机105带动旋转，实现密光腔体的开合动作。具体工作过程如下：首先检测盘102转到添加反应杯位置，上扇门104打开，机械抓手4b从磁珠清洗盘9上抓取反应杯放入检测盘102上，上扇门104闭合，检测盘102转动180°进行底物的添加（底物针11从底物仓15中取出底物添加到检测盘102上的反应杯109内），添加完毕后，检测盘102小范围内往复转动，通过反应杯109与磨擦块108（由橡胶材料制成）之间的撞击磨擦实现底物与磁珠的混匀，密光盒107防止外界光进入密光仓内，混匀完成后，转到检测位置，光学镜筒110汇聚收集的光信号，由光子计数器111把收集的光信号转变为电信号，检测完成后由机械抓手4b抓取丢弃反应杯。其特点是，实现动态密光，可以满足外部待检测反应杯的进入和丢弃，密光环境的试剂添加和混匀，实现了在全自动发光类检测***中动态密光、多功能的检测需求。

参见图4，本发明进样部分中的样品稀释装置5、稀释液仓14和稀释液针2组成独立的样品稀释***，该样品稀释***包括：样品稀释装置5、稀释液仓14和稀释液针2，稀释液仓14和稀释液针2设置在样品稀释装置5的一端。需要进行样品稀释时，机械抓手4a从反应杯储仓3拾取一个新反应杯放到样品稀释装置5的稀释架503上，稀释架503可随同步带505在直线滑轨502做直线往复运动。首先样本针6吸取定量血清注入稀释架503上的反应杯中，然后稀释液针2从稀释液仓14中吸取定量稀释液注入反应杯中，最后混匀机构（结构与混匀磨擦轮96相同）504对反应杯进行混匀动作，混匀完成后，样本针6吸取定量已稀释样品注入反应杯温育盘7中的反应杯中进行检测，随后稀释架503运动到弃管501上端口的上方，反应杯落入弃管501，实现反应杯的自动丢弃。所述的反应杯为一次性反应杯。

分析仪还需要一个控制电路及其控制软件，用于控制和指挥反应杯储仓3、样品输送装置1、试剂盘12、样品稀释装置5、机械抓手4、样本针6、试剂针8、磁珠搅拌机构13、稀释液针2和稀释液仓14、反应杯温育盘7、磁珠清洗盘9、光学检测盘10、底物针11和底物仓15等各部分根据化学发光免疫分析的需要协同配合工作。

在上述说明中未提到的本发明的其余部件和装置是本领域常规技术。

在仪器工作过程中，各部件的动作按仪器工作流程进行，图5是本发明全自动化学免疫发光分析仪器的工作流程图，整套装置结合该流程既可以支持一步法测试，也可以支持两步法测试。整个仪器具体操作步骤如下：

a．仪器开机，***初始化，具体包括：反应杯储仓3a和3b、样品输送装置1、试剂盘12、样品稀释装置5、机械抓手4a和4b、样本针6、试剂针8、磁珠搅拌机构13、稀释液针2、反应杯温育盘7、磁珠清洗盘9、光学检测盘10、底物针11进行机械复位；光学检测盘10自测背景值；背景值达标，反应杯温育盘7达到恒温37°C后***才允许开始测试；

b．***提示机械手4a向反应杯温育盘7中放置新反应杯；

c．样本针6从样品管中吸取样品注入反应杯温育盘7中的反应杯中，加样完成后清洗探针；

d．反应杯温育盘7转动，当反应杯转到加试剂位置后，试剂针8从试剂盘12上的试剂瓶中先后吸取试剂和磁珠注入反应杯，加样完成后清洗探针；

e．然后反应杯温育盘7带动反应杯转动，反应杯内的混合物在反应盘内加热1分钟使其达到或接近37°C，并温育一定时间；

f．温育完成后，反应杯温育盘7带动反应杯转到出管位置，机械手4b将反应杯抓起放到磁珠清洗盘9中，对反应杯中的磁珠进行三次清洗；

g．清洗完成后，机械手4b将反应杯抓起放到光学检测盘10中，底物针11向反应杯中注入发光底物，然后混匀，检测，检测完成后，丢弃反应杯；

h．计算并输出测量结果。

Claims

1.一种全自动化学发光免疫分析仪，包括进样部分、反应控制部分和光学检测部分，进样部分包括反应杯储仓、样品输送装置、试剂盘、样品稀释装置、机械抓手、样本针、试剂针、磁珠搅拌机构、稀释液针和稀释液仓；反应控制部分由反应杯温育盘、磁珠清洗盘组成；光学检测部分由光学检测盘、底物针和底物仓组成；上述所有部件均安装在机架上，该进样部分和光学检测部分分别位于反应控制部分的两侧；

所述的磁珠清洗盘包括反应杯旋转盘、升降针架、磁珠吸附装置和混匀摩擦轮，升降针架通过丝杠电机带动沿直线滑轨作竖直上下运动，在升降针架上安装有四组清洗针组件，即第一清洗针组件、第二清洗针组件、第三清洗针组件和第四清洗针组件；所述反应杯旋转盘带动反应杯作旋转运动；每一所述清洗针组件包括一个用于注液的注液针和一个用于吸液的吸液针，先由吸液针吸取反应杯内的废液，再由注液针向反应杯内注入定量清洗液；所述混匀摩擦轮由步进电机带动，固定在弹性的电机支架上，混匀摩擦轮共有三组，分别位于第一清洗针组件、第二清洗针组件和第三清洗针组件后的位置，用于对加入清洗液的反应杯进行混匀；所述磁珠吸附装置上安装有多个磁铁，对反应杯内的磁珠进行磁吸附，使反应杯中的磁珠与溶液分离；步进电机带动混匀摩擦轮对反应杯的摩擦力带动反应杯转动并产生振荡，保证反应杯内的溶液混合均匀；所述混匀摩擦轮材料为弹性橡胶。

2.根据权利要求1所述的全自动化学发光免疫分析仪，其特征在于：所述反应杯储仓、试剂盘、反应杯温育盘、磁珠清洗盘和光学检测盘设置在同一平面上；所述样本针、试剂针、稀释液针和底物针均可进行旋转和升降运动，对样本和液体试剂进行定量吸取和排出，实现各液体试剂的定量转移。

3.根据权利要求1所述的全自动化学发光免疫分析仪，其特征在于：所述的光学检测盘包括可自动开闭的密光仓、密光仓内能够旋转的检测盘、以及能够实现光汇聚的装置聚光镜筒和作为光子探测装置的光子计数器，将放有检测样品的反应杯放到检测盘上，检测盘进行旋转运动，在此过程中实施底物的添加，通过反应杯与摩擦块之间的相互撞击摩擦，实现底物与磁珠的混匀，转到检测位置后通过光学镜筒汇聚收集的光信号，由光子计数器把收集的光信号转变为电信号。

4.根据权利要求1所述的全自动化学发光免疫分析仪，其特征在于：所述的机械抓手有两个：一个设在反应杯储仓、样品稀释装置和反应杯温育盘之间的机械抓手，另一个设在反应杯温育盘、磁珠清洗盘和光学检测盘之间的机械抓手；所述的机械抓手均能够水平直线运动和竖直运动，能够同时对反应杯进行抓取动作，实现反应杯在不同装置间的转移。

5.根据权利要求1所述的全自动化学发光免疫分析仪，其特征在于：所述的进样部分中的样品稀释装置、稀释液仓和稀释液针组成一个样品稀释***，需要进行样品稀释时，机械抓手（4a）从反应杯储仓拾取一个新反应杯放到样品稀释装置的稀释架上，稀释架可随同步带在直线滑轨做直线往复运动，样本针首先吸取定量血清注入稀释架上的反应杯中，然后稀释液针从稀释液仓中吸取定量稀释液注入反应杯中，最后混匀机构对反应杯进行混匀动作，混匀完成后，样本针吸取定量已稀释样品注入反应杯温育盘中的反应杯中进行检测，随后稀释架运动到弃管上端口的上方，实现反应杯的自动丢弃。

6.根据权利要求1所述的全自动化学发光免疫分析仪，其特征在于：所述的反应杯储仓分为两个独立控制的供给模块，以实现反应杯耗材的可持续更换。

7.根据权利要求1所述的全自动化学发光免疫分析仪，其特征在于：所述的磁珠搅拌机构由直流电机和搅拌杆组成，直流电机与搅拌杆相连，带动搅拌杆作旋转运动，用于对试剂盘内的磁珠液进行搅拌，使之均匀混合。