携氧-释氧能力相对评价装置

技术领域

本发明属于测量、测试仪器技术领域，具体涉及为携氧-释氧能力相对评价装置。

背景技术

携氧-释氧性能是各种氧载体(包括红细胞、血红蛋白等天然氧载体和人工氧载体)的最重要的功能指标，而半氧饱和度分压P50是表征这一能力的关键参数。目前国际上认可用于检测P50的仪器只有TSC Scientific公司生产的HEMOXANALYZER，其通过在可见光下血红蛋白特征光谱的变化，描绘样品的氧离曲线，得到样品的P50值，天然血红蛋白、交联或聚合血红蛋白均能检测，但该仪器涉及氧合和脱氧过程，还需要调节光学部件，最后根据得到的氧离曲线来得到P50值，检测操作繁琐，通常需要专业人员操作，需要专用缓冲液；该仪器不适用于评价氟碳化合物，铁卟啉类似物等多种人工氧载体的携氧/释氧功能，此类人工氧载体因无色、或吸收光波长范围不再可见光范围内或因颜色太深不透明而不能检测。此外，临床常用的血气仪也是通过特征光谱来检测血液的携氧-释氧能力，但在检测不同人工氧载体时，由于颜色干扰导致的测量误差，使其也不能很好的评价人工氧载体的携氧-释氧能力这一重要功能指标。

当前用于解决上述问题的携氧-释氧能力相对评价装置存在以下问题：

1、当前装置中存在多个数量不等的单夹管阀、调节阀以及开关阀等阀体，使用装置时需要操作者通过蠕动泵手动的控制阀体通断，因此装置的各部分间的响应存在时间差，装置使用效率不高。

2、当前装置的包括电路、流路以及流通池三个部分，但流通池体积较小，电路采用外置布局，因此整体集成度低且使用安全存在隐患。

因此需要基于现有装置设计一种能够解决上述技术问题的器械，这种器械具体为携氧-释氧能力相对评价装置。

发明内容

为了克服背景技术中提出的问题，本发明采用如下技术方案：

携氧-释氧能力相对评价装置，包括：流通模块，用于检测待测品的氧分压值，包括固定箱与至少两个流通池，流通池连接在固定箱的外壁上；包括蠕动泵，所述蠕动泵连接在固定箱内部，所述蠕动泵与每个所述流通池管连接，通过蠕动泵传输不同流通池中的流体；包括气控阀，用于向每个流通池中通入氮气或空气中的一种，所述气控阀与每个所述流通池管连接；电路模块，用于传递控制流通池的指令，电路模块包括相连的上位机与电路板，所述上位机与所述流通模块连接，所述电路板与所述流通池电连接。

进一步，所述流通池包括：反应池，用于容纳待测品与气体；固定座，连接在所述反应池底部，固定座垂直连接在所述固定箱的外壁上，以支撑所述反应池；加热座，卡接在所述反应池的外壁上，并与所述固定座连接。

进一步，所述固定箱的内壁与外壁上设有多个固定夹，每个固定夹套接有一个单夹管阀。

进一步，所述固定箱在外壁上设有开关阀，所述开关阀的数量至少为两组。

进一步，所述固定箱内设有调节阀，所述调节阀与每个所述开关阀管连接。

进一步，所述固定箱内设有容纳腔，所述蠕动泵连接在容纳腔的底部，所述蠕动泵还包括防水罩，所述防水罩栓接在所述容纳腔的底部。

进一步，所述流通池还包括氧电极，所述氧电极插接在所述反应池内，以读取所述反应池内的氧分压。

进一步，所述电路板上设有最小系统板，其包括：MCU、晶振电路、复位电路、下载电路、非易失性存储器、控制排针引出。

进一步，所述电路板上还设有数字板，数字板包括：J7-PC接口、AD转换电路、J11-模拟接口、J8-数字板与模拟板通信接口、J12-温度传感器接口。

进一步，所述电路板上还设有模拟板，模拟板包括：J4-模拟输出接口、J2-接口、J3-温度传感器接口、J1-泵阀电极控制接口、J5-继电器供电接口、J6-模拟板芯片供电接口；J4-模拟输出接口与所述J11-模拟接口电连接，J8-数字板与模拟板通信接口与所述模拟板电连接。

进一步，携氧-释氧能力相对评价装置还包括外壳，所述固定箱设置在所述外壳的内部，所述开关阀与所述调节阀穿设出所述外壳的外壁。

进一步，所述外壳上设有壳盖，所述壳盖与所述外壳铰接转动，所述壳盖上设有开口。

本发明的有益效果：

1、通过电脑对设备发送指令，取缔了当前装置需要手动控制各阀体通断的操作方式，能够对基于相关阀体、泵体的加热或搅拌等指令进行一键式激发，进而消除了装置运行时各部分间响应所需的时间差。

2、去掉流路模块，保留电路模块和流通模块两部分，将流路模块所需的阀等件统一集中在流通模块内部，重新规划后的管路及走线布局简单且整齐；而且去掉流路模块之后多出来的空间可以放置样件试管架，使整个设备布局紧凑，集成度大幅提高。

附图说明

图1为本发明装配后壳盖关闭时前侧方的整体结构示意图；

图2为本发明装配后壳盖关闭时后侧方的整体结构示意图；

图3为本发明装配后壳盖关闭时后侧方的剖面结构示意图；

图4为本发明装配后壳盖打开时后侧方的整体结构示意图；

图5为本发明流通模块装配后的前侧方的整体结构示意图；

图6为基于图4的剖面结构示意图；

图7为本发明流通模块装配后的后侧方的整体结构示意图；

图8为基于图6的剖面结构示意图；

图9为各个设备之间的管路连接示意图；

图中，1、流通模块；11、固定箱；111、固定夹；112、单夹管阀；1121、单夹管一阀；1122、单夹管二阀；1123、单夹管三阀；1124、单夹管四阀；1125、单夹管五阀；1126、单夹管六阀；113、开关阀；1131、开关一阀；1132、开关二阀；114、三通阀；115、负压一管；116、负压二管；117、排污管；12、流通池；121、反应池；1211、反应一池；1212、反应二池；1213、输入管一；1214、输入管二；122、固定座；123、加热座；124、氧电极；13、蠕动泵；14、气控阀；15、容纳腔；151、调节阀；1511、调节一阀；1512、调节二阀；152、防水罩；16、外壳；161、壳盖；162、开口；2、电路模块；21、电路板；211、第一集成板；212、第二集成板；22、电源。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

携氧-释氧能力相对评价装置，如图1-9所示，包括：流通模块1，用于检测待测品的氧分压值，包括固定箱11与至少两个流通池12，流通池12连接在固定箱11的外壁上；包括蠕动泵13，蠕动泵13连接在固定箱11内部，蠕动泵13与每个流通池12管连接，通过蠕动泵13传输不同流通池12中的流体，这些流体可以为缓冲液、待测品、空气与氮气中的一种或多种；包括气控阀14，用于向每个流通池12中通入氮气或空气中的一种，气控阀14与每个流通池12管连接；电路模块2，用于传递控制流通池12的指令，电路模块2包括相连的上位机与电路板21，上位机与流通模块1连接，电路板21与流通池12电连接。上位机具体为一台装有N0PPA-2021软件的电脑，上位机与流通模块1之间以及上位机与电路板21之间均通过串口线连接，且通过串口与设备通信，从而对设备发送控制指令，并能够接收设备反馈的数据，设备至少包括开关阀113、流通池12、蠕动泵13、气控阀14以及调节阀151，设备装配连接后能够通过上位机进行一键控制，以使得待测样品在不同设备间能够通行顺畅，从而解决了待测样品在两个不同的设备间流通时因手动开关或操作产生的响应时间差，进而最大程度上降低了相对评价装置的整体响应时长。流通池12包括反应池121，而反应池121具体为位于下方的流通池12中的反应一池1211与位于上方的流通池12中的反应二池1212。

更优选实施方式为，如图1-9所示，两个反应池121存在区别，反应一池1211中除了进行反应，还要对反应二池1212输入的流体进行混合，且在反应开始前向反应一池1211与反应二池1212内输入的物质的质量相同，因此反应一池1211的体积至少为反应二池1212的两倍。

更优选实施方式为，如图9所示，不同的设备之间通过软管连接，开关阀113的数量具体可以为两个，分别是开关一阀1131与开关二阀1132，调节阀151的数量具体可以为两个，每个开关阀113的两端都分别连接一条软管，当开关阀113为断开状态时，开关阀113两端的两根软管之间互不连通，当开关阀113为连通状态时，开关阀113两端的两根软管之间相互连通。调节一阀1511的一端通过软管与开关一阀1131相连，调节一阀1511的另一端通过软管与常闭的单夹管六阀1126相连，单夹管六阀1126的另一端与插入反应二池1212的底部的软管相连，从而构成了一条从外部通入反应二池1212的流路。在工作状态下，需要先将氮气罐与开关一阀1131通过软管连接，然后打开开关一阀1131与单夹管六阀1126，即可将氮气通入反应二池1212中，以使氮气在反应二池1212中参与反应，氮气流量通过调节一阀1511进行控制，进而完成氮气在反应池121内的输入步骤。反应一池1211中的待测品具体为氧载体，包括红细胞、血红蛋白、天然氧载体和人工氧载体中的一种或多种，待测品在反应一池1211中充分反应后再进入反应二池1212与缓冲液进行混合。反应前操作者向反应二池1212内灌入缓冲液，并通过输入的氮气使缓冲液充分脱氧。

更优选实施方式为，如图9所示，反应一池1211与反应二池1212之间通过软管连接，软管上设有单夹管四阀1124，通过开闭单夹管四阀1124切换反应一池1211与反应二池1212之间的通断关系，反应一池1211上连有输入管一1213，反应二池1212上连有输入管二1214，输入管一1213与输入管二1214分别与外部的容器相连，用于将待测品或缓冲液输入到两个反应池121中。

更优选实施方式为，如图9所示，调节二阀1512的二端通过软管与开关二阀1132相连，调节二阀1512的另一端通过软管与一个三通阀114相连，三通阀114另外两端中的其中一端与常开的单夹管五阀1125的其中一端通过软管连接，三通阀114另外两端中的另一端连接在位于单夹管六阀1126与调节一阀1511之间的软管上，且开关二阀1132与空气罐通过软管连接，因此当三通阀114与单夹管五阀1125之间处于断开状态且单夹管六阀1126打开时，空气罐与反应二池1212之间能够形成通路，从而能够通过向反应二池1212通入空气。在反应进行时向反应二池1212注入适量空气，能够使待测品充分进行氧饱和；在检测过程结束后向反应二池1212内充入过量空气，使反应二池1212中的残余氮气被挤出，进而能够防止残存氮气对下次反应造成影响。单夹管五阀1125的另一端通过软管与反应一池1211连通，当三通阀114连通单夹管五阀1125与调节二阀1512时，打开开关二阀1132即可形成将空气灌入反应一池1211的流路，并通过控制调节二阀1512调整空气流量，以使空气在反应一池1211中参与反应。

更优选实施方式为，如图9所示，蠕动泵13的入口处连有一根末端带有宝塔四通接头的软管，宝塔四通接头的连接口直径为2.4mm，四通接头的其中一个端口接有连通蠕动泵13与反应一池1211的负压一管115，四通接头的另一个端口接有连通蠕动泵13与反应二池1212的负压二管116，负压一管115上设有常闭的单夹管二阀1122，负压二管116上设有常闭的单夹管一阀1121。蠕动泵13通过压缩或扩张内部空间产生负压，并向两个流通池12输送负压，将流体从空气罐或氮气罐吸入到流通池12中。四通接头的最后一个端口接有排污管117，排污管117的另一端串接在位于单夹管五阀1125与反应一池1211之间的软管上；此外，蠕动泵13的出口处连有一根通向外部的软管。根据以上设置，当检测结束后，关闭单夹管一阀1121、单夹管二阀1122、单夹管五阀1125、单夹管六阀1126，打开单夹管三阀1123与单夹管四阀1124，使得反应二池1212内的流体进入反应一池1211，两个反应池121内的流体混合后通过排污管117进入蠕动泵13并最终经过通往外部的软管排出携氧-释氧能力相对评价装置。

更优选实施方式为，如图1-9所示，流通池12包括：反应池121，用于容纳待测品与气体；固定座122，连接在反应池121底部，固定座122垂直连接在固定箱11的外壁上，以支撑反应池121；加热座123，卡接在反应池121的外壁上，并与固定座122连接。加热座123固定在固定箱11的正面，加热座123上的加热棒贯穿固定箱11，加热座123需要24V供电，因此贯穿固定箱11并引出两根连接电源22的电源22线，这两根电源22线的规格分别是GND和24V，然后通过上位机软件控制加热座123进行加热或停止加热。

更优选实施方式为，如图1-9所示，固定箱11的内壁与外壁上设有多个固定夹111，每个固定夹111套接有一个单夹管阀112。

更优选实施方式为，如图1-9所示，开关阀113具体设置在固定箱11的外壁上，开关阀113的数量至少为两组，具体包括控制氮气注入装置的开关一阀1131与控制空气注入装置的开关二阀1132，开关一阀1131与开关二阀1132的操控方式均包括手动拧转与上位机控制，从而在实现自动化的同时还能够通过手动对流体输入进行紧急终止。

更优选实施方式为，如图1-9所示，调节阀151设置在固定箱11的内部，调节阀151具体包括调节一阀1511与调节二阀1512，调节一阀1511与开关一阀1131通过软管连接，用于控制氮气输入时的流量，调节二阀1512与开关二阀1132通过软管连接，用于控制空气输入时的流量，调节一阀1511与调节二阀1512均通过上位机一键控制。

更优选实施方式为，如图1-9所示，固定箱11内设有容纳腔15，蠕动泵13连接在容纳腔15的底部，蠕动泵13还包括防水罩152，防水罩152栓接在容纳腔15的底部。当固定箱11内部的软管发生泄漏时，流体透过软管向固定箱11的底部迸溅，防水罩152能够有效防止喷射的流体直接与蠕动泵13接触。

更优选实施方式为，如图1-9所示，流通池12还包括氧电极124，氧电极124插接在反应池121内，氧电极124具体为Clark电极，用来测量样品中的氧分压数值，这个作为氧饱和过程和中和过程中的非常重要的参数必须通过核心板通过串口发送给上位机，所以必须要与电路板21连接。

更优选实施方式为，如图1-9所示，电路板21包括第一集成板211与第二集成板212，第一集成板211上设有最小系统板，其包括：MCU、晶振电路、复位电路、下载电路、非易失性存储器以及控制排针引出。电源22连接在容纳腔15的底部，电源22与电路板21电连接，电源22与各个设备电连接，具体的，电源22的输入电压为220V，电源22的型号可以为±12V＋5V，电源22的类型为开关电源22。MCU能够进行数据处理及发送，晶振电路用于为最小系统提供时钟信号，复位电路用于系统的复位和重启，下载电路用于下载可使用的程序，非易失性存储器用于保存启动相关的非易失数据，控制排针引出用于通过杜邦线连接数字板。

更优选实施方式为，如图1-9所示，第一集成板211上还设有数字板，数字板包括：J7-PC接口、AD转换电路、J11-模拟接口、J8-数字板与模拟板通信接口、J12-温度传感器接口，数字板与最小系统板通过144P排针相连。

更优选实施方式为，如图1-9所示，第二集成板212上设有模拟板，数字板与模拟板通过排线相连，模拟板包括：J4-模拟输出接口、J2-接口、J3-温度传感器接口、J1-泵阀电极控制接口、J5-继电器供电接口、J6-模拟板芯片供电接口；J4-模拟输出接口与J11-模拟接口电连接，模拟板上的J8-数字板与模拟板通信接口与数字板上的J7-PC接口通过杜邦线连接，模拟板通过USB线与上位机相连。

更优选实施方式为，如图1-9所示，携氧-释氧能力相对评价装置还包括外壳16，固定箱11设置在外壳16的内部，开关阀113与调节阀151穿设出外壳16的外壁。外壳16上设有壳盖161，壳盖161与外壳16铰接转动，壳盖161上设有开口162，开口162的设置目的为：在不开启壳盖161的情况下对反应一池1211与反应二池1212进行待测品输入以及清洗操作。

装配完毕后本装置的检验实操流程为：

首先通过反应一池1211上外接的软管向反应一池1211内输入缓冲液，此时上位机向MCU发送的对应操作指令为：单夹管六阀1126关闭(指令：PC_CMD_V6_OFF)，单夹管四阀1124关闭(指令：PC_CMD_V4_OFF)，单夹管一阀1121关闭(指令：PC_CMD_V1_OFF)，单夹管二阀1122开启(指令：PC_CMD_V2_ON)，单夹管三阀1123关闭(指令：PC_CMD_V3_OFF)，单夹管五阀1125关闭(指令：PC_CMD_V5_OFF)，蠕动泵13开启，(指令：PC_CMD_P1_ON)，使1#负压管形成负压，进而从输入管一1213吸入缓冲液。

预热反应一池1211，并向反应一池1211内通入氮气，反应一池1211通入氮气时上位机向MCU发送的对应操作指令为：单夹管六阀1126关闭(指令：PC_CMD_V6_OFF)，单夹管四阀1124关闭(指令：PC_CMD_V4_OFF)，单夹管一阀1121关闭(指令：PC_CMD_V1_OFF)，单夹管二阀1122关闭(指令：PC_CMD_V2_OFF)，单夹管三阀1123关闭(指令：PC_CMD_V3_OFF)，单夹管五阀1125开启(指令：PC_CMD_V5_ON)，蠕动泵13关闭(指令：PC_CMD_P1_OFF)。

预热时还需向反应一池1211内通入空气，此时上位机向MCU发送的对应操作指令为：夹管阀6关闭(指令：PC_CMD_V6_OFF)，单夹管四阀1124关闭(指令：PC_CMD_V4_OFF)，单夹管一阀1121关闭(指令：PC_CMD_V1_OFF)，单夹管二阀1122开启(指令：PC_CMD_V2_ON)，单夹管三阀1123关闭(指令：PC_CMD_V3_OFF)，单夹管五阀1125开启(指令：PC_CMD_V5_ON)，蠕动泵13关闭(指令：PC_CMD_P1_OFF)。

预热完毕后排空反应一池1211，并准备向反应一池1211与反应二池1212分别注入待测品，排空反应一池1211时上位机向MCU发送的对应操作指令为：夹管阀6关闭(指令：PC_CMD_V6_OFF)，单夹管四阀1124关闭(指令：PC_CMD_V4_OFF)，单夹管一阀1121关闭(指令：PC_CMD_V1_OFF)，单夹管二阀1122关闭(指令：PC_CMD_V2_OFF)，单夹管三阀1123开启(指令：PC_CMD_V3_ON)，单夹管五阀1125关闭(指令：PC_CMD_V5_OFF)，蠕动泵13开启(指令：PC_CMD_P1_ON)。

通过输入管一1213向反应一池1211内输入待测品，上位机向MCU发送的对应操作指令为：单夹管六阀1126关闭(指令：PC_CMD_V6_OFF)，单夹管四阀1124关闭(指令：PC_CMD_V4_OFF)，单夹管一阀1121关闭(指令：PC_CMD_V1_OFF)，单夹管二阀1122开启(指令：PC_CMD_V2_ON)，单夹管三阀1123关闭(指令：PC_CMD_V3_OFF)，单夹管五阀1125关闭(指令：PC_CMD_V5_OFF)，蠕动泵13开启，(指令：PC_CMD_P1_ON)，使负压一管115形成负压，进而使得待测品被吸入反应一池1211中。

通过输入管二1214向反应二池1212内输入待测品，上位机向MCU发送的对应操作指令为：单夹管六阀1126关闭(指令：PC_CMD_V6_OFF)，单夹管四阀1124关闭(指令：PC_CMD_V4_OFF)，单夹管一阀1121开启(指令：PC_CMD_V1_ON)，单夹管二阀1122关闭(指令：PC_CMD_V2_OFF)，单夹管三阀1123关闭(指令：PC_CMD_V3_OFF)，单夹管五阀1125关闭(指令：PC_CMD_V5_OFF)，蠕动泵13开启(指令：PC_CMD_P1_ON)，使得待测品被吸入反应二池1212中。

待测品输入后分别向反映一次与反应二池1212内输入空气与氮气，反应一池1211输入空气与反应二池1212输入氮气可同时进行，若同时进行则上位机向MCU发送的对应操作指令为：单夹管六阀1126开启(指令：PC_CMD_V6_ON)，单夹管四阀1124关闭(指令：PC_CMD_V4_OFF)，单夹管一阀1121关闭(指令：PC_CMD_V1_ON)，单夹管二阀1122关闭(指令：PC_CMD_V2_OFF)，单夹管三阀1123关闭(指令：PC_CMD_V3_OFF)，单夹管五阀1125开启(指令：PC_CMD_V5_ON)，蠕动泵13开启，(指令：PC_CMD_P1_ON)。

上述步骤完成后打开单夹管四阀1124，将两个反应池121内的流体于反应一池1211混合，通过氧电极124观察混合效果，待反应结束后，再次排空反应一池1211，检测完成。