一种化学发光免疫分析仪加样装置及其加样方法与流程

1.本发明涉及医疗自动化技术领域，具体涉及一种化学发光免疫分析仪加样装置及其加样方法。


背景技术：

2.免疫分析经历了放射免疫检验、荧光免疫检验、酶标免疫检验等不同时期，全自动化学发光免疫检验是免疫分析发展的一个新阶段，它环保、快速、准确的特点已得到人们的普遍认识。因此全自动化学发光免疫分析是通往免疫检验完美境界的必经之路。化学发光免疫分析仪是通过检测患者血清从而对人体进行免疫分析的医学检验仪器。
3.1、现有化学发光免疫分析仪大多数在加样时未对样本液面高度进行检测，从而导致加样精度不够高，无法满足当今高精度加样需求。
4.2、现有化学发光免疫分析仪大多数都是手动加样和排样，即先手动添加吸头再进行吸样及排样，最后再手动退除废吸头，采用人工手动完成。人工操作繁琐，且加大工作量，无法满足当今自动化需求。
5.3、现有化学发光免疫分析仪加样大多采用一组枪头，只能同时对一张试剂卡条进行操作，导致工作效率低，无法满足当今高效和快捷需求。
6.4、现有化学发光免疫分析仪大多对吸头的状态无实时监测，导致吸头的添加及退除是否成功和中途是否掉落等异常状态无法及时反馈，无法及时更正，无法满足当今智能化需求。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种化学发光免疫分析仪加样装置及其加样方法，其能实现吸头自动添加和退除、样本加样和样本排样等功能，兼具样本液面高度检测功能，全流程自动完成精准及高效的工作。
8.本发明所采用的技术方案是：一种化学发光免疫分析仪加样装置，包括支撑机构，所述支撑机构上设置有加样装置，加样装置能够沿着支撑机构进行水平移动，且加样装置能够沿着自身轴线进行竖直移动。目前化学发光免疫分析仪大多数存在加样时未对样本液面高度进行检测、手动添加吸头再手动加样和排样、手动退除废吸头、只能同时对一张试剂卡条操作效率低、无实时监测吸头的状态的问题，从而导致加样精度不够高，无法满足当今高精度加样需求；操作繁琐，且加大工作量，无法满足当今自动化需求；工作效率低，无法满足当今高效和快捷需求；吸头的添加及退除是否成功和中途是否掉落等异常状态无法及时反馈，无法及时更正，无法满足当今智能化需求。为了解决上述问题，本方案设计的加样装置，则是在支撑机构上设置有加样装置，通过加样装置能够沿着支撑机构进行水平移动，并且加样装置能够沿着自身轴线进行竖直移动。水平和竖直移动实现自动添加吸头再自动加样和排样、自动退除废吸头，加样装置的多组枪头实现同时对多张试剂卡条操作，提高效率，而且能够实时监测吸头的状态，提高了加样精度，自动化操作减小了工作量，满足当今
自动化需求；工作效率提高，满足当今高效和快捷需求；吸头的添加及退除是否成功和中途是否掉落等异常状态及时反馈，及时更正，满足当今智能化需求。
9.进一步地，在支撑机构上设置有水平导轨和驱动机构一，水平导轨与支撑机构固定，加样装置同时与水平导轨和驱动机构一连接，并且在驱动机构一带动下沿着水平导轨进行水平移动。利用驱动机构一作为动力源，带动加样装置沿着水平导轨移动，水平导轨是限定水平移动轨迹。
10.进一步地，驱动机构一包括步进电机一，步进电机是成熟部件，容易购买和更换，而且工作精度高，使得移动的精确性更高，将步进电机一安装在支撑机构上，步进电机一上连接有同步带，同步带为封闭结构，同步带连接有若干个带轮，且带轮均固定在支撑机构上，使得同步带能够绷紧，形成足够张力，同步带与加样装置连接，同步带移动带动加样装置沿着水平导轨进行水平移动。
11.进一步地，加样装置包括安装板、若干个驱动机构二、液面检测板以及若干个枪头，安装板与同步带和水平导轨连接并且能够沿着水平导轨进行水平移动；所述驱动机构二和液面检测板均安装在安装板上，每个枪头对应与一个驱动机构二连接，并且在驱动机构二作用下进行竖直移动。这种结构设计实现多组加样和排样，提高效率，而且每组枪头相互不干涉，独立运动，根据需要选择。一般是采用4个驱动机构二和4个枪头，每个枪头分别与一个驱动机构二连接，独立运动，互不干涉。
12.进一步地，安装板上设置有竖向导轨和枪头安装块，枪头安装块与竖向导轨连接并且能够沿着竖向导轨移动，枪头安装在枪头安装块上。竖向导轨保证竖向移动轨迹，通过枪头安装在枪头安装块实现移动轨迹限定。
13.进一步地，还包括丝杠和支撑座，所述丝杠一端与驱动机构二连接，另一端与支撑座连接，且丝杠能够绕着自身轴线转动，枪头安装块套在丝杠上并能够沿着丝杠轴线移动，支撑座与安装板固定。丝杠是将转动变为直线运动，使得枪头安装块能够直线移动，从而带动枪头进行竖直方向移动，实现自动添加吸头再自动加样和排样、自动退除废吸头。
14.进一步地，安装板上设置有拖链安装板，拖链安装板上安装有电缆保护拖链二，电缆保护拖链二和枪头连接；支撑机构上设置有电缆保护拖链一，电缆保护拖链一和驱动机构二连接。电缆由于移动和导电、信息传输需要，其条数多，长度长，为了防止电缆在加样过程中形成干涉，需要将电缆进行约束，所以设置了拖链安装板来对对应的电缆约束。
15.进一步地，在安装板上设置有相互连接的光电开关和驱动板，驱动板与驱动机构二连接。光电开关和驱动板联动可实现闭环控制，以提高整个装置竖直方向的运动精度，在支撑机构上也设置有光电开关用于和驱动机构一联动，控制水平方向的移动精度。
16.一种化学发光免疫分析仪加样方法，包括以下步骤：
17.(1)吸头添加位：启动驱动机构一，带动加样装置水平移动到达吸头盒套正上方，启动驱动机构二，枪头竖直向下移动直到与吸头盒套中的吸头连接形成添加后上移；
18.(2)样本加样位：添加吸头后启动驱动机构一，带动加样装置水平移动到达样本管正上方，启动驱动机构二，枪头竖直向下移动直到吸头伸入样本管的样本液面内，通过液面检测系统进行样本精准加样；
19.(3)样本排样位：加样后启动驱动机构一，带动加样装置水平移动到达试剂卡条上方，启动驱动机构二，枪头竖直向下移动直到样本排样；
20.(4)吸头退除位：排样后启动驱动机构一，带动加样装置水平移动到达吸头退除支架正上方，启动驱动机构二，枪头竖直向下移动直到吸头与吸头退除支架连接后，启动驱动机构一，水平移动加样装置使吸头进入正确退除位置，再启动驱动机构二，枪头竖直向上移动，实现吸头从枪头上退除。
21.通过上述方法，实现自动添加吸头再自动加样和排样、自动退除废吸头，而且移动到位准确，能够实时监测吸头的状态，提高了加样精度，自动化操作减小了工作量，满足当今自动化需求；工作效率提高，满足当今高效和快捷需求；吸头的添加及退除是否成功和中途是否掉落等异常状态及时反馈，及时更正，满足当今智能化需求。
22.本发明的有益效果在于：
23.1、本方案能实现吸头自动添加和退除、样本加样和样本排样等功能，通过步进电机与同步带传动，实现整个加样装置横向运动，即将加样装置运动到各预设位置。通过步进电机实现垂直方向运动，即实现吸头添加和退除，减小了工作量，满足当今自动化需求；
24.2、本方案能实现将吸头伸入样本管内进行加样和将吸头伸入排样口进行近距离排样，满足当今高效和快捷需求；
25.3、本方案兼具样本液面高度检测功能，全流程自动完成精确度高且工作效率高；
26.4、本方案导电吸头配以液面检测系统，在精确控制吸头插入样本液面以下深度，从而保障整个装置的加样精度需求；
27.5、本方案四组枪头可相互独立运动，可实现同时最多四组枪头独立运动，从而可提高整个装置的效率；
28.6、本方案可对吸头的状态实时监测，当吸头出现异常状态(比如未添加成功、未退除成功和运行中途掉落等)及时反馈，必要时进行相应的纠正，从而使整个装置更加智能。
附图说明
29.图1为本发明整体结构示意图；
30.图2为支撑机构的结构示意图；
31.图3为加样装置的结构示意图；
32.图4为吸头添加位的工作状态示意图；
33.图5为样本加样位的工作状态示意图；
34.图6为样本排样位的工作状态示意图；
35.图7为吸头退除位的工作状态示意图。
36.图中：1
‑
支撑柱；2
‑
水平导轨；3
‑
带轮；4
‑
横梁；5
‑
电缆保护拖链一；6
‑
步进电机一；7
‑
同步带；8
‑
光电开关；9
‑
电缆保护拖链二；10
‑
拖链安装板；11
‑
驱动机构二；12
‑
驱动板；13
‑
液面检测板；14
‑
安装板；15
‑
竖向导轨；16
‑
支撑座；17
‑
枪头；18
‑
吸头；19
‑
吸头退除支架；20
‑
样本管；21
‑
试剂卡条。
具体实施方式
37.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本技术保护的范围。
38.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
39.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
40.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
41.如图1至图3所示，一种化学发光免疫分析仪加样装置，包括支撑机构，所述支撑机构上设置有加样装置，支撑机构采用两根平行的支撑柱1竖直，在支撑柱1之间安装有横梁4形成整体结构，横梁侧壁安装有两条水平导轨2，水平导轨2相互平行且水平状态固定在横梁4的同一侧壁，横梁4顶部安装有步进电机一6作为驱动机构，步进电机一6的输出轴上安装有带轮3，横梁4的侧壁上也安装有带轮3，同步带7依次与这些带轮3连接并形成闭环结构且紧绷，采用多个同步带轮3，将步进电机一6与同步带7错位上移，使得结构更加紧凑。支撑机构的主要作用是支撑加样装置。
42.加样装置包括安装板14、优选4个驱动机构二11、液面检测板13以及优选4个枪头17，在安装板14的侧壁上设置有拖动块，拖动块与同步带7固定并通过压块串联为一体，在步进电机一6驱动下拖动块与同步带7一起运动，实现带动整个加样装置沿着水平导轨2进行水平移动，而驱动机构二11也优选步进电机，将驱动机构二11和液面检测板13均安装在安装板14上，安装板14上设置有竖向导轨15、支撑座16和枪头安装块，竖向导轨15也为两条并且位于驱动机构二11和支撑座16之间，竖向导轨15和支撑座16均与安装板14固定，驱动机构二11和支撑座16之间还设置有丝杠，丝杠一端与对应的驱动机构二11连接，另一端与支撑座16连接，且丝杠能够绕着自身轴线转动，枪头安装块对应套在丝杠上并能够沿着丝杠轴线移动，每个枪头17对应与一个枪头安装块连接，通过驱动机构二11转动带动丝杠转动，使得枪头安装块沿着丝杠轴线移动，从而枪头17进行竖直方向移动。
43.每一个步进电机轴前端均安装有独立的支撑座，配合以相互独立的驱动板，实现四组枪头的相互独立运动。且驱动板自带编码器与对应的光电开关联动可实现闭环控制，以提高整个装置的运动精度。每一组枪头配置有液面检测板，与导电吸头配套使用可实现不同样本量的精确吸样，以提高整个装置的吸样精度，进而提高配套仪器整机性能。再配以吸头状态实时监测，使得配套仪器更加智能。
44.由于移动距离以及数量的要求，需要设计多组电缆，同时电缆具有相应的长度，为了防止电缆在装置工作过程造成干涉，所以在安装板14上设置有拖链安装板10，拖链安装板10上安装有电缆保护拖链二9，电缆保护拖链二9和枪头17连接；在横梁4上设置有电缆保
护拖链一5，电缆保护拖链一5和驱动机构二11连接。
45.在安装板14上设置有相互连接的光电开关8和驱动板12，驱动板12与驱动机构二11连接，控制竖向移动，精度更高。横梁4上也设置有光电开关8来控制水平移动，保证移动精度。
46.本方案与一体式试剂卡和一次性吸头配套使用，可实现自动添加安装一次性吸头、自动加样、自动排样、自动退除使用后的废吸头、自动识别样本液面高度后实现高精度加样、自动实时监测吸头状态、可实现同时多组枪头相互独立运动进行排样功能。
47.其具体的加样方法，采用以下步骤实现：
48.(1)吸头添加位，如图4所示：启动步进电机一6，带动同步带7受力移动，拉动加样装置沿着水平导轨2水平移动到达吸头盒套正上方后，关闭步进电机一6，启动驱动机构二11转动，带动丝杠转动，枪头安装块沿着丝杠竖直向下移动即带动枪头17竖直向下移动直到与吸头盒套中的吸头18接触并继续向下，直到吸头18与枪头17连接形成添加，驱动机构二11反向转动，带动枪头17竖直上移，四组枪头可相互独立运动，可实现四组枪头独立添加吸头；
49.(2)样本加样位，如图5所示：添加吸头18后启动步进电机一6，带动同步带7受力移动，拉动加样装置沿着水平导轨2水平移动到达样本管20正上方，启动驱动机构二11转动，带动丝杠转动，枪头安装块沿着丝杠竖直向下移动即带动枪头17和吸头18竖直向下移动直到吸头18伸入样本管20的样本液面内，待液面检测板13检测到设定的深度即精准的加样体积后，驱动机构二11反向转动，带动枪头17和吸头18竖直上移；
50.(3)样本排样位，如图6所示：加样后启动步进电机一6，带动同步带7受力移动，拉动加样装置沿着水平导轨2水平移动到达试剂卡条21正上方，启动驱动机构二11转动，带动丝杠转动，枪头安装块沿着丝杠竖直向下移动即带动枪头17和吸头18竖直向下移动直到吸头18靠近试剂卡条21，配以柱塞泵工作将样本从枪头17排出到试剂卡条21上后，驱动机构二11反向转动，带动枪头17和吸头18竖直上移，四组枪头可相互独立运动，可实现同时最多四组枪头相互独立运动进行排样，通过柱塞泵工作将每个枪头17的样本完全排出到试剂卡条21上，保证后续测试的准确，避免样本残留；
51.(4)吸头退除位，如图7所示：排样后启动步进电机一6，带动同步带7受力移动，拉动加样装置沿着水平导轨2水平移动到达吸头退除支架19正上方，启动驱动机构二11转动，带动丝杠转动，枪头安装块沿着丝杠竖直向下移动即带动枪头17和吸头18竖直向下移动直到吸头退除支架19位置，启动步进电机一6，再水平移动加样装置直到吸头18卡入吸头退除支架19后，驱动机构二11反向转动，带动枪头17竖直向上移动，实现吸头18从枪头17上退除，四组枪头可相互独立运动，可实现四组枪头独立退除吸头。
52.整个操作方法过程简便，同时自动化智能化操作，移动到位准确，能够实时监测吸头的状态，提高了加样精度，减小了工作量，满足当今自动化需求；工作效率提高，满足当今高效和快捷需求；同时吸头的添加及退除是否成功和中途是否掉落等异常状态及时反馈，及时更正，满足当今智能化需求。
53.以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保
护范围。