本發(fā)明涉及體外診斷設(shè)備領(lǐng)域,具體涉及一種自動分析裝置及樣本分析方法。
背景技術(shù):
近年來,臨床檢驗和自動化技術(shù)的發(fā)展和進步,不僅提升了臨床實驗室自動化水平,提高了醫(yī)學(xué)檢驗的效率,也改善了檢驗結(jié)果的質(zhì)量和可靠性。然而,隨著檢測標(biāo)本量的增多,臨床實驗室需要不斷增添大型自動化檢測系統(tǒng)以滿足其檢測需求,從而導(dǎo)致實驗室日益擁擠和檢測成本不斷攀升。因而,如何在面臨醫(yī)保控費的壓力和挑戰(zhàn)下,提升檢驗效率、保證結(jié)果并充分利用現(xiàn)有實驗室資源和減少檢測成本支出,是臨床檢驗要解決的一個迫切問題。
為了表述方便,本文以體外診斷(In-Vitro Diagnostics,簡稱IVD)中的全自動免疫分析儀,特別地,以發(fā)光免疫分析儀為列,闡述本技術(shù)方案和方法,本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)該理解,本發(fā)明方案和方法也可用于其它臨床檢驗自動化裝置,比如熒光免疫裝置、電化學(xué)免疫等。全自動免疫分析通過以抗原抗體相互結(jié)合的免疫學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ),使用酶標(biāo)記、鑭系元素標(biāo)記或化學(xué)發(fā)光劑標(biāo)記抗原抗體,通過一系列級聯(lián)放大反應(yīng),將光信號或電信號與分析物濃度等相聯(lián)系,分析人體樣本中的待測的抗原或抗體,主要應(yīng)用于醫(yī)院的檢驗科、第三方獨立實驗室、血檢中心等機構(gòu),對人類體液中的各分析物進行定量、半定量或定性檢測,進行傳染病、腫瘤、內(nèi)分泌功能、心血管疾病和優(yōu)生優(yōu)育以及自身免疫類疾病等的診斷。全自動免疫分析儀通常由取樣單元、反應(yīng)單元、供應(yīng)和廢物廢液單元、系統(tǒng)控制單元等組成。發(fā)光免疫由于具有定量檢測、靈敏度高、特異性好、線性范圍寬、自動化程度高等優(yōu)勢正成為目前自動化免疫的主流技術(shù)。全自動發(fā)光免疫分析根據(jù)標(biāo)記方法和發(fā)光體系不同,又包括酶促化學(xué)發(fā)光、直接化學(xué)發(fā)光、電化學(xué)發(fā)光等。
參考附圖1-3,發(fā)光免疫分析按測試原理和模式一般可分為一步法、延時一步法、兩步法等,主要測試步驟一般包括加注樣本和試劑、反應(yīng)物混勻、孵育、清洗分離(Bound-Free,簡稱B/F)、加信號試劑、測量等。需要指出的是,為了表述方便,本發(fā)明區(qū)分了試劑和信號試劑、孵育和信號孵育。試劑與分析項目為“一一對應(yīng)”關(guān)系,即不同分析項目對應(yīng)的具體試劑在配方、試劑量、組分?jǐn)?shù)量等方面一般不同。根據(jù)具體分析項目的不同,試劑通常包括多個組分,如常見的2-5個組分,包括磁微粒試劑、酶標(biāo)試劑、稀釋液等試劑組分。根據(jù)反應(yīng)模式不同,一個分析項目的多個試劑組分可以一次性加注也可以分多個步驟加注,分步驟加注時按照加注次序定義為第一試劑、第二試劑、第三試劑等。信號試劑用于測量信號的產(chǎn)生,通常為通用試劑的一種,與分析項目為“一對多”的對應(yīng)關(guān)系,即不同的分析項目共用信號試劑。本發(fā)明的孵育特指反應(yīng)容器開始清洗分離前,其內(nèi)的反應(yīng)物在反應(yīng)單元的恒溫環(huán)境下發(fā)生的抗原抗體結(jié)合反應(yīng)或生物素親和素結(jié)合反應(yīng)的過程,具體地,一步法孵育一次,為進入清洗分離前的一次孵育,延時一步法孵育兩次,包括加注第二試劑前的第一次孵育和進入清洗分離前的第二次孵育,兩步法孵育兩次,包括第一次清洗分離前的第一次孵育和第二次清洗分離前的第二次孵育。而信號孵育指清洗分離后的反應(yīng)容器在加入信號試劑后,在恒溫環(huán)境下反應(yīng)一段時間,使信號增強的過程。根據(jù)反應(yīng)體系和發(fā)光原理的不同,并不是所有測試都需要信號孵育,需要信號孵育的測試一般為酶促類化學(xué)發(fā)光免疫分析。不同測試模式對應(yīng)的測試步驟詳述如下:
1)一步法:參考附圖1,加注樣本(S)和試劑(R),混勻(有些測試方法也可以不需要混勻,下同,不再贅述),孵育(一般為5-60分鐘),孵育完成后進行清洗分離,加注信號試劑,信號孵育(一般為1-6分鐘),最后測量。需要指出的是,由于信號試劑具體成分的不同,有些發(fā)光體系不需要信號孵育,在加注信號試劑過程中或加注完信號試劑后可以直接測量。信號試劑可以是一種或多種,參考附圖2,信號試劑包括第一信號試劑、第二信號試劑。
2)延時一步法:與一步法不同之處在于試劑分兩次加注,加第一試劑混勻后進行第一次孵育,第一次孵育完成后加第二試劑并混勻。與一步法相比多了一次孵育、加注試劑和混勻動作,其余流程與一步法一樣。
3)兩步法:與延時一步法不同在于多了一次清洗分離步驟,其它步驟相同。
為了實現(xiàn)上述流程自動化測試,現(xiàn)有的具體實現(xiàn)技術(shù)方案如下:
第一種現(xiàn)有技術(shù)方案將孵育、清洗分離和測量分開獨立布局,分別由三個旋轉(zhuǎn)圓盤完成相應(yīng)功能,反應(yīng)容器在不同單元之間由機械抓臂完成轉(zhuǎn)移。該技術(shù)方案組件和單元多,反應(yīng)容器需要在各單元之間轉(zhuǎn)移,造成體積大、成本高、控制流程復(fù)雜等問題。
第二種現(xiàn)有技術(shù)方案將孵育和測量布置在一起構(gòu)成孵育測量單元,清洗分離由另一個獨立單元完成,雖然與第一種現(xiàn)有方案相比,該技術(shù)方案減少了一個測量圓盤,在一定程度上有利于控制整機尺寸和成本,但同樣存在與第一種技術(shù)方案相同的問題。該技術(shù)方案為了實現(xiàn)靈活的孵育時間,孵育測量單元控制復(fù)雜,孵育和測量在控制上也會相互制約,不僅存在無法實現(xiàn)高速自動化測試等缺點,也無法實現(xiàn)靈活的信號孵育。
第三種現(xiàn)有技術(shù)方案將孵育、清洗分離和測量在一個單圈圓盤或歧形軌道上實現(xiàn),該方案為了支持較長的孵育時間,圓盤除了清洗分離和測量位置外,還需要設(shè)置很多的孵育位置,這樣為了實現(xiàn)高速測試,圓盤或歧形軌道尺寸需要設(shè)計得很大,生產(chǎn)制造難度大、成本高,此外,為了實現(xiàn)延時一步法和兩步法測試,還需要至少兩個加樣機構(gòu)和至少兩個清洗分離裝置,從而增加了物料、加工、生產(chǎn)成本和整機尺寸。另一方面,該技術(shù)方案還限制了孵育時間,導(dǎo)致了孵育時間固定、出結(jié)果時間過長等問題。此外,該技術(shù)方案不僅很難實現(xiàn)測量所需的暗室環(huán)境,需要增加額外的快門機構(gòu),還無法實現(xiàn)靈活的信號孵育。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為解決現(xiàn)有技術(shù)普遍存在的缺點和問題,本發(fā)明提供一種生產(chǎn)制造成本低、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、測試流程或方法靈活高效的自動分析裝置及其樣本分析方法。
根據(jù)本發(fā)明的一方面,提供一種自動分析裝置,包括:加注單元,加注樣本或/和試劑到反應(yīng)容器,反應(yīng)單元,孵育并清洗分離反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)物,測量單元,測量反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)信號,轉(zhuǎn)移單元,在不同位置之間轉(zhuǎn)移反應(yīng)容器,所述反應(yīng)單元包括旋轉(zhuǎn)裝置,所述旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)置反應(yīng)容器位,用于承載反應(yīng)容器;所述測量單元包括測量盤,所述測量盤上設(shè)置反應(yīng)容器位,用于承載反應(yīng)容器;所述旋轉(zhuǎn)裝置上的至少一個反應(yīng)容器位和所述測量盤上至少一個反應(yīng)容器位在轉(zhuǎn)移單元的水平運動范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面,提供一種樣本分析方法,包括:加注步驟,向反應(yīng)容器內(nèi)加注樣本和試劑,孵育步驟,對反應(yīng)單元的反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器進行孵育,清洗分離步驟,對反應(yīng)單元的反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器進行清洗分離,測量步驟,對測量單元的反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)信號進行測量,轉(zhuǎn)移步驟,通過轉(zhuǎn)移單元的水平運動將所述反應(yīng)容器在所述反應(yīng)單元和所述測量單元之間轉(zhuǎn)移
本發(fā)明以反應(yīng)單元為中心實現(xiàn)反應(yīng)容器內(nèi)反應(yīng)物的孵育、清洗分離,獨立于反應(yīng)單元的測量單元對反應(yīng)容器內(nèi)的信號進行測量,反應(yīng)容器在反應(yīng)單元和測量單元之間的轉(zhuǎn)移通過轉(zhuǎn)移單元的水平運動實現(xiàn)。本發(fā)明不僅提高了反應(yīng)容器轉(zhuǎn)移的可靠性,省去了單獨清洗分離盤,精簡了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制流程,還可以顯著縮減反應(yīng)單元尺寸,并實現(xiàn)靈活的孵育時間。此外,獨立的測量單元更容易實現(xiàn)暗室環(huán)境,提高分析裝置的性能和可靠性并可實現(xiàn)靈活的信號孵育時間。本發(fā)明提高了分析裝置的工作效率,很好解決了目前自動化儀器體積大、檢測速度慢、成本高、性能差等技術(shù)難題,不但節(jié)約了實驗室空間,提高了測試效率,而且有利于減少費用開支,減輕受測者負擔(dān),最終節(jié)約了大量的自然資源和社會資源。
附圖說明
圖1是一步法反應(yīng)模式示意圖;
圖2是一步法反應(yīng)模式(另一種信號測量方式)示意圖;
圖3是延時一步法和兩步法反應(yīng)模式示意圖;
圖4是本發(fā)明自動分析裝置的第一種實施方式示意圖;
圖5是一步法測試流程圖;
圖6是延時一步法測試流程圖;
圖7是兩步法測試流程圖;
圖8是本發(fā)明自動分析裝置的第二種實施方式示意圖;
圖9是本發(fā)明反應(yīng)單元的第三種實施方式示意圖;
圖10是本發(fā)明反應(yīng)單元的第四種實施方式示意圖;
圖11是本發(fā)明反應(yīng)單元的第五種實施方式示意圖;
圖12是本發(fā)明測量單元的另一種實施方式示意圖;
圖13是本發(fā)明測量單元的再一種實施方式示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
本發(fā)明的一種自動分析裝置,包括:加注單元,加注樣本或/和試劑到反應(yīng)容器,反應(yīng)單元,孵育并清洗分離反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)物,測量單元,測量反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)信號,轉(zhuǎn)移單元,在不同位置之間轉(zhuǎn)移反應(yīng)容器,所述反應(yīng)單元包括旋轉(zhuǎn)裝置,所述旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)置反應(yīng)容器位,用于承載反應(yīng)容器;所述測量單元包括測量盤,所述測量盤上設(shè)置反應(yīng)容器位,用于承載反應(yīng)容器;所述旋轉(zhuǎn)裝置上的至少一個反應(yīng)容器位和所述測量盤上至少一個反應(yīng)容器位在轉(zhuǎn)移單元的水平運動范圍內(nèi)。
反應(yīng)容器為樣本和試劑的反應(yīng)提供反應(yīng)場所,可以是各種形狀和構(gòu)造的反應(yīng)管、反應(yīng)杯、多個腔的反應(yīng)杯條、反應(yīng)芯片等,一般為一次性使用。反應(yīng)容器的材料通常為塑料,如聚苯乙烯等。反應(yīng)容器可以在內(nèi)壁預(yù)先包被抗原或抗體,也可不包被,也可在其內(nèi)預(yù)先存放包被好的磁珠或塑料球。反應(yīng)容器的存儲和供給由反應(yīng)容器供給單元完成。反應(yīng)容器供給單元主要采用兩種主要方式存放和提供反應(yīng)容器,一種是料倉式,反應(yīng)容器可以成包散亂倒入反應(yīng)容器供給單元的料倉中,然后反應(yīng)容器供給單元自動將反應(yīng)容器逐次單個排序,供給反應(yīng)容器到轉(zhuǎn)移單元;另一種方式是預(yù)排列式,反應(yīng)容器預(yù)先排列在反應(yīng)容器托盤、盒或反應(yīng)容器架、槽道上,反應(yīng)容器供給單元每次可將整盤、整盒反應(yīng)容器或一排、一列反應(yīng)容器輸送至目標(biāo)位置。
反應(yīng)容器在本發(fā)明裝置中不同位置之間的轉(zhuǎn)移可由轉(zhuǎn)移單元完成。轉(zhuǎn)移單元可以是任何合適的可以轉(zhuǎn)移或移動反應(yīng)容器的機構(gòu),本發(fā)明優(yōu)選的轉(zhuǎn)移單元主要包括驅(qū)動機構(gòu)、水平運動機械臂、抓放機構(gòu)等結(jié)構(gòu)。抓放機構(gòu)通常為機械手指,可以抓放反應(yīng)容器,水平運動機械臂在驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動下可沿著X向、Y向、X向和Y向、徑向、周向、徑向和周向等方向移動抓放機構(gòu),將抓放機構(gòu)抓取的反應(yīng)容器移動到不同位置。除了水平運動外,轉(zhuǎn)移單元還可做上下運動,將反應(yīng)容器放入不同的位置或從不同的位置取出。根據(jù)測試速度和整機布局不同,可設(shè)置一個或多個轉(zhuǎn)移單元。
加注單元完成樣本、試劑的加注。加注單元一般由鋼針或一次性吸嘴(Tip)、加注運動驅(qū)動機構(gòu)、注射器或注液泵、閥、流體管路以及清洗池(當(dāng)采用Tip時也可沒有清洗池)等組件構(gòu)成。為了完成吸取樣本、試劑及其加注動作,加注單元除了可以上下運動外,還可以水平運動,水平運動通常有旋轉(zhuǎn)、X向、Y向等幾種運動形式及其組合。加注單元可以是一個,既加樣本又加試劑,這樣可使整機結(jié)構(gòu)更緊湊和成本更低。為了提高測試速度,加注單元還可進一步包括一個或幾個樣本加注單元、一個或幾個試劑加注單元,樣本加注單元只加注樣本或加注樣本和部分試劑,試劑加注單元加注試劑。
為了方便加注單元的加注,本發(fā)明還可包括加注站。加注站位于轉(zhuǎn)移單元和加注單元的運動范圍內(nèi)或可通過水平運動運動到轉(zhuǎn)移單元和加注單元的運動范圍內(nèi)。加注站接收和承載轉(zhuǎn)移單元轉(zhuǎn)移過來的反應(yīng)容器、接受加注單元向反應(yīng)容器內(nèi)加注樣本和試劑。加注站上設(shè)置反應(yīng)容器位,用于放置需要加注樣本和試劑的反應(yīng)容器。為了使樣本和試劑混合更均勻、反應(yīng)更充分,同時為了精簡整機結(jié)構(gòu)和縮小體積,可在加注站集成混勻機構(gòu),對每次加注后的反應(yīng)容器進行超聲混勻、偏向旋轉(zhuǎn)或震蕩混勻,也可以將混勻機構(gòu),比如超聲波發(fā)生器集成于加注單元,在加注樣本和試劑的同時或加注動作完成后由加注單元產(chǎn)生的超聲波實現(xiàn)混勻。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以理解,加注站也可不集成混勻機構(gòu),混勻還可由加注單元的吸排動作或沖擊力完成。為了使整機更緊湊,加注站也可整體集成于反應(yīng)單元上,這樣加注站可以不位于轉(zhuǎn)移單元的軌跡下。
反應(yīng)單元孵育并進行清洗分離反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)物。反應(yīng)單元主要包括保溫裝置、旋轉(zhuǎn)裝置和清洗分離裝置。保溫裝置外圍通常具有保溫棉等隔熱材料,通常包裹或包圍旋轉(zhuǎn)裝置的底部、周邊和上部,側(cè)面或底部內(nèi)側(cè)可設(shè)有加熱裝置和傳感器,上部一般為蓋板等結(jié)構(gòu),為反應(yīng)單元提供恒溫孵育環(huán)境并防止或減少反應(yīng)單元熱量的散失。當(dāng)然,為了傳熱效率更高,加熱裝置也可以安裝在旋轉(zhuǎn)裝置上。除了提供孵育環(huán)境外,保溫裝置還可支撐和固定清洗分離裝置的磁場產(chǎn)生裝置,為清洗分離提供磁場環(huán)境。旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)置若干個孔、槽、托架、底座或其他適合承載反應(yīng)容器的結(jié)構(gòu),定義為反應(yīng)容器位。旋轉(zhuǎn)裝置最好為一個,包括驅(qū)動、傳動機構(gòu)及相關(guān)的控制電路等,控制和帶動旋轉(zhuǎn)裝置每隔固定時間(比如一個循環(huán)或周期)旋轉(zhuǎn)固定的角度,轉(zhuǎn)送所述反應(yīng)容器位前進一定的位置(比如前進一個反應(yīng)容器位)。旋轉(zhuǎn)裝置上的至少一個反應(yīng)容器位在轉(zhuǎn)移單元的水平運動范圍內(nèi),這樣轉(zhuǎn)移單元可以將反應(yīng)容器移入移出反應(yīng)單元的旋轉(zhuǎn)裝置。
反應(yīng)單元的反容器位根據(jù)其實現(xiàn)的主要功能的側(cè)重點和必要性不同可分為兩種或兩類:第一反應(yīng)容器位和第二反應(yīng)容器位。第一反應(yīng)容器位定義為反應(yīng)單元的旋轉(zhuǎn)裝置上的可以轉(zhuǎn)送反應(yīng)容器到清洗分離裝置進行清洗分離的反應(yīng)容器位,第一反應(yīng)容器位主要容納即將或正在清洗分離的反應(yīng)容器。第二反應(yīng)容器位定義為反應(yīng)單元的旋轉(zhuǎn)裝置上的除了第一反應(yīng)容器以外的反應(yīng)容器位,第二反應(yīng)容器位是反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)混合物反應(yīng)孵育的主要場所,使反應(yīng)容器內(nèi)的樣本分析物和相應(yīng)的試劑以及試劑和試劑之間相互反應(yīng)。通常來說,第二反應(yīng)容器位越多,可支持的孵育時間就越長,測試速度也越快。若反應(yīng)容器在第二反應(yīng)容器位孵育完成或孵育一定時間后將要進行清洗分離,則由轉(zhuǎn)移單元轉(zhuǎn)移到第一反應(yīng)容器位。需要說明的是,雖然第一反應(yīng)容器位的主要功能為在旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)下將其上的反應(yīng)容器轉(zhuǎn)送到清洗分離裝置進行清洗分離,但其轉(zhuǎn)送反應(yīng)容器到清洗分離裝置的過程中還可以實現(xiàn)孵育、轉(zhuǎn)送反應(yīng)容器離開清洗分離裝置后還可實現(xiàn)全部的或部分的信號孵育,當(dāng)然當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)容器位數(shù)量有限時,也可不實現(xiàn)孵育和信號孵育功能。對于全部的或部分的信號孵育的情形,以酶促化學(xué)發(fā)光的信號孵育為例,若其信號孵育需要6分鐘,第一反應(yīng)容器位可實現(xiàn)全部6分鐘的信號孵育或只實現(xiàn)3分鐘的信號孵育,余下的信號孵育可在測量單元完成,當(dāng)然也可不實現(xiàn)信號孵育,信號孵育功能完全由測量單元完成。此外,根據(jù)設(shè)計的需要和具體布局的考慮,當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)容器位數(shù)量較多和足夠時,孵育也可以完全由第一反應(yīng)容器實現(xiàn),反應(yīng)單元上也可以沒有第二反應(yīng)容器位。
反應(yīng)單元除了上述的功能外,其上的清洗分離裝置還可對第一反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器進行清洗分離,以去除反應(yīng)物中未結(jié)合的成分。本發(fā)明反應(yīng)單元的清洗分離裝置包括磁場產(chǎn)生裝置和沖洗機構(gòu)。磁場產(chǎn)生裝置提供磁場環(huán)境,使反應(yīng)容器內(nèi)的順磁顆粒吸附到反應(yīng)容器內(nèi)壁。由于在磁場中的響應(yīng)時間、移動距離和阻力等因素,順磁性顆粒吸附到反應(yīng)容器內(nèi)壁需要一定的時間,通常為幾秒到幾十秒不等,這樣在每次吸取廢液(包括未結(jié)合成分)前,反應(yīng)容器需要經(jīng)過磁場一段時間。本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中,磁場產(chǎn)生裝置可直接安裝或固定在反應(yīng)單元的保溫裝置,這樣不僅可以節(jié)省額外的固定機構(gòu),降低成本,還可使磁鐵產(chǎn)生裝置更靠近反應(yīng)容器位,從而減少順磁顆粒的吸附時間,提高清洗分離效率。沖洗機構(gòu)包括吸液和注液裝置,抽吸反應(yīng)容器內(nèi)的未結(jié)合成分和向抽吸后的反應(yīng)中注入清洗緩沖液。吸液裝置包括吸液針、吸液管或吸液嘴等適合抽吸液體的吸液部,吸液部布置在反應(yīng)單元的上方,可以通過驅(qū)動機構(gòu)的帶動進出反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器,抽吸反應(yīng)容器內(nèi)的未結(jié)合成分。注液裝置包括注液針、管、嘴等適合排注液體的注液部,注液部同樣布置在反應(yīng)單元的反應(yīng)容器位的上方,向抽吸后的反應(yīng)容器內(nèi)注入清洗緩沖液。每次沖洗包括一次吸液和一次注入清洗緩沖液和過程,一般沖洗三次或四次,即進行三次或四次沖洗,當(dāng)然沖洗次數(shù)也可靈活多變。為了使清洗更徹底,殘留更少,還可在注液位設(shè)置混勻器混勻反應(yīng)容器或利用注液時的沖擊力,在注清洗緩沖液同時或注清洗緩沖液后使順磁性顆粒重懸浮和均勻分散在清洗緩沖液中。反應(yīng)單元旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)送反應(yīng)容器到清洗分離裝置時,清洗分離裝置開始對反應(yīng)容器進行清洗分離。此外,為了精簡機構(gòu),清洗分離裝置還可進一步耦合信號試劑加注機構(gòu),在反應(yīng)容器完成清洗分離后,向其內(nèi)加注全部或部分信號試劑,比如加注全部的第一、第二信號試劑等或只加注第一信號試劑等,余下的信號試劑可在測量時加注。這樣可以充分利用清洗分離裝置的功能,縮減了機構(gòu)體積和節(jié)省了成本。
由以上描述可知,清洗分離裝置布置在反應(yīng)單元的旋轉(zhuǎn)裝置周邊或旋轉(zhuǎn)裝置上方,可以直接對反應(yīng)單元旋轉(zhuǎn)裝置上的反應(yīng)容器進行清洗分離,這樣可以避免設(shè)置獨立的清洗分離旋轉(zhuǎn)裝置,如獨立的清洗分離盤或清洗分離軌道等,不僅精簡了組件和整機機構(gòu),使整機機構(gòu)更緊湊和成本更低,還避免了反應(yīng)容器在獨立的清洗分離裝置和反應(yīng)單元之間的轉(zhuǎn)移,使整機控制流程更簡單高效,從而提高處理效率和可靠性。
測量單元對反應(yīng)容器內(nèi)的信號進行測量。信號為反應(yīng)容器內(nèi)加入信號試劑后產(chǎn)生的電信號、熒光信號或微弱化學(xué)發(fā)光信號等。本發(fā)明的測量單元獨立于反應(yīng)單元,主要包括測量盤、密閉裝置和測量裝置等。測量盤包括以所述測量盤旋轉(zhuǎn)中心為圓心的至少一圈反應(yīng)容器位,用于承載反應(yīng)容器。為了方便加注單元的加注和盡量減少加注站等裝置,還可在測量盤上的反應(yīng)容器位設(shè)置加注樣本和/或試劑位,實現(xiàn)樣本和/或試劑的加注。對于需要信號孵育的測試來說,測量盤上的反應(yīng)容器位還可實現(xiàn)全部的或部分的信號孵育功能。通過測量盤的旋轉(zhuǎn),可把其上任一反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器旋轉(zhuǎn)到測量裝置進行測量,從而實現(xiàn)靈活的信號孵育,提高測試的靈活性和效率。由于需要測量的信號通常為微弱光信號,測試時容易受到環(huán)境光的干擾和影響而使測量不準(zhǔn)確,所以測量單元需要提供一個密閉的暗室環(huán)境。測量單元的密閉裝置通常包裹或包圍在測量盤的外圍,為測量單元提供了測量時所需的密閉的暗室環(huán)境。進一步地,為了實現(xiàn)有些測試的信號孵育功能,密閉裝置的側(cè)面或底部還可設(shè)置加熱裝置和傳感器,為測量單元提供恒溫孵育環(huán)境并防止或減少反應(yīng)單元熱量的散失。當(dāng)然,為了傳熱效率更高,加熱裝置也可以安裝在測量盤上。測量裝置包括微弱光探測器光電倍增管(PMT)或其他靈敏的光電感應(yīng)器件,可把測量的光信號轉(zhuǎn)換為電信號,傳送至控制中心。此外,為了提高測量效率和保證測量一致性,測量裝置還可進一步包括光信號收集和校準(zhǔn)等光學(xué)裝置。本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中,測量裝置可以通過通用方式連接或安裝到密閉裝置上,比如直接安裝固定在密閉裝置上或通過光纖連接安裝到密閉裝置上,這樣可以直接對測量盤反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器內(nèi)的信號進行測量,避免設(shè)置獨立的測量位置以及省去反應(yīng)容器在測量盤和測量位置之間的轉(zhuǎn)移,可使整機機構(gòu)更緊湊、成本更低、控制流程更簡單高效、處理效率和可靠性更高。此外,為了方便信號試劑的加注,本發(fā)明的測量單元還可包括信號試劑加注機構(gòu),向測量盤反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器內(nèi)加注全部或部分信號試劑。本發(fā)明的測量單元獨立于反應(yīng)單元,不僅容易實現(xiàn)暗室環(huán)境,還可實現(xiàn)靈活的信號孵育,解決了現(xiàn)有技術(shù)暗室結(jié)構(gòu)復(fù)雜、信號孵育時間固定等缺點。
此外,為了輸送樣本和存儲試劑,本發(fā)明的自動分析裝置還可設(shè)置樣本輸送單元、試劑存儲單元等單元。
樣本輸送單元用于放置待檢樣本管并將目標(biāo)樣本管輸送至吸樣本位。樣本輸送單元有軌道進樣、樣本盤進樣和固定區(qū)域進樣三種主要方式,樣本管通常放置在樣本架上,每個樣本架一般放置5個或10個樣本管,樣本架放置于傳輸軌道上、樣本盤上或分析裝置的固定區(qū)域。
試劑存儲單元冷藏試劑并將目標(biāo)試劑轉(zhuǎn)送至吸試劑位。試劑存儲單元通常采用試劑盤和固定試劑存儲區(qū)兩種方式,為了保證試劑的穩(wěn)定性,試劑盤一般具有制冷功能,如4~10℃。試劑盤上一般設(shè)置若干個試劑容器位,用于放置試劑容器。每個試劑容器設(shè)置若干個獨立的腔體,用于存放不同的試劑組分,如磁微粒試劑、酶標(biāo)試劑、稀釋液等試劑組分。
本發(fā)明自動分析裝置的第一種實施方式,參考圖4。自動分析裝置100包括樣本輸送單元30、試劑存儲單元40、加注單元20、反應(yīng)容器供給單元70、轉(zhuǎn)移單元50、反應(yīng)單元10以及測量單元80等。下面分別敘述各部分的功能和作用。
樣本輸送單元30用于放置待檢樣本管31并將目標(biāo)樣本管輸送至吸樣本位。本實施例中,樣本輸送單元30為樣本盤,樣本盤上放置弧形樣本架(圖中未標(biāo)出)上,每個弧形樣本架放置10個樣本管31。樣本盤可在控制中心的控制下由驅(qū)動機構(gòu)帶動將目標(biāo)樣本轉(zhuǎn)送至吸樣本位,吸樣本位位于加注單元20的水平運動軌跡與樣本管中心圓的交點處。
試劑存儲單元40冷藏試劑容器41并將目標(biāo)試劑轉(zhuǎn)送至吸試劑位。本實施例中,試劑存儲單元40為試劑盤,設(shè)置25個試劑位,可容納25個試劑容器41(或試劑盒、試劑瓶,為表述方便,以下簡稱試劑瓶)。本實施例中,每個試劑瓶41設(shè)置4個腔體41a、41b、41c、41d,可用于存放磁微粒試劑、酶標(biāo)試劑、稀釋液等試劑組分。試劑盤可在控制中心的控制下由驅(qū)動機構(gòu)帶動將目標(biāo)試劑瓶轉(zhuǎn)送至吸試劑位,吸試劑位位于加注單元水平運動軌跡與試劑腔中心圓的交點處,本實施例中,與對應(yīng)4個試劑組分對應(yīng),有4個吸試劑位(圖中未標(biāo)出)。
加注單元20完成樣本、試劑的加注。加注單元20的水平運動軌跡與樣本盤30上的樣本位、試劑盤40上的試劑位、測量單元80的測量盤81上的反應(yīng)容器位分別相交,交點處分別為吸樣本位、吸試劑位和加注位。本實施例中,加注單元為單一加樣機構(gòu),可做上下和水平旋轉(zhuǎn)運動,既加注樣本又加注試劑,這樣可使整機結(jié)構(gòu)更緊湊和成本更低。加注單元20上還可集成超聲波發(fā)生器等混勻機構(gòu),對每次加注后的反應(yīng)容器進行超聲混勻。其它實施方式中,混勻機構(gòu)可設(shè)置在測量單元80上,用于對加注后的反應(yīng)容器進行超聲混勻或震蕩混勻。當(dāng)然也可設(shè)置獨立于測量單元80的混勻機構(gòu)(圖中未標(biāo)出),在加注位完成加注后的反應(yīng)容器由測量單元80轉(zhuǎn)送到轉(zhuǎn)移單元50的運動軌跡下,由轉(zhuǎn)移單元50轉(zhuǎn)移到混勻機構(gòu)進行混勻。加注位設(shè)置在測量單元80上,可以充分利用測量單元80的反應(yīng)容器位以及其旋轉(zhuǎn)定位功能,這樣可以省去設(shè)置獨立的加注站,節(jié)省了機構(gòu),可以使整機成本更低,結(jié)構(gòu)更為緊湊。
反應(yīng)容器供給單元70存放和提供反應(yīng)容器。本實施例中,為了使整機更為緊湊和成本更低,反應(yīng)容器供給單元采用預(yù)先排列式。反應(yīng)容器供給單元70包括兩個反應(yīng)容器托盤,反應(yīng)容器托盤上設(shè)置若干數(shù)量的反應(yīng)容器位,存放未使用的反應(yīng)容器。反應(yīng)容器供給單元70在轉(zhuǎn)移單元50的水平運動范圍內(nèi),這樣轉(zhuǎn)移單元50可以遍歷托盤上每個反應(yīng)容器位上的未使用的反應(yīng)容器,為新開始的測試提供未使用的反應(yīng)容器。
轉(zhuǎn)移單元50可以水平運動,在自動分析裝置100的不同位置之間轉(zhuǎn)移反應(yīng)容器。本實施中,轉(zhuǎn)移單元50設(shè)置為1個,可做三維運動,這樣可使整機更為緊湊和成本更低。轉(zhuǎn)移單元50包括X向運動機械臂50b、Y向?qū)к?0a、Y向運動機械臂50c以及垂直運動機構(gòu)和機械手指(圖中未標(biāo)出)等機構(gòu)。轉(zhuǎn)移單元50可同時沿著X向、Y向水平移動機械手指,水平運動范圍覆蓋邊界矩形56內(nèi)的范圍,可將反應(yīng)容器在反應(yīng)容器供給單元70、反應(yīng)單元10上的第一反應(yīng)容器位、反應(yīng)單元10上的第二反應(yīng)容器位、測量單元80上的反應(yīng)容器位、丟反應(yīng)容器孔60之間轉(zhuǎn)移。此外,由于轉(zhuǎn)移單元50運動軌跡覆蓋反應(yīng)單元10上的至少一個第一反應(yīng)容器位,轉(zhuǎn)移單元可以通過將反應(yīng)容器放入不同的第一反應(yīng)容器位或從不同的第一反應(yīng)容器位上轉(zhuǎn)移出應(yīng)容器來實現(xiàn)靈活的孵育時間。
反應(yīng)單元10孵育并進行清洗分離反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)物。本實施例中,反應(yīng)單元10的保溫裝置為鍋體12和上蓋(圖中未標(biāo)出),旋轉(zhuǎn)裝置為反應(yīng)盤11、清洗分離裝置為16。鍋體12側(cè)面或底部內(nèi)側(cè)有加熱器和傳感器,包圍反應(yīng)盤11的底部和周邊,為反應(yīng)單元10提供恒溫孵育環(huán)境,防止或減少反應(yīng)單元10熱量的散失。除了提供孵育環(huán)境外,鍋體12還支撐和固定清洗分離裝置16的磁場產(chǎn)生裝置,為清洗分離提供磁場環(huán)境。本實施例中,清洗分離裝置16的磁鐵產(chǎn)生裝置為永磁體裝置,這樣可以提供更強和更穩(wěn)定的磁場環(huán)境。清洗分離裝置16的沖洗機構(gòu)包括吸液裝置和注液裝置以及混勻機構(gòu)。清洗分離裝置16還可耦合信號試劑加注機構(gòu),在反應(yīng)單元10反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器完成清洗分離后,向其內(nèi)加注全部或部分信號試劑。反應(yīng)盤11可繞中心軸旋轉(zhuǎn),其上設(shè)置了以旋轉(zhuǎn)中心為圓心的四圈反應(yīng)容器位,當(dāng)然圈數(shù)是可以改變的,比如可以是1圈、2圈、3圈、5圈或更多等。其中外圈11d上的反應(yīng)容器位為第一反應(yīng)容器位,內(nèi)三圈11a、11b、11c上的反應(yīng)容器位為第二反應(yīng)容器位。第一反應(yīng)容器位轉(zhuǎn)送反應(yīng)容器到清洗分離裝置16,經(jīng)過清洗分離裝置16的過程中,由清洗分離裝置16對其進行清洗分離。對于需要信號孵育的測試來說,第一反應(yīng)容器位還可繼續(xù)轉(zhuǎn)送清洗分離后的反應(yīng)容器,完成全部的或部分的信號孵育功能。
測量單元80獨立于反應(yīng)單元,對反應(yīng)容器內(nèi)的信號進行測量。本實施例中,測量單元80主要包括測量盤81、密閉裝置82和測量裝置86等。測量盤81上設(shè)置以測量盤旋轉(zhuǎn)中心為圓心的一圈反應(yīng)容器位81a,用于承載反應(yīng)容器。反應(yīng)容器位81a與加注單元20運動軌跡的交點為加注位。本實施例設(shè)置多個反應(yīng)容器位,可以實現(xiàn)全部或部分信號孵育。測量盤81每次旋轉(zhuǎn),可把任一反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器旋轉(zhuǎn)到測量裝置進行測量,當(dāng)測試需要信號孵育時,可實現(xiàn)靈活的信號孵育,提高測試的靈活性和效率。密閉裝置82包裹或包圍在測量盤外圍,側(cè)面或底部設(shè)置加熱裝置和傳感器,為測量裝置86提供暗室環(huán)境和測量盤反應(yīng)容器位81a提供恒溫孵育環(huán)境。測量裝置86包括微弱光探測器光電倍增管(PMT),直接安裝在密閉裝置82上,對反應(yīng)容器內(nèi)加入信號試劑后產(chǎn)生的微弱化學(xué)發(fā)光信號進行測量。此外,為了方便信號試劑的加注,本發(fā)明的測量單元80還可設(shè)置信號試劑加注機構(gòu)(圖中未標(biāo)出),向測量盤反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器內(nèi)加注全部或部分信號試劑。
下面以一個一步法測試為例,結(jié)合附圖4和5,簡述自動分析裝置100的測量流程和步驟。測試開始后,
步驟200加載反應(yīng)容器:轉(zhuǎn)移單元50從反應(yīng)容器供給單元70轉(zhuǎn)移一個未使用的反應(yīng)容器到測量單元80的反應(yīng)容器位上,測量單元80的測量盤旋轉(zhuǎn),將該反應(yīng)容器轉(zhuǎn)送到加注位,
步驟201加注樣本和試劑:加注單元20分別從吸樣本位和吸試劑位吸取樣本和試劑加注到測量單元80加注位上的反應(yīng)容器內(nèi),
步驟202混勻:若需要混勻,則集成于測量單元80的混勻機構(gòu)對反應(yīng)容器內(nèi)的樣本和試劑進行混勻或者加注完樣本、試劑后的反應(yīng)容器由轉(zhuǎn)移單元50轉(zhuǎn)移出來放到獨立于測量單元80的混勻機構(gòu),由混勻機構(gòu)混勻。若不需要混勻,則省略該步驟,
步驟203孵育:轉(zhuǎn)移單元50從測量單元80的反應(yīng)容器位或混勻機構(gòu)將加注完樣本和試劑的反應(yīng)容器轉(zhuǎn)移到反應(yīng)單元10的第二反應(yīng)容器位,反應(yīng)容器開始在反應(yīng)單元孵育。反應(yīng)容器孵育的同時,每隔固定時間隨反應(yīng)盤11旋轉(zhuǎn)前進1個位置。孵育時間因具體測試項目而異,一般為5~60分鐘,
步驟204清洗分離:反應(yīng)容器孵育完成或孵育一定時間后,轉(zhuǎn)移單元50將其從反應(yīng)單元10的第二反應(yīng)容器位轉(zhuǎn)移至第一反應(yīng)容器位,反應(yīng)盤11每隔固定時間旋轉(zhuǎn)前進1個位置,轉(zhuǎn)送第一反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器到清洗分離裝置2,經(jīng)過清洗分離裝置16的磁場、由清洗分離裝置16的沖洗機構(gòu)和混勻機構(gòu)對反應(yīng)容器完成吸液、注清洗緩沖液、清洗混勻直至完成清洗分離,
步驟205加注信號試劑:清洗分離完成后,反應(yīng)盤11轉(zhuǎn)送第一反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器離開磁場區(qū)域,由清洗分離裝置16上耦合的信號試劑注液機構(gòu)向反應(yīng)容器內(nèi)注入全部或部分信號試劑或者由轉(zhuǎn)移單元50轉(zhuǎn)移到測量單元80后,在測量單元80的反應(yīng)容器位完成全部或部分信號孵育,
步驟206信號孵育:若需要信號孵育,則反應(yīng)容器在反應(yīng)單元10第一反應(yīng)容器位完成全部或部分信號孵育或者由轉(zhuǎn)移單元50轉(zhuǎn)移到測量單元80后,在測量單元80的反應(yīng)容器位完成全部或部分信號孵育。若不需要信號孵育,則該步驟省略,
步驟207測量:需要測量的反應(yīng)容器由轉(zhuǎn)移單元50轉(zhuǎn)移到測量單元80后,測量單元80的測量盤81將反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器轉(zhuǎn)送至測量裝置86,由測量裝置86對反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)信號進行測量,測量結(jié)果經(jīng)處理后傳送至自動分析裝置的控制中心,
步驟208丟棄反應(yīng)容器:轉(zhuǎn)移單元50將測量后的反應(yīng)容器從測量單元80轉(zhuǎn)移至丟棄反應(yīng)容器孔60丟棄。
參考附圖4和附圖6,延時一步法測試流程和步驟與一步法試不同之處在于步驟301-305,將試劑分二次分注和增加了一次孵育,其他步驟與一步法類似,不再贅述。
步驟301加注樣本和第一試劑:加注單元20分別從吸樣本位和吸試劑位吸取樣本和第一試劑加注到測量單元80加注位上的反應(yīng)容器內(nèi),
步驟302混勻:若需要混勻,則集成于測量單元80的混勻機構(gòu)對反應(yīng)容器內(nèi)的樣本和試劑進行混勻或者加注完樣本、試劑后的反應(yīng)容器由轉(zhuǎn)移單元50轉(zhuǎn)移出來放到獨立于測量單元80的混勻機構(gòu),由混勻機構(gòu)混勻。若不需要混勻,則省略該步驟,
步驟303孵育:轉(zhuǎn)移單元50從測量單元80的反應(yīng)容器位或混勻機構(gòu)將加注完樣本和試劑的反應(yīng)容器轉(zhuǎn)移到反應(yīng)單元10的第二反應(yīng)容器位,反應(yīng)容器開始在反應(yīng)單元第一次孵育。反應(yīng)容器第一次孵育的同時,每隔固定時間隨反應(yīng)盤11旋轉(zhuǎn)前進1個位置。第一次孵育時間因具體測試項目而異,一般為5~60分鐘,
步驟304加注第二試劑:第一次孵育結(jié)束后,轉(zhuǎn)移單元50從反應(yīng)單元10的第二反應(yīng)容器位將反應(yīng)容器轉(zhuǎn)移至測量單元80,測量單元80的測量盤81將反應(yīng)容器轉(zhuǎn)送到加注位。加注單元20從吸試劑位吸取第二試劑加注到測量單元80的加注位上的反應(yīng)容器內(nèi),
步驟305混勻:若需要混勻,則集成于測量單元80的混勻機構(gòu)對反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)物進行混勻或者加注完第二試劑后的反應(yīng)容器由轉(zhuǎn)移單元50轉(zhuǎn)移出來放到獨立于測量單元80的混勻機構(gòu),由混勻機構(gòu)混勻。若不需要混勻,則省略該步驟,
參考附圖4和附圖7,兩步法測試流程和步驟與延時一步法試不同之處在于增加了步驟404,增加了一次清洗分離:
步驟404清洗分離:第一次孵育完成或孵育一定時間后,轉(zhuǎn)移單元50將反應(yīng)容器從反應(yīng)單元10的第二反應(yīng)容器位轉(zhuǎn)移至第一反應(yīng)容器位,反應(yīng)單元10每隔固定時間旋轉(zhuǎn)前進1個位置,轉(zhuǎn)送第一反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器到清洗分離裝置16,經(jīng)過清洗分離裝置16的磁場、由清洗分離裝置16的沖洗機構(gòu)和混勻機構(gòu)對反應(yīng)容器次完成吸液、注清洗緩沖液和清洗混勻直至完成第一次清洗分離。第一次清洗分離完成后,轉(zhuǎn)移單元50將反應(yīng)容器從反應(yīng)單元10的第一反應(yīng)容器位轉(zhuǎn)移至測量單元80的反應(yīng)容器位,測量單元80的測量盤81將反應(yīng)容器轉(zhuǎn)送到加注位。加注單元20從吸試劑位吸取第二試劑加注到測量單元80加注位上的反應(yīng)容器內(nèi),
兩步法其他步驟與延時一步法類似,不再贅述。
由以上描述可見,自動分析裝置100不僅省去了現(xiàn)有技術(shù)采用的清洗分離盤,縮減了整機尺寸和降低了成本,還精簡了測試步驟和降低了控制的復(fù)雜度和難度,避免了反應(yīng)容器在多個盤之間的轉(zhuǎn)移。此外,反應(yīng)單元通過設(shè)置不同的反應(yīng)容器位,在反應(yīng)單元上或周邊布置清洗分離裝置,將孵育主要在第二容器位實現(xiàn),清洗分離在第一反應(yīng)容器位實現(xiàn),通過平衡第一、第二反應(yīng)容器位數(shù)量,可以進一步縮減反應(yīng)單元的尺寸,使整機結(jié)構(gòu)更加緊湊,成本更低,測試效率更高。測量單元獨立于反應(yīng)單元布置,可以更容易實現(xiàn)暗室環(huán)境,使整機機構(gòu)更簡單緊湊。另外,轉(zhuǎn)移單元運動軌跡覆蓋反應(yīng)單元多個第二個反應(yīng)容器位和測量單元包括多個可實現(xiàn)信號孵育的反應(yīng)容器位,還可以實現(xiàn)靈活的孵育和信號孵育時間。
除了以上提到的獨特優(yōu)勢之外,本發(fā)明的自動分析裝置還可以靈活拓展和最大限度地復(fù)用,實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化。在實施例1的基礎(chǔ)上,為了進一步提升整機規(guī)格參數(shù)和測試通量,滿足標(biāo)本量更大的終端客戶需求,可以通過增加轉(zhuǎn)移單元和加注單元數(shù)量、適當(dāng)增大反應(yīng)單元尺寸或增加反應(yīng)單元數(shù)量等方式來實現(xiàn)。參考圖8為本發(fā)明自動分析裝置的第二種實施方式示意圖。樣本輸送單元30采取軌道和樣本架的進樣方式,這樣可以容納更多樣本,可以實時追加樣本,操作也更為方便。樣本架32和其上的樣本管31可被輸送到第一加注單元21的運動軌跡下。試劑存儲單元40增加了試劑存放位置,可以放置更多試劑容器。加注單元20包括第一加注單元21和第二加注單元22,第一加注單元21只加注樣本或加注樣本和部分試劑,第二加注單元22加注試劑,當(dāng)然也可增加更多的加注單元,這樣提高了加樣本和試劑的速度。反應(yīng)容器供給單元70采用料倉式,反應(yīng)容器可以成包散亂倒入反應(yīng)容器供給單元70的料倉中,這種方式可使反應(yīng)容器的供給更多、更快、更方便。轉(zhuǎn)移單元50包括可獨立做三維運動的第一轉(zhuǎn)移單元51和第二轉(zhuǎn)移單元52,第一反應(yīng)容器單元51主要在反應(yīng)單元10的第一反應(yīng)容器位和第二反應(yīng)容器位以及測量單元80和反應(yīng)容器丟棄孔60b等位置之間轉(zhuǎn)移反應(yīng)容器,第二轉(zhuǎn)移單元52主要在反應(yīng)容器供給單元70、加注站90和反應(yīng)單元10以及反應(yīng)容器丟棄孔60a之間轉(zhuǎn)移反應(yīng)容器。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解,通過合理的布局和分配,任意兩個位置之間反應(yīng)容器的轉(zhuǎn)移都可通過第一或第二轉(zhuǎn)移單元或兩者同時完成。當(dāng)然,轉(zhuǎn)移單元可以不止2個,可以根據(jù)需要設(shè)置更多的轉(zhuǎn)移單元以提高反應(yīng)容器轉(zhuǎn)移的效率和速度。為了整機布局緊湊和提高測試速度,本實施例采用獨立加注站90的方式加注樣本和試劑。加注站90可在反應(yīng)容器供給單元70、第一加注單元21、第二加注單元22之間來回移動,接收反應(yīng)容器供給單元70供給的反應(yīng)容器、接受第一加注單元21加注樣本或樣本和部分試劑、接受第二加注單元22加注試劑??梢栽诩幼⒄?0上或加注單元20上集成混勻機構(gòu),對加注樣本或/和試劑后的反應(yīng)容器進行混勻?;靹蛲瓿珊螅幼⒄?0上的反應(yīng)容器由轉(zhuǎn)移單元50轉(zhuǎn)移到反應(yīng)單元10。反應(yīng)單元10的反應(yīng)盤11包括第一反應(yīng)容器位區(qū)11d和第二反應(yīng)容器位區(qū)11a。第一反應(yīng)容器位區(qū)11d位于反應(yīng)盤外緣,是以反應(yīng)盤11旋轉(zhuǎn)中心為圓心的至少一圈反應(yīng)容器位。第二反應(yīng)容器位區(qū)11a上的第二反應(yīng)容器位集中分布在反應(yīng)盤11上第一反應(yīng)容器位以外的區(qū)域,本實施例中位于反應(yīng)盤11里側(cè),成蜂窩狀分布,這樣可以充分利用反應(yīng)單元10上的空間設(shè)置更多的第二反應(yīng)容器位,從而容納更多的反應(yīng)容器,提升測試通量。測量單元80獨立于反應(yīng)單元,包括測量盤81、密閉裝置82和測量裝置86等,可以完全復(fù)用實施例一,但為了提高測試效率,不再設(shè)置加注位外。反應(yīng)盤11上的至少一個反應(yīng)容器位和測量盤81上的至少一個反應(yīng)容器位在轉(zhuǎn)移單元50的水平運動范圍內(nèi),這樣轉(zhuǎn)移單元50可以在反應(yīng)單元和測量單元之間轉(zhuǎn)移反應(yīng)容器。
本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員應(yīng)該可以理解,本實施例的測試流程和步驟與實施例一主要不同在于加注樣本和試劑由第一和第二加注單元協(xié)調(diào)配合完成,反應(yīng)容器轉(zhuǎn)移由第一和第二轉(zhuǎn)移單元協(xié)調(diào)配合完成,加注單元的加注動作在獨立的加注站完成,其它動作和流程與實施例一相同或相似,參考圖5~圖7,不再贅述。該實施例與現(xiàn)有技術(shù)相比,避免了額外的大尺寸的清洗分離盤,獨立的測量單元更容易實現(xiàn)暗室環(huán)境和靈活的測量,同時通過功能不同的反應(yīng)容器位的分區(qū)或分類也減少了反應(yīng)單元自身的尺寸,從而使整機更為緊湊、成本更低、效率更高和可靠性更好。
本發(fā)明裝置中的反應(yīng)單元除了本發(fā)明自動分析裝置實施例一、實施例二敘述中的實現(xiàn)方式外,還有多種實施方式。參考圖9、圖10、圖11分別為本發(fā)明裝置反應(yīng)單元的第三種、第四種和第五種實施方式示意圖。反應(yīng)單元的第三種實施例中,參考圖9,反應(yīng)單元10的第一反應(yīng)容器位在以以反應(yīng)盤11旋轉(zhuǎn)中心為圓心的外兩圈11c、11d上,第二反應(yīng)容器位在以以反應(yīng)盤11旋轉(zhuǎn)中心為圓心的內(nèi)兩圈11a、11b上。清洗分離裝置16的磁場產(chǎn)生裝置可設(shè)置在外兩圈11c、11d之間下方的鍋體上或其他位置,可通過適當(dāng)增加清洗分離裝置16的注液部和吸液部數(shù)量同時對11c、11d上的反應(yīng)容器進行清洗分離。該實施例中,清洗分離裝置16可同時對外兩圈11c、11d上的第一反應(yīng)容器位進行清洗分離,從而提高了清洗分離的效率,解決了現(xiàn)有技術(shù)中清洗分離效率低下或兩步法測試速度慢的問題,也避免了現(xiàn)有技術(shù)中需要兩個或多個分立的清洗分離裝置造成的體積大、成本高等缺點。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解,反應(yīng)單元10上的反應(yīng)容器位圈數(shù)是可變的,可以設(shè)置更多圈或更少圈反應(yīng)容器位,第一反應(yīng)容器位和第二反應(yīng)容器位所在的圈數(shù)可以靈活得任意組合,不限于本實施例的方案。反應(yīng)單元的第四種實施例中,參考圖10,反應(yīng)單元10上沒有第二反應(yīng)容器位,只設(shè)置了第一反應(yīng)容器位。第一反應(yīng)容器位在以以反應(yīng)盤11旋轉(zhuǎn)中心為圓心的內(nèi)外兩圈上,第一反應(yīng)容器位可在進入清洗分離裝置16前實現(xiàn)孵育、進入清洗分離裝置16后實現(xiàn)清洗分離、離開清洗分離裝置16后實現(xiàn)全部或部分信號孵育。當(dāng)然,根據(jù)設(shè)計需要,反應(yīng)單元10還可以有一圈或更多圈第一反應(yīng)容器位而沒有第二反應(yīng)容器位,該實施方式適合孵育時間較短或測試速度要求不高的測試。反應(yīng)單元不只局限于圓盤形狀,還可以是其它形狀或構(gòu)造,如軌道式或矩形等。反應(yīng)單元的第五種實施例中,參考圖11,反應(yīng)單元為矩形形狀。同樣地,反應(yīng)單元包括可旋轉(zhuǎn)裝置11和保溫裝置12,旋轉(zhuǎn)裝置11包括第二反應(yīng)容器位區(qū)11a和11b、第一反應(yīng)容器位區(qū)11d,第二反應(yīng)容器位主要實現(xiàn)孵育,第一反應(yīng)容器位轉(zhuǎn)送反應(yīng)容器到清洗分離裝置16和測量單元80。
依據(jù)整機結(jié)構(gòu)、布局或具體組件結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)、組裝工藝等因素的不同,本發(fā)明中測量單元也有多種靈活的實現(xiàn)方式。參考圖12和圖13為本發(fā)明測量單元的另兩種實施方式示意圖。一種實施例中,參考圖12,測量單元主要包括測量盤81、密閉裝置82和測量裝置86以及測量裝置86和密閉裝置82之間的連接部分83等,連接部分83可以是光纖等信號傳送裝置,其一端連接或安裝到密閉裝置82上,另一端連接或安裝到測量裝置86。通過這種方式,可以靈活調(diào)整和布置測量裝置86在自動分析裝置100中的位置而不必受限于測量盤81、密閉裝置82的尺寸和布置位置影響。再一種實施例中,參考圖13,測量裝置86豎直連接或安裝在測量盤81反應(yīng)容器位的上部,這樣可以更充分利用整機空間,減少整機尺寸。
本發(fā)明實施例還提供了一種樣本分析方法,具體包括:
加注步驟,向反應(yīng)容器內(nèi)加注樣本和試劑;
孵育步驟,對反應(yīng)單元的反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器進行孵育;
清洗分離步驟,對反應(yīng)單元的反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器進行清洗分離;
測量步驟,對測量單元的反應(yīng)容器位上的反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)信號進行測量;
轉(zhuǎn)移步驟,通過轉(zhuǎn)移單元的水平運動將所述反應(yīng)容器在所述反應(yīng)單元和所述測量單元之間轉(zhuǎn)移。
進一步地,所述孵育步驟在反應(yīng)單元的第一反應(yīng)容器位或/和第二反應(yīng)容器位上完成;還包括轉(zhuǎn)移步驟,通過所述轉(zhuǎn)移單元將所述反應(yīng)容器在所述第一反應(yīng)容器位和第二反應(yīng)容器位之間轉(zhuǎn)移。
本發(fā)明以反應(yīng)單元為中心實現(xiàn)反應(yīng)容器內(nèi)反應(yīng)物的孵育、清洗分離,獨立于反應(yīng)單元的測量單元對反應(yīng)容器內(nèi)的信號進行測量,反應(yīng)容器在反應(yīng)單元和測量單元之間的轉(zhuǎn)移通過轉(zhuǎn)移單元的水平運動實現(xiàn)。本發(fā)明不僅提高了反應(yīng)容器轉(zhuǎn)移的可靠性,省去了單獨清洗分離盤,精簡了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制流程,還可以顯著縮減反應(yīng)單元尺寸,并實現(xiàn)靈活的孵育時間。此外,獨立的測量單元更容易實現(xiàn)暗室環(huán)境,提高分析裝置的性能和可靠性并可實現(xiàn)靈活的信號孵育時間。本發(fā)明提高了分析裝置的工作效率,很好解決了目前自動化儀器體積大、檢測速度慢、成本高、性能差等技術(shù)難題,不但節(jié)約了實驗室空間,提高了測試效率,而且有利于減少費用開支,減輕受測者負擔(dān),最終節(jié)約了大量的自然資源和社會資源。
本發(fā)明實施例中描述的技術(shù)特征或操作步驟可以按照任何合適的方式進行組合。本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員容易理解,本發(fā)明實施例描述的方法中的步驟或動作的順序是可以改變的。因此,除非另有說明要求一定的順序,在附圖或者詳細描述中的任何順序只是為了用作說明的目的,而不是必須的順序。
本發(fā)明的各實施例中可以包括各種步驟,這些步驟可以體現(xiàn)為可由通用或?qū)S糜嬎銠C(或其它電子設(shè)備)執(zhí)行的機器可執(zhí)行的指令。可選地,這些步驟可以由包括了用以執(zhí)行這些步驟的特定邏輯電路的硬件元件執(zhí)行或者由硬件、軟件和/或固件聯(lián)合執(zhí)行。
以上通過具體的實施例對本發(fā)明進行了說明,但本發(fā)明并不限于這些具體的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,還可以對本發(fā)明做各種修改、等同替換、變化等等,這些變換只要未背離本發(fā)明的精神,都應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。此外,以上多處所述的“一個實施例”“本實施例”等表示不同的實施例,當(dāng)然也可以將其全部或部分結(jié)合在一個實施例中。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此,本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。