一種化學發光測定系統的制作方法

本發明涉及一種化學發光測定系統。

背景技術：

現有的化學發光測定系統，雖然能實現自動檢測，但是存在諸多問題，比如檢測不夠準確，結構不夠緊湊，占用空間大，還存在結構設計不合理，容易造成反應物受到污染，另外，現有的儀器自動化程度不夠高，因此，有必要設計一種功能更為完善的化學發光測定系統。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種化學發光測定系統，該化學發光測定系統結構緊湊，運行順暢，易于實施。

發明的技術解決方案如下：

一種化學發光測定系統，包括底座、旋轉平臺、取液裝置、清洗裝置、注液/混勻裝置、孵育裝置、讀數裝置和丟杯裝置；

旋轉平臺設置在底座的中央，取液裝置、清洗裝置、注液/混勻裝置、孵育裝置、讀數裝置和丟杯裝置均圍繞旋轉平臺設置在底座上；

旋轉平臺：旋轉平臺包括支架、轉盤、弧形載具和驅動轉盤的步進電機以及齒輪；

轉盤設置在支架上，轉盤為環狀部件，轉盤的內環側設有用于與所述齒輪適配的凸齒；齒輪安裝在步進電機的轉軸上；

弧形載具通過弧形載具固定立柱固定在轉盤上，能隨轉盤同步轉動；弧形載具上設有用于加持反應杯的夾具；

弧形載具上設有帶有磁鐵的磁鐵固定塊；支架上固定有第一霍爾傳感器，第一霍爾傳感器與磁鐵的高度平齊。

支架上設有用于檢測反應杯是否存在的反應杯檢測傳感器。

所述的霍爾傳感器為多個，沿轉盤的周向布置在支架上。

所述的支架包括支承環和用于支撐支承環的多根支承柱。

支承柱底部設有固定底座。

反應杯旋轉機構又稱為旋轉平臺，用于驅動反應杯在各模塊中切換，該平臺具有內齒式旋轉轉盤機構、放置反應杯的弧形載具；

所述的放置反應杯的弧形載具固定在轉盤上，夾具用于夾緊反應杯，儀器(即化學發光測定系統)運行時，手動把反應杯放置弧形載具上，夾具夾緊反應杯，保證在做圓周運動時反應杯不晃動；

所述的霍爾傳感器用于檢測反應杯到達每個工位的位置；所述的反應杯檢測傳感器用于檢測弧形載具是否有反應杯。

該旋轉平臺在放杯位、取液位、液體混勻位、孵育位、清洗位、讀數位和丟杯位分別設置有霍爾傳感器，用于感應反應杯到達每個工位的位置，磁鐵跟隨旋轉轉盤在電機的作用下作圓周運動，當轉盤旋轉至相應位置，磁鐵與霍爾傳感器發生感應，轉盤停止，將在該位置進行相應的檢測操作。

注液/混勻裝置：包括第二立板、凸輪平推機構和用于為反應杯注液的注液機構；

凸輪平推機構包括第二凸輪、用于驅動凸輪旋轉的第二凸輪驅動電機、推塊、第二導向桿、第二復位彈簧；

所述的注液機構包括注液管固定板和垂直固定在注液管固定板上的注液管；

立板上設有導向孔，導向桿插裝在導向孔中；注液管固定板和推塊分別設置在導向桿的前端部和后端部；復位彈簧套裝在導向桿上；

第二凸輪與推塊接觸；第二凸輪旋轉時，第二凸輪能驅動注液管固定板和注液管向前運動。

所述的第二導向桿為2根，所述的導向孔為2個。注液/混勻裝置還包括到位檢測機構，所述的到位檢測機構包括設置在立板上的靜止感應部件和設置在推杯機構上的活動式觸發部件。活動式觸發部件和靜止感應部件分別為磁片和第二霍爾傳感器，或者，所述的活動式觸發部件和靜止感應部件分別為擋光板和光電對射檢測模塊。

第二立板上還設有擋板，擋板位于注液管固定板的下方，擋板上設有用于為注液管平移導向的條形導孔；

注液/混勻裝置包括攪拌機構，攪拌機構包括攪拌機構固定板、攪拌電機和用于套住反應杯的套筒。

所述的攪拌機構由Z軸驅動機構驅動。

孵育裝置：孵育裝置包括豎直板和設置在豎直板上的孵育塊；孵育塊的外壁設有隔熱板；孵育塊內設有加熱裝置；

所述的孵育塊通過Z軸直線運動機構與豎直板相連。

Z軸直線運動機構為絲桿傳動機構，包括第三電機、絲桿、絲桿連接塊和豎直導向桿；

豎直板的頂部和底部分別設有上底板和下底板，所述的豎直導向桿的上端和下端分別固定在上底板和下底板上；絲桿連接塊安裝在豎直導向桿上，驅動電機固定在上底板上；絲桿的上端連接第三電機，絲杠的下端連接絲桿連接塊；孵育塊固定在絲桿連接塊上；第三電機旋轉時，驅動孵育塊沿豎直導向桿升降運動。豎直導向桿為2根。

讀數裝置：

讀數裝置包括支座、升降驅動機構、注液/排液針組件、暗室和PMT讀數模塊；

所述的支座上設有豎直方向的導軌；升降驅動機構包括第四電機、傳動機構和導軌連接塊(95)；導軌連接塊安裝在導軌上，PMT讀數模塊固定在導軌連接塊上，暗室與PMT讀數模塊相連；電機通過傳動機構和導軌連接塊帶動PMT讀數模塊和暗室沿導軌作升降運動；

注液/排液針組件安裝在支座上，暗室位于注液/排液針組件的正下方；檢測時，待檢測的反應杯位于暗室中。

傳動機構為絲桿傳動機構。所述的第四電機為步進電機。在支座上設有Z軸傳動機構，注液/排液針組件通過Z軸傳動機構安裝在支座上。

丟杯裝置：丟杯裝置包括第一立板、凸輪機構和推杯機構；

凸輪機構包括第一凸輪和用于驅動凸輪旋轉的第一凸輪驅動電機；

所述的推杯機構包括推板、第一導向桿、第一復位彈簧和楔形推塊；

立板上設有用于為推杯機構導向的導向孔，第一導向桿插裝在導向孔中；楔形推塊和推板分別設置在第一導向桿的前端部和后端部；復位彈簧套裝在第一導向桿上；

第一凸輪與推板接觸；第一凸輪旋轉時，第一凸輪能驅動推杯機構向前運動，楔形推塊前進時，能推開夾持反應杯的夾具，使得反應杯脫離夾具。

所述的第一導向桿為2根，所述的導向孔為2個。

丟杯裝置還包括丟杯檢測機構，所述的丟杯檢測機構包括設置在立板上的靜止感應部件和設置在推杯機構上的活動式觸發部件；活動式觸發部件和靜止感應部件分別為磁片和霍爾傳感器，或者，所述的活動式觸發部件和靜止感應部件分別為擋光板和光電對射檢測模塊。

檢測過程包括以下步驟：

步驟1：放置反應杯；

旋轉平臺的轉盤處于初始位置，即零位(A)，此時將反應杯放置在弧形板上的夾具上；

步驟2：取液步驟；

轉盤旋轉使得反應杯到達取液位(B)，由取液機構將液體注入反應杯；所述的液體包括試劑和樣本；取液機構完成取液和注液為現有成熟技術

步驟3：第一次混勻步驟；

轉盤旋轉使得反應杯到達混勻位(C)，注液/混勻裝置的攪拌機構對反應杯中的液體進行攪拌；

步驟4：孵育步驟

轉盤旋轉使得反應杯到達孵育位(D)，由孵育裝置對反應杯中的液體進行加溫孵育操作；

步驟5：清洗步驟；

轉盤旋轉使得反應杯到達清洗位(E)，采用清洗機構清洗反應杯內的磁珠；

步驟6：第二次混勻步驟；

轉盤旋轉使得反應杯到達混勻位，注液/混勻裝置的攪拌機構注入觸發劑A液體并對反應杯中的液體進行攪拌；

步驟7：讀數步驟；

轉盤旋轉使得反應杯到達讀數位(F)，注入觸發劑B液體，讀數裝置讀取反應結果；讀數后抽走廢液；

步驟8：丟杯步驟；

轉盤旋轉使得反應杯到達丟杯位(G)，由丟杯裝置將反應杯推落(至料槽中并收集)；

完成一次針對反應杯藥液的測定步驟。

步驟8之后，轉盤繼續旋轉回到零位，化學發光測定系統復位。

觸發劑A和觸發劑B又稱為trgA和trgB，其成分分別為氫氧化鈉和雙氧水，起到催化作用。

PMT是光電倍增管，是光子技術器件中的一個重要產品，它是一種具有極高靈敏度和超快時間響應的光探測器件。可廣泛應用于光子計數、極微弱光探測、化學發光、生物發光研究、極低能量射線探測、分光光度計、旋光儀、色度計、照度計、塵埃計、濁度計、光密度計、熱釋光量儀、輻射量熱計、掃描電鏡、生化分析儀等儀器設備中。

有益效果：

本發明的化學發光測定系統，將旋轉平臺設置在中部，其他機構圍繞旋轉平臺設置，結構布置合理；

而且，本系統設置有取液裝置、清洗裝置、注液/混勻(攪拌)裝置、讀數裝置(測定裝置)以及丟杯裝置，能實現發光測定的整個流程，只需人工將反應杯至于旋轉平臺上，就能實現復雜的檢測流程，輸出測定結果，自動化程度高。

以下分述各關鍵子模塊的優勢所在：

(1)自動丟杯裝置，采用第一凸輪機構推動推杯機構實現丟杯操作，結構緊湊，結構巧妙，運行順暢，能與旋轉平臺無縫對接，緊密配合動作。

(2)反應杯旋轉機構將驅動機構、檢測機構(檢測反應杯是否存在)、定位機構整合成一個整體，結構緊湊，采用霍爾傳感器配合磁鐵進行位置檢測，具有定位準確的優點，采用齒輪和轉盤傳動機構，由步進電機驅動，具有運行順暢的優點。

(3)注液/混勻裝置采用凸輪機構推動注液機構實施注液，注液完成后立即退出注液位，避免反應物受到污染；總之，本機構結構緊湊，運行順暢，能與檢測設備無縫對接。

(4)孵育裝置采用絲杠傳動機構與基于豎直導軌的導向機構，能保障孵育裝置運行平穩而順暢，孵育塊上設置隔熱板，能有效防止熱量散失，另外，孵育塊中設有多個孔，能同時對多個反應杯內的樣本進行孵育操作，效率高。

(5)判讀裝置(即讀數裝置)采用暗室進行擋光，保障讀數的準確性，采用基于步進電機、絲桿傳動機構和導軌的升降機構，能保障注液/排液針組件順暢運行，采用兩套傳動機構分別控制PMT模塊和注液/排液針組件升降，能靈活地控制注液、排液和檢測，因此，這種判讀裝置具有結構緊湊，功能完善，讀數準確性高等優點。

綜上所述，本發明的化學發光測定系統功能豐富，各部分運行順暢，能互相協同工作，結構設計緊湊而合理，共同協作，能完成復雜的測定流程，自動化程度高。

附圖說明

圖1為化學發光測定系統的總體布局圖；

圖2為化學發光測定系統的立體圖；

圖3為發光測定流程圖；

圖4為化學發光測定系統的自動丟杯裝置的總體結構示意圖(立體圖)；

圖5為圖1中A1部分的放大圖；

圖6為化學發光測定系統的自動丟杯裝置的總體結構示意圖(俯視圖)。

圖7為旋轉平臺的總體結構示意圖(立體圖)；

圖8為旋轉平臺的總體結構示意圖(俯視圖)；

圖9為旋轉平臺的總體結構示意圖(側視圖)。

圖10為孵育裝置的結構示意圖(立體圖)；

圖11為孵育裝置的結構示意圖(俯視圖)；

圖12為讀數裝置結構示意圖。

標號說明：

46-固定底座，47-弧形載具固定立柱，48-轉盤，49-支承環，50-弧形載具，521-第一霍爾傳感器，531-反應杯檢測傳感器，541-支承柱，551-磁鐵固定塊，561-齒輪，571-步進電機，581-電機固定支架。51-第一立板，52-第一凸輪驅動電機，53-第一凸輪，54-推板，55-第一復位彈簧，56-楔形推塊，57-夾具，58-第一導向桿，59-料槽，60-擋光板，61-光電對射檢測模塊。

62-第三電機，63-上底板，64-豎直板，65-絲桿連接塊，66-豎直導向桿，67-下底板，68-絲桿，69-孵育塊，70-隔熱板。

71-第二立板，72-擋板，73-注液管固定板，74-注液管，75-磁片，76-第二霍爾傳感器，77-第二復位彈簧，78-第二凸輪，79-第二凸輪驅動電機，80-第二導向桿，81-攪拌電機，82-套筒，83-攪拌機構固定板。

89-第四電機，90-電機連接塊；91-擋光立柱，92-暗室，93-PMT模塊，94-導軌，95-導軌連接塊，105-注液/排液針組件。

A-零位，B-取液位，C-混勻位，D-孵育位，E-清洗位，F-讀數位，G-丟杯位。

具體實施方式

以下將結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明：

實施例1：

如圖1-12，一種化學發光測定系統，包括底座、旋轉平臺、取液裝置、清洗裝置、注液/混勻裝置、孵育裝置、讀數裝置和丟杯裝置；

旋轉平臺設置在底座的中央，取液裝置、清洗裝置、注液/混勻裝置、孵育裝置、讀數裝置和丟杯裝置均圍繞旋轉平臺設置在底座上；

旋轉平臺在放杯位、取液位、液體混勻位、孵育位、清洗位、讀數位和丟杯位分別設置有霍爾傳感器，用于感應反應杯到達每個工位的位置，磁鐵跟隨旋轉轉盤在電機的作用下作圓周運動，當轉盤旋轉至相應位置，磁鐵與霍爾傳感器發生感應，轉盤停止，將在該位置進行相應的檢測操作。

丟杯裝置包括第一立板51、第一凸輪機構和推杯機構；

第一凸輪機構包括第一凸輪53和用于驅動第一凸輪旋轉的第一凸輪驅動電機52；

所述的推杯機構包括推板54、第一導向桿58、第一復位彈簧55和楔形推塊56：

第一立板上設有用于為推杯機構導向的導向孔，第一導向桿插裝在導向孔中；楔形推塊和推板分別設置在第一導向桿的前端部和后端部；第一復位彈簧套裝在第一導向桿上；

第一凸輪與推板接觸；第一凸輪旋轉時，第一凸輪能驅動推杯機構向前運動，楔形推塊前進時，能推開夾持反應杯的夾具57，使得反應杯脫離夾具，實現丟杯。

所述的第一導向桿為2根，所述的導向孔為2個。

自動丟杯裝置還包括丟杯檢測機構，所述的丟杯檢測機構包括設置在第一立板上的靜止感應部件和設置在推杯機構上的活動式觸發部件。

活動式觸發部件和靜止感應部件分別為磁片和霍爾傳感器，或者，所述的活動式觸發部件和靜止感應部件分別為擋光板60和光電對射檢測模塊61。

自動丟杯裝置還包括用于安裝夾具的旋轉平臺，所述的夾具為多個，安裝在旋轉平臺上。

丟杯過程：丟杯過程開始前，丟杯裝置處于初始狀態，此時楔形推塊在第一復位彈簧的作用下處于回縮位，回縮位位楔形推塊的初始位置；

丟杯過程包括以下步驟：

步驟1：對準步驟：將推杯機構的楔形推塊對準夾持有反應杯的夾具；

步驟2：推杯步驟：啟動第一凸輪驅動電機，第一凸輪驅動電機驅動第一凸輪旋轉，第一凸輪推動推板前進，楔形推塊與推板聯動，楔形推塊推開夾具到達推杯位，使得反應杯脫離夾具的夾持，完成丟杯；

步驟3：復位步驟：第一凸輪驅動電機軸轉動一圈的后半圈為第一凸輪回位動作，楔形推塊在第一復位彈簧的作用下退回到初始位置，此時固定在推塊上的感應片與光耦傳感器感應，電機停止轉動；丟杯結束；等待命令發起下一次推杯步驟；

采用丟杯檢測機構檢測楔形推塊的位置；

當楔形推塊處于初始位置時，設置在第一立板上的靜止感應部件能感應到設置在推杯機構上的活動式觸發部件；

當楔形推塊處于推杯位置時，所述的靜止感應部件不能感應到活動式觸發部件。

活動式觸發部件和靜止感應部件分別為磁片和霍爾傳感器，或者，所述的活動式觸發部件和靜止感應部件分別為擋光板60和光電對射檢測模塊61。

夾具為多個，均設置在旋轉平臺上并沿著旋轉平臺的周向布置，通過控制旋轉平臺的旋轉角度使得楔形推塊與夾具對準。

楔形推塊的下方還設有料槽59，用于將丟棄的反應杯導向收集箱。

旋轉平臺包括支架、轉盤48、弧形載具50和驅動轉盤的步進電機571以及齒輪561；

轉盤設置在支架上，轉盤為環狀部件，轉盤的內環側設有用于與所述齒輪適配的凸齒；齒輪安裝在步進電機的轉軸上；

弧形載具通過弧形載具固定立柱固定在轉盤上，能隨轉盤同步轉動；弧形載具上設有用于加持反應杯的夾具57；

弧形載具上設有帶有磁鐵的磁鐵固定塊551；支架上固定有第一霍爾傳感器521，霍爾傳感器與磁鐵的高度平齊。

支架上設有用于檢測反應杯是否存在的反應杯檢測傳感器531。

所述的霍爾傳感器為多個，沿轉盤的周向布置在支架上。

所述的支架包括支承環和用于支撐支承環的多根支承柱541。

支承柱底部設有固定底座46。

反應杯旋轉機構又稱為旋轉平臺，用于驅動反應杯在各模塊中切換，該平臺具有內齒式旋轉轉盤機構、放置反應杯的弧形載具；

所述的放置反應杯的弧形載具固定在轉盤上，夾具用于夾緊反應杯，儀器(即化學發光測定系統)運行時，手動把反應杯放置弧形載具上，夾具夾緊反應杯，保證在做圓周運動時反應杯不晃動；

所述的霍爾傳感器用于檢測反應杯到達每個工位的位置；所述的反應杯檢測傳感器用于檢測弧形載具是否有反應杯。

注液/混勻裝置(混勻裝置又稱攪拌裝置)包括第二立板71、凸輪平推機構和用于為反應杯注液的注液/混勻裝置；

凸輪平推機構包括第二凸輪78、用于驅動凸輪旋轉的第二凸輪驅動電機79、推塊、第二導向桿80、第二復位彈簧77；

所述的注液/混勻裝置包括注液管固定板73和垂直固定在注液管固定板上的注液管74；

第二立板上設有導向孔，導向桿插裝在導向孔中；注液管固定板和推塊分別設置在第二導向桿的前端部和后端部；復位彈簧套裝在第二導向桿上；

第二凸輪與推塊接觸；第二凸輪旋轉時，第二凸輪能驅動注液管固定板和注液管向前運動，到達最前端時，開始注液，注液完成后，注液管固定板和注液管退回復位。

所述的第二導向桿為2根，所述的導向孔為2個。

所述的化學發光測定系統的注液/混勻裝置還包括到位檢測機構，所述的到位檢測機構包括設置在立板上的靜止感應部件和設置在推杯機構上的活動式觸發部件。

活動式觸發部件和靜止感應部件分別為磁片75和第二霍爾傳感器76，或者，所述的活動式觸發部件和靜止感應部件分別為擋光板和光電對射檢測模塊。

立板上還設有擋板72，擋板位于注液管固定板的下方，擋板上設有用于為注液管平移導向的條形導孔。

化學發光測定系統的注液/混勻裝置還包括位于擋板下方的攪拌機構，攪拌機構包括攪拌機構固定板83、攪拌電機81和用于套住反應杯的套筒82。

所述的攪拌機構由Z軸驅動機構驅動。

反應杯到位后攪拌機構向上運動，反應杯在擋板的阻擋下壓進攪拌套筒，此時需要對反應杯注液，第二凸輪驅動電機動作，驅動注液/混勻裝置前進，到位后，為反應杯注液。注液完成后，第二凸輪驅動電機不再動作，在復位彈簧的作用下，注液/混勻裝置復位。液體液入完畢后，攪拌電機啟動帶動攪拌套筒進行高速運動，以達到液體混勻的效果。

孵育裝置包括豎直板64和設置在豎直板上的孵育塊69；孵育塊的外壁設有隔熱板70；孵育塊內設有加熱裝置。

所述的孵育塊通過Z軸直線運動機構與豎直板相連。

Z軸直線運動機構為絲桿傳動機構，包括第三電機62、絲桿68、絲桿連接塊65和豎直導向桿66；

豎直板的頂部和底部分別設有上底板63和下底板67，豎直導向桿為2根，使得孵育塊運行更平穩。

豎直導向桿的上端和下端分別固定在上底板和下底板上；絲桿連接塊安裝在豎直導向桿上，第三電機固定在上底板上；絲桿的上端連接驅動電機，絲杠的下端連接絲桿連接塊；孵育塊固定在絲桿連接塊上；第三電機旋轉時，驅動孵育塊沿豎直導向桿升降運動。

需要對反應杯中的試樣進行孵育的時候，把孵育塊升起來，孵育完成后，將孵育塊降下來讓位。孵育塊頂部設有多個用于容納反應杯的孔。

讀數裝置包括支座、升降驅動機構、注液/排液針組件105、暗室92和PMT讀數模塊93；

所述的支座上設有豎直方向的導軌94；升降驅動機構包括第四電機89、傳動機構和導軌連接塊95；導軌連接塊安裝在導軌上，PMT讀數模塊固定在導軌連接塊上，暗室與PMT讀數模塊相連；第四電機通過傳動機構和導軌連接塊帶動PMT讀數模塊和暗室沿導軌作升降運動；

注液/排液針組件安裝在支座上，暗室位于注液/排液針組件的正下方；檢測時，待檢測的反應杯位于暗室中，擋光立柱91用于擋光；

在支座上設有Z軸傳動機構，注液/排液針組件通過Z軸傳動機構安裝在支座上。

傳動機構為絲桿傳動機構。

所述的第四電機為步進電機。電機連接塊90用于與絲杠配合。檢測時，反應杯置于暗室中，PMT模塊對反應杯中的液體進行檢測和讀數。注液/排液針組件下降后對反應杯加液體和排液操作。PMT模塊與暗室對接，兩者位于同一高度(即位于同一水平位置)。

當反應物到達該系統，注液/排液針組件下降往反應杯內注入底物產生信號，PMT讀數模塊再上升合攏進行信號檢測和輸出數據，在此過程中，擋光裝置(暗室)為系統提供暗室環境。

暗室模塊固定在PMT讀數模塊上，PMT讀數模塊用于對反應物進行讀數檢測，暗室模塊隔絕反應物的外界光線保證讀數的準確性；注液/排液針組件包括注液管固定板、注液管、排液管、液路管固定塊，該組件用于對反應物注入底物產生信號，排液管用于對讀數后反應杯進行廢液排除；注液通過柱塞泵實現精確加液，柱塞泵是一種能精確控制液體加樣量的裝置；該組件為現有成熟模塊。