CN111983249B - 原位发光测定的化学发光免疫检测分析仪及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及对激素、感染标志物、心肌标志物、肿瘤标志物以及药物的快速检测分析，尤其涉及一种原位发光测定的化学发光免疫检测分析仪及检测方法。其可以通过自动加入待测样本到专用的冻干磁微粒化学发光试剂管中完成化学发光免疫检验流程上的反应、温育、清洗、检测、数据读取等一系列操作。包括平台；所述平台上分为四个区：试剂管贮存区、待测样品区、反应及清洗区、光学检测区。
Description
技术领域
本发明涉及对激素、感染标志物、心肌标志物、肿瘤标志物以及药物的快速检测分析，尤其涉及一种原位发光测定的化学发光免疫检测分析仪及检测方法。
背景技术
免疫学检测主要是利用抗原和抗体的特异性反应进行检测的一种方法，其可以利用同位素、酶、化学发光物质等对检测信号进行放大和显示，被用于检测蛋白质、激素等微量物质。
化学发光免疫分析是将化学发光底物与免疫反应相结合，用于检测微量抗原或抗体的一种新型标记免疫测定技术。
化学发光反应的原理是将发光物质或酶标记在抗原（或抗体）上，通过氧化底物激发发光物质发光或酶作用于发光底物使底物发光。
化学发光免疫分析仪中核心器件为单光子计数器，其是能将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件，由单光子检测器检测并传输至放大器，并加高压电流放大，放大器将模拟信号转化为数字信号，并传输给计算机并加以计算，得出最终数据。因化学发光免疫检测环保、快速、准确等特点得到了临床的普遍认可，己成为目前临床免疫诊断的主要手段。
POCT，即时检验（Point-of-Care Testing），指在病人床旁进行的临床检测，在POCT检测技术上，目前市场上免疫检测的POCT项目的常用方法有免疫比浊法和免疫层析法。两种方法都存在测定的局限性，检测灵敏度较低，不能全定量检测，和主流仪器是不同平台，检测结果无法横向对比。现需一种小型的化学发光测定仪，能够和主流大型化学发光仪器同平台检测，可以实现横向对比。
目前市场上化学发光免疫仪器主流多是全自动、高通量、多样本，更适合大医院中心化验室使用，不适用于临床科室进行即时检测，并且从市场发展及国家推进分级诊疗的趋势看，这种大型免疫仪器测试不适用于基层医院的小样本检测，而市场更需要可单项目检测的小型化学发光分析仪。
发明内容
本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种原位发光测定的化学发光免疫检测分析仪及其检测方法，其可以通过自动加入待测样本到专用的冻干磁微粒化学发光试剂管中完成化学发光免疫检验流程上的反应、温育、清洗、检测、数据读取等一系列操作。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括平台；其特征在于，所述平台上分为四个区：试剂管贮存区、待测样品区、反应及清洗区、光学检测区。
所述试剂管贮存区包括试剂管架及第一机械手。
所述待测样品区包括加样装置、用于放置样品管的样品管架、用于清洗采样针的采样针清洗装置。
所述加样装置包括一组二维移动滑台、安装于二维移动滑台上的采样针；所述二维移动滑台带动采样针移动至样品管吸取样品；所述采样针清洗装置包括废液槽及设置于废液槽上方的采样针清洗装置。
所述反应及清洗区包括半封闭箱体；半封闭箱体内设置有温育反应轨道；所述温育反应轨道包括同步带传动机构，该同步带传动机构的同步带外周（轨道）等间距排布有多个柱形齿，该柱形齿的横截面呈沙漏型；两两相邻的柱形齿间形成试剂管夹持部（或称独立试管架），用于夹持试剂管。
所述光学检测区包括暗室、激发液加入装置及第二机械手。
暗室为上端开口的半封闭结构，其下端与单光子计数器相连，试剂管从上端开口放入后，暗室上盖关闭，形成避光暗室。
激发液加入装置包括纵向移动滑台二、与滑台二相连的暗室上盖、激发液针；上盖通过中空管与滑台二的滑台滑块相连，激发液针（装置）固定于滑台滑块上，激发液针针体由中空管穿出。
进一步地，所述第一机械手位于试剂管架上方，且所述试剂管架用于承载冻干磁微粒化学发光试剂的试剂管，所述第一机械手采用微型电爪，且该微型电爪由一组三维滑台装置驱动。
进一步地，所述样品管架包括样品盘、样品盘驱动电机；该样品盘驱动电机的电机轴带动样品盘转动，所述样品盘沿圆周方向等间距布置有用于放置样品管的样品管安放槽。
进一步地，所述采样针清洗装置位于样品管与反应位之间；采样针清洗装置由清洗喷嘴及废液槽组成，用于清洗采样针；所述加样装置还包括盛放有稀释液的稀释液瓶，盛放有清洗液的清洗液瓶。
进一步地，所述半封闭箱体设置有加热装置及温控器。
进一步地，所述同步带传动机构包括主动带轮、从动带轮及与两者传动连接的同步带；所述主动带轮由同步带电机驱动；箱体上表面开有三个开口：加样位、清洗位和移出位。
进一步地，所述反应及清洗区还包括磁珠清洗装置及磁分离装置。
磁珠清洗装置位于轨道清洗位一侧，其包括纵向移动滑台一、与纵向移动滑台一相连并由纵向移动滑台一带动移动的清洗针。
磁分离装置位于轨道清洗位的两侧，其包括磁铁固定架、设置于磁体固定架上的两块永磁铁、驱动磁铁固定架直线运动的磁铁固定架驱动电机；两块永磁铁相对而设且两块永磁铁间留有间隙；使用时，轨道清洗位位于两块永磁铁间且两块永磁铁之间的间距大于清洗位内试剂管的直径；所述磁铁固定架驱动电机为直线电机，电机轴伸出或缩回，带动与之相连的磁铁固定架随之向前或向后。
进一步地，所述第二机械手包括微型电爪，且该微型电爪由一组二维滑台装置驱动。
进一步地，试剂管贮存区、待测样品区、反应及清洗区、光学检测区的驱动部分均与控制***相连。
原位发光测定的化学发光免疫检测方法，包括以下步骤：
将试剂管放入试剂管架中。
将待检测样品管的ID输入控制***后，将检测样品管放置在样品盘的指定位置，样品盘转动使待检测样品管旋转至采样位。
***根据样品管的ID信息选定待测项目，第一机械手抓取该待测项目的试剂管移动到反应及清洗区的箱体内的轨道的加样位（第一工位）处，第一机械手复位。
采样针移动到待采样位吸取样品，然后采样针移动到反应及清洗区的加样位加样；采样针向加样位的试剂管中加入稀释液，对试剂管中的样品和冻干试剂的混合液进行稀释。
采样针在试剂管中反复吸吐三次，使溶液混匀。
采样针移动到采样针清洗装置处进行内外壁的清洗后，采样针复位。
以样品加入加样位（第一工位）的试剂管后开始计时，每间隔90秒，沿轨道从加样位向清洗位（第九工位）方向移动一个工位；温控器将轨道的温度控制在37℃。
当试剂管运动到达清洗位时，磁铁固定架驱动电机驱动磁铁固定架使永磁铁贴附于反应管一侧，磁微粒被吸附于试剂管壁上，清洗针进入试剂管进行清洗，并将废液排出；然后，清洗针退出试剂管，磁铁固定架驱动电机驱动磁铁固定架使另一侧永磁铁移动贴附于试剂管另一侧，再次清洗；三次清洗后，试剂管随着温育轨道移动到移出位（第十工位）。
第二机械手运动到移出位，夹取试剂管放置于光学检测区暗室内，纵向移动滑台二驱动暗室上盖下移，密封暗室，激发液针将激发液加注到暗室内的试剂管内，单光子计数器检测试剂管内产生的光子数，并将数据转发给控制***，计算样本浓度。
检测结束，激发液加入装置的纵向移动滑台二上移，第二机械手夹取试剂管丢弃于废弃物盒中，作为医学垃圾进行处理。
循环往复上述过程，每间隔90秒完成一次检测。(除第一次检测需要12分钟外，以后每小时可以检测40个样品。)。
与现有技术相比本发明有益效果。
本发明原位检测的POCT全自动化学发光免疫分析仪，可以通过自动加入待测样本到专用的冻干磁微粒化学发光试剂管中完成化学发光免疫检验流程上的反应、温育、清洗、检测、数据读取等一系列操作。
本发明采用吖啶酯作为发光试剂底物直接发光，激发液加入后，试剂不需移动，直接原位检测，检测时间短，1秒钟之内完成，发光效率高、重复性好、灵敏度高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是本发明一种实施例的整机结构示意图。
图2是本发明一种实施例的试剂管架装置示意图。
图3是本发明一种实施例的样品管架装置示意图。
图4是本发明一种实施例的磁珠清洗装置示意图。
图5是本发明一种实施例的反应及清洗区箱体内轨道装置示意图。
图6是本发明一种实施例的磁分离装置示意图。
图7是本发明一种实施例的激发液加入装置示意图。
图8是本发明一种实施例的第一机械手示意图。
图9是本发明一种实施例的第二机械手示意图。
图10是本发明一种实施例的采样针清洗装置示意图。
图中，101为试剂管、102为试剂管架、103为第一机械手、201为样品管、202为样品盘、203为采样位、204为采样针、205为采样针清洗装置、301为轨道、302为加样位、303为清洗位、304为磁铁固定架驱动电机、305为磁铁固定架、306为永磁铁、307为清洗针、308为移出位、309为箱体、401为第二机械手、402为暗室、403为纵向移动滑台二、404为上盖、405为激发液针、406为单光子计数器。
具体实施方式
如图1-10所示，本发明包括平台；其特征在于，所述平台上分为四个区：试剂管贮存区、待测样品区、反应及清洗区、光学检测区。
所述试剂管贮存区包括试剂管架102及第一机械手103。所述试剂管架102用于承载冻干磁微粒化学发光试剂的试剂管101，每个试剂管架102承载8-16个试剂管101；所述试剂贮存区由1-20个试剂管架102组成。
所述待测样品区包括加样装置、用于放置样品管的样品管架、用于清洗采样针的采样针清洗装置；
所述加样装置包括一组二维移动滑台、安装于二维移动滑台上的采样针204；所述二维移动滑台带动采样针移动至样品管吸取样品；所述采样针清洗装置包括废液槽及设置于废液槽上方的采样针清洗装置。
所述反应及清洗区包括半封闭箱体309；半封闭箱体309内设置有温育反应轨道301；所述温育反应轨道包括同步带传动机构，该同步带传动机构的同步带外周（轨道）等间距排布有多个柱形齿，该柱形齿的横截面呈沙漏型；两两相邻的柱形齿间形成试剂管夹持部（或称独立试管架），用于夹持试剂管。轨道在箱体内运动，箱体上部有三个开口，分别为加样位302、清洗位303和移出位308，加样位302位于第一工位，清洗位303位于第九工位，移出位308位于第十工位。
所述光学检测区包括暗室、激发液加入装置及第二机械手401。
暗室为上端开口的半封闭结构，其下端与单光子计数器406相连，试剂管从上端开口放入后，暗室上盖关闭，形成避光暗室。
激发液加入装置包括纵向移动滑台二403、与滑台二403相连的暗室上盖、激发液针405、激发液A（瓶）、激发液B（瓶）组成。上盖通过中空管与滑台二403的滑台滑块相连，激发液针（装置）固定于滑台滑块上，激发液针针体由中空管穿出。具体地，暗室上盖通过中空管与滑台滑块相连，激发液针通过中空管穿出；当滑台下移时，暗室上盖密闭暗室，同时激发液针***试剂管中，加激发液。
优选地，所述第一机械手103位于试剂管架102上方，且所述试剂管架102用于承载冻干磁微粒化学发光试剂的试剂管101，所述第一机械手103采用微型电爪，且该微型电爪由一组三维滑台装置驱动。
优选地，所述样品管架包括样品盘、样品盘驱动电机；该样品盘驱动电机的电机轴带动样品盘转动（旋转），所述样品盘沿圆周方向等间距布置有用于放置样品管的样品管安放槽。
优选地，所述采样针清洗装置位于样品管201与反应位之间；由清洗喷嘴和废液槽组成，用于清洗采样针；所述加样装置还包括盛放有稀释液的稀释液瓶，盛放有清洗液的清洗液瓶。
优选地，所述半封闭箱体309设置有加热装置及温控器。加热装置用于轨道的加热，可采用电热丝或电热油等。具体为本领域常规技术，不赘述。
优选地，所述同步带传动机构包括主动带轮、从动带轮及与两者传动连接的同步带；所述主动带轮由同步带电机驱动；箱体上表面开有三个开口：加样位302、清洗位303和移出位308。
优选地，所述反应及清洗区还包括磁珠清洗装置及磁分离装置。
磁珠清洗装置位于轨道清洗位一侧，其包括纵向移动滑台一、与纵向移动滑台一相连并由纵向移动滑台一带动移动的清洗针307；还包括清洗液（瓶）、废液（瓶）。
磁分离装置位于轨道清洗位的两侧，其包括磁铁固定架、设置于磁体固定架上的两块永磁铁、驱动磁铁固定架直线运动的磁铁固定架驱动电机；两块永磁铁相对而设且两块永磁铁间留有间隙；使用时，轨道清洗位位于两块永磁铁间且两块永磁铁之间的间距大于清洗位内试剂管的直径；所述磁铁固定架驱动电机为直线电机，电机轴伸出或缩回，带动与之相连的磁铁固定架随之向前或向后。电机驱动磁铁水平靠近或远离轨道上的试剂管的一侧或另一侧，使试剂管中的磁微粒运动达到清洗的目的。
优选地，所述第二机械手包括微型电爪，且该微型电爪由一组二维滑台装置驱动。
优选地，试剂管贮存区、待测样品区、反应及清洗区、光学检测区的驱动部分均与控制***相连。
原位发光测定的化学发光免疫检测方法，包括以下步骤：上电开机，本发明所述检测***的各装置进行复位。
1.将同一品规的试剂管101（见图2）放入一个试剂管架102中，每一行试剂管架可以放置十只试剂管，试剂贮存区可放置十个试剂管架，***中输入该产品信息（品名、批号、所处试剂区位置等）。
2.选择一个待检测的样品管201（见图3），将所述样品管201的ID输入***后，将所述样品管放置在样品盘202的指定位置，电机驱动样品盘202将所述样品管旋转至待采样位203。
3.***根据样品管的ID信息选定待测项目，第一机械手103抓取该待测项目的试剂管101移动到反应清洗区箱体309内的轨道301（见图5）的加样位302（第一工位）处，第一机械手103复位。
4.采样针204移动到待采样位203吸取样品，然后采样针204移动到反应清洗区的加样位302加样。采样针向所述加样位302的试剂管中加入稀释液，对试剂管中的样品和冻干试剂的混合液进行稀释。
5.采样针204在试剂管中反复吸吐三次，使溶液混匀。
6.采样针204移动到采样针清洗装置205处进行内外壁的清洗后，采样针复位。
7.以样品加入加样位302（第一工位）的试剂管后开始计时，每间隔90秒，沿轨道从加样位302向清洗位303（第九工位）方向移动一个工位。温度控制装置将温育轨道的温度控制在37℃。
8.当所述试剂管运动到达清洗位303时，电机304驱动磁铁固定架305（见图6）使磁铁306贴附于反应管一侧，磁微粒被吸附于试剂管壁上，清洗针307进入试剂管进行清洗，并将废液排出。然后，清洗针307退出试剂管，电机304驱动磁铁固定架305使另一侧磁铁移动贴附于试剂管另一侧，再次清洗。三次清洗后，试剂管随着温育轨道移动到移出位308（第十工位）。
9.第二机械手401运动到移出位308，夹取试剂管放置于光学检测区暗室402内，纵向滑台403驱动暗室上盖404下移，密封所述暗室，激发液针405将激发液加注到所述暗室内的试剂管内，单光子计数器406检测试剂管内产生的光子数，并将数据转发给软件***，计算样本浓度。
10.检测结束，激发液加入装置403上移，第二机械手401夹取试剂管丢弃于废弃物盒中，最后作为医学垃圾进行处理。
11.循环往复上述过程，每间隔90秒完成一次检测。除第一次检测需要12分钟外，以后每小时可以检测40个样品。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.原位发光测定的化学发光免疫检测分析仪，包括平台；其特征在于，所述平台上分为四个区：试剂管贮存区、待测样品区、反应及清洗区、光学检测区；
所述试剂管贮存区包括试剂管架及第一机械手；所述待测样品区包括加样装置、用于放置样品管的样品管架、用于清洗采样针的采样针清洗装置；
所述加样装置包括一组二维移动滑台、安装于二维移动滑台上的采样针；所述二维移动滑台带动采样针移动至样品管吸取样品；所述采样针清洗装置包括废液槽及设置于废液槽上方的采样针清洗装置；
所述反应及清洗区包括半封闭箱体；半封闭箱体内设置有温育反应轨道；所述温育反应轨道包括同步带传动机构，该同步带传动机构的同步带外周等间距排布有多个柱形齿，该柱形齿的横截面呈沙漏型；两两相邻的柱形齿间形成试剂管夹持部，用于夹持试剂管；
所述光学检测区包括暗室、激发液加入装置及第二机械手；
暗室为上端开口的半封闭结构，其下端与单光子计数器相连，试剂管从上端开口放入后，暗室上盖关闭，形成避光暗室；
激发液加入装置包括纵向移动滑台二、与滑台二相连的暗室上盖、激发液针；上盖通过中空管与滑台二的滑台滑块相连，激发液针固定于滑台滑块上，激发液针针体由中空管穿出；所述第一机械手位于试剂管架上方，且所述试剂管架用于承载冻干磁微粒化学发光试剂的试剂管，所述第一机械手采用微型电爪，且该微型电爪由一组三维滑台装置驱动；
所述样品管架包括样品盘、样品盘驱动电机；该样品盘驱动电机的电机轴带动样品盘转动，
所述样品盘沿圆周方向等间距布置有用于放置样品管的样品管安放槽；
所述采样针清洗装置位于样品管与反应位之间；采样针清洗装置由清洗喷嘴及废液槽组成，用于清洗采样针；所述加样装置还包括盛放有稀释液的稀释液瓶，盛放有清洗液的清洗液瓶；
所述半封闭箱体设置有加热装置及温控器；
所述同步带传动机构包括主动带轮、从动带轮及与两者传动连接的同步带；所述主动带轮由同步带电机驱动；箱体上表面开有三个开口：加样位、清洗位和移出位；
所述反应及清洗区还包括磁珠清洗装置及磁分离装置；磁珠清洗装置位于轨道清洗位一侧，其包括纵向移动滑台一、与纵向移动滑台一相连并由纵向移动滑台一带动移动的清洗针；
磁分离装置位于轨道清洗位的两侧，其包括磁铁固定架、设置于磁体固定架上的两块永磁铁、驱动磁铁固定架直线运动的磁铁固定架驱动电机；两块永磁铁相对而设且两块永磁铁间留有间隙；使用时，轨道清洗位位于两块永磁铁间且两块永磁铁之间的间距大于清洗位内试剂管的直径；所述磁铁固定架驱动电机为直线电机，电机轴伸出或缩回，带动与之相连的磁铁固定架随之向前或向后；
所述第二机械手包括微型电爪，且该微型电爪由一组二维滑台装置驱动；
试剂管贮存区、待测样品区、反应及清洗区、光学检测区的驱动部分均与控制***相连；
基于检测分析仪的原位发光测定的化学发光免疫检测方法，包括以下步骤：
将试剂管放入试剂管架中；
将待检测样品管的 ID输入控制***后，将检测样品管放置在样品盘的指定位置，样品盘转动使待检测样品管旋转至采样位；
***根据样品管的 ID信息选定待测项目，第一机械手抓取该待测项目的试剂管移动到反应及清洗区的箱体内的轨道的加样位处，第一机械手复位；
采样针移动到待采样位吸取样品，然后采样针移动到反应及清洗区的加样位加样；
采样针向加样位的试剂管中加入稀释液，对试剂管中的样品和冻干试剂的混合液进行稀释；
采样针在试剂管中反复吸吐三次，使溶液混匀；
采样针移动到采样针清洗装置处进行内外壁的清洗后，采样针复位；
以样品加入加样位的试剂管后开始计时，每间隔 90秒，沿轨道从加样位向清洗位方向移动一个工位；温控器将轨道的温度控制在37°C；
当试剂管运动到达清洗位时，磁铁固定架驱动电机驱动磁铁固定架使永磁铁贴附于反应管一侧，磁微粒被吸附于试剂管壁上，清洗针进入试剂管进行清洗，并将废液排出；然后，清洗针退出试剂管，磁铁固定架驱动电机驱动磁铁固定架使另一侧永磁铁移动贴附于试剂管另一侧，再次清洗；三次清洗后，试剂管随着温育轨道移动到移出位；
第二机械手运动到移出位，夹取试剂管放置于光学检测区暗室内，纵向移动滑台二驱动暗室上盖下移，密封暗室，激发液针将激发液加注到暗室内的试剂管内，单光子计数器检测试剂管内产生的光子数，并将数据转发给控制***，计算样本浓度；
检测结束，激发液加入装置的纵向移动滑台二上移，第二机械手夹取试剂管丢弃于废弃物盒中，作为医学垃圾进行处理；
循环往复上述步骤，每间隔 90秒完成一次检测。
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