一种多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器

allin2023-05-07  92



1.本发明涉及人体尿液和唾液的前处理及检测技术,尤其是涉及一种可全自动化地完成人体尿液和唾液前处理及检测一体化的仪器。


背景技术:

2.随着人们的生活节奏不断加快,越来越不重视饮食结构和身体健康,导致尿路结石、口腔癌等病况多发。及时就医是解决办法之一,但因缺少一种可长期监测此病况的仪器,大部分人无法在病情出现的早期意识到疾病的严重性。近期有研究表明,尿液中的柠檬酸和草酸可作为尿路结石的标志物,唾液中的cyfra21-1蛋白可作为口腔癌的标志物。因此,将生化检测技术与自动化技术相结合将有望解决这一重大医疗需求。


技术实现要素:

3.本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供了一种多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器,包括机箱主体、机箱顶盖、前处理模块、控制模块、检测模块和液池架;所述机箱顶盖安装在机箱主体上;所述机箱顶盖设置有用于人机交互的触摸屏显示组件,所述触摸屏显示组件内置上位机;所述前处理模块、控制模块和检测模块安装在机箱主体内部,所述控制模块与上位机连接,所述前处理模块和检测模块与控制模块连接;
5.所述液池架安装在机箱主体外侧,包含有八个液池安装槽,分别安装有纯水池、甲醇池、稀硫酸池、稀释液池、抗体溶液池、显色溶液池、洗板液池和第二废液池;
6.所述前处理模块包括多通道切换阀、前处理蠕动泵、洗板液加液蠕动泵、洗板液吸液蠕动泵、废液池吸液蠕动泵以及第一微型柱塞泵和第二微型柱塞泵;所述多通道切换阀具有八个进液口和一个出液口,所述进液口分别连接甲醇池、纯水池、第一样品池、稀硫酸池、抗体溶液池、显色溶液池以及空气;所述第一样品池存有尿液或唾液,当检测尿液或唾液时使用不同的多通道切换阀进液口;所述出液口通过萃取柱连接至前处理蠕动泵的进液口;所述前处理蠕动泵的出液口与二位三通电磁阀进液口连接;所述二位三通电磁阀具有两个出液口,分别连接至第二废液池和第二样品池的进液口;所述第二样品池的出液口与第一微型柱塞泵的进液口连接;所述第一微型柱塞泵的出液口连接检测模块中的试样滴管;所述第二微型柱塞泵的进液口与稀释液池连接,出液口与检测模块的稀释液滴管连接;所述洗板液加液蠕动泵进液口与洗板液池连接,出液口与检测模块的洗板液加液滴管连接;
7.所述检测模块包括光谱仪、光电二极管、滴管安装装置、第一废液池和第一丝杠模组;所述滴管安装装置包括滴管安装支座、第二丝杠模组和洗板液吸液滴管支架;所述滴管安装支座上设置有洗板液加液滴管、洗板液吸液滴管活动通孔、试样滴管和稀释液滴管;所述第二丝杠模组安装在滴管安装支座上;
8.所述洗板液吸液滴管支架安装在第二丝杠模组上,所述洗板液吸液滴管支架上安装有洗板液吸液滴管,所述洗板液吸液滴管穿过洗板液吸液滴管活动通孔,在第二丝杠模组的带动下以及洗板液吸液滴管活动通孔的限制下可以上下移动;所述第一丝杠模组上安装有带有酶标板的酶标板支架,所述第一废液池安装在四个滴管下方;所述洗板液吸液滴管连接洗板液吸液蠕动泵的进液口;所述洗板液吸液蠕动泵的出液口连接到第二废液池;所述第一废液池连接废液池吸液蠕动泵的进液口,废液池吸液蠕动泵的出液口连接第二废液池;所述光谱仪用于检测酶标板中的尿液样品中的草酸的吸光度和唾液样品中的cyfra21-1蛋白的吸光度,所述光电二极管用于检测酶标板中的尿液样品中的柠檬酸的吸光度;
9.所述控制模块用于接收上位机的控制指令,控制检测模块中的第一丝杠模组、第二丝杠模组运动以及控制前处理模块中的多通道切换阀的进液口切换,二位三通电磁阀的出液口切换,前处理蠕动泵、洗板液加液蠕动泵、洗板液吸液蠕动泵、废液池吸液蠕动泵以及第一微型柱塞泵和第二微型柱塞泵的工作;同时接收光谱仪和光电二极管的信号数据,反馈给上位机。
10.进一步地,所述前处理模块包括连接于机箱主体中的前处理模块安装板,所述前处理模块安装板连接有用于液路控制的第一二位二通电磁阀、第二二位二通电磁阀、第三二位二通电磁阀、第四二位二通电磁阀和二位三通电磁阀以及用于驱动第一丝杠模组的第一电机驱动器、用于驱动第二丝杠模组的第二电机驱动器、用于驱动前处理蠕动泵的第三电机驱动器、用于驱动洗板液加液蠕动泵的第四电机驱动器、用于驱动洗板液吸液蠕动泵的第五电机驱动器和用于驱动废液池吸液蠕动泵的第六电机驱动器;所述前处理模块安装板还设置有蠕动泵安装板、柱塞泵安装板、切换阀安装支架和用于分隔液路及电路的第一水电分隔板;所述蠕动泵安装板连接安装有用于样品前处理的前处理蠕动泵、用于向酶标板滴加洗板液的洗板液加液蠕动泵、用于从所述酶标板中吸取洗板液的洗板液吸液蠕动泵和用于从第一废液池中吸取废液的废液池吸液蠕动泵;所述柱塞泵安装板上安装有用于向检测模块加试样的第一微型柱塞泵和用于向检测模块加稀释液的第二微型柱塞泵;所述切换阀安装支架安装有多通道切换阀;所述第一水电分隔板开有4个椭圆形通孔,用于蠕动泵与电机驱动器的电路连接,各个电机驱动器与控制模块连接。
11.进一步地,所述控制模块安装有用于驱动光电二极管的光电二极管驱动器,用于驱动光谱仪的光谱仪驱动器,用于驱动紫外光光源和可见光光源的光源驱动器,用于给所述第一电机驱动器、第二电机驱动器、第三电机驱动器、第四电机驱动器、第五电机驱动器、第六电机驱动器、柱塞泵驱动器、多通道切换阀、五路继电器模块传达指令的第一下位机;还安装有用于给所述光电二极管驱动器、光谱仪驱动器和光源驱动器传达指令的第二下位机和用于给所有用电设备供电的开关电源;所述第一下位机和所述第二下位机均可与所述触摸屏显示组件中的上位机通讯。
12.进一步地,所述检测模块还包括行程开关安装支座、紫外光光源安装支座、可见光光源安装支座、光谱仪安装装置、光电二极管安装装置;
13.所述行程开关安装支座开有两个腰型孔,并安装有用于反馈酶标板支架位置的行程开关,所述紫外光光源安装支座安装有340nm单波长的紫外光光源,所述可见光光源安装支座安装有波长范围为390nm-700nm的可见光光源;所述紫外光光源和可见光光源均由控
制模块控制发光;
14.所述光谱仪安装装置包括安装在所述检测模块安装板上的光谱仪安装支座,所述光谱仪安装支座上设置有光谱仪安装槽,所述光谱仪安装槽内安装有所述光谱仪,且所述光谱仪安装槽下方开有第一透光孔,左右两侧设置有用于调整和固定光谱仪位置的光谱仪定位螺纹孔和光谱仪定位螺丝,所述第一透光孔与所述可见光光源同轴心;
15.所述光电二极管安装装置包括光电二极管安装支座和光电二极管压盖,所述光电二极管安装支座设置有光电二极管安装槽,所述光电二极管安装槽内安装有所述光电二极管,所述光电二极管安装槽内开有第二透光孔,所述第二透光孔与所述紫外光光源同轴心;所述光电二极管安装支座开有用于紧固所述光电二极管的第一左压紧螺孔和第一右压紧螺孔;所述光电二极管压盖中心开有腰型孔,两侧开有用于紧固所述光电二极管的第二左压紧螺孔和第二右压紧螺孔;
16.进一步地,所述一级废液池底面为向右后顶点倾斜的斜面,并在所述一级废液池底面的右后顶点处胶接有废液吸液管。
17.进一步地,所述机箱主体外侧还安装有过滤装置,所述过滤装置包括过滤器安装筒、第一样品池、过滤器安装盖、一级过滤器、二级过滤器和三级过滤器,所述过滤器安装筒侧壁开有用于连通大气的第一通气孔,所述第一样品池下方设置有第一样品池出液口,所述第一样品池出液口连接多通道切换阀进液口,所述第一样品池固连于所述过滤器安装筒下方,所述过滤器安装筒和所述第一样品池之间设置有中心开有圆形孔的过滤器隔板;所述一级过滤器内置0.8um过滤膜,所述二级过滤器内置0.45um过滤膜,所述三级过滤器内置0.22um过滤膜,所述一级过滤器的出口连接于二级过滤器的入口,所述二级过滤器的出口连接于三级过滤器的入口,所述三级过滤器安装在所述过滤器隔板上,且所述三级过滤器的出口穿过所述过滤器隔板中心的圆形孔;所述过滤器安装盖中心开有圆形通孔,所述一级过滤器的入口穿过所述过滤器安装盖中心的圆形通孔;
18.所述第二样品池下部为圆锥形,并在顶部设置有第二样品池进液口和用于连通大气的第二通气孔,在底部设置有第二样品池出液口。
19.进一步地,所述前处理蠕动泵、洗板液吸液蠕动泵和废液池吸液蠕动泵与第二废液池之间通过液路四通接头连接,所述前处理蠕动泵、洗板液吸液蠕动泵、废液池吸液蠕动泵与液路四通接头之间的管路上安装有单向阀。
20.本发明的有益之处在于所提供的一种多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器可全自动地完成尿液样品的过滤、萃取、加样和检测,全自动地完成唾液样品的过滤、加样、洗板和检测等过程,并具有标定和自清洗的功能,操作简单便捷,不需要操作人员具有专业的医学背景,用户范围较广。相较于专业的医用检测仪器,本发明具有轻巧便携,成本低等优点,可以用在家庭或社区中,可为用户提供长期的病况监测或早期预防。本发明不仅适用于尿液、唾液等体液样品,只要符合本发明所述的前处理及检测范式的样品都可使用本发明检测,具有较大的应用潜力。
附图说明
21.图1是本发明的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器的示意图;
22.图2是图1中的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器的机箱主体的
示意图;
23.图3是图1中的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器的部分结构的爆炸示意图;
24.图4是图3中的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器的前处理模块的示意图;
25.图5是图4中的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器的前处理模块安装板的示意图;
26.图6是图4中的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器的液路四通接头的示意图;
27.图7是图3中的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器的控制模块的示意图;
28.图8是图3中的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器的检测模块的示意图;
29.图9是图3中的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器的检测模块的部分结构的爆炸示意图;
30.图10是图1中的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器的过滤装置的示意图;
31.图11是图1中的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器的第二样品池的示意图;
32.图12是图4中的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器的多通道切换阀的示意图;
33.机箱主体1,机箱顶盖2,前处理模块3,检测模块4,控制模块5,触摸屏显示组件20,前处理模块安装板30,第一单向阀310,第二单向阀311,第三单向阀312,液路四通接头32,第一二位二通电磁阀330,第二二位二通电磁阀331,第三二位二通电磁阀332,第四二位二通电磁阀333,二位三通电磁阀34,第一电机驱动器350,第二电机驱动器351,第三电机驱动器352,第四电机驱动器353,第五电机驱动器354,第六电机驱动器355,液路四通接头第一接头320,液路四通接头第二接头321,液路四通接头第三接头322,液路四通接头第四接头323,蠕动泵安装板301,切换阀安装支架302,柱塞泵安装板303,第一水电分隔板304,前处理蠕动泵360,洗板液加液蠕动泵361,洗板液吸液蠕动泵362,废液池吸液蠕动泵363,第一微型柱塞泵370,第二微型柱塞泵371,多通道切换阀38,模块分隔板19,第一滴管通道191,第二滴管通道192,第三滴管通道193,第四滴管通道194,第五滴管通道195,第一电路通道190,第一矩形凸台组196,第二矩形凸台组300,控制模块安装板50,第三矩形凸台组500,柱塞泵驱动器51,五路继电器模块52,光电二极管驱动器56,光谱仪驱动器57,光源驱动器55,第一下位机53,第二下位机54,开关电源58,第二电路通道501,第三电路通道502,第四电路通道503,第二水电分隔板504,检测模块安装板40,行程开关安装支座400,紫外光光源安装支座401,可见光光源安装支座402,光谱仪安装装置41,光电二极管安装装置42,滴管安装装置43,第一废液池44,第一丝杠模组45,第一丝杠滑轨450,第一丝杠滑台451,第一丝杠步进电机452,行程开关46,紫外光光源47,可见光光源48,光谱仪安装支座410,光谱仪安装槽411,光谱仪412,第一透光孔413,光谱仪定位螺纹孔414,光谱仪定位螺丝415,光电二极管
安装支座420,光电二极管压盖421,光电二极管安装槽422,光电二极管423,第二透光孔424,第一左压紧螺孔426,第一右压紧螺孔425,第二左压紧螺孔4211,第二右压紧螺孔4210,滴管安装支座430,第二丝杠模组431,洗板液吸液滴管支架437,洗板液加液滴管433,洗板液吸液滴管活动通孔434,试样滴管435,稀释液滴管436,第二丝杠滑轨4310,第二丝杠滑台4311,第二丝杠步进电机4312,洗板液吸液滴管438,酶标板支架453,酶标板454,废液吸液管49,电源开关59,第二样品池支架10,过滤装置支架11,液池架安装凸台12,萃取柱支架13,第二样品池第一管口140,第二样品池第二管口141,纯水池管口180,甲醇池管口181,稀硫酸池管口182,稀释液池管口183,抗体溶液池管口184,显色溶液池管口185,洗板液池管口186,第二废液池管口187,尿液样品管口150,唾液样品管口151,萃取柱第一管口170,萃取柱第二管口171,备用管口188,第二样品池14,过滤装置15,液池架16,萃取柱17,纯水池160,甲醇池161,稀硫酸池162,稀释液池163,抗体溶液池164,显色溶液池165,洗板液池166,第二废液池167,过滤器安装筒152,第一样品池154,过滤器安装盖156,一级过滤器157,二级过滤器158,三级过滤器159,第一通气孔1521,第一样品池出液口155,过滤器隔板153,第一过滤装置连接台1520,第二过滤装置连接台1560,第二样品池进液口142,第二通气孔143,第二样品池出液口144,多通道切换阀出液口380,第一多通道切换阀进液口381,第二多通道切换阀进液口382,第三多通道切换阀进液口383,第四多通道切换阀进液口384,第五多通道切换阀进液口385,第六多通道切换阀进液口386,第七多通道切换阀进液口387,第八多通道切换阀进液口388。
具体实施方式
34.以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
35.如图1至图11所示,为本发明的一种多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器,包括机箱主体1和机箱顶盖2,二者通过顶部和后部设置的带有3个螺孔的梯形凸台固定连接。机箱顶盖2设置有用于人机交互的触摸屏显示组件20,触摸屏显示组件20内置上位机,可以将用户的指令传达给第一下位机53和第二下位机54,并将第一下位机53和第二下位机54的检测数据传递给用户。机箱主体1中安装有前处理模块3、检测模块4和控制模块5。
36.前处理模块3包括通过螺栓连接于机箱主体1中的前处理模块安装板30,前处理模块安装板30通过螺栓连接有用于液路控制的第一单向阀310、第二单向阀311、第三单向阀312、液路四通接头32、第一二位二通电磁阀330、第二二位二通电磁阀331、第三二位二通电磁阀332、第四二位二通电磁阀333和二位三通电磁阀34以及用于驱动第一丝杠步进电机452的第一电机驱动器350、用于驱动第二丝杠步进电机4312的第二电机驱动器351、用于驱动前处理蠕动泵360的第三电机驱动器352、用于驱动洗板液加液蠕动泵361的第四电机驱动器353、用于驱动洗板液吸液蠕动泵362的第五电机驱动器354和用于驱动废液池吸液蠕动泵363的第六电机驱动器355。液路四通接头32包括液路四通接头第一接头320、液路四通接头第二接头321、液路四通接头第三接头322和液路四通接头第四接头323。第一单向阀310、第二单向阀311和第三单向阀312都可以保证流经阀体的液体只能从进液口流向出液口。前处理模块安装板30还设置有蠕动泵安装板301、柱塞泵安装板303、切换阀安装支架302和用于分隔液路及电路的第一水电分隔板304。蠕动泵安装板301通过螺栓连接有用于
样品前处理的前处理蠕动泵360、用于向酶标板454滴加洗板液的洗板液加液蠕动泵361、用于从酶标板454中吸取洗板液的洗板液吸液蠕动泵362和用于从第一废液池44中吸取废液的废液池吸液蠕动泵363。柱塞泵安装板303开有4个螺纹孔,通过螺栓安装有用于向检测区加试样的第一微型柱塞泵370和用于向检测区加稀释液的第二微型柱塞泵371。切换阀安装支架302设置有2个螺纹孔,通过螺栓安装有多通道切换阀38。第一水电分隔板304开有4个椭圆形通孔,用于蠕动泵与电机驱动器的电路连接。
37.机箱主体1设置有用于分隔前处理模块3和检测模块4的模块分隔板19,这样便于实现前处理模块3和检测模块4的水电隔绝。模块分隔板19开有用于液路传输的第一滴管通道191、第二滴管通道192、第三滴管通道193、第四滴管通道194、第五滴管通道195和用于检测模块4与前处理模块3以及控制模块5之间信号传输的第一电路通道190。模块分隔板19还设置有3个中心开有圆形螺孔的第一矩形凸台组196,前处理模块安装板30设置有3个支撑柱,支撑柱顶端分别设置有中心开有圆形螺孔的第二矩形凸台组300。
38.控制模块5包括控制模块安装板50,控制模块安装板50的开有螺孔的第三矩形凸台组500与第一矩形凸台组196通过螺栓连接,控制模块安装板50后侧的三个螺孔与第二矩形凸台组300通过螺栓连接,以将控制模块5固定。控制模块安装板50上开有若干螺孔,分别通过螺栓安装有用于驱动第一微型柱塞泵370和第二微型柱塞泵371的柱塞泵驱动器51,用于控制第一二位二通电磁阀330、第二二位二通电磁阀331、第三二位二通电磁阀332、第四二位二通电磁阀333和二位三通电磁阀34的五路继电器模块52,用于驱动光电二极管423的光电二极管驱动器56,用于驱动光谱仪412的光谱仪驱动器57,用于驱动可见光光源48和紫外光光源47的光源驱动器55,用于给第一电机驱动器350、第二电机驱动器351、第三电机驱动器352、第四电机驱动器353、第五电机驱动器354、第六电机驱动器355、柱塞泵驱动器51、多通道切换阀38、五路继电器模块52传达指令的第一下位机53,用于给光电二极管驱动器56、光谱仪驱动器57和光源驱动器55传达指令的第二下位机54和用于给所有用电设备供电的开关电源58。第一下位机53和第二下位机54均可与触摸屏显示组件20中的上位机独立通讯,这样便于保证第二下位机54和上位机间数据传输的稳定。控制模块安装板50设置有用于前处理模块3和控制模块5之间电路连接的第二电路通道501、第三电路通道502和第四电路通道503,这样便于将不同种类的信号线或电源线分类连接。控制模块安装板50还设置有用于分隔液路及电路的第二水电分隔板504,这样便于水电隔绝。
39.检测模块4包括通过螺栓连接于机箱主体1中的检测模块安装板40,检测模块安装板40设置有行程开关安装支座400、紫外光光源安装支座401、可见光光源安装支座402、光谱仪安装装置41、光电二极管安装装置42和滴管安装装置43,并通过螺栓连接有第一废液池44和第一丝杠模组45。
40.行程开关安装支座400开有两个腰型孔,并安装有用于反馈酶标板支架453位置的行程开关46,这样便于实现酶标板支架453位置的闭环控制。紫外光光源安装支座401安装有340nm单波长的紫外光光源47,这样便于实现对尿液中柠檬酸的精准检测。可见光光源安装支座402安装有波长范围为390nm-700nm的可见光光源48,这样便于实现对尿液中草酸和唾液中cyfra21-1蛋白的检测,也便于拓展其他标志物的检测。
41.光谱仪安装装置41包括安装在检测模块安装板40上的光谱仪安装支座410,光谱仪安装支座410上设置有光谱仪安装槽411,光谱仪安装槽411内安装有光谱仪412,且光谱
仪安装槽411下方开有与可见光光源48同轴心的第一透光孔413,这样便于实现可见光光源48和光谱仪412的光路对准。光谱仪安装槽411左右两侧设置有用于调整和固定光谱仪412位置的光谱仪定位螺纹孔414和光谱仪定位螺丝415,这样便于微调光谱仪412的位置以获得最佳检测信号。
42.光电二极管安装装置42包括光电二极管安装支座420和光电二极管压盖421,光电二极管安装支座420设置有光电二极管安装槽422,光电二极管安装槽422内安装有光电二极管423。光电二极管安装槽422内开有与紫外光光源47同轴心的第二透光孔424,这样便于实现紫外光光源47和光电二极管423的光路对准。光电二极管安装支座420开有用于紧固光电二极管423的第一左压紧螺孔426和第一右压紧螺孔425。光电二极管压盖421中心开有腰型孔,用来通过光电二极管423的引脚,光电二极管压盖421两侧开有第二左压紧螺孔4211和第二右压紧螺孔4210,第一左压紧螺孔426和第二左压紧螺孔4211通过螺栓连接,第一右压紧螺孔425和第二右压紧螺孔4210通过螺栓连接,这样便于紧固光电二极管423的位置,防止发生光路偏移。
43.滴管安装装置43包括固连于检测模块安装板40上的滴管安装支座430、第二丝杠模组431和洗板液吸液滴管支架437,滴管安装支座430上设置有洗板液加液滴管433、洗板液吸液滴管活动通孔434、试样滴管435和稀释液滴管436。洗板液加液滴管433的轴心与洗板液吸液滴管活动通孔434的中心的距离、洗板液吸液滴管活动通孔434的中心与试样滴管435的轴心的距离以及试样滴管435的轴心与稀释液滴管436的轴心的距离均为180mm。第二丝杠模组431的有效行程是20mm,包括第二丝杠滑轨4310、第二丝杠滑台4311和用于驱动第二丝杠滑台4311的第二丝杠步进电机4312,第二丝杠滑轨4310通过螺栓连接于滴管安装支座430,第二丝杠滑台4311安装于第二丝杠滑轨4310,洗板液吸液滴管支架437安装于第二丝杠滑台4311。第二丝杠步进电机4312的正反转动可以带动第二丝杠滑台4311的上下移动,从而可以带动洗板液吸液滴管支架437的上下移动。洗板液吸液滴管支架437设置有洗板液吸液滴管438,洗板液吸液滴管438与洗板液吸液滴管活动通孔434同轴,这样便于洗板液吸液滴管438穿过洗板液吸液滴管活动通孔434上下移动。
44.第一丝杠模组45的有效行程为200mm,第一丝杠模组45包括第一丝杠滑轨450、第一丝杠滑台451和用于驱动第一丝杠滑台451的第一丝杠步进电机452。第一丝杠滑轨450通过螺栓安装于检测模块安装板40,第一丝杠滑轨450上安装有第一丝杠滑台451,第一丝杠滑台451上安装有酶标板支架453,酶标板支架453内放置有酶标板454,第一丝杠步进电机452的正反转动可以带动第一丝杠滑台451的左右移动,进而带动酶标板支架453和酶标板454的左右移动。酶标板454有8个样品池,且每个样品池与其相邻的样品池的中心距均为180mm,与滴管安装装置43中各滴管的轴心与其相邻的滴管的轴心的距离一致,这样便于执行循环操作。酶标板支架453内开有8个直径为1mm的圆孔,分别与酶标板454的8个样品池同心,这样便于减少光线的折射和反射,便于光线的准直。
45.第一废液池44底面为向右后顶点倾斜的斜面,并在第一废液池44底面的右后顶点处胶接有废液吸液管49,这样可以使废液在重力的作用下向第一废液池44的右后顶点聚集,便于废液吸液管49将废液吸干净以减少废液的残留。
46.机箱主体1左侧安装有用于控制外部电源与开关电源58通断的电源开关59。机箱主体1右侧设置有第二样品池支架10、过滤装置支架11、液池架安装凸台12、萃取柱支架13、
第二样品池第一管口140、第二样品池第二管口141、纯水池管口180、甲醇池管口181、稀硫酸池管口182、稀释液池管口183、抗体溶液池管口184、显色溶液池管口185、洗板液池管口186、第二废液池管口187、尿液样品管口150、唾液样品管口151、萃取柱第一管口170、萃取柱第二管口171和备用管口188。第二样品池支架10中安装有第二样品池14,过滤装置支架11中安装有过滤装置15,液池架安装凸台12通过螺栓安装有液池架16,萃取柱支架13安装有萃取柱17,萃取柱17的顶部开有进液口,萃取柱17的底部开有出液口。
47.液池架16设置有8个液池安装槽,分别安装有纯水池160、甲醇池161、稀硫酸池162、稀释液池163、抗体溶液池164、显色溶液池165、洗板液池166和第二废液池167。纯水池160、甲醇池161、稀硫酸池162、稀释液池163、抗体溶液池164、显色溶液池165和洗板液池166的顶部均设置有用于连通大气的圆孔和用于出液的出液管,且出液管均伸到液池的底部,第二废液池167的顶部设置有用于进液的进液管和用于连通大气的圆孔,这样便于保证各液池内气压的稳定以及便于特氟龙管与液池的快速连接。
48.过滤装置15包括过滤器安装筒152、第一样品池154、过滤器安装盖156、一级过滤器157、二级过滤器158和三级过滤器159。过滤器安装筒152侧壁开有用于连通大气的第一通气孔1521,第一样品池154下方设置有第一样品池出液口155,第一样品池154固连于过滤器安装筒152下方,过滤器安装筒152和第一样品池154之间设置有中心开有圆形孔的过滤器隔板153。一级过滤器157内置0.8um过滤膜,二级过滤器158内置0.45um过滤膜,三级过滤器159内置0.22um过滤膜,一级过滤器157的出口连接于二级过滤器158的入口,二级过滤器158的出口连接于三级过滤器159的入口,三级过滤器159安装在过滤器隔板153上,且三级过滤器159的出口穿过过滤器隔板153中心的圆形孔,这样可以使得样品分别经过滤膜逐级缩小的一级过滤器157、二级过滤器158和三级过滤器159,避免了较大的杂质堵塞三级过滤器159的情况,并且使经过过滤的样品进入第一样品池154中储存。过滤器安装筒152的上部设置有两个中心开有螺纹孔的第一过滤装置连接台1520,过滤器安装盖156的两侧各设置有中心开有螺纹孔的第二过滤装置连接台1560。将一级过滤器157、二级过滤器158和三级过滤器159连接好并安装在过滤器安装筒152中后,将第一过滤装置连接台1520和第二过滤装置连接台1560通过螺栓连接,使其固定。过滤器安装盖156中心开有圆形通孔,使一级过滤器157的入口穿过过滤器安装盖156中心的圆形通孔,这样便于用户的直接进样,并且可以将一级过滤器157、二级过滤器158和三级过滤器159固定在过滤器安装筒152中。
49.第二样品池14下部呈圆锥形,这样在排液时便于将内部的液体排空。第二样品池14的顶部设置有第二样品池进液口142,底部设置有第二样品池出液口144,并在顶部设置有用于连通大气的第二通气孔143以保证第二样品池14内部的气压稳定。
50.多通道切换阀38有八个进液口和一个多通道切换阀出液口380,其中第一多通道切换阀进液口381连接有一段穿过甲醇池管口181的特氟龙管,最终连接至甲醇池161的出液管。第二多通道切换阀进液口382连接有一段穿过纯水池管口180的特氟龙管,最终连接至纯水池160的出液管。第三多通道切换阀进液口383连接有一段穿过尿液样品管口150的特氟龙管,当仪器工作模式为尿液检测时,该特氟龙管将最终连接至第一样品池出液口155。第四多通道切换阀进液口384连接有一段穿过唾液样品管口151的特氟龙管,当仪器工作模式为唾液检测时,该特氟龙管将最终连接至第一样品池出液口155。第五多通道切换阀进液口385连接有一段穿过稀硫酸池管口182的特氟龙管,最终连接至稀硫酸池162的出液
管,第六多通道切换阀进液口386连接有一段穿过抗体溶液池管口184的特氟龙管,最终连接至抗体溶液池164的出液管,第七多通道切换阀进液口387连接有一段穿过显色溶液池管口185的特氟龙管,最终连接至显色溶液池165的出液管,第八多通道切换阀进液口388接通空气。多通道切换阀38可根据第一下位机53的指令选择一个进液口与多通道切换阀出液口380相通,而使其他进液口关闭,而在非工作状态时,多通道切换阀出液口380不与任何进液口连通。
51.多通道切换阀出液口380连接有一段穿过萃取柱第一管口170的特氟龙管,最终连接至萃取柱17的进液口,萃取柱17的出液口连接有一段穿过萃取柱第二管口171的特氟龙管,最终连接至前处理蠕动泵360的进液口。二位三通电磁阀34具有第一出液口、第二出液口和一个进液口。二位三通电磁阀34可根据第一下位机53的指令选择二位三通电磁阀34的进液口与其中一个出液口相通。前处理蠕动泵360的出液口通过一段特氟龙管连接至二位三通电磁阀34的进液口,二位三通电磁阀34的第一出液口通过一段特氟龙管连接至第一单向阀310的进液口,第一单向阀310的出液口通过一段特氟龙管连接至液路四通接头第一接头320,液路四通接头第四接头323连接有一段穿过第二废液池管口187的特氟龙管,最终连接至第二废液池167的进液管;二位三通电磁阀34的第二出液口连接有一段穿过第二样品池第一管口140的特氟龙管,最终连接至第二样品池进液口142,第二样品池出液口144连接有一段穿过第二样品池第二管口141的特氟龙管,最终连接至第一二位二通阀330的进液口,第一二位二通阀330的出液口通过一段特氟龙管连接至第一微型柱塞泵370的进液口,第一微型柱塞泵370的出液口通过一段特氟龙管连接至第二二位二通阀331的进液口,第二二位二通阀331的出液口连接有一段穿过第一滴管通道191的特氟龙管,最终连接至试样滴管435。这样连接可以使经过处理的中间溶液通过前处理蠕动泵360将无用的部分流向第二废液池167,将有用的部分流向第二样品池14,并进一步通过第一微型柱塞泵370将之传输至试样滴管435以完成加样。第一单向阀310可以保证经过处理的中间溶液的无用部分单向流向液路四通接头32并进一步流入第二废液池167,避免在前处理蠕动泵360不工作时发生废液倒流污染样品。第一微型柱塞泵370吸液时,第一二位二通阀330打开,第二二位二通阀331关闭,第一微型柱塞泵370排液时,第一二位二通阀330关闭,第二二位二通阀331打开,这样便于实现高精度的加样。
52.稀释液池163的出液管连接有一段穿过稀释液池管口183的特氟龙管,最终连接至第三二位二通电磁阀332的进液口,第三二位二通电磁阀332的出液口通过一段特氟龙管连接至第二微型柱塞泵371的进液口,第二微型柱塞泵371的出液口通过一段特氟龙管连接至第四二位二通电磁阀333的进液口,第四二位二通电磁阀333的出液口连接有一段穿过第二滴管通道192的特氟龙管,最终连接至稀释液滴管436。第二微型柱塞泵371吸液时,第三二位二通阀332打开,第四二位二通阀333关闭,第二微型柱塞泵371排液时,第三二位二通阀332关闭,第四二位二通阀333打开,这样便于实现高精度的加样。
53.洗板液池166的出液管连接有一段穿过洗板液池管口186的特氟龙管,最终连接至洗板液加液蠕动泵361的进液口,洗板液加液蠕动泵361的出液口连接有一段穿过第三滴管通道193的特氟龙管,最终连接至洗板液加液滴管433。洗板液加液蠕动泵361工作时会将洗板液从洗板液池166运输至洗板液加液滴管433,完成洗板液的加液。
54.洗板液吸液滴管438连接有一段穿过第四滴管通道194的特氟龙管,最终连接至洗
板液吸液蠕动泵362的进液口,洗板液吸液蠕动泵362的出液口通过一段特氟龙管连接至第二单向阀311的进液口,第二单向阀311的出液口通过一段特氟龙管连接至液路四通接头第二接头321。洗板液吸液蠕动泵362工作时会将洗板废液运输至液路四通接头32进而运输至第二废液池167。第二单向阀311可以保证废液只能单向流动,从而避免样品污染。
55.废液吸液管49连接有一段穿过第五滴管通道195的特氟龙管,最终连接至废液池吸液蠕动泵363的进液口,废液池吸液蠕动泵363的出液口通过一段特氟龙管连接至第三单向阀312的进液口,第三单向阀312的出液口通过一段特氟龙管连接至液路四通接头第三接头322。废液池吸液蠕动泵363工作时可以将第一废液池44中的废液运输至第二废液池167中,第三单向阀312可以保证废液只能单向流动以避免在废液池吸液蠕动泵363不工作时废液倒流。
56.本发明的工作流程如下:
57.(1)分别在纯水池160、甲醇池161、稀硫酸池162、稀释液池163、抗体溶液池164、显色溶液池165和洗板液池166中加入足够的纯水、甲醇溶液、稀硫酸溶液、抗体溶液显色溶液和洗板液。在酶标板支架453中放入已经加入反应底液的酶标板454,并安装好仪器顶盖2,打开电源开关59。
58.(2)当工作模式为尿液标定时,更换新的第二样品池14,并使用注射器将足够的标准溶液从第二样品池14的第二通气孔143注射入第二样品池14中。在触摸屏显示组件20所显示的上位机界面中选择尿液标定模式,并输入上位机所提示的参数,点击开始按钮。上位机会将工作参数分别传给第一下位机53和第二下位机54。
59.(2.1)在第一下位机53的控制下,第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向左移动,直至酶标板支架453触碰到行程开关46后停止。此时,第一二位二通阀330打开,第二二位二通阀331关闭,第一微型柱塞泵370执行吸液动作。该步骤定义为第一微型柱塞泵370的吸液过程。
60.(2.2)第一二位二通阀330关闭,第二二位二通阀331打开,第一微型柱塞泵370执行排液动作。该步骤定义为第一微型柱塞泵370的排液过程。
61.(2.3)第二样品池14中的标准溶液会被吸入该液路,直至将与第一微型柱塞泵370相连的特氟龙管中的空气全部排净,标准溶液开始从试样滴管435中滴下时停止。接着,第三二位二通阀332打开,第四二位二通阀333关闭,第二微型柱塞泵371执行吸液动作。该步骤定义为第二微型柱塞泵371的吸液过程。
62.(2.4)第三二位二通阀332关闭,第四二位二通阀333打开,第二微型柱塞泵371执行排液动作。该步骤定义为第二微型柱塞泵371的排液过程。
63.(2.5)稀释液池163中的稀释液会被吸入该液路,直至将与第二微型柱塞泵371相连的特氟龙管中的空气全部排净,稀释液开始从稀释液滴管436中滴下时停止。
64.(2.6)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动,直至酶标板454最右侧的样品池刚好位于试样滴管435的正下方时停止,随后第一微型蠕动泵370执行排液过程,按照第一下位机53已规定的量向该样品池中加入标准溶液。然后第一丝杠步进电机452继续转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动180mm,此时酶标板454最右侧的样品池刚好位于稀释液滴管436的正下方,而酶标板454从右向左数的第二个样品池刚好位于试样滴管435的正下方。此时,第二微型柱塞泵371执行排液过
程,按照第一下位机53已规定的量向该样品池中加入稀释液,使得已加入的标准溶液和稀释液配比成上位机中所规定的第一组浓度的溶液。而第一微型柱塞泵370再次执行排液动作,向酶标板454从右向左数的第二个样品池中按照第一下位机53已规定的量加入标准溶液,并重复以上过程,直至所有规定的样品池都按照上位机规定的浓度梯度配比出对应浓度的溶液。在整个过程中,当第一微型柱塞泵370或第二微型柱塞泵371中的溶液排空时将自动执行吸液过程。
65.(2.7)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453移动,刚好将酶标板454最右侧的第一个样品池移动到紫外光光源47的正上方后停止。此时,在第二下位机54的控制下,紫外光光源47发出特定强度的光,光线透过酶标板支架453的1mm的孔,穿过酶标板454底部和酶标板454中的溶液后进入光电二极管423中,光电二极管423将测得的光强信号通过第二下位机54传输至上位机中存储,完成一个样品的柠檬酸检测。然后检测模块4将重复以上过程,直至完成其他待测样品的柠檬酸检测。
66.(2.8)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453移动,刚好将酶标板454最右侧的第一个样品池移动到可见光光源48的正上方后停止。此时,在第二下位机54的控制下,可见光光源48发出特定强度的光,光线透过酶标板支架453的1mm的孔,穿过酶标板454底部和酶标板454中的溶液后进入光谱仪412中,光谱仪412将测得的光强信号通过第二下位机54传输至上位机中存储,完成一个样品的草酸检测。然后检测模块4将重复以上过程,直至完成其他待测样品的草酸检测。
67.(2.9)上位机将测得的所有数据整理成标定曲线显示在触摸屏显示组件20中,并将其存储。
68.(3)当工作模式为唾液标定时,将萃取柱17拆下并将其进液口和出液口的特氟龙管用管路接头接在一起。更换新的第二样品池14,并使用注射器将足够的标准溶液从第二样品池14的第二通气孔143注射入第二样品池14中。在触摸屏显示组件20所显示的上位机界面中选择唾液标定模式,并输入上位机所提示的参数,点击开始按钮。上位机会将工作参数分别传给第一下位机53和第二下位机54。
69.(3.1)在第一下位机53的控制下,第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向左移动,直至酶标板支架453触碰到行程开关46后停止。此时,第一微型柱塞泵370先执行吸液过程而后执行排液过程。第二样品池14中的标准溶液会被吸入该液路,直至将与第一微型柱塞泵370相连的特氟龙管中的空气全部排净,标准溶液开始从试样滴管435中滴下时停止。接着,第二微型柱塞泵371执行吸液过程而后执行排液过程。稀释液池163中的稀释液会被吸入该液路,直至将与第二微型柱塞泵371相连的特氟龙管中的空气全部排净,稀释液开始从稀释液滴管436中滴下时停止。
70.(3.2)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动,直至酶标板454最右侧的样品池刚好位于试样滴管435的正下方时停止,随后第一微型蠕动泵370执行排液过程,按照第一下位机53已规定的量向该样品池中加入标准溶液。然后第一丝杠步进电机452继续转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动180mm,此时酶标板454最右侧的样品池刚好位于稀释液滴管436的正下方,而酶标板454从右向左数的第二个样品池刚好位于试样滴管435的正下方。此时,第二微型柱塞泵371执行排液过程,按照第一下位机53已规定的量向该样品池中加入稀释液,使得已加入的标准溶液和稀
释液配比成上位机中所规定的第一组浓度的溶液。而第一微型柱塞泵370再次执行排液动作,向酶标板454从右向左数的第二个样品池中按照第一下位机53已规定的量加入标准溶液,并重复以上过程,直至所有规定的样品池都按照上位机规定的浓度梯度配比出对应浓度的溶液。在整个过程中,当第一微型柱塞泵370或第二微型柱塞泵371中的溶液排空时将自动执行吸液过程。随后,第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向左移动,直至酶标板支架453触碰到行程开关46后停止。酶标板454在该位置静止30分钟,等待样品充分反应。
71.(3.3)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动,直至酶标板454最右侧的样品池刚好位于洗板液加液滴管433的正下方时停止。此时,洗板液加液蠕动泵361动作,将洗板液池166中的洗板液运输到洗板液加液滴管433中并滴入其正下方的样品池中,滴入约0.3ml后停止。然后第一丝杠步进电机452继续转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动180mm,此时酶标板454最右侧的样品池刚好位于洗板液吸液滴管438的正下方,而酶标板454从右向左数的第二个样品池刚好位于洗板液加液滴管433的正下方。洗板液加液蠕动泵361动作,将洗板液池166中的洗板液运输到洗板液加液滴管433中并滴入其正下方的样品池中,滴入约0.3ml后停止。第二丝杠步进电机4312转动,使第二丝杠滑台4311带动洗板液吸液滴管支架437向下移动,直至洗板液吸液滴管438伸至其正下方的样品池的底部时停止。洗板液吸液蠕动泵362动作,将样品池中的全部洗板液运输到第二废液池167中,然后停止。第二丝杠步进电机4312转动,使第二丝杠滑台4311带动洗板液吸液滴管支架437向上移动,直至洗板液吸液滴管438回复至原位时停止。随后检测模块4将重复以上动作,直至所有规定的样品池都完成洗板液的滴入和吸出。该步骤定义为洗板过程。
72.(3.4)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向左移动,直至酶标板支架453触碰到行程开关46后停止。第一微型柱塞泵370将重复吸液过程和排液过程,直至将第二样品池14中的溶液全部运输至第一废液池44中。多通道切换阀38将第二多通道切换阀进液口382与多通道切换阀出液口380连通,前处理蠕动泵360动作,将纯水池160中的纯水运输至第二样品池14中,直至将第二样品池14充满后停止。第一微型柱塞泵370将重复吸液过程和排液过程,直至将第二样品池14中的纯水全部运输至第一废液池44中。在此期间,当第一废液池44中的液体达到第一废液池44三分之二的容积时,废液池吸液蠕动泵363动作,将第一废液池44中的所有液体运输至第二废液池167中。该步骤定义为清洗过程。
73.(3.5)多通道切换阀38将第六多通道切换阀进液口386与多通道切换阀出液口380连通,前处理蠕动泵360动作,将抗体溶液池164中的抗体溶液运输至第二样品池14中,达到第一下位机53所规定的量后停止。第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动,直至酶标板454最右侧的样品池刚好位于试样滴管435的正下方时停止,随后第一微型蠕动泵370执行排液过程,按照第一下位机53已规定的量向该样品池中加入抗体溶液。然后第一丝杠步进电机452继续转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动180mm,酶标板454从右向左数的第二个样品池刚好位于试样滴管435的正下方。第一微型柱塞泵370再次执行排液动作,向酶标板454从右向左数的第二个样品池中按照第一下位机53已规定的量加入抗体溶液,并重复以上过程,直至所有规定的样品池中都
加入了上位机中规定的量的抗体溶液。在整个过程中,当第一微型柱塞泵370中的溶液排空时将自动执行吸液过程。随后,第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向左移动,直至酶标板支架453触碰到行程开关46后停止。酶标板454在该位置静止30分钟,等待样品充分反应。
74.(3.6)检测模块4再次执行洗板过程和清洗过程。然后,多通道切换阀38将第七多通道切换阀进液口387与多通道切换阀出液口380连通,前处理蠕动泵360动作,将显色溶液池165中的显色溶液运输至第二样品池14中,达到第一下位机53所规定的量后停止。第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动,直至酶标板454最右侧的样品池刚好位于试样滴管435的正下方时停止,随后第一微型蠕动泵370执行排液过程,按照第一下位机53已规定的量向该样品池中加入显色溶液。然后第一丝杠步进电机452继续转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动180mm,酶标板454从右向左数的第二个样品池刚好位于试样滴管435的正下方。第一微型柱塞泵370再次执行排液动作,向酶标板454从右向左数的第二个样品池中按照第一下位机53已规定的量加入显色溶液,并重复以上过程,直至所有规定的样品池中都加入了上位机中规定的量的显色溶液。在整个过程中,当第一微型柱塞泵370中的溶液排空时将自动执行吸液过程。随后,第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向左移动,直至酶标板支架453触碰到行程开关46后停止。酶标板454在该位置静止30分钟,等待样品充分反应。
75.(3.7)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453移动,刚好将酶标板454最右侧的第一个样品池移动到可见光光源48的正上方后停止。此时,在第二下位机54的控制下,可见光光源48发出特定强度的光,光线透过酶标板支架453的1mm的孔,穿过酶标板454底部和酶标板454中的溶液后进入光谱仪412中,光谱仪412将测得的光强信号通过第二下位机54传输至上位机中存储,完成一个样品的cyfra21-1蛋白的检测。然后检测模块4将重复以上过程,直至完成其他待测样品的cyfra21-1蛋白的检测。
76.(3.8)上位机将测得的所有数据整理成标定曲线显示在触摸屏显示组件20中,并将其存储。
77.(4)当工作模式为尿液检测时。更换新的过滤装置15、第二样品池14和已加入固相萃取填料的萃取柱17。将第三多通道切换阀进液口383连接的一段穿过尿液样品管口150的特氟龙管与第一样品池出液口155连接。使用注射器将5ml的尿液样品从一级过滤器157的入口注射进过滤装置15中。尿液样品依次经过一级过滤器157、二级过滤器158和三级过滤器159的过滤后进入第一样品池154中存储。在触摸屏显示组件20所显示的上位机界面中选择尿液检测模式,并输入上位机所提示的参数,点击开始按钮。上位机会将工作参数分别传给第一下位机53和第二下位机54。
78.(4.1)在第一下位机53的控制下,多通道切换阀38首先将第一多通道切换阀进液口381与多通道切换阀出液口380连通,二位三通电磁阀34的进液口与二位三通电磁阀34的第一出液口相通而与第二出液口不相通。前处理蠕动泵360动作,甲醇池161中的约5ml的甲醇溶液将被运输至萃取柱17中并缓慢通过填料,以将填料活化,随后甲醇溶液将通过二位三通电磁阀34流向第二废液池167中。然后,前处理蠕动泵360停止动作。多通道切换阀38将第二多通道切换阀进液口382与多通道切换阀出液口380连通,前处理蠕动泵360开始动作,纯水池160中的约5ml的纯水将被运输至萃取柱17中并缓慢通过填料,以稀释并排除管路中
的甲醇溶液,随后纯水将通过二位三通电磁阀34流向第二废液池167中。然后,前处理蠕动泵360停止动作。多通道切换阀38将第八多通道切换阀进液口388与多通道切换阀出液口380连通,前处理蠕动泵360开始动作,将约5ml的空气通入管路,以将管路中的纯水全部排出至第二废液池167中。然后,前处理蠕动泵360停止动作。多通道切换阀38将第三多通道切换阀进液口383与多通道切换阀出液口380连通,前处理蠕动泵360开始动作,第一样品池154中的5ml的尿液样品将被运输至萃取柱17中并缓慢通过填料,填料会富集尿液中的柠檬酸和草酸而其他不需要的成分将流进第二废液池167中。然后,前处理蠕动泵360停止动作。多通道切换阀38将第五多通道切换阀进液口385与多通道切换阀出液口380连通,二位三通电磁阀34的进液口与二位三通电磁阀34的第二出液口相通而与第一出液口不相通。前处理蠕动泵360开始动作,稀硫酸池162中的约5ml的稀硫酸样品将被运输至萃取柱17中并缓慢通过填料,稀硫酸会将填料中富集的柠檬酸和草酸溶解,并流入第二样品池14中。然后,前处理蠕动泵360停止动作。多通道切换阀38将第八多通道切换阀进液口388与多通道切换阀出液口380连通,前处理蠕动泵360开始动作,将约5ml的空气通入管路,以将管路中的稀硫酸全部通过萃取柱17的填料并最终在第二样品池14中存储。随后前处理蠕动泵360停止动作。
79.(4.2)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向左移动,直至酶标板支架453触碰到行程开关46后停止。此时,第一微型柱塞泵370先执行吸液过程而后执行排液过程。第二样品池14中的样品溶液会被吸入该液路,直至将与第一微型柱塞泵370相连的特氟龙管中的空气全部排净,样品溶液开始从试样滴管435中滴下时停止。
80.(4.3)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动,直至酶标板454最右侧的样品池刚好位于试样滴管435的正下方时停止,随后第一微型蠕动泵370执行排液过程,按照第一下位机53已规定的量向该样品池中加入样品溶液。然后第一丝杠步进电机452继续转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动180mm,此时酶标板454从右向左数的第二个样品池刚好位于试样滴管435的正下方。第一微型柱塞泵370再次执行排液动作,向酶标板454从右向左数的第二个样品池中加入相同量的样品溶液,并重复以上过程,直至所有规定的样品池中都加入了所规定量的样品溶液。在整个过程中,当第一微型柱塞泵370中的溶液排空时将自动执行吸液过程。
81.(4.4)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453移动,刚好将酶标板454最右侧的第一个样品池移动到紫外光光源47的正上方后停止。此时,在第二下位机54的控制下,紫外光光源47发出特定强度的光,光线透过酶标板支架453的1mm的孔,穿过酶标板454底部和酶标板454中的溶液后进入光电二极管423中,光电二极管423将测得的光强信号通过第二下位机54传输至上位机中存储,完成一个样品的柠檬酸检测。然后检测模块4将重复以上过程,直至完成其他待测样品的柠檬酸检测。
82.(4.5)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453移动,刚好将酶标板454最右侧的第一个样品池移动到可见光光源48的正上方后停止。此时,在第二下位机54的控制下,可见光光源48发出特定强度的光,光线透过酶标板支架453的1mm的孔,穿过酶标板454底部和酶标板454中的溶液后进入光谱仪412中,光谱仪412将测得的光强信号通过第二下位机54传输至上位机中存储,完成一个样品的草酸检测。然后检测模块4将重复以上过程,直至完成其他待测样品的草酸检测。
83.(4.6)上位机将测得的所有数据整理成标定曲线显示在触摸屏显示组件20中,并将其存储。
84.(5)当工作模式为唾液检测时,更换新的过滤装置15和第二样品池14,将萃取柱17拆下并将其进液口和出液口的特氟龙管用管路接头接在一起,将第四多通道切换阀进液口384连接的一段穿过唾液样品管口151的特氟龙管与第一样品池出液口155连接。使用注射器将5ml的唾液样品从一级过滤器157的入口注射进过滤装置15中。唾液样品依次经过一级过滤器157、二级过滤器158和三级过滤器159的过滤后进入第一样品池154中存储。在触摸屏显示组件20所显示的上位机界面中选择唾液检测模式,并输入上位机所提示的参数,点击开始按钮。上位机会将工作参数分别传给第一下位机53和第二下位机54。
85.(5.1)多通道切换阀38将第四多通道切换阀进液口384与多通道切换阀出液口380连通,二位三通电磁阀34的进液口与二位三通电磁阀34的第二出液口相通而与第一出液口不相通。前处理蠕动泵360开始动作,将第一样品池154中的所有唾液样品运输至第二样品池14中存储。
86.(5.2)在第一下位机53的控制下,第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向左移动,直至酶标板支架453触碰到行程开关46后停止。此时,第一微型柱塞泵370先执行吸液过程而后执行排液过程。第二样品池14中的样品溶液会被吸入该液路,直至将与第一微型柱塞泵370相连的特氟龙管中的空气全部排净,样品溶液开始从试样滴管435中滴下时停止。
87.(5.3)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动,直至酶标板454最右侧的样品池刚好位于试样滴管435的正下方时停止,随后第一微型蠕动泵370执行排液过程,按照第一下位机53已规定的量向该样品池中加入样品溶液。然后第一丝杠步进电机452继续转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动180mm,此时酶标板454从右向左数的第二个样品池刚好位于试样滴管435的正下方。第一微型柱塞泵370再次执行排液动作,向酶标板454从右向左数的第二个样品池中加入相同量的样品溶液,并重复以上过程,直至所有规定的样品池中都加入了所规定量的样品溶液。在整个过程中,当第一微型柱塞泵370中的溶液排空时将自动执行吸液过程。
88.(5.4)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向左移动,直至酶标板支架453触碰到行程开关46后停止。酶标板454在该位置静止30分钟,等待样品充分反应。
89.(5.5)检测模块4执行洗板过程和清洗过程。
90.(5.6)多通道切换阀38将第六多通道切换阀进液口386与多通道切换阀出液口380连通,前处理蠕动泵360动作,将抗体溶液池164中的抗体溶液运输至第二样品池14中,达到第一下位机53所规定的量后停止。第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动,直至酶标板454最右侧的样品池刚好位于试样滴管435的正下方时停止,随后第一微型蠕动泵370执行排液过程,按照第一下位机53已规定的量向该样品池中加入抗体溶液。然后第一丝杠步进电机452继续转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动180mm,酶标板454从右向左数的第二个样品池刚好位于试样滴管435的正下方。第一微型柱塞泵370再次执行排液动作,向酶标板454从右向左数的第二个样品池中按照第一下位机53已规定的量加入抗体溶液,并重复以上过程,直至所有规定的样品池中都
加入了上位机中规定的量的抗体溶液。在整个过程中,当第一微型柱塞泵370中的溶液排空时将自动执行吸液过程。随后,第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向左移动,直至酶标板支架453触碰到行程开关46后停止。酶标板454在该位置静止30分钟,等待样品充分反应。
91.(5.7)检测模块4再次执行洗板过程和清洗过程。然后,多通道切换阀38将第七多通道切换阀进液口387与多通道切换阀出液口380连通,前处理蠕动泵360动作,将显色溶液池165中的显色溶液运输至第二样品池14中,达到第一下位机53所规定的量后停止。第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动,直至酶标板454最右侧的样品池刚好位于试样滴管435的正下方时停止,随后第一微型蠕动泵370执行排液过程,按照第一下位机53已规定的量向该样品池中加入显色溶液。然后第一丝杠步进电机452继续转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向右移动180mm,酶标板454从右向左数的第二个样品池刚好位于试样滴管435的正下方。第一微型柱塞泵370再次执行排液动作,向酶标板454从右向左数的第二个样品池中按照第一下位机53已规定的量加入显色溶液,并重复以上过程,直至所有规定的样品池中都加入了上位机中规定的量的显色溶液。在整个过程中,当第一微型柱塞泵370中的溶液排空时将自动执行吸液过程。随后,第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453向左移动,直至酶标板支架453触碰到行程开关46后停止。酶标板454在该位置静止30分钟,等待样品充分反应。
92.(5.8)第一丝杠步进电机452转动,使第一丝杠滑台451带动酶标板支架453移动,刚好将酶标板454最右侧的第一个样品池移动到可见光光源48的正上方后停止。此时,在第二下位机54的控制下,可见光光源48发出特定强度的光,光线透过酶标板支架453的1mm的孔,穿过酶标板454底部和酶标板454中的溶液后进入光谱仪412中,光谱仪412将测得的光强信号通过第二下位机54传输至上位机中存储,完成一个样品的cyfra21-1蛋白的检测。然后检测模块4将重复以上过程,直至完成其他待测样品的cyfra21-1蛋白的检测。
93.(5.9)上位机将测得的所有数据整理成标定曲线显示在触摸屏显示组件20中,并将其存储。
94.当所有过程完成后,仪器将自动执行清洗过程。清洗过程结束后,将纯水池160、甲醇池161、稀硫酸池162、稀释液池163、抗体溶液池164、显色溶液池165、洗板液池166和第二废液池167中的液体清空,并将酶标板454取出,最后关闭电源开关59。
95.上述实施例用来解释说明本发明,而不是对本发明进行限制,在本发明的精神和权利要求的保护范围内,对本发明作出的任何修改和改变,都落入本发明的保护范围。

技术特征:
1.一种多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器,其特征在于:包括机箱主体、机箱顶盖、前处理模块、控制模块、检测模块和液池架;所述机箱顶盖安装在机箱主体上;所述机箱顶盖设置有用于人机交互的触摸屏显示组件,所述触摸屏显示组件内置上位机;所述前处理模块、控制模块和检测模块安装在机箱主体内部,所述控制模块与上位机连接,所述前处理模块和检测模块与控制模块连接;所述液池架安装在机箱主体外侧,包含有八个液池安装槽,分别安装有纯水池、甲醇池、稀硫酸池、稀释液池、抗体溶液池、显色溶液池、洗板液池和第二废液池;所述前处理模块包括多通道切换阀、前处理蠕动泵、洗板液加液蠕动泵、洗板液吸液蠕动泵、废液池吸液蠕动泵以及第一微型柱塞泵和第二微型柱塞泵;所述多通道切换阀具有八个进液口和一个出液口,所述进液口分别连接甲醇池、纯水池、第一样品池、稀硫酸池、抗体溶液池、显色溶液池以及空气;所述第一样品池存有尿液或唾液,当检测尿液或唾液时使用不同的多通道切换阀进液口;所述出液口通过萃取柱连接至前处理蠕动泵的进液口;所述前处理蠕动泵的出液口与二位三通电磁阀进液口连接;所述二位三通电磁阀具有两个出液口,分别连接至第二废液池和第二样品池的进液口;所述第二样品池的出液口与第一微型柱塞泵的进液口连接;所述第一微型柱塞泵的出液口连接检测模块中的试样滴管;所述第二微型柱塞泵的进液口与稀释液池连接,出液口与检测模块的稀释液滴管连接;所述洗板液加液蠕动泵进液口与洗板液池连接,出液口与检测模块的洗板液加液滴管连接;所述检测模块包括光谱仪、光电二极管、滴管安装装置、第一废液池和第一丝杠模组;所述滴管安装装置包括滴管安装支座、第二丝杠模组和洗板液吸液滴管支架;所述滴管安装支座上设置有洗板液加液滴管、洗板液吸液滴管活动通孔、试样滴管和稀释液滴管;所述第二丝杠模组安装在滴管安装支座上;所述洗板液吸液滴管支架安装在第二丝杠模组上,所述洗板液吸液滴管支架上安装有洗板液吸液滴管,所述洗板液吸液滴管穿过洗板液吸液滴管活动通孔,在第二丝杠模组的带动下以及洗板液吸液滴管活动通孔的限制下可以上下移动;所述第一丝杠模组上安装有带有酶标板的酶标板支架,所述第一废液池安装在四个滴管下方;所述洗板液吸液滴管连接洗板液吸液蠕动泵的进液口;所述洗板液吸液蠕动泵的出液口连接到第二废液池;所述第一废液池连接废液池吸液蠕动泵的进液口,废液池吸液蠕动泵的出液口连接第二废液池;所述光谱仪用于检测酶标板中的尿液样品中的草酸的吸光度和唾液样品中的cyfra21-1蛋白的吸光度,所述光电二极管用于检测酶标板中的尿液样品中的柠檬酸的吸光度;所述控制模块用于接收上位机的控制指令,控制检测模块中的第一丝杠模组、第二丝杠模组运动以及控制前处理模块中的多通道切换阀的进液口切换,二位三通电磁阀的出液口切换,前处理蠕动泵、洗板液加液蠕动泵、洗板液吸液蠕动泵、废液池吸液蠕动泵以及第一微型柱塞泵和第二微型柱塞泵的工作;同时接收光谱仪和光电二极管的信号数据,反馈给上位机。2.根据权利要求1所述的一种多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器,其特征在于:所述前处理模块包括连接于机箱主体中的前处理模块安装板,所述前处理模块安装板连接有用于液路控制的第一二位二通电磁阀、第二二位二通电磁阀、第三二位二通电磁阀、第四二位二通电磁阀和二位三通电磁阀以及用于驱动第一丝杠模组的第一电机驱动器、用于驱动第二丝杠模组的第二电机驱动器、用于驱动前处理蠕动泵的第三电机驱动
器、用于驱动洗板液加液蠕动泵的第四电机驱动器、用于驱动洗板液吸液蠕动泵的第五电机驱动器和用于驱动废液池吸液蠕动泵的第六电机驱动器;所述前处理模块安装板还设置有蠕动泵安装板、柱塞泵安装板、切换阀安装支架和用于分隔液路及电路的第一水电分隔板;所述蠕动泵安装板连接安装有用于样品前处理的前处理蠕动泵、用于向酶标板滴加洗板液的洗板液加液蠕动泵、用于从所述酶标板中吸取洗板液的洗板液吸液蠕动泵和用于从第一废液池中吸取废液的废液池吸液蠕动泵;所述柱塞泵安装板上安装有用于向检测模块加试样的第一微型柱塞泵和用于向检测模块加稀释液的第二微型柱塞泵;所述切换阀安装支架安装有多通道切换阀;所述第一水电分隔板开有4个椭圆形通孔,用于蠕动泵与电机驱动器的电路连接,各个电机驱动器与控制模块连接。3.根据权利要求1所述的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器,其特征在于:所述控制模块安装有用于驱动光电二极管的光电二极管驱动器,用于驱动光谱仪的光谱仪驱动器,用于驱动紫外光光源和可见光光源的光源驱动器,用于给所述第一电机驱动器、第二电机驱动器、第三电机驱动器、第四电机驱动器、第五电机驱动器、第六电机驱动器、柱塞泵驱动器、多通道切换阀、五路继电器模块传达指令的第一下位机;还安装有用于给所述光电二极管驱动器、光谱仪驱动器和光源驱动器传达指令的第二下位机和用于给所有用电设备供电的开关电源;所述第一下位机和所述第二下位机均可与所述触摸屏显示组件中的上位机通讯。4.根据权利要求1所述的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器,其特征在于:所述检测模块还包括行程开关安装支座、紫外光光源安装支座、可见光光源安装支座、光谱仪安装装置、光电二极管安装装置;所述行程开关安装支座开有两个腰型孔,并安装有用于反馈酶标板支架位置的行程开关,所述紫外光光源安装支座安装有340nm单波长的紫外光光源,所述可见光光源安装支座安装有波长范围为390nm-700nm的可见光光源;所述紫外光光源和可见光光源均由控制模块控制发光;所述光谱仪安装装置包括安装在所述检测模块安装板上的光谱仪安装支座,所述光谱仪安装支座上设置有光谱仪安装槽,所述光谱仪安装槽内安装有所述光谱仪,且所述光谱仪安装槽下方开有第一透光孔,左右两侧设置有用于调整和固定光谱仪位置的光谱仪定位螺纹孔和光谱仪定位螺丝,所述第一透光孔与所述可见光光源同轴心;所述光电二极管安装装置包括光电二极管安装支座和光电二极管压盖,所述光电二极管安装支座设置有光电二极管安装槽,所述光电二极管安装槽内安装有所述光电二极管,所述光电二极管安装槽内开有第二透光孔,所述第二透光孔与所述紫外光光源同轴心;所述光电二极管安装支座开有用于紧固所述光电二极管的第一左压紧螺孔和第一右压紧螺孔;所述光电二极管压盖中心开有腰型孔,两侧开有用于紧固所述光电二极管的第二左压紧螺孔和第二右压紧螺孔;5.根据权利要求1所述的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器,其特征在于:所述一级废液池底面为向右后顶点倾斜的斜面,并在所述一级废液池底面的右后顶点处胶接有废液吸液管。6.根据权利要求1所述的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器,其特征在于:所述机箱主体外侧还安装有过滤装置,所述过滤装置包括过滤器安装筒、第一样品
池、过滤器安装盖、一级过滤器、二级过滤器和三级过滤器,所述过滤器安装筒侧壁开有用于连通大气的第一通气孔,所述第一样品池下方设置有第一样品池出液口,所述第一样品池出液口连接多通道切换阀进液口,所述第一样品池固连于所述过滤器安装筒下方,所述过滤器安装筒和所述第一样品池之间设置有中心开有圆形孔的过滤器隔板;所述一级过滤器内置0.8um过滤膜,所述二级过滤器内置0.45um过滤膜,所述三级过滤器内置0.22um过滤膜,所述一级过滤器的出口连接于二级过滤器的入口,所述二级过滤器的出口连接于三级过滤器的入口,所述三级过滤器安装在所述过滤器隔板上,且所述三级过滤器的出口穿过所述过滤器隔板中心的圆形孔;所述过滤器安装盖中心开有圆形通孔,所述一级过滤器的入口穿过所述过滤器安装盖中心的圆形通孔;所述第二样品池下部为圆锥形,并在顶部设置有第二样品池进液口和用于连通大气的第二通气孔,在底部设置有第二样品池出液口。7.根据权利要求1所述的多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器,其特征在于:所述前处理蠕动泵、洗板液吸液蠕动泵和废液池吸液蠕动泵与第二废液池之间通过液路四通接头连接,所述前处理蠕动泵、洗板液吸液蠕动泵、废液池吸液蠕动泵与液路四通接头之间的管路上安装有单向阀。

技术总结
本发明公开了一种多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器,将过滤、萃取、洗板、自动加样及检测功能集成于一体,可以全自动化地完成尿液、唾液的前处理以及对尿液中的草酸、柠檬酸和唾液中的Cyfra21-1蛋白等标志物的检测,并具有自动清洗的功能。该一体化仪器包括前处理模块、检测模块和控制模块。其中前处理模块包括四个蠕动泵、两个微型柱塞泵、多通道切换阀以及若干用于液路控制的电磁阀,检测模块包括两套丝杠模组、滴管安装装置、光谱仪和光电二极管,控制模块包括两个下位机以及多个驱动器。本发明实现了对尿液中草酸、柠檬酸和唾液中Cyfra21-1蛋白等疾病标志物前处理及检测的全自动化设计,可用于医院、居民社区或家庭体检,实用性高。实用性高。实用性高。


技术研发人员:王平 孙先佑 马驰宇 张砚驰 孔留兵 万浩 周书祺 王心怡 房瑞山
受保护的技术使用者:浙江大学滨江研究院
技术研发日:2022.03.17
技术公布日:2022/7/5
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