一種生物檢測的分析設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生物檢測的分析設(shè)備，包括：反應(yīng)裝置，加液和吸液裝置，運動組件，其與所述加液和吸液裝置相連，并將所述加液和吸液裝置移動到所述反應(yīng)裝置的指定位置；以及廢液處理組件，其與所述加液和吸液裝置相連；其中所述運動組件包括：第一驅(qū)動器和與所述第一驅(qū)動器配合的第一位置探測器，其中根據(jù)所述第一位置探測器的信號可以得出所述加液和吸液裝置的位置；所述運動組件進一步包括與所述第一驅(qū)動器配合的編碼器，其中根據(jù)所述編碼器的信號可以得出所述加液和吸液裝置的位置。
【專利說明】—種生物檢測的分析設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別地涉及一種用于生物檢測的分析設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)學臨床實驗室和生物實驗室經(jīng)常需要對批量樣品進行檢測。在進行檢測時，往往需要在不同時間點向樣品內(nèi)加入不同的試劑或液體，完成稀釋、混合、反應(yīng)和清洗等處理步驟。例如，蛋白免疫印跡分析設(shè)備就是一種常用的利用特異性抗體鑒定抗原的裝置。該裝置利用抗體與附著于膜條上的靶蛋白所發(fā)生的特異性免疫反應(yīng)進行檢測。為了獲得更為準確的檢測結(jié)果，對分析設(shè)備的各個部件的動作需要精確控制。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的分析設(shè)備都存在著結(jié)構(gòu)復雜，難于精確控制等缺點。因此，本領(lǐng)域中需要一種結(jié)構(gòu)更為合理也更利于精確控制的生物檢測分析設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對以上技術(shù)問題，本申請?zhí)岢隽艘环N生物檢測的分析設(shè)備，包括:反應(yīng)裝置，力口液和吸液裝置，運動組件，其與所述加液和吸液裝置相連，并將所述加液和吸液裝置移動到所述反應(yīng)裝置的指定位置；以及廢液處理組件，其與所述加液和吸液裝置相連；其中所述運動組件包括:第一驅(qū)動器和與所述第一驅(qū)動器配合的第一位置探測器，其中根據(jù)所述第一位置探測器的信號可以得出所述加液和吸液裝置的位置；所述運動組件進一步包括與所述第一驅(qū)動器配合的編碼器，其中根據(jù)所述編碼器的信號可以得出所述加液和吸液裝置的位置。
[0004]如上所述的分析設(shè)備，其中第一位置探測器是零點位置探測器。
[0005]如上所述的分析設(shè)備，其中第一位置探測器的信號反映加液和吸液裝置移動的距離，且所述編碼器的信號用于對所述加液和吸液裝置的位置進行微調(diào)。
[0006]如上所述的分析設(shè)備，進一步包括零點位置探測器。如上所述的一種或多種分析設(shè)備，其中加液和吸液裝置包括獨立的加液裝置和獨立的吸液裝置。
[0007]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，其中所述第一驅(qū)動器為第一步進電機，所述第一位置探測器為第一光電開關(guān)，所述編碼器安裝到所述第一步進電機上，所述加液和吸液裝置設(shè)置在水平導軌上且與固定到與所述水平導軌平行的皮帶上，所述第一步進電機驅(qū)動所述皮帶轉(zhuǎn)動。
[0008]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，其中所述反應(yīng)裝置包括搖床，所述搖床可以繞設(shè)置在所述搖床一側(cè)邊緣的第一轉(zhuǎn)軸擺動。
[0009]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，進一步包括偏心輪，所述偏心輪設(shè)置在所述搖床的下方，其中所述偏心輪可以繞第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動并由此推動所述搖床上下擺動。
[0010]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，進一步包括在所述偏心輪和所述搖床之間的減震機構(gòu)。
[0011]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，其中所述加液和吸液裝置包括加液裝置和吸液裝置，所述設(shè)備進一步包括一個或多于一個蠕動泵，每個所述蠕動泵連接在試劑瓶與加液裝置之間，所述廢液處理裝置包括廢液泵，所述廢液泵與所述吸液裝置相連。
[0012]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，其中所述加液裝置包括一個或多于一個加液管以及固持所述加液管的固持器；每個所述蠕動泵將試劑瓶中的試劑泵送到一個所述加液管中；其中所述蠕動泵通過反轉(zhuǎn)回吸懸停在所述加液管末端的試劑。
[0013]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，其中所述吸液裝置包括吸液管和固持所述吸液管的吸液臂，所述吸液管與所述廢液泵相連，所述吸液臂可以在第二驅(qū)動器的控制下伸入所述反應(yīng)裝置中。
[0014]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，其中所述吸液管的末端包括吸液頭，所述吸液頭與膜條的接觸面積大于吸液頭面積的1/10且小于吸液頭面積的1/2。
[0015]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，其中所述廢液泵是耐腐蝕的由直流電機驅(qū)動的栗。
[0016]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，進一步包括電路組件，所述電路組件包括信號
處理單元。
[0017]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，進一步包括殼體，所述分析設(shè)備下方的殼體形成一個腔區(qū)域。
[0018]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，其中所述腔區(qū)域容納一個或多于一個蠕動泵。
[0019]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，其中所述蠕動泵由直流電機驅(qū)動。
[0020]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，其中所述電路組件安裝到所述腔區(qū)域的側(cè)面但不在所述腔區(qū)域中。
[0021]如上所述的一種或多種分析設(shè)備，進一步包括溢流收集箱，所述溢流箱收集設(shè)置在所述搖床的下方。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]下面，將結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行進一步詳細的說明，其中:
[0023]圖1是是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種分析設(shè)備的正面示意圖；
[0024]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分析設(shè)備的后面示意圖；
[0025]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分析設(shè)備拆除部分殼體后的后面示意圖；
[0026]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)邏輯示意圖；
[0027]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的液體輸運示意圖；
[0028]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分析設(shè)備反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分析設(shè)備反應(yīng)裝置的分解結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖8A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分析設(shè)備的偏心輪和減震部分的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖SB是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分析設(shè)備的偏心輪和減震部分的組合結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖9A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的搖床和反應(yīng)槽托盤的示意圖；
[0033]圖9B是沿圖9A中B-B線的截面的示意圖；
[0034]圖9C是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的吸液角度示意圖；[0035]圖10是本發(fā)明的一個實施例的加液和吸液裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的加液和吸液裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖12是本發(fā)明的一個實施例的運動組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的加液過程的示意圖；
[0039]圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的廢液處理的示意圖；
[0040]圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例所示的廢液頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖16是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的清洗池的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0042]圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的溢流收集箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0043]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0044]本文提出的“試劑”包括:所有可能加入到反應(yīng)槽中的液體，包括但不限于稀釋液、清洗液、水、封閉液、染色液、包含活性物質(zhì)的溶劑、二抗、底物等。
[0045]本文中提出的“廢液”包括:所有有待于從反應(yīng)槽中移除的液體，包括但不限于:反應(yīng)后液體、清洗后液體、染色后液體、樣本稀釋液、底物混合液等。
[0046]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種分析設(shè)備的正面示意圖。如圖1所示，分析設(shè)備100包括殼體101和蓋體102。蓋體102安裝到殼體101上，并可以從殼體101上打開。殼體101上還包括顯示控制板103，其包括顯示器以及鍵盤。當然，顯示控制板103也可以由分離的顯示器和鍵盤替代。
[0047]本實施例的分析設(shè)備100還包括反應(yīng)裝置200和加液和吸液裝置300。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，加液和吸液裝置300包括加液裝置和吸液裝置。當然，加液和吸液裝置300也可以包括彼此相互獨立的加液裝置和吸液裝置。如圖1所示，蓋體102處于打開狀態(tài)，可見反應(yīng)裝置200和加液和吸液裝置300。
[0048]在分析設(shè)備100的殼體101向內(nèi)凹陷形成一個腔體區(qū)域110。腔體區(qū)域110可以用于容納一個或多個試劑瓶(圖中未示出)。一個或多個蠕動泵104安裝在腔體區(qū)域110中。每個蠕動泵都通過導管與一個或多個試劑瓶相連。同樣地，每個試劑瓶也可以通過導管連接到一個或多個蠕動泵。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，腔體區(qū)域110包括底面板、側(cè)面板和背面板。多個蠕動泵104安裝在腔體區(qū)域110的背面板或側(cè)面板上。腔體區(qū)域110的底面板是平坦的，可以放置多個試劑瓶。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在腔體區(qū)域110的底面板或者側(cè)面板上可以包括一個或多個可釋放的固持裝置，用于固持一個或多個試劑瓶。
[0050]腔體區(qū)域110的設(shè)置既有利于保護試劑瓶，也有利于操作者對試劑瓶進行操作，例如添加試劑或者更換試劑。在此期間，操作者不需打開蓋體102，甚至不需停止反應(yīng)裝置200、加液和吸液裝置300等其他裝置，即不需關(guān)閉分析設(shè)備。而且，蠕動泵也是一個可能會出現(xiàn)故障而需要定期更換的部件。由于蠕動泵安裝在腔體區(qū)域110中，即使蠕動泵出現(xiàn)故障發(fā)生漏液也不會污染分析設(shè)備100的其他部分，而且也非常有利于直接對蠕動泵進行拆卸和更換。
[0051]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分析設(shè)備的后面示意圖。圖2中同樣示出了分析設(shè)備100的殼體101和蓋體102。進一步地,如圖2所不,分析設(shè)備100包括電源開關(guān)105和通信接口 106。電源開關(guān)105和通信接口 106安裝在殼體101上。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在通信接口 106具有信號輸入和/或輸出功能。根據(jù)圖2所示，廢液流出口 107也同樣安裝在殼體101上。廢液流出口 107通過導管與廢液收集瓶或其他廢液收集裝置相連。溢流流出口 108也安裝在殼體101上。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，溢流流出口 108臨近廢液流出口 107。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，分析設(shè)備100包括溢流瓶而不包括溢流流出口。通過人工的方式來處理溢流瓶收集到的溢出液體。或者，分析設(shè)備100包括溢流瓶和溢流流出口。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，殼體上還可以包括扣手109，以方便移動該分析設(shè)備。
[0052]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分析設(shè)備拆除部分殼體后的后面示意圖。圖3示出了分析設(shè)備100的部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如圖3所示，分析設(shè)備100包括支架。該支架包括上板301和下板302以及在上板301和下板302之間的多個支柱303。反應(yīng)裝置200與加液和吸液裝置300基本安裝在上板301上。如圖3所示，分析設(shè)備100進一步包括運動組件400。運動組件400也基本安裝在上板301上。而廢液處理組件310和電源組件320基本安裝在下板302上。
[0053]用于形成容納試劑瓶和與之配合的蠕動泵的腔體區(qū)域110的一個側(cè)面板和背面板也在圖3中示出。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，分析設(shè)備100包括電路組件330。如圖3所述，電路組件330不在腔體區(qū)域110中，而是安裝到形成腔體區(qū)域110的一個側(cè)面板或背面板上。這樣可以避免由于故障出現(xiàn)液體滲漏的時候使得電路組件330受到損害。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，電路組件330可以安裝到下板302上并且高于下板302。
[0054]參考圖1-圖3，分析設(shè)備100包括反應(yīng)裝置200、加液和吸液裝置300、運動組件400、廢液處理組件310、電源組件320和電路組件330。加液裝置通過一個或多個蠕動泵與一個或多個試劑瓶連通。試劑瓶中的試劑通過蠕動泵和加液裝置加入到反應(yīng)裝置200中與其中膜條進行反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，吸液裝置從反應(yīng)裝置200吸取廢液。運動組件400控制加液和吸液裝置的位置，以準確地將試劑加入到反應(yīng)裝置200中的指定位置或者從反應(yīng)裝置200中吸取廢液。廢液處理組件310進一步驅(qū)動廢液通過廢液流出口 107排出。電源組件與電源接口連接獲得電力并將電力提供給反應(yīng)裝置200、加液和吸液裝置300、運動組件400、廢液處理組件310、電源組件320和電路組件330。電路組件330控制整個分析設(shè)備100，其驅(qū)動加液和吸液裝置300、運動組件400和廢液處理組件310完成相應(yīng)的功能。
[0055]以下更為詳細地介紹本發(fā)明的分析設(shè)備的各個部件。
[0056]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)邏輯示意圖。如圖4所示，分析設(shè)備包括信號控制單元401 (例如MCU)。信號控制單元401通過驅(qū)動芯片402連接到反應(yīng)裝置的驅(qū)動器4021 (例如混勻步進電機)，并且通過與之配合的位置探測器4022 (如光電開關(guān))獲得驅(qū)動器4021的位置反饋，例如旋轉(zhuǎn)的角度。根據(jù)驅(qū)動器4021的位置反饋，可以計算出反應(yīng)裝置的當前位置。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，位置探測器(如光電開關(guān))直接探測反應(yīng)裝置的當前位置，并將這一位置信息反饋到信號處理單元401。
[0057]信號控制單元401通過驅(qū)動芯片403連接到運動組件的驅(qū)動器4031 (例如水平運動步進電機)。信號控制單元401通過與之配合的位置探測器4032(如光電開關(guān))獲得驅(qū)動器4031的位置反饋。根據(jù)驅(qū)動器4031的位置反饋，可以計算出與其相連的加液和吸液裝置的位置。
[0058]進一步地，信號控制單元401連接到一個零點位置探測器(例如光電開關(guān))，其用來提供位置零點。即:該光電開關(guān)產(chǎn)生信號時加液和吸液裝置的位置即為零點位置。加液和吸液裝置的其他位置以其至零點位置的距離表示。零點位置探測器使得每次加液和吸液裝置歸位或起始運動時，都可以回到或者從固定的零點位置開始。這樣可以大大提高對加液和吸液裝置位置控制的精確性。
[0059]本領(lǐng)域中的一個普遍的觀點是，雖然反應(yīng)裝置中各個反應(yīng)槽的寬度非常小而且排列也非常密集，但是光電開關(guān)與步進電機的組合已經(jīng)可以很精確地控制加液和吸液裝置的運動位置了。然而，本案的發(fā)明人卻對這一普遍的認知提出了質(zhì)疑。在步進電機停止后，由于慣性等原因，加液和吸液裝置不會馬上停下來，而是可能會繼續(xù)移動很短的距離，例如半步、一步或幾步的距離。而且，由于光電開關(guān)是通過對步進電機旋轉(zhuǎn)進行檢測而計算加液和吸液裝置的位置，光電開關(guān)并無法反映出小于一步的距離。但是，如果這樣的誤差被累積會使得步進電機出現(xiàn)失步或者丟步等情況，可能會極大地影響對于加液和吸液裝置位置的控制精度。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，信號控制單元401通過與運動裝置的驅(qū)動器4031 (例如水平運動步進電機)配合的編碼器4033獲得驅(qū)動器4031的位置反饋。以步進電機為例，信號控制單元根據(jù)需要移動的位置計算出來步進電機需要的脈沖數(shù)，然后控制步進電機運行計算得出的脈沖數(shù)。加液和吸液裝置停止后，編碼器4033向信號控制單元401反饋此時加液和吸液裝置的實際位置。如果存在誤差，例如半步、一步或者幾步的誤差，則指示步進電機運行以對加液和吸液裝置的位置進行微調(diào)?；蛘?，在下次控制加液和吸液裝置移動時，減去加液和吸液裝置已經(jīng)移動的距離。這樣，誤差不會被積累，加液和吸液裝置的位置控制也就更為精準。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，利用零點位置探測器和編碼器4033共同控制加液和吸液裝置的位置。零點位置探測器精確地反映每次加液和吸液裝置歸位或起始運動的零點位置，而編碼器4033確定加液和吸液裝置的位置。如果加液和吸液裝置與預定位置之間存在誤差，編碼器指示步進電機運行以對加液和吸液裝置的位置進行微調(diào)；或者微調(diào)下次控制加液和吸液裝置的移動距離。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，利用光電開關(guān)4032和編碼器4033控制加液和吸液裝置的位置。利用光電開關(guān)4032控制加液和一些裝置的移動，利用編碼器消除步進電機停止后距離的誤差。每次都將加液和吸液裝置準確地停止在預定的位置或者通過微調(diào)加液和吸液裝置再次移動的距離防止誤差累積，實現(xiàn)精確的位置控制。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，利用零點位置探測器、位置探測器和編碼器三者實現(xiàn)加液和吸液裝置的位置的精確控制。
[0064]由于加液和吸液裝置的位置如果不夠精確,會造成加液或者吸液出現(xiàn)偏差,造成反應(yīng)裝置中不同反應(yīng)槽之間的交叉污染，影響設(shè)備的正常使用。因此，本發(fā)明在此方面的提高會極大地增加分析設(shè)備的可用性。
[0065]信號控制單元401通過驅(qū)動芯片404連接到廢液處理裝置的驅(qū)動器4041 (例如廢液處理步進電機)，并且通過與之配合的位置探測器4042 (如光電開關(guān))獲得驅(qū)動器4041的位置反饋。廢液處理裝置的驅(qū)動器4041用于控制加液和吸液裝置中的吸液裝置伸入到反應(yīng)裝置中。根據(jù)驅(qū)動器4041的位置反饋，可以計算出吸液裝置的伸入到反應(yīng)裝置的位置。
[0066]信號控制單元401通過驅(qū)動芯片405連接到廢液處理裝置的另一個驅(qū)動器(例如，廢液直流電機)，控制該驅(qū)動器持續(xù)地通過從反應(yīng)裝置中吸取廢液。
[0067]信號控制單元401通過驅(qū)動芯片406連接到驅(qū)動蠕動泵的蠕動直流電機，控制該直流電機持續(xù)地通過將試劑從試劑瓶中通過加液和吸液裝置中的加液裝置加入到反應(yīng)裝置中。
[0068]信號控制單元401連接到按鍵控制板407上，從按鍵輸入中獲得操作者的輸入數(shù)據(jù)和指令。信號控制單元401還連接到顯示器上(未示出)。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電路組件包括信號控制單元401。電路組件包括也可以進一步包括一個或多個驅(qū)動芯片。
[0070]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的液體輸運示意圖。如圖5所示，分析設(shè)備示意性地包括了 6個蠕動泵1041-1046。蠕動泵1041-1046分別連接到不同的試劑瓶5011-5016。蠕動泵與試劑瓶之間的對應(yīng)關(guān)系可以一對多，也可以多對一或者多對多。蠕動泵1041-1046的另一端通過加液管分別連接到加液裝置(可選包括加液頭513)。由此，蠕動泵1041-1046可以將試劑瓶5011-5016中的試劑加入到反應(yīng)裝置的反應(yīng)槽512中，與其中的膜條511發(fā)生反應(yīng)。吸液裝置包括一個吸液頭514。吸液頭514通過吸液管連接到廢液處理裝置的廢液泵515，并在其驅(qū)動下吸取反應(yīng)槽512中反應(yīng)后的廢液，將其轉(zhuǎn)移到與廢液泵515相連的廢液收集裝置516中。由此，實現(xiàn)了整個分析設(shè)備中的液體循環(huán)。
[0071]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分析設(shè)備的反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分析設(shè)備的反應(yīng)裝置的分解結(jié)構(gòu)圖。圖7示出了圖6實施例的更多細節(jié)。如圖6和圖7所示，反應(yīng)裝置600包括:左支撐臺601和右支撐臺602。左右支撐臺601和602可以安裝到支架的上板上。在左支撐臺601和右支撐臺602的相對側(cè)設(shè)置一對軸支撐座603。反應(yīng)裝置600包括搖床604和設(shè)置在搖床604之上的多個反應(yīng)槽(例如溫育槽)605。在搖床604的邊緣設(shè)置有轉(zhuǎn)軸606。轉(zhuǎn)軸606安裝到一對軸支撐座603中，從而使得搖床604可以以其邊緣的轉(zhuǎn)軸606擺動，從而使得多個反應(yīng)槽605也相應(yīng)地擺動。
[0072]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在左支撐臺601或者右支撐臺602上還設(shè)置清洗池607，以方便加液和吸液裝置的清洗。在搖床604的下方左支撐臺601或者右支撐臺602的一側(cè)上安裝有一個偏心輪608。偏心輪608通過設(shè)置在其上的減震板609與搖床604接觸。當偏心路608繞步進電機的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，通過減震板609推動搖床604圍繞轉(zhuǎn)軸606上下擺動。
[0073]圖8A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分析設(shè)備的偏心輪和減震部分的分解結(jié)構(gòu)示意圖。圖8B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分析設(shè)備的偏心輪和減震部分的組合結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7、圖8A和圖8B所示，減震板609通過減震柱與搖床606固定。兩個減震柱611和612分別設(shè)置在減震板609上方的兩端，而偏心輪608在減震板609的下方中部。減震柱611和612的下端與減震板609固定，上端與搖床606固定。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，減震柱611和612自身具有一定彈性，而減震板609自身也具有一定的彈性。進一步地，減震板609與減震柱611和612形成了一種減震結(jié)構(gòu)，這樣可以極大地降低偏心輪608轉(zhuǎn)動而帶來的振動，從而使得搖床606的擺動變得非常平穩(wěn)。
[0074]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，偏心輪608上設(shè)置具有軸線615的轉(zhuǎn)軸616。步進電機610安裝到支撐臺的內(nèi)部且步進電機的旋轉(zhuǎn)軸617也沿著軸線615與偏心輪608的轉(zhuǎn)軸616固定，從而帶動偏心輪608沿著軸線615旋轉(zhuǎn)。偏心輪608可以是非對稱形狀，或者偏心輪608為對稱形狀但是轉(zhuǎn)軸615并不通過對稱形狀的中心。因此，偏心輪608轉(zhuǎn)動以后，減震板609與偏心輪接觸位置的高度會由于角度的不同而不同。由此，偏心輪608推動減震板609以及與其相連的搖床604，從而使搖床604圍繞轉(zhuǎn)軸606上下擺動。
[0075]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在支撐臺安裝偏心輪的一側(cè)設(shè)置光耦613 (例如，光電開關(guān))。在搖床604上的對應(yīng)位置設(shè)置光耦擋片614。當搖床604擺動經(jīng)過光耦613時，光耦擋片614擋住光耦613。由此，光耦613可以感知搖床604的位置。
[0076]本實施例反應(yīng)裝置的擺動方式具有很多的優(yōu)點。首先，將轉(zhuǎn)軸606設(shè)置在搖床604的一側(cè)邊緣而在另一側(cè)推動搖床604上下擺動的設(shè)計是一種非常巧妙的設(shè)計。搖床一側(cè)保持靜止而另一側(cè)上下移動的運動方式非常有利于對搖床的擺動進行精確的控制而整個裝置的結(jié)構(gòu)卻并不復雜。更為重要的是，雖然步進電機612的轉(zhuǎn)動可以由與之配合的光電開關(guān)精確地控制，但是如前所述，仍有可能存在著一定程度的誤差。在搖床604擺動停止后，搖床應(yīng)停留在一個固定的位置，以方便吸液裝置從搖床604上的反應(yīng)槽605中吸取廢液。吸液裝置的吸液嘴伸到反應(yīng)槽605的最低位置以保證全部廢液都可以被吸取。在本實施例中，搖床停止擺動后，搖床被定位在擺動的最高位置以方便加液和吸液。因此，搖床遠離轉(zhuǎn)軸端的位置高于轉(zhuǎn)軸所在端的位置。因為搖床604靠近轉(zhuǎn)軸606的一側(cè)位置保持不變，即使存在一定的角度變化，反應(yīng)槽605的最低位置都不會變化。(參見圖9C)因此，這要將吸液裝置的吸液嘴定位到這個最佳吸液位置就可以實現(xiàn)最佳的吸液效果，無需考慮步進電機612的誤差了。這樣可以極大地簡化對于搖床擺動和吸液裝置運動的控制要求，加快吸液過程的速度，縮短整個分析的處理時間。
[0077]其次，偏心輪的擺動控制方式不但簡單和易于控制，而且可以方便地實現(xiàn)復雜的擺動模式。根據(jù)所需的擺動模式，可以設(shè)計偏心輪的形狀以及步進電機的轉(zhuǎn)速，使得偏心輪與減震板的接觸點上下運動的振幅和頻率符合擺動模式的要求。而且，對于不同的擺動模式只需要更換偏心輪而不必改變分析裝置的其他部分即可實現(xiàn)。
[0078]進一步地,本實施例的減震部件設(shè)計巧妙,減震效果好。通過選擇減震板和減震柱的材料，例如二者都可以選擇彈性更好的材料，以進一步減低振動。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，在偏心輪上設(shè)置軌道，而在搖床的底面安裝固定輪。搖床的固定輪沿著偏心輪上的軌道運動(不離開軌道)，從而將偏心輪和搖床連接在一起。這種方式也消除偏心輪與搖床之間的振動。
[0079]圖9A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的搖床和反應(yīng)槽托盤的示意圖。如圖9A所示，反應(yīng)槽腔盤900設(shè)置在搖床901中。反應(yīng)槽腔盤900包括多個平行排列的反應(yīng)槽902，例如50個。在搖床上各個反應(yīng)槽的對應(yīng)位置處可以進行標記，如序號1-50。每個反應(yīng)槽902都是獨立的。每個反應(yīng)槽中設(shè)置有膜條以用于完成生物分析。
[0080]在圖9B是沿圖9A中B-B線的截面的示意圖。圖9B示出了單個反應(yīng)槽的形狀。反應(yīng)槽902的形狀大致呈梯形，上口長且下口短，左右兩側(cè)具有向內(nèi)傾斜的斜面。如圖9B所示，靠近轉(zhuǎn)軸一側(cè)的斜面904與反應(yīng)槽底面的夾角具有獨特的設(shè)計。一般而言，膜條903包括兩個部分，標識部分9031和反應(yīng)部分9032。在加液時，為了保證所有的反應(yīng)槽同時開始反應(yīng)，加液時有必要使得試劑僅接觸到膜條903的標識部分9031而不要接觸到反應(yīng)部分9032。這樣，在搖床901開始擺動后，所有的反應(yīng)槽902中的試劑可以在同一時間開始接觸膜條903的反應(yīng)部分9032，從而保證了所有反應(yīng)槽902中的反應(yīng)同時開始。這一夾角應(yīng)該比較大以容納更多的試劑。另一方面，為了保證在擺動過程中，試劑盡量不溢出，這一角度也不宜過大。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，這一夾角的大小為110° -145°。
[0081]圖9C是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的吸液角度示意圖。如圖9C所示，由于搖床901的擺動轉(zhuǎn)軸靠近反應(yīng)槽902的一端，可以設(shè)計以使得無論反應(yīng)槽902處于角度略有不同的第一位置902a和第二位置902b時，反應(yīng)槽902的最低位置905都保持基本不變。這樣可以方便地定位吸液裝置(如吸液頭1021)的位置，從而可以保證吸液的效率和效果。
[0082]圖10是本發(fā)明的一個實施例的加液和吸液裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的加液和吸液裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是本發(fā)明的一個實施例的運動組件結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合圖10-12，加液和吸液裝置1000和運動組件1200相互配合，運動組件1200將加液和吸液裝置1000移動到指定的位置，加液和吸液裝置1000向該位置處的反應(yīng)槽中加液或者從反應(yīng)槽中吸取廢液。
[0083]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，加液和吸液裝置1000包括加液裝置1010和吸液裝置1020。加液裝置和吸液裝置的功能是獨立的，但是它們可以共用一套運動組件以實現(xiàn)指定位置移動，因此可以合并成加液和吸液裝置。當然，彼此獨立的加液和吸液裝置也同樣可以組成加液和吸液裝置而包含在本發(fā)明請求保護的范圍中。而加液和吸液裝置的位置可以是加液裝置的位置和/或吸液裝置的位置。
[0084]如圖10-圖12所示，加液裝置1010包括:一個或多于一個的加液頭1011和一個或多于一個的加液管1012。加液頭1011分別安裝在加液管1012的端部。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，加液頭1011是可選的。加液管1012可以不包含加液頭1011。固持器1013固持一個或多于一個的加液管1012。固持器1013靠近加液頭1011。加液裝置1010進一步包括支架1014和罩體1101。罩體1101帶有一個開口，而支架1014從該開口向上向外伸出。在支架1014的頂端設(shè)置有橫向部1015和與橫向部1015大致垂直的臂部1016。加液管1012附接在支架1014、橫向部1015和臂部1016上，并有這些部件所導向。在支架1014伸出罩體1101的部分，加液管1102豎向布置。在臂部1016，加液管1012橫向布置。在橫向部1015，加液管1012完成從豎向布置到橫向布置的過渡。固持器1013安裝到支架1014上或罩體1101上，并帶有一系列的通孔。加液管從臂部1016伸出后向下穿過固持器1013的通孔而被固持器1013所固持。加液管1012的另一端從罩體1101的另一個開口進入管道或拖鏈(towline) 1103，并且經(jīng)由管道或拖鏈1103導向后與用于加液的一個或多于一個蠕動泵連接。如前所述，蠕動泵與試劑瓶連接以提供試劑到反應(yīng)槽。通過這系列部件，實現(xiàn)了加液管1012的固持和保護。特別在運動組件的運動過程中，固持器1013、支架1014、橫向部1015、臂部1016、罩體1101以及管道或拖鏈1103都同時運動。這樣最大限度地保證了在整個運動過程中加液管1012的保護，提高了產(chǎn)品的使用時間。
[0085]圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的加液過程的示意圖。如圖所示，試劑從試劑瓶5011中被蠕動泵1041抽取，然后經(jīng)由加液管1012由加液頭1011加入到反應(yīng)槽中。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，蠕動泵被直流電機驅(qū)動而非步進電機驅(qū)動。而加液量由直流電機的運轉(zhuǎn)時間來控制。直流電機的成本更低而且控制也更為簡單。對本分析設(shè)備而言，加液量也需要精確控制。在現(xiàn)有技術(shù)中往往采用步進電機來控制蠕動泵以準確地控制加液量。然而，本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)加液量的精確控制不在于對蠕動泵轉(zhuǎn)動的高精度控制。用直流電機通過通電時間的控制同樣可以實現(xiàn)加液量的精確控制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，蠕動泵可以反轉(zhuǎn)。當每次加液完成后，在加液頭都可能會殘留半滴試劑。如果不對其進行處理，這半滴試劑可能會在加液裝置的移動中落入其他反應(yīng)槽中，或者被加入到下一個反應(yīng)槽中而不會被記入加液量中。這既不利于加液量的精確控制也容易帶來交叉污染。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，每次加液完成后，蠕動泵反轉(zhuǎn)回吸殘留的試劑。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，蠕動泵可以反轉(zhuǎn)以回收加液管中的試劑，將多余的試劑回收回試劑瓶中，避免浪費也同時避免了加液管的二次污染。
[0086]如圖10-圖12所示，吸液裝置包括吸液頭1021和固持所述吸液頭1021的吸液臂1022。吸液臂1022與設(shè)置在外罩1102內(nèi)的步進電機相連。吸液臂1022從外罩1102中穿出并且可以由步進電機控制繞某一轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)或上下移動，由此帶動其所固持的吸液頭1021上下移動。在吸液時，吸液頭在步進電機的控制下向下移動到反應(yīng)槽中吸取廢液。在其他時候，吸液頭抬起。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，加液裝置的罩體1101與吸液裝置的外罩1102是一體的，而加液裝置的支架1014與吸液裝置的步進電機都與該罩體或外罩固定，從而使得加液裝置和吸液裝置一起運動。
[0087]圖12中示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的運動組件的結(jié)構(gòu)。圖中未示出加液管和廢液管，以更方便地觀察運動組件。運動組件主要是水平運動以水平移動加液裝置和/或吸液裝置。如圖所示，運動組件400包括水平導軌1104。加液裝置的罩體1101和吸液裝置的外罩1102及其內(nèi)部的各個部件都設(shè)置在水平導軌1104上，并且可以沿著水平導軌1104滑動。與水平導軌1104平行地設(shè)置座體1106和1107。步進電機1105安裝到座體1106上，而編碼器1108安裝到座體1107上。在步進電機1106和編碼器1108之間設(shè)置有皮帶1109。加液裝置的罩體1101和吸液裝置的外罩1102與皮帶1109固定，由此步進電機1105帶動皮帶1109轉(zhuǎn)動的同時也帶動加液裝置和吸液裝置水平移動。本實施例的裝置水平導軌與步進電機的控制方式結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，有利于提高產(chǎn)品的使用時間。當然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，其他的水平運動控制方式也可以應(yīng)用于本發(fā)明的分析設(shè)備中而實現(xiàn)加液裝置和吸液裝置的位置控制。
[0088]圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的廢液處理的示意圖。圖中示出的是從清洗池中吸取廢液。從反應(yīng)槽中吸取廢液與此類似。當開始吸取廢液時，廢液頭1021向下伸入到清洗池或者反應(yīng)槽的底部，在廢液泵1024的驅(qū)動下從清洗池或者反應(yīng)槽中吸取廢液。廢液經(jīng)過廢液管1023和廢液泵1023后，收集到廢液桶1025中，或者從廢液流出口排出。在吸取廢液時，步進電機控制搖床擺動到最高點，而反應(yīng)槽的最低點為吸廢液位。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，采用連續(xù)吸廢液方式，而不是針對每個反應(yīng)槽單獨啟動和停止吸取廢液。換言之，在吸液裝置從一個反應(yīng)槽移動到另一個反應(yīng)槽的過程中，廢液泵1023并不停止，而是保持持續(xù)運轉(zhuǎn)。這種做法一方面可以避免造成負壓不足，使得每個反應(yīng)槽都有足夠的負壓，從而保證單個反應(yīng)槽液體殘留量< 20ul ;另一方面，防止吸液頭掛液而污染其他的反應(yīng)槽。[0089]由于蠕動泵所能提供的壓力不足而廢液有往往具有腐蝕性，現(xiàn)有技術(shù)中采用間接的方式吸取廢液。一般的做法是首先將一個中間容器，如廢液桶抽成真空，然后再由廢液桶去吸取廢液。然而這種方式存在很多缺點。第一，過程過于復雜，速度慢；第二，廢液桶的密閉會成為問題，降低設(shè)備的使用時間；第三，如果廢液量超過廢液桶的容量，很容易造成溢出而污染或損壞整個設(shè)備，形成安全隱患。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，廢液泵采用由直流電機驅(qū)動的耐腐蝕的液泵。
[0090]圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例所示的廢液頭的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，廢液頭1021具有針狀結(jié)構(gòu)，并且在其末端1026處具有開叉針結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的好處是可以減小廢液殘留量，并且防止膜條被廢液頭叼走。，進一步地，這種開叉針尾結(jié)構(gòu)的面積小，粘液體少，表面光潔度處理比較簡單。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，廢液頭與膜條的接觸面積小于廢液頭面積的1/2，且大于廢液頭面積的1/10。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，廢液頭的末端1026具有斜角結(jié)構(gòu)。
[0091]圖16是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的清洗池的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖16所示并參考圖
6、圖7和圖11，分析設(shè)備還包括清洗池1600，其可以用來清洗加液管和加液頭。清洗池1600呈階梯狀且在底面有斜坡1601和平面1602。通過階梯狀的設(shè)計，清洗池1600的接液面積增大。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，清洗池的面積至少為12平方厘米，并且，加液頭距離清洗池的垂直距離小于5_，和/或小面積的加液頭，以防止加液管內(nèi)的液體排空時廢液飛濺到清洗池外。這樣設(shè)計的一個重要因素是當加液管內(nèi)液體接近排空時，部分氣體會進入到加液管中。當氣體從加液管中排出時，非常容易造成同時排出的液體飛濺到清洗池之外，成為一個困擾本領(lǐng)域技術(shù)人員的問題。而通過以上的設(shè)計，完全可以避免這種情況的出現(xiàn)。
[0092]圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的溢流收集箱的結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖10和圖17，溢流收集箱1700安裝在搖床的下方，用于收集搖床和反應(yīng)槽擺動過程中可能溢出的液體。溢流收集箱1700包括相對的直邊1701和1703以及兩個側(cè)邊和底面1702。直邊1701寬度比直邊1703更寬。底面1702形成了朝向直邊1701的斜坡。在底面1702靠近直邊1701的地方設(shè)置有溢流管1704。從反應(yīng)槽中溢出的液體被溢流收集箱1700收集，并通過溢流管1704排入到分析設(shè)備的溢流瓶中或通過溢流流出口排出。
[0093]上述實施例僅供說明本發(fā)明之用，而并非是對本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此，所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明公開的范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種生物檢測的分析設(shè)備，包括: 反應(yīng)裝置， 加液和吸液裝置， 運動組件，其與所述加液和吸液裝置相連，并將所述加液和吸液裝置移動到所述反應(yīng)裝置的指定位置；以及 廢液處理組件，其與所述加液和吸液裝置相連； 其中所述運動組件包括:第一驅(qū)動器和與所述第一驅(qū)動器配合的第一位置探測器，其中根據(jù)所述第一位置探測器的信號可以得出所述加液和吸液裝置的位置；所述運動組件進一步包括與所述第一驅(qū)動器配合的編碼器，其中根據(jù)所述編碼器的信號可以得出所述加液和吸液裝置的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析設(shè)備，其中第一位置探測器是零點位置探測器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析設(shè)備，其中第一位置探測器的信號反映加液和吸液裝置移動的距離，且所述編碼器的信號用于對所述加液和吸液裝置的位置進行微調(diào)或?qū)λ黾右汉臀貉b置再次移動的距離進行微調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分析設(shè)備，進一步包括零點位置探測器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析設(shè)備，其中加液和吸液裝置包括彼此獨立的加液裝置和獨立的吸液裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析設(shè)備，其中所述第一驅(qū)動器為第一步進電機，所述加液和吸液裝置設(shè)置在水平導軌上且固定到與所述水平導軌平行的皮帶上，所述編碼器設(shè)置在所述皮帶遠離所述第一步進電機的一端，所述第一步進電機驅(qū)動所述皮帶轉(zhuǎn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析設(shè)備，其中所述反應(yīng)裝置包括搖床，所述搖床可以繞設(shè)置在所述搖床一側(cè)邊緣的第一轉(zhuǎn)軸擺動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分析設(shè)備，進一步包括偏心輪，所述偏心輪設(shè)置在所述搖床的下方，其中所述偏心輪可以繞第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動并由此推動所述搖床上下擺動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分析設(shè)備，進一步包括在所述偏心輪和所述搖床之間的減震機構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析設(shè)備，其中所述加液和吸液裝置包括加液裝置和吸液裝置，所述設(shè)備進一步包括一個或多于一個蠕動泵，每個所述蠕動泵連接在試劑瓶與加液裝置之間，所述廢液處理裝置包括廢液泵，所述廢液泵與所述吸液裝置相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分析設(shè)備，其中所述加液裝置包括一個或多于一個加液管以及固持所述加液管的固持器；所述蠕動泵將試劑瓶中的試劑泵送到所述加液管中；其中所述蠕動泵通過反轉(zhuǎn)回吸懸停在所述加液管末端的試劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分析設(shè)備，其中所述吸液裝置包括吸液管和固持所述吸液管的吸液臂，所述吸液管與所述廢液泵相連，所述吸液臂可以在第二驅(qū)動器的控制下伸入所述反應(yīng)裝置中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的分析設(shè)備，其中所述吸液管的末端包括吸液頭，所述吸液頭與膜條的接觸面積大于吸液頭面積的1/10且小于吸液頭面積的1/2。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的分析設(shè)備，其中所述廢液泵是耐腐蝕的由直流電機驅(qū)動的栗。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析設(shè)備，進一步包括電路組件，所述電路組件包括信號處理單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的分析設(shè)備，進一步包括殼體，所述分析設(shè)備下方的殼體形成一個腔區(qū)域。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的分析設(shè)備，其中所述腔區(qū)域容納一個或多于一個蠕動泵。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的分析設(shè)備，其中所述蠕動泵由直流電機驅(qū)動。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的分析設(shè)備，其中所述電路組件安裝到所述腔區(qū)域的側(cè)面但不在所述腔區(qū)域中。
20.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分析設(shè)備，進一步包括溢流收集箱，所述溢流收集箱設(shè)置在所述搖床的下方。
【文檔編號】G01N35/00GK104007270SQ201410104001
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】雷金春, 李剛, 孫英, 雷少軍 申請人:歐蒙醫(yī)學診斷（中國）有限公司