一种手持式荧光免疫分析仪的制作方法

1.本实用新型属于医疗器械技术领域，涉及一种手持式荧光免疫分析仪。


背景技术：

2.poct，即时检验(现场快速检验)(point
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of
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care testing)在采样现场进行的、利用手持式分析仪器及配套试剂快速得到检测结果的一种检测方式，空间上，在患者身边进行的检验，即“床旁检验”；时间上，可进行“即时检验”，是贴近患者进行的一种快速检测分析技术，其优势在于能够同时满足医生和患者在检查报告时间上的需求，且操作较为简便，可由临床医生、护士、甚至是患者或者家属自行完成。
3.荧光免疫分析仪检测原理是基于免疫荧光技术、层析技术和荧光诱导技术上设计的免疫荧光检测法。利用荧光素作为标记物，与已知的抗体或者抗原相结合，然后将荧光标记的抗体或者抗原作为标准试剂。以测试液作为流动相，通过毛细作用使待测物在试剂条上移动，待测物在t线处发生特异性免疫反应，游离物在c线处发生免疫反应，通过免疫层析法的竞争法和夹心法测试出被测物的浓度。首先，半导体/激光器光源发射出特定波长的发射光照射样品，并激发出一定波长的荧光，荧光光强通过光敏二极管接收，将光电信号转化为电压信号。被测物的浓度值与荧光光强成正相关，以此为依据测量被测物的浓度和含量。目前，主要的免疫层析技术包括荧光免疫层析和胶体金层析，其中，由于荧光免疫层析快速检测技术可广泛应用于现场定量检测，故是未来即时检测技术发展的重要方向。
4.手持式荧光免疫分析仪因其体积小以及方便携带、操作简单、速度快、稳定性好、灵敏度高、成本低等优点得到了临床的追捧，应用场景也由最初的临床(120救护车、社康中心、家庭签约医生上门检验、乡镇卫生院、icu门急诊)等扩展到食品卫生、环境监测、禁毒、法医等应用场景，成为近期发展最快的poct分析仪器。
5.目前手持式荧光免疫分析仪在现有技术中有两种技术路线，第一种为采用光敏二极管直接采集荧光强度并把光信号转换成电信号的技术路线来实现，第二种为采用摄像头进行对发射荧光进行拍照然后对采集到的荧光图像信号进行算法处理的技术路线来实现。采用光敏二极管的技术路线方式是技术最成熟，应用最为广泛的实现方式；虽然采用摄像头拍照的技术路线来实现的方式可以省去了运动传动机构而使得体积可以做得较小；但拍照的技术路线需要采用较为特殊、成本高的摄像头以及运算能力较高的cpu等硬件配置来进行图像处理，所以整体的成本较光敏二极管的技术路线高。
6.但是现有技术中针对光敏二极管技术路线实现的手持式荧光免疫分析仪主要存在如下几方面的不足：
7.1、现有技术中，在同等体积大小空间下无法实现多联试剂卡的分析检测；因光学部件设计、扫码模块、运动机构设计、整机的结构设计等未能实现紧凑及微型化设计，所以现有技术中的手持式的仪器下无法通过实现二维的运动机构来实现对多联卡的检测。
8.2、现有技术中，都将试剂卡的二维码/条码于机外预先识别，而无法实现在机器内部对试剂卡的二维码或条形码的识别读取，然后再将试剂卡插入机器进行检测；这样极大
的降低了用户的体验感且让检测的操作变得繁琐，恰恰降低了作为poct仪器操作简单的优点。
9.3、在现有技术中，功能单一、体积较大，不易便携、操作繁琐、部件布局及结构设计不够紧凑、无法直接打印检测结果、无法将数据及时传送至云端数据平台以防丢失等。


技术实现要素：

10.本实用新型所要解决的技术问题是：本实用新型在于提供一种手持式荧光免疫分析仪，用于解决上述背景技术中提到的问题。
11.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
12.本实用新型提供一种手持式荧光免疫分析仪，所述荧光免疫分析仪包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体锁紧连接形成具有内腔的腔体结构，所述内腔中设有主控板、rfid模块、信号传输模块、扫描仪模块、试剂卡、x轴运动机构、y轴运动机构和光学检测模块；其中：
13.所述x轴运动机构连接有所述光学检测模块并驱动所述光学检测模块在x轴方向上运动；所述y轴运动机构承托所述试剂卡并驱动所述试剂卡在y轴方向上运动；所述x轴运动机构设置于y轴运动机构的上方且所述光学检测模块正对所述试剂卡；所述上壳体装配有显示屏和开关按键，所述开关按键连接于所述主控板，所述主控板固定设置于所述x轴运动机构的上方；所述扫描仪模块连接于所述y轴运动机构、正对所述试剂卡设置；所述主控模块电性连接所述rfid模块、信号传输模块、扫描仪模块、x轴运动机构、y轴运动机构和光学检测模块。
14.作为优选地，所述扫描仪模块包括扫描仪和扫描仪支架，所述扫描仪支架为一具有弯折部的连接件，所述连接件一端固定连接有所述扫描仪，所述扫描仪通过所述连接件连接于所述y轴运动机构。
15.作为优选地，所述扫描仪为具有广视场角及短焦距的扫描仪，所述夹角为140度。
16.作为优选地，所述y轴运动机构包括卡托底座、卡托上盖、第一运动导轨、第一传动齿条和第一驱动机构；所述卡托底座与所述卡托上盖围合形成用于插入所述试剂卡的插卡口，所述卡托底座下方连接所述第一运动导轨，所述第一传动齿条与所述卡托底座连接且所述传动齿条与所述第一驱动机构的输出端啮合。
17.作为优选地，所述试剂卡为单联试剂卡或多联试剂卡，所述试剂卡上设置有加样窗和检测窗，所述加样窗和所述检测窗位于同一中心线上。
18.作为优选地，所述x轴运动机构包括第二运动导轨、第二传动齿轮和第二驱动机构，所述第二驱动机构的输出端与所述第二传动齿轮啮合，所述光学检测模块连接于所述第二传动齿轮和所述第二运动导轨。
19.作为优选地，所述x轴运动机构和所述y轴运动机构均设置有用于监控运动位置的传感器光耦。
20.作为优选地，所述主控板上集成有蓝牙与wifi芯片、按键开关、usb接口和信号指示灯。
21.作为优选地，所述荧光免疫分析仪还包括用于系统电能支持的电池模块。
22.作为优选地，所述下壳体内壁设置有组件卡固位，所述组件卡固位用于固定所述
主控板、rfid模块、信号传输模块、x轴运动机构、y轴运动机构和所述电池组件。
23.与现有技术相比，本实用新型提供的手持式荧光免疫层析分析仪，其有益效果在于：
24.(1)通过x、y二维运动机构的结构及布局紧凑微型设计，实现了能同时对单联试剂卡及多联试剂卡的检测分析，进而可以让一个检测即可得到多项目或多参数的测量结果，进而提高了检测效率及试剂盒组合的灵活性，降低了病人的检测成本。
25.(2)通过提供一种广视场角，短焦距摄像头制作的扫码模块(扫描仪)及配合倾斜安装的扫码模块的结构设计实现了在有限高度内对试剂卡的二维码/条码的识别与读取，满足了在手持式分析仪内部直接对试剂卡二维码/条码的识别与读取，提升了用户的体验感及使得检测结果更加准确，同时让检测操作变得更加简单和快速。
26.(3)通过部件布局及结构紧凑微型化设计，仪器在满足手持易便携功能的前提下加入了更多功能，例如加入了rfid射频模块实现试剂定标曲线数据的读写以方便定标曲线的安全快速写入设备、在主控板上加入蓝牙 wifi芯片能够很好的实现了通过蓝牙打印机进行检测结果的打印，利用wifi功能实现对医院list系统的数据传输、通过加入信号传输模块能够将检测结果及时上传到云端数据库以防止丢失。
附图说明
27.下面结合附图详述本实用新型的具体结构
28.图1为本实用新型荧光免疫分析仪结构组成示意图；
29.图2为本实用新型扫描仪模块结构示意图；
30.图3为本实用新型y轴运动机构结构示意图；
31.图4为本实用新型x轴运动机构结构示意图；
32.图5为本实用新型单联试剂卡结构示意图；
33.图6为本实用新型双联试剂卡结构示意图；
34.其中：1
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显示屏；2
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按键；3
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上壳体；4
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主控板；401
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蓝牙与wifi芯片；402
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按键开关；403
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usb接口；404
‑
信号指示灯；5
‑
rfid模块；6
‑
扫描仪模块；61
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扫描仪；62
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扫描仪支架；7
‑
y轴运动机构；70
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固定支架；71
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第一驱动机构；72
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第一齿轮；73
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第一传动齿条；74
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卡托底座；75
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卡托上盖；76
‑
插卡口；77
‑
第一运动导轨；8
‑
x轴运动机构；80
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固定板；81
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第二驱动机构；82
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第二齿轮；83
‑
第二传动齿条；84
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齿条固定支架；85
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第二运动导轨；9
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信号传输模块；10
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电池组件；11
‑
光学检测模块；12
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试剂卡；121
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试剂卡上盖；122
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试剂卡下盖；123
‑
试纸条；1211
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加样窗；1212
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检测窗；1213
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凹穴；13
‑
下壳体。
具体实施方式
35.以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地理解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过其它不同的具体实施例方式加以实施或应用，本说明书的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各项修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实施例，本领域的技术人员在没有做出创造
性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.其中，附图仅用于实例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域的技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
37.本实用新型实施例的附图中相同或者相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”“左”“右”“前”“后”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实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于实例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体的情况理解上述术语的具体含义，其相对关系的改变或调整，在无实质性变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
38.实施例
39.请参阅图1所示，本实用新型提供一种手持式荧光免疫分析仪，所述荧光免疫分析仪包括上壳体3和下壳体13，所述上壳体3和所述下壳体13锁紧连接形成具有内腔的腔体结构，在内腔中设有主控板4、rfid模块5、信号传输模块9、扫描仪模块6、试剂卡12、x轴运动机构8、y轴运动机构7和光学检测模块11。
40.具体地，上壳体3上装配有显示屏1和按键2，预先组装成一个上壳组件；按键设置于显示屏1的下端位置并与主控板4相连，其中，显示屏1用于进行人机交互及显示分析测量结果。
41.所述的主控板4固定设置于x轴运动机构8的上方，在主控板4上集成有蓝牙与wifi芯片401、按键开关402、usb接口403和信号指示灯404；其中按键开关402与按键2相连用于实现开关机及休眠状态下的唤醒功能；usb接口403与下壳体13对应设计的通孔对齐装配以实现对电池的充电、主控软件的刷机与升级、检测结果数据的拷贝等功能，信号指示灯404用于对机器状态及电池状态的信号指示并与下壳体13对应的圆孔对齐装配，蓝牙与wifi芯片401与主控板4的cpu相连进行通讯，其中蓝牙功能为了实现连接蓝牙打印机进行检测结果的打印，wifi功能为了实现接入医院的list系统进行数据传输。
42.rfid模块5，rfid线路板的两侧插入下壳体13内，并通过线缆与主控板4相连通讯，实现将每批次试剂的定标曲线数据通过rfid模块5写入机器。
43.信号传输模块9，信号传输模块9的线路板两侧竖直插入到下壳体13内进行固定并通过线缆与主控板4相连通讯，所述信号传输模块9能够将检测结果及时上传到云端数据库以防止丢失。
44.如图2所示为扫描仪模块结构示意图，扫描仪模块6包含扫描仪61、扫描仪支架62，其中扫描仪61通过连接排线连接于主控板4上，扫描仪支架62为一具有折弯部的连接件，扫描仪支架62一端固定连接有扫描仪61，扫描仪61通过扫描仪支架62连接于y轴运动机构7；需要说明的是，折弯部具有一夹角β，通过设计夹角β能够最大限度的降低扫描仪的安装高度，大大降低了仪器设计的总厚度；具体地，通过设计β角及选用广视场角及短焦距扫描仪的配合设计实现了能够让扫描仪61的摄像头镜头至试剂卡12上盖二维码/条码所在平面的表面距离尺寸b是现有技术中距离a尺寸的一半；进一步地，为了扫描仪61能够可靠的实现
对二维码/条码的识别，这一合适的倾斜角度β是依据所选扫描仪摄像头的视场角、焦距及其与二维码/条码的相对位置实验得出，在本实施例中的最佳的夹角β为140
°
。
45.作为本实施例的另一实施方式，扫描仪61的扫描窗平面与试剂卡表面相互垂直，两者之间通过45
°
设置的镜面进行工作，试剂卡12表面的条形码/二维码通过镜面反射后，平行入射到扫描仪61的扫描窗口，在紧凑的空间中实现扫码功能。
46.如图4所示为y轴运动机构的结构示意图，y轴运动机构7承托所述试剂卡12并驱动所述试剂卡12在y轴方向上运动，y轴运动机构7包括卡托底座74、卡托上盖75、第一运动导轨77、第一传动齿条73和第一驱动机构71。
47.具体地：，第一驱动机构71与固定支架70连接固定，在第一驱动机构71的输出轴连接有第一齿轮72，通过第一驱动机构71输出轴的转动进而驱动第一齿轮72同步转动，第一齿轮72与第一传动齿条73相互啮合，而第一传动齿条73固定连接于卡托底座74上，卡托底座74下方连接有第一运动导轨77。
48.在本实施例中卡托底座74为塑胶材质(例如abs工程塑料)通过精密塑胶模具成型，y轴运动机构7还设置有传感器光耦并在卡托底座74上还设置一挡片用于对传感器光耦的到位遮挡触发功能。
49.此外，卡托底座74前端口部设计成“u”字形状并与卡托上盖75合围形成一个插卡口76用于作为试剂卡12的插入口，插卡口76及其延伸的腔体用于放置和承托试剂卡12之用。进一步地，为保证每一试剂卡12在腔体位置的一致性，可于卡托上盖75的前后端分别设置有弹性扣。
50.所述的y轴运动机构7的运动控制方式如下：
51.在主控板4对y轴运动机构7的驱动控制下，第一驱动机构71的输出轴带动齿轮圆周转动，齿轮通过与第一传动齿条73的啮合传动而驱动与第一传动齿条73固定在一起的卡托底座74一起运动，卡托底座74在第一运动导轨77导向的作用下进行y轴方向的前后直线运动，进而带动试剂卡12进行y轴的前后匀速直线运动。
52.在本技术实施方式中，试剂卡12可为单联试剂卡和多联试剂卡。
53.如图5所示为单联试剂卡的结构组成示意图，其中试剂卡12为由试剂卡上盖121、试纸条123和试剂卡下盖122等三部分组成，其中加样窗1211、检测窗1212分别设置于试剂卡上盖121上，加样窗1211设置于检测窗1212的前方，两者在同一中心线上；试剂卡上盖121上为了方便对条形码/二维码位置的定位而设置了一个凹穴1213。
54.如图6所示，本实用新型所述能够对多联试剂卡12进行检测，在本实施方式中将二联试剂卡12作为最优方案的实施例进行详述，如图2所示，二联试剂卡为由试剂卡上盖121、试纸条123和试剂卡下盖122等三部分组成，其中两个加样窗1211和两个检测窗1212分别设置于试剂卡上盖121上且两个加样窗1211设置于检测窗1212的前方；加样窗1211与检测窗1212设置在同一中心线上，加样1211窗与检测窗1212设置在同一中心线上，同样上盖上为了方便对二维码位置的定位而设置了一个凹穴1213。
55.如图4所示为x轴运动机构8结构示意图，x轴运动机构8连接所述光学检测模块11并驱动光学检测模块11在x轴方向上运动；x轴运动机构8包括第二运动导轨85、第二传动齿条83和第二驱动机构81。
56.具体地，所述第二驱动机构81通过固定板80固定于下壳体13，在第二驱动机构81
的输出轴上连接第二齿轮82，由第二驱动机构81的转动驱动第二齿轮82的圆周转动；所述第二传动齿条83连接有一齿条固定支架70，并通过齿条固定支架70连接于光学检测模块11，光学检测模块11连接第二运动导轨85，第二传动齿条83与第二齿轮82啮合进行动力传输。
57.所述x轴运动机构8设置传感器光耦，相对应的，于齿条固定支架70的表面上装配有传感器挡片。
58.进一步地，所述的x轴运动机构8的运动控制方式如下：
59.在主控板4对第二驱动机构81的驱动控制下，第二驱动机构81的输出轴带动第二齿轮82圆周转动，第二齿轮82通过与第二传动齿条83的啮合传动而驱动与第二传动齿条83固定在一起的齿条固定支架70、光学检测模块11及传感器挡片一起运动，光学检测模块11分别沿第二运动导轨85直线运动，进而带动光学检测模块11进行x轴的左右匀速直线运动以实现光学检测模块11运动至指定的检测窗中心线的正上方位置上，结合y轴的运动机构一起对待测的试剂卡进行检测。
60.所述光学检测模块11用于通过发光二极管产生的紫外光激发试剂卡12试纸条上抗原抗体特异性免疫结合的混合物中的发光标记物而发射荧光，然后通过光敏二极管的接收器对荧光光强信号进行采集。
61.本实用新型还提供有一电池组件10，用于系统电能支持，电池组件10包括电池和电池压盖，在下壳体13设置有对应的电池仓，所述电池安装于所述电池仓内，电池固定连接下壳体13并该盖设于电池上方，所述电池可以是多节聚合物电芯串联或并联组成，亦可以采用多节锂离子电芯串联或者并联组成。
62.以上为荧光免疫分析仪各组件的结构组成，在各组件的装配过程中，于下壳体13内壁设置有组件卡固位，各组件对应于相应的卡固位通过螺丝或夹持的方式固定；例如，下壳体13内壁设置有对应于电池组件10安装的电池仓、对应于运动导轨的导向座、安装所述信号传输模块9和rfid模块5的卡槽；进一步地，x轴运动机构8设置于y轴运动机构7的上方并正对所述试剂卡12；主控板4固定设置于所述x轴运动机构8的上方；所述扫描仪模块6连接于所述y轴运动机构7、正对所述试剂卡12设置；所述主控板4通过电气连接所述rfid模块5、信号传输模块9、扫描仪模块6、x轴运动机构8、y轴运动机构7和光学检测模块11。
63.在本实施例的另一实施方式中，可选用试剂卡12沿x轴方向运动，光学检测模块11沿y轴方向运动进行检测。即，利用x轴运动机构8承托所述试剂卡12并驱动所述试剂卡12在x轴方向上运动；所述y轴运动机构7连接有所述光学检测模块11并驱动所述光学检测模块11在y轴方向上运动；所述x轴运动机构8设置于y轴运动机构7的下方且所述光学检测模块11正对所述试剂卡12。
64.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。