一种全自动干式荧光免疫分析仪及工作方法

技术领域

本发明属于荧光免疫分析技术领域，具体涉及一种全自动干式荧光免疫分析仪及工作方法。

背景技术

荧光免疫分析（fluorescence immunoassay, FIA），是以荧光物质标记抗体或抗原作为示踪剂的一种免疫分析技术，将免疫学中抗原和抗体反应的特异性和荧光技术的敏感性结合在一起。其原理与ELISA相似，利用荧光物质作为标记探针，与已知的抗体或者抗原相结合形成荧光抗体复合物或荧光抗原复合物，然后将该荧光复合物作为捕获试剂，固定于玻璃纤维素膜或者聚酯膜等载体上，在特定位置处包埋有与之配对抗体或者抗原的硝酸纤维素膜作为检测试剂，两种相互连接作为固定相，以待分析物作为流动相，通过毛细作用使待分析物在膜条上移动一段时间后，在硝酸纤维素膜特定位置处形成抗原和抗体特异性反应的免疫荧光复合物，检测其荧光物质的荧光光强。该荧光光强在免疫竞争法中与分析物浓度呈负相关，双抗夹心法中与分析物浓度呈正相关。通过测定该位置的荧光光强，构建数学模型，就可以计算出待分析物中分析物的浓度。而荧光免疫分析仪，就是基于免疫荧光技术，并结合层析技术和激光诱导技术而设计的。免疫反应完成后，测定时，利用半导体激光器发射出特定波长的激光照射样品，激发出一定波长的荧光，通过光敏二极管接收荧光，将光信号转化为对应于光强的电压信号。然后根据荧光光强与分析物的浓度值之间的线性关系，就可以测量出分析物的浓度和含量。

但目前技术的荧光分析仪，一次只能放入一个样本，通常为一个检测试剂卡，执行检测完毕后，取出检测完成的检测试剂卡，放进新的检测试剂卡，然后重复进行检测。这样在检测过程中，就不能离开人工，而且是机械性的人工操作，这不但严重增加了检测人员的劳动强度，降低了劳动效率，还浪费了人力物力。

因此，现有技术还有待于进一步改进和提高。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种全自动干式荧光免疫分析仪及工作方法，以解决现有技术的荧光免疫分析仪，一次只能检测一个样本，全程需要人工参与的技术缺陷。

本发明首先公开了一种全自动干式荧光免疫分析仪，其中，包括：卡槽组件、加样组件、和检测组件；所述卡槽组件包括用于放置至少一样本试剂管的试管插槽、用于插入至少一检测试剂卡的卡槽、和正对指向每道卡槽的落卡支架；所述卡槽通过传动皮带连接落卡电机，在所述落卡电机的驱动下，所述卡槽可相对所述落卡支架移动；所述加样组件包括悬挂于所述卡槽组件的上方、针头向下的中空的采样针，所述采样针的针尾连接一用于抽吸和推出样本液的柱塞泵；所述采样针连接至少一水平丝杆电机，在所述水平丝杆电机的驱动下可在所述样本试剂管和所述检测试剂卡之间移动；所述采样针还连接一垂直丝杆电机，在所述垂直丝杆电机的驱动下可升降；所述检测组件用于对所述检测试剂卡进行荧光检测，包括发出荧光的光源、和接受荧光并检测荧光强度的荧光板，所述荧光板将荧光的光强信号转换为电信号。

优选地，所述卡槽的一端设有定位开关，用于确定所述卡槽的原点位置。

更优选地，所述定位开关为磁感应开关或光电开关。

优选地，所述试管插槽的侧面设置有用于检测是否有样本试剂管插入的试管检测开关。

优选地，所述卡槽的侧面设置有用于检测是否有检测试剂卡插入的试剂卡检测开关。

更优选地，所述试管检测开关和/或所述试剂卡检测开关为光电传感器。

优选地，所述试管插槽的侧面设置有扫码组件，所述扫码组件用于读取并识别每个样本试剂管侧面的条形码。

更优选地，所述扫码组件为光电识别组件。

优选地，还连接/整合有用于采集所述电信号的电脑。

优选地，还连接/整合有用于打印检测结果的热敏打印机。

优选地，还包括废卡抽屉，用于收集由所述落卡支架推落的检测试剂卡。

更优选地，所述废卡抽屉还设有废卡容量识别组件，用于检测所述废卡抽屉中废卡的堆积高度。

进一步优选地，所述废卡容量识别组件包括超声波检测模块。

更进一步优选地，所述废卡容量识别组件还包括提示模块，当所述废卡容量识别组件检测到所述堆积高度达到设定值时，所述提示模块发出报警。

再进一步优选地，所述提示模块包括声音提示模块、和/或灯光提示模块。

本发明还公开了所述全自动干式荧光免疫分析仪的工作方法，其中，包括步骤：

a. 所述水平丝杆电机驱动所述采样针移动至所述样本试剂管的上方；

b. 所述垂直丝杆电机驱动所述采样针下降至所述样本试剂管；

c. 所述柱塞泵驱动所述采样针从所述样本试剂管抽吸样本液；

d. 所述垂直丝杆电机驱动所述采样针上升离开所述样本试剂管；

e. 所述水平丝杆电机驱动所述采样针移动至所述检测试剂卡的上方；

f. 所述柱塞泵驱动所述采样针向所述检测试剂卡中注入样本液；

g. 所述检测组件对所述检测试剂卡进行荧光检测，获得荧光强度的电信号；

h. 所述落卡电机驱动所述卡槽向所述落卡支架移动，推落所述检测试剂卡。

优选地，步骤f后，还包括步骤f1. 所述柱塞泵向所述采样针吹入气体，冲洗所述采样针的内部。

优选地，所述全自动干式荧光免疫分析仪还包括一液路系统，所述液路系统包括液路管道，分别连通用于存放清液的清液罐、用于存放废液的废液罐、和用于清洗采样针的洗针槽，所述步骤e后，还包括步骤：

e1. 所述水平丝杆电机驱动所述采样针移动至所述洗针槽的上方；

e2. 所述垂直丝杆电机驱动所述采样针下降至所述洗针槽。

更优选地，所述液路系统还包括用于驱动所述液路管道内部的清洗液流动的隔膜泵，所述隔膜泵驱动所述清洗液，从所述清液罐流入所述洗针槽，以及从所述洗针槽流入所述废液罐。

进一步优选地，所述隔膜泵包括两台，用于驱动所述清洗液，分别从所述清液罐流入所述洗针槽，以及从所述洗针槽流入所述废液罐。

有益效果：本发明的全自动干式荧光免疫分析仪，通过设置悬挂于卡槽组件上方、针头向下、中空的采样针，在水平丝杆电机和垂直丝杆电机的驱动下，所述采样针落入样本试剂管，柱塞泵驱动抽吸样本液后，垂直丝杆电机提升采样针离开样本试剂管，水平丝杆电机驱动采样针移动至检测试剂卡上方，柱塞泵驱动采样针向所述检测试剂卡中注入样本液，然后检测组件对检测试剂卡进行荧光检测，获得荧光强度的电信号，而完成了检测的检测试剂卡则由落卡支架推落而离开所述卡槽。本发明的全自动干式荧光免疫分析仪，可满足批量检测以及多项目检测的要求，全程只需要开始时候人工置入至少一样本试剂管和至少一检测试剂卡，即可自动执行整批次的检测，大大减少检测人员的劳动强度。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明的全自动干式荧光免疫分析仪的外部整体结构图。

图2为本发明的全自动干式荧光免疫分析仪第一角度的内部结构示意图。

图3为本发明的全自动干式荧光免疫分析仪的卡槽组件结构示意图。

图4为本发明的全自动干式荧光免疫分析仪的废卡容量识别组件结构示意图。

图5为本发明的全自动干式荧光免疫分析仪第二角度的内部结构示意图。

图6为本发明的全自动干式荧光免疫分析仪的液路系统结构示意图。

图中，1-机箱门、2-废卡抽屉、3-数据接口、4-试管插槽、5-卡槽插卡口、6-电脑、7-热敏打印机、8-电源按钮、9-底板、10-样本试剂管、11-卡槽组件支架、12-卡台、13-定位开关、14-落卡口、15-落卡支架、16-落卡传动皮带、17-废卡容量识别组件、18-落卡电机、19-卡槽导轨、20-采样针、21-加样控制板、22-横向丝杆电机、23-纵向丝杆电机、24-垂直丝杆电机、25-扫码组件、26-控制板传动皮带、27-加样导轨、28-柔性管、30-安装支架、31-超声波检测模块、32-柱塞泵、33-液路管道、34-清液罐、35-废液罐、36-洗针槽、37-隔膜泵。

具体实施方式

本发明提供了一种全自动干式荧光免疫分析仪及工作方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的全自动干式荧光免疫分析仪，一个优选的实施例中，如图1所示，从外部看，基本为一六面体结构的外壳围成。其中，为了方便操作，人机交互部位，基本都设置在前面和侧面，当然，也可以设置在其他部位，在此并不作限定。在本优选的实施例中，六面体的前面，即面向操作者的一面，包括两部分，其中，前面的下部，设置有试管插槽4，装有待检测样品的至少一个样本试剂管10，依次直立放入所述试管插槽4中。在一个更佳的实施例中，所述试管插槽4的侧面，设置有用于检测是否有样本试剂管10插入的试管检测开关，例如光电传感器。

试管插槽4旁边，则设有卡槽插卡口5，连通外壳内部的卡槽。所述卡槽包括卡槽框和沿所述卡槽框的侧面、等距离分散设置的至少一卡台12。空的检测试剂卡，从卡槽插卡口5处置入卡台12上，摆放为规则的阵列，方便后续自动加样及检测操作。相应地，所述卡槽的侧面也设置有用于检测是否有检测试剂卡插入的试剂卡检测开关，例如光电传感器等。

在前面的上部，则设有电脑6，所述电脑6上设置有数据处理系统，用于对荧光检测所采集的数据加以处理。同时，所述电脑6还可以设置为人机交互的控制中心，只需要安装相应的软硬件即可，此为数控领域的常见技术，在此不加详述。而考虑到缩小体积且方便安装，所述电脑6优选为液晶显示，尤其是触摸屏的液晶显示，以方便人机交互。例如采用掌上电脑，镶嵌于前面的上部，并优选为略向上方倾斜，既方便读数又方便操作。

在一个更佳的实施例中，在前面的上部，电脑6旁，还设置有打印机，考虑到体积小，优选为热敏打印机7，可以将荧光检测的数据实时打印出来。

更佳地，考虑到本申请的多通道全自动干式荧光免疫分析仪，有可能是公用仪器，多个测试项目可能同期进行，故在一个更佳的实施例中，所述侧面还设有数据接口3，可以为多个类型的数据接口，例如USB接口，网线接口等等，从而方便与所述电脑6交换数据。其中，包括ID插卡口，使用时，每个测试项目的信息都保存在一张项目ID卡上，例如IC卡，或其他闪存卡或U盘，在对某个项目的一批样本检测的时候，只要把对应的项目ID卡插入所述ID插卡口，则将要执行的测试项目，即被系统自动识别并导入电脑6中。而随后测试得到的相应结果，也自动保存在本次的测试项目中，这样每个测试项目所检测的样品信息，就可以单独分开保存，不会混乱。

考虑到操作方便，用于开关机的电源按钮8，也优选为设置在侧面或前面，例如图1中的所述数据接口3旁。

在外壳的内部，则设有各个相应的操作机构和电路结构，以完成本发明的全自动荧光检测功能。在一个实施例中，如图2所示，所述外壳的内部，设置有卡槽组件、加样组件、和检测组件。

所述卡槽组件如图3所示，包括用于插入检测试剂卡的卡槽、和正对指向每道卡槽的落卡支架15；落卡电机18通过落卡传动皮带16，连接并带动全部的所述卡槽平移。工作时，在所述落卡电机18的驱动下，全部的卡槽都将沿着卡槽导轨19的长度方向，朝向所述落卡支架15移动，优选为步进移动，即所述落卡电机18优选为步进电机。所述落卡支架15，具体如图3所示，包括一排平行且正对指向各个卡槽、近似水平放置的平杆，通过例如竖杆等方式，以一定高度，即低于所述检测试剂卡的高度，固定于卡槽组件支架11上。因此，当所述卡槽跟随落卡传动皮带16，向所述落卡支架15移动时，各根所述平杆就平行插入所正对的卡槽中，将所遇到的第一个检测试剂卡推落，并离开所述卡槽。所述第一个检测试剂卡，就是刚刚完成了荧光照射及检测的检测试剂卡。故而，只有当检测完毕后，所述落卡电机18才驱动卡槽朝向所述落卡支架15步进移动一格，此时的第一个检测试剂卡，就被所述落卡支架15推落入所述卡槽组件的下部，例如所述卡槽组件支架11上，等待清理回收。

考虑到精确定位需要，所述卡槽的一端，设有定位开关，例如光电开关，或磁感应开关，用于确定所述卡槽的原点位置。

更佳地，在所述卡槽组件支架11上，在各个所述平杆尖端前部的正下方，各自开设有落卡口14。所述第一个检测试剂卡被推落后就跌落下，并从所述落卡口14穿出所述卡槽组件支架11，更加方便收集。

在一个更佳的实施例中，如图2所示，所述落卡口14的正下方，还设置有可抽拉的废卡抽屉2，完成了荧光检测的检测试剂卡，就被所述落卡支架15，从所述卡台12上，经过所述落卡口14，推落入所述废卡抽屉2内。同时，在外壳的侧面，设有机箱门2，可以打开以清理外壳内部堆积的废卡，尤其是拉出所述废卡抽屉2，清理其中的废卡。

更佳地，所述废卡抽屉2中，优选为侧面，例如侧面上部，还设有废卡容量识别组件17，用于检测所述废卡抽屉2中废卡的堆积高度。在一个较佳的实施例中，所述废卡容量识别组件17的具体结构如图4所示，包括竖立在所述废卡抽屉2侧面的安装支架30，在安装支架30的一定高度，安装有超声波检测模块31，通过超声波来检测所述废卡抽屉2中废卡的堆积高度。在一个更佳的实施例中，所述废卡容量识别组件17还包括提示模块，通过例如声、光等方式，发出提示，提醒操作人员拉出所述废卡抽屉2，清理其中堆积的废卡。所述超声波检测模块31，和/或所述提示模块，皆为现有技术，在此不加赘述。

所述加样组件包括中空的采样针20，悬挂于所述卡槽组件的上方，针头向下，所述采样针20的针尾，优选为通过一柔性管28，连接一用于抽吸和推出样本液的柱塞泵32。所述采样针20连接至少一水平丝杆电机，通常为驱动所述采样针20沿水平方向移动的两个相互正交设置的电机，即横向丝杆电机22和纵向丝杆电机23，这样，在所述水平丝杆电机的驱动下，所述采样针20可在所述样本试剂管10和所述检测试剂卡之间移动。

在一个优选的实施例中，如图5所示，所述采样针20设置在一加样控制板21的一端，并且在纵向丝杆电机23的驱动下，可沿所述加样控制板21作纵向的水平移动。而所述加样控制板21则可以由横向丝杆电机22通过控制板传动皮带26驱动，沿加样导轨27作横向的水平移动。并且，所述采样针20还连接一垂直丝杆电机24，当所述采样针20水平移动至所述样本试剂管10的正上方时，所述垂直丝杆电机24的驱动所述采样针20下降，直至针尖插入所述样本试剂管10内液面一定高度以下，然后柱塞泵32工作，抽吸待检测样本液。抽吸完成后，所述垂直丝杆电机24工作，提起所述采样针20，然后在所述横向丝杆电机22和所述纵向丝杆电机23的驱动下，水平移动至所述卡台12上的最靠近所述落卡支架15的检测试剂卡的正上方。

具体地，在每个检测试剂卡的顶面，都开有设定直径的加样孔，液体的检测样本，就可以从所述加样孔中注入至各个检测试剂卡内，然后接受后续的荧光检测。

此时，所述采样针20可以在所述垂直丝杆电机24的驱动下下降至插入所述加样孔，然后在柱塞泵32的驱动下，推出待检测样本液，注入至所述检测试剂卡内。当然，只要位置控制精确，所述采样针20也可以不下降至插入加样孔内，而在一定高度处即可推出待检测样本液，落入至所述检测试剂卡内。

完成加样的所述检测试剂卡，就接受检测组件的荧光检测。具体地，所述检测组件包括发出荧光的光源、和接受荧光并检测荧光强度的荧光板，所述荧光板将荧光的光强信号转换为电信号。荧光检测也是本领域的常见技术，在此不加详述。

考虑到一次要放入多个样本试剂管10，为了检测的时候方便识别，在每个样本试剂管10上都贴有对应于内部待检测样本的编码标号，相应地，在所述试管插槽4的侧面，设有扫码组件25，例如光电识别组件，这样插入试管插槽4的每个样本试剂管10，其中的编号信息、和/或样本信息，都被自动读取并输入电脑6中，并优选为与随后得到的检测结果存放一起。

考虑到采样针20要插入多个样本试剂管10，这中间可能导致交叉污染，故在一个更佳的实施例中，本发明的全自动干式荧光免疫分析仪，还包括对采样针20的清洗操作。例如，在推出所述待检测样本液后，所述柱塞泵32继续向所述采样针20吹入气体，冲干所述采样针20的内部。

或者，更佳地，还包括一液路系统，如图6所示，所述液路系统包括液路管道33，分别连通用于存放清洁的清洗液的清液罐34、用于存放废液的废液罐35、和用于清洗采样针20的洗针槽36。这样，当所述采样针20完成对一个样本试剂管10采样并注入至相应的检测试剂卡中后，就移动至所述洗针槽36中，由垂直丝杆电机24驱动，上下几次，清洗外部的已经检测完毕的样本液，同时由柱塞泵32驱动，抽吸并推出清洗液数次，清洗采样针20的内部。完成清洗后，所述采样针20再接受驱动移动至下一个样本试剂管10中继续采样。

考虑到洗针槽36中的清洗液，经过数次清洗后，也将被污染，故在一个更佳的实施例中，所述液路系统还包括隔膜泵37，用于驱动所述液路管道33内部的清洗液流动。优选为两台隔膜泵37，驱动清洗液，分别从所述清液罐34流入所述洗针槽36，以及从所述洗针槽36再流入所述废液罐35。这样，可以确保总是新鲜的清洗液接触所述采样针20。

本发明的全自动干式荧光免疫分析仪的工作方法总结如下，包括步骤：

a. 所述水平丝杆电机驱动所述采样针20移动至所述样本试剂管10的上方；

b. 所述垂直丝杆电机24驱动所述采样针20下降至所述样本试剂管10；

c. 所述柱塞泵32驱动所述采样针20从所述样本试剂管10抽吸样本液；

d. 所述垂直丝杆电机24驱动所述采样针20上升离开所述样本试剂管10；

e. 所述水平丝杆电机驱动所述采样针20移动至所述检测试剂卡的上方；

f. 所述柱塞泵32驱动所述采样针20向所述检测试剂卡中注入样本液；

g. 所述检测组件对所述检测试剂卡进行荧光检测，获得荧光强度的电信号；

h. 所述落卡电机18驱动所述卡槽向所述落卡支架15移动，推落所述检测试剂卡。

综上所述，本发明的全自动干式荧光免疫分析仪，通过设置悬挂于卡槽组件上方、针头向下、中空的采样针20，在水平丝杆电机和垂直丝杆电机24的驱动下，所述采样针20落入样本试剂管10，柱塞泵32驱动抽吸样本液后，垂直丝杆电机24提升采样针20离开样本试剂管10，水平丝杆电机驱动采样针20移动至检测试剂卡上方，柱塞泵32驱动采样针20向所述检测试剂卡中注入样本液，然后检测组件对检测试剂卡进行荧光检测，获得荧光强度的电信号，而完成了检测的检测试剂卡则由落卡支架15推落而离开所述卡槽。本发明的全自动干式荧光免疫分析仪，可满足批量检测以及多项目检测的要求，全程只需要开始时候人工置入至少一样本试剂管10和至少一检测试剂卡，即可自动执行整批次的检测，大大减少检测人员的劳动强度。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。