專利名稱：一種生化分析儀用光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種生化分析儀用光學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
生化分析儀中的最小反 應(yīng)體積是個非常重要的參數(shù)，它是一次反應(yīng)中最少需要的液體體積。最小反應(yīng)體積是試劑和人體的體液(主要為血液)的混合物,最小反應(yīng)體積越小，則所需要抽取的人體血液和所需要的試劑就越少，顯然抽血減少可以減小病人的痛苦，而所需試劑的減小則會大大節(jié)省生化分析儀使用成本。然而，最小反應(yīng)體積的縮小的途徑就是縮小光通過反應(yīng)杯體積以及光點(diǎn)尺寸，而這對于光學(xué)裝置提出了很高的要求。目前，一般的生化分析儀的反應(yīng)杯橫截面積為5X 6mm2,光點(diǎn)尺寸為3 X Imm2,最小反應(yīng)體積為150 yl，而假若將最小反應(yīng)體積減小50 yl，便能減少病人的痛苦并大大節(jié)省生化分析儀使用成本。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種生化分析儀用光學(xué)裝置，其可減小生化分析儀的最小反應(yīng)體積。基于上述目的本發(fā)明提供的一種生化分析儀用光學(xué)裝置，包括光源、前聚光透鏡、放置反應(yīng)杯的反應(yīng)盤、保持所述反應(yīng)杯內(nèi)反應(yīng)液溫度的恒溫槽、后分光透鏡、光采集點(diǎn)；所述前聚光透鏡包含一片雙凸透鏡和一片凹凸透鏡，且所述前聚光透鏡的雙凸透鏡在前，凹凸透鏡在后，并且所述凹凸透鏡凸面為入射面；所述后分光透鏡包含兩片相同的平凸透鏡，且兩片透鏡的凸面相貼；所述入射光從光源發(fā)出并依次經(jīng)過所述雙凸透鏡、凹凸透鏡、恒溫槽、恒溫液、反應(yīng)杯、反應(yīng)液，所述出射光則依次經(jīng)過所述反應(yīng)液、反應(yīng)杯、恒溫液、恒溫槽，以及凸面相貼的兩片相同的平凸透鏡，最后射到所述光采集點(diǎn)。在一個實(shí)施例中，所述的反應(yīng)杯沿所述反應(yīng)盤半徑方向的內(nèi)壁間距為5mm，所述反應(yīng)杯壁厚不大于0. 75mm，沿所述反應(yīng)盤切線方向的內(nèi)壁間距不大于4mm ;所述恒溫槽壁厚不小于1_，恒溫槽沿所述反應(yīng)盤半徑方向的外壁間距不大于15. 5_。在另一個實(shí)施例中，所述的反應(yīng)杯沿所述反應(yīng)盤切線方向的內(nèi)壁間距為4mm。在另一個實(shí)施例中，所述恒溫槽沿所述反應(yīng)盤半徑方向的外壁間距為15. 5mm，所述反應(yīng)杯壁厚為0. 75mm,所述恒溫槽壁厚為1mm。在另一個實(shí)施例中，所述反應(yīng)盤旋轉(zhuǎn)一周的上下跳動量之和不大于1.5mm。在另一個實(shí)施例中，所述前聚光透鏡的雙凸透鏡入射面曲率半徑為15. 4_，出射面曲率半徑為23. 6mm,厚度為I. 7mm ;所述前聚光透鏡的凹凸透鏡入射面曲率半徑為4. 7mm,出射面曲率半徑為Ilmm,厚度為2mm。在另一個實(shí)施例中，所述前聚光透鏡的雙凸透鏡出射面與所述前聚光透鏡的凹凸透鏡入射面的間距為6. 6mm，所述前聚光透鏡的凹凸透鏡出射面與所述恒溫槽外壁的間距為 2mm。在另一個實(shí)施例中，所述后分光透鏡的平凸透鏡的凸面半徑為9. 1mm，厚度為3mm n在另一個實(shí)施例中，所述后分光透鏡的前平凸透鏡入射面與所述恒溫槽外壁的間距為5mmo在另一個實(shí)施例中，所述前聚光透鏡的雙凸透鏡入射面與光學(xué)裝置光源的間距為30mm，所述后分光透鏡的后平凸透鏡出射面與光學(xué)裝置的光采集點(diǎn)的間距為24mm。
在另一個實(shí)施例中，所述反應(yīng)杯、恒溫槽、前聚光透鏡、后分光透鏡的制作材料均為光學(xué)玻璃。從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的一種生化分析儀用光學(xué)裝置，通過對光學(xué)裝置中的部件進(jìn)行重新設(shè)計并調(diào)整光路，從而減小了最小反應(yīng)體積，使得此種生化分析儀大大減少試劑消耗量和用血量，降低醫(yī)院使用試劑的成本，進(jìn)而減小醫(yī)療廢物排放的量，降低醫(yī)療廢物處理的難度；同時減少化驗(yàn)所需血量，減小病人的痛苦，提高病人的舒適程度，降低病人的抽血壓力。


圖I為本發(fā)明公開的生化分析儀用光學(xué)裝置實(shí)施例中光路所經(jīng)過的各部分主視圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中反應(yīng)杯俯視圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明所公開的一種生化分析儀用光學(xué)裝置，包括光源、前聚光透鏡、放置所述反應(yīng)杯的反應(yīng)盤、保持所述反應(yīng)杯內(nèi)反應(yīng)液溫度的恒溫槽、后分光透鏡、光采集點(diǎn)；所述前聚光透鏡包含一片雙凸透鏡和一片凹凸透鏡，且所述前聚光透鏡的雙凸透鏡在前，凹凸透鏡在后，并且所述凹凸透鏡凸面為入射面；所述后分光透鏡包含兩片相同的平凸透鏡，且兩片透鏡的凸面相貼。所述入射光從光源發(fā)出并依次經(jīng)過所述雙凸透鏡、凹凸透鏡、恒溫槽、恒溫液、反應(yīng)杯、反應(yīng)液，所述出射光則依次經(jīng)過所述反應(yīng)液、反應(yīng)杯、恒溫液、恒溫槽，以及凸面相貼的兩片相同的平凸透鏡，最后射到所述光采集點(diǎn)。參考圖1，本發(fā)明公開的生化分析儀用光學(xué)裝置實(shí)施例中光路所經(jīng)過的各部分主視圖；圖I中只畫出了光路所經(jīng)過的各部件的局部，由于入射光截面積小，出射光截面積大，因此左右兩部分的局部的大小不同。其中，所述光學(xué)裝置包括光源、前聚光透鏡I、反應(yīng)杯2、恒溫槽4、后分光透鏡6、光采集點(diǎn)；其中，反應(yīng)杯2設(shè)置在恒溫槽4中。所述入射光從光源發(fā)出并依次經(jīng)過所述前聚光透鏡I的雙凸透鏡、凹凸透鏡、恒溫槽4、恒溫液5、反應(yīng)杯2、反應(yīng)液3 ;所述出射光則依次經(jīng)過所述反應(yīng)液3、反應(yīng)杯2、恒溫液5、恒溫槽4，以及后分光透鏡6的凸面相貼的兩片相同的平凸透鏡，最后射到所述光采集點(diǎn)。所述反應(yīng)杯2的壁厚d3為0. 75mm,所述恒溫槽4的壁厚d6為Imm ;所述反應(yīng)杯2沿所述反應(yīng)盤半徑方向(即沿光通過方向)的內(nèi)壁間距Cl1為5mm，所述的反應(yīng)杯2沿所述反應(yīng)盤切線方向的內(nèi)壁間距d2 (附圖2)為4mm，所述恒溫槽4沿所述反應(yīng)盤半徑方向(即沿光通過方向)的外壁間距d5為15. 5mm。所述前聚光透鏡I包含一片雙凸透鏡和一片凹凸透鏡，且所述前聚光透鏡I的雙凸透鏡在前，凹凸透鏡在后，并且所述凹凸透鏡凸面為入射面；所述后分光透鏡6包含兩片相同的平凸透鏡，且兩片透鏡的凸面相貼。所述前聚光透鏡I的雙凸透鏡入射面曲率半徑為15. 4mm,出射面曲率半徑為23. 6mm,厚度d7為I. 7mm ;所述前聚光透鏡I的凹凸透鏡入射面曲率半徑為4. 7mm,出射面曲率半徑為Ilmm,厚度d9為2mm。所述后分光透鏡6的平凸透鏡的凸面曲率半徑為9. Imm,厚度d12為3mm?！に銮熬酃馔哥RI的雙凸透鏡出射面與所述前聚光透鏡的凹凸透鏡入射面的間距d8為6. 6mm，所述前聚光透鏡I的凹凸透鏡出射面與所述恒溫槽外壁的間距d1(l為2mm。所述后分光透鏡6的前平凸透鏡入射面與所述恒溫槽外壁的間距dn為5mm。所述前聚光透鏡I的雙凸透鏡入射面與光學(xué)裝置光源的間距為30mm，所述后分光透鏡6的后平凸透鏡出射面與光學(xué)裝置的光采集點(diǎn)的間距為24_。測試時，光從光源射出，經(jīng)前聚光透鏡I的雙凸透鏡和凹凸透鏡聚光后，依次經(jīng)過恒溫槽4的槽壁、恒溫液5、反應(yīng)杯2的杯壁、反應(yīng)液3，在光照下反應(yīng)液發(fā)生反應(yīng)，之后的出射光，再依次經(jīng)過反應(yīng)杯2的杯壁、恒溫液5、恒溫槽4的槽壁，再經(jīng)后分光透鏡6的凸面相貼的兩片相同的平凸透鏡分散后，射到光采集點(diǎn)，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后進(jìn)行測試。采用上述光學(xué)裝置后，透過反應(yīng)杯2的光點(diǎn)高度d4縮小到1.5mm，光點(diǎn)寬度(沿反應(yīng)盤切線方向)縮小到0. 5mm。所述反應(yīng)盤在測試過程中會在水平繞垂直于光軸的軸旋轉(zhuǎn)，但一般情況下這種旋轉(zhuǎn)不會是絕對水平的，因此就會造成其旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生上下跳動，反應(yīng)盤旋轉(zhuǎn)一周的最大上跳動量和最大下跳動量之和即為旋轉(zhuǎn)一周的最大上下跳動量之和。顯然，這種跳動將會對測試過程造成影響。通常情況下，所述的反應(yīng)盤通過軸承設(shè)計和制作材料選擇，可以使得其旋轉(zhuǎn)一周的最大上下跳動量之和不超過I. 5mm，保證了反應(yīng)盤的穩(wěn)定性?？紤]到反應(yīng)液3的表面張力，將會使反應(yīng)液3靠近反應(yīng)杯2杯壁處的液面高度沿杯壁上升，而反應(yīng)液3在反應(yīng)杯2中心處的液面高度則會相應(yīng)的下降。由于光點(diǎn)所照射的位置在反應(yīng)液3的中心，而反應(yīng)液3中心液面下降則可能會造成光點(diǎn)無法完全照射到反應(yīng)液3上，這樣便會造成檢測結(jié)果的誤差。為了補(bǔ)償因?yàn)橐好鎻埩Χ鴾p少的反應(yīng)液中心液面的高度，在加入反應(yīng)液時，則需要考慮增加適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)液體積。因此，生化分析儀的最小反應(yīng)體積的理論計算式為最小反應(yīng)體積=反應(yīng)杯2的內(nèi)表面橫截面積X (光點(diǎn)高度d4+反應(yīng)盤旋轉(zhuǎn)一周的最大上下跳動量之和+反應(yīng)液中心液面因表面張力而損失的高度)其中，反應(yīng)杯2的內(nèi)表面橫截面積為(I1Xd2=SmmXAmm=ZOmm2,反應(yīng)盤旋轉(zhuǎn)一周的最大上下跳動量之和為I. 5mm，光點(diǎn)高度d4為I. 5mm，反應(yīng)液中心液面因表面張力而損失的高度為I. 5mm (理論值)，則最小反應(yīng)體積=5X4X (I. 5+1. 5+1. 5) mm3=90 yl，若考慮到設(shè)備誤差的影響，則最小反應(yīng)體積為IOOiI I。以上為理論計算下利用本發(fā)明所采用的光學(xué)裝置進(jìn)行測量的最小反應(yīng)體積的理論值，下面通過實(shí)驗(yàn)來證明。實(shí)驗(yàn)材料一套完整的生化分析儀裝置，包括信號采集電路板和信號采集儀表6位半表。反應(yīng)盤是由8個杯聯(lián)組成，每個杯聯(lián)有20個杯位，為了方便，我們只記錄每個杯聯(lián)中的第十個杯位，共有八個數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)方法首先將每個反應(yīng)杯中加入待測重鉻酸鉀(K2Gr2+07)溶液，該重鉻酸鉀的吸光度是先配置好的，約為I. 0左右。在所有的160個反應(yīng)杯中加入該種溶液90 iil，測量吸光度。將測量值與理論值進(jìn)行對比，如果測試值和理論值相差較大(誤差在0. 02以外)，則增大10 u I待測溶液體積，繼續(xù)測量，直到和理論值相差在誤差范圍內(nèi)。吸光度理論值為0.998。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種生化分析儀用光學(xué)裝置，其特征在于，包括光源、前聚光透鏡、放置反應(yīng)杯的反應(yīng)盤、保持所述反應(yīng)杯內(nèi)反應(yīng)液溫度的恒溫槽、后分光透鏡、光采集點(diǎn)；所述前聚光透鏡包含一片雙凸透鏡和一片凹凸透鏡，且所述前聚光透鏡的雙凸透鏡在前，凹凸透鏡在后，并且所述凹凸透鏡凸面為入射面；所述后分光透鏡包含兩片相同的平凸透鏡，且兩片透鏡的凸面相貼；所述入射光從光源發(fā)出并依次經(jīng)過所述雙凸透鏡、凹凸透鏡、恒溫槽、恒溫液、反應(yīng)杯、反應(yīng)液，所述出射光則依次經(jīng)過所述反應(yīng)液、反應(yīng)杯、恒溫液、恒溫槽，以及凸面相貼的兩片相同的平凸透鏡，最后射到所述光采集點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生化分析儀用光學(xué)裝置，其特征在于，所述的反應(yīng)杯沿所述反應(yīng)盤半徑方向的內(nèi)壁間距為5mm，所述反應(yīng)杯壁厚不大于O. 75mm,沿所述反應(yīng)盤切線方向的內(nèi)壁間距不大于4mm ;所述恒溫槽壁厚不小于1mm，恒溫槽沿所述反應(yīng)盤半徑方向的外壁間距不大于15. 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生化分析儀用光學(xué)裝置，其特征在干，所述的反應(yīng)杯沿所述反應(yīng)盤切線方向的內(nèi)壁間距為4mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生化分析儀用光學(xué)裝置，其特征在干，所述恒溫槽沿所述反應(yīng)盤半徑方向的外壁間距為15. 5mm,所述反應(yīng)杯壁厚為O. 75mm,所述恒溫槽壁厚為1mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生化分析儀用光學(xué)裝置，其特征在于，所述反應(yīng)盤旋轉(zhuǎn)一周的上下跳動量之和不大于I. 5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生化分析儀用光學(xué)裝置，其特征在于，所述前聚光透鏡的雙凸透鏡入射面曲率半徑為15. 4mm,出射面曲率半徑為23. 6mm,厚度為I. 7mm ;所述前聚光透鏡的凹凸透鏡入射面曲率半徑為4. 7mm，出射面曲率半徑為11mm，厚度為2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生化分析儀用光學(xué)裝置，其特征在干，所述前聚光透鏡的雙凸透鏡出射面與所述前聚光透鏡的凹凸透鏡入射面的間距為6. 6mm，所述前聚光透鏡的凹凸透鏡出射面與所述恒溫槽外壁的間距為2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生化分析儀用光學(xué)裝置，其特征在于，所述后分光透鏡的平凸透鏡的凸面半徑為9. Imm,厚度為3mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生化分析儀用光學(xué)裝置，其特征在于，所述后分光透鏡的前平凸透鏡入射面與所述恒溫槽外壁的間距為5_。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生化分析儀用光學(xué)裝置，其特征在于，所述前聚光透鏡的雙凸透鏡入射面與光學(xué)裝置光源的間距為30mm，所述后分光透鏡的后平凸透鏡出射面與光學(xué)裝置的光采集點(diǎn)的間距為24mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10任意一項(xiàng)所述的生化分析儀用光學(xué)裝置，其特征在于，所述反應(yīng)杯、恒溫槽、前聚光透鏡、后分光透鏡的制作材料均為光學(xué)玻璃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生化分析儀用光學(xué)裝置，包括光源、前聚光透鏡、放置反應(yīng)杯的反應(yīng)盤、保持所述反應(yīng)杯內(nèi)反應(yīng)液溫度的恒溫槽、后分光透鏡、光采集點(diǎn)；所述前聚光透鏡包含一片雙凸透鏡和一片凹凸透鏡，且所述前聚光透鏡的雙凸透鏡在前，凹凸透鏡在后，并且所述凹凸透鏡凸面為入射面；所述后分光透鏡包含兩片相同的平凸透鏡，且兩片透鏡的凸面相貼；本發(fā)明提供的一種生化分析儀用光學(xué)裝置，通過對光學(xué)裝置中的部件進(jìn)行重新設(shè)計并調(diào)整光路，從而減小了最小反應(yīng)體積，使得此種生化分析儀大大減少試劑消耗量和用血量，降低醫(yī)院使用試劑的成本。
文檔編號G02B19/00GK102735636SQ201210225260
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:北京利德曼生化股份有限公司