多試劑針生化分析儀

《多試劑針生化分析儀》是山東博科生物產業有限公司於2010年4月29日申請的發明專利，該專利申請號為2010101595730，公布號為CN101806810A，公布日為2010年8月18日，發明人是甘宜梧、王波、孟祥愛。

《多試劑針生化分析儀》提供了一種設定有精密試劑泵和與其相連線的陣列試劑針的多試劑針生化分析儀，包括樣品存儲盤、反應盤、用於添加樣品的取樣機械臂、設定於反應盤內的若干比色杯；還包括用於向比色杯內加試劑的試劑添加系統，其特別之處在於：所述的試劑添加系統包括兩個以上的試劑瓶、兩個以上的精密試劑泵和陣列試劑針，所述的陣列試劑針由兩個以上的試劑針單元構成；所述的單個試劑瓶與單個精密試劑泵的輸入端相連通，所述的單個精密試劑泵的輸出端與單個試劑針單元相連通。多個試劑針單元提高了向比色杯中加注試劑的速度，提高了整個分析儀的檢測效率；改為一次性比色杯，有效的避免了由於比色杯的長期使用所帶來的實驗數據的不準確。

2021年6月24日，《多試劑針生化分析儀》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《多試劑針生化分析儀》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：多試劑針生化分析儀
• 申請人：山東博科生物產業有限公司
• 發明人：甘宜梧、王波、孟祥愛
• 申請號：2010101595730
• 申請日：2010年4月29日
• 公布號：CN101806810A
• 公布日：2010年8月18日
• 地址：山東省濟南市歷下區工業南路51號辦公大樓9樓行政部
• 代理機構：濟南泉城專利商標事務所
• 代理人：李桂存
• Int. Cl.：G01N35/10; G01N33/50
• 類別：發明專利

專利背景

生化分析儀是一種醫院臨床常規分析儀器，主要用於測定人體液中的各種生化指標，包括血常規、心肌酶譜、血糖血脂、肝功、免疫球蛋白等常規生化指標。截至2010年4月，自動生化分析儀主要由樣品器、試劑器、取樣裝置、反應池、保溫器、檢測器、微處理器、印表機、功能檢測器等部分組成。但該全自動生化分析儀存在著較多的缺點，一是，該生化分析儀在運行過程中，反應盤轉動一周，只能加一種試劑和樣品，這樣就使得其測試速度不高，尤其是在待檢測的數據較多時，無法滿足要求；二是，該生化分析儀上的比色杯是循環使用的，在循環使用時，由於清洗不乾淨容易造成交叉污染，且比色杯在長期使用的過程中會造成一定程度的磨損，這就使得其透光性較差，交叉污染和磨損均可導致所測得的實驗數據與實際的數據有較大差異。

發明內容

專利目的

《多試劑針生化分析儀》為了克服專利背景中技術問題的缺點，提供了一種設定有精密試劑泵和與其相連線的陣列試劑針的多試劑針生化分析儀。

技術方案

《多試劑針生化分析儀》包括樣品存儲盤、反應盤、用於添加樣品的取樣機械臂、設定於反應盤內的若干比色杯，所述的樣品存儲盤、反應盤和機械臂分別連線有樣品盤驅動裝置、反應盤驅動裝置和機械臂驅動裝置；還包括用於向比色杯內加試劑的試劑添加系統，其特別之處在於：所述的試劑添加系統包括兩個以上的試劑瓶、兩個以上的精密試劑泵和陣列試劑針，所述的陣列試劑針由兩個以上的試劑針單元構成；所述的單個試劑瓶與單個精密試劑泵的輸入端相連通，所述的單個精密試劑泵的輸出端與單個試劑針單元相連通。樣品存儲盤用於放置待檢測的樣品，取樣機械臂用於把放置在樣品存儲盤內的樣品加注到比色杯中，機械臂驅動裝置用於驅動取樣機械臂，可實現機械臂的升降和特定角度的轉動，進而實現添加樣品和清洗樣品針；反應盤用來承載比色杯，反應盤驅動裝置用來驅動反應盤的轉動，反應盤驅動裝置驅動著反應盤並可實現反應盤的特定角度旋轉，配合著陣列試劑針和取樣機械臂的運動分別實現加試劑和加樣品的動作；試劑添加系統中添加試劑用的試劑針採用陣列試劑針，改變了以往單個試劑針添加試劑的形式，提高了試劑的添加速度，陣列試劑針由若干個試劑針單元構成，每個試劑針單元均與精密試劑泵的輸出連線埠相連通，每個精密試劑泵的輸入端由於單個試劑瓶相連通，不同的試劑瓶是用來存放不同的試劑，精密試劑泵可同時進行工作，即同時向比色杯單元中加注試劑。

《多試劑針生化分析儀》包括備用比色杯系統，所述備用比色杯系統包括設定於反應盤上方用於存放待更換比色杯的比色杯倉和執行更換比色杯動作的比色杯更換裝置；所述的比色杯更換裝置包括夾緊機構和升降轉動裝置，所述的夾緊機構包括第一夾緊板和第二夾緊板，所述第二夾緊板為弧形板且固定有移動桿；所述第一夾緊板包括弧形部和與弧形部固定連線的水平支撐部，所述的第二夾緊板與第一夾緊板的弧形部相平行；所述的支撐部上固定有夾緊步進電機，所述的夾緊步進電機的輸出軸與移動桿通過齒輪齒條的形式進行連線；所述的支撐部的下表面固定連線有與升降轉動裝置相連線的升降轉動軸。以往的比色杯為循環利用形式的，比色杯使用的時間久了，就會影響所測得的實驗數據的準確性，採用一次性的比色杯使得實驗數據更準確。比色杯倉用於盛放未使用的比色杯，比色杯更換裝置的夾緊機構主要用來實現對比色杯的夾持，夾緊機構對比色杯的夾持和鬆開是通過夾緊步進電機來實現的，升降轉動裝置設定於夾緊機構的下部，通過升降轉動裝置的驅動可實現夾緊機構的上下位移和轉動，進而實現把反應盤中使用過的比色杯移除和把比色杯倉中的比色杯放置到反應盤中。

《多試劑針生化分析儀》所述的夾緊機構上設定有兩個用於給第二夾緊板進行導向的導向機構，所述導向機構包括固定於第二夾緊板上的導向桿和固定於支撐部上的導向塊，所述的導向塊上設定有與導向桿相配合的圓孔。導向塊固定在支撐部上，導向桿固定在第二夾緊板上並通過圓孔貫穿於導向塊，通過設定兩個導向機構可保證第二夾緊板和第一夾緊板的弧形部始終保持平行狀體，這樣就可保證第二夾緊板和弧形部的整體部位對比色杯進行夾持，保證了夾持的穩定性。

《多試劑針生化分析儀》所述的精密試劑泵為精密蠕動泵，所述的陣列試劑針設定在反應盤的上方並連線有升降桿，該升降桿連線有試劑針驅動裝置。採用精密蠕動泵可很好的控制添加試劑的量，陣列試劑針設定在反應盤的上方並可進行上下移動，實現向試劑瓶中添加試劑的動作。

《多試劑針生化分析儀》所述的比色杯成弧形且由由兩個以上的比色杯單元構成，所述的陣列試劑針成與比色杯相同的弧形；所述的每個陣列試劑針上的試劑針單元的數目與每個比色杯上的比色杯單元的數目相等。比色杯與陣列試劑針所在弧的曲率和弧長相等，是為了陣列試劑針向比色杯中添加試劑的方便；保證陣列試劑針上的試劑針單元的數目與比色杯上的比色杯單元的數目相等，也是為了添加試劑的方便。

《多試劑針生化分析儀》所述的陣列試劑針和比色杯所在弧的弧度數為36度。如果比色杯所在弧的弧度數為36度，那么反應盤上所放置的比色杯的數目為10個。

《多試劑針生化分析儀》所述的試劑瓶的數目、精密試劑泵的數目和陣列試劑針上試劑單元的數目均為5至20個。有關試劑瓶的數目、精密試劑泵的數目和陣列試劑針上試劑單元的數目可根據需要進行選取設定，它們的數量與血液的待檢測項目和所需試劑的種類有關。

《多試劑針生化分析儀》所述的反應盤的外側設定有超音波攪拌器。在反應盤的外側設定超音波攪拌裝置可有效的避免以往機械式的攪拌裝置所帶來的交叉污染，可提高《多試劑針生化分析儀》所檢測數據的準確性。

《多試劑針生化分析儀》所述的試劑針單元由用於與精密試劑泵的輸出端相連通的連線部和用於把試劑注入到比色杯內的針頭部構成。連線部不僅與精密試劑泵的輸出端相連通，而且還用於實現試劑針單元之間的連線；在使用的過程中，針頭部可伸入到試劑瓶單元的空腔內，並向試劑瓶內加注試劑。

改善效果

《多試劑針生化分析儀》的試劑添加系統中的試劑針採用包括兩個以上試劑針單元的陣列試劑針，增加了向比色杯中加注試劑的速度，提高了整個分析儀的檢測效率；作為進一步的改進，還可設定備用比色杯系統，使比色杯的循環使用變為一次使用，有效的避免了由於比色杯的長期使用所帶來的實驗數據的不準確，使得檢測結果更精確。

附圖說明

圖1為《多試劑針生化分析儀》的俯視結構示意圖；

圖2為《多試劑針生化分析儀》的A-A截面的結構示意圖；

圖3為《多試劑針生化分析儀》的試劑瓶、精密試劑泵和陣列試劑針的連線結構示意圖；

圖4為《多試劑針生化分析儀》的陣列試劑針的結構示意圖；

圖5為《多試劑針生化分析儀》的比色杯的結構示意圖；

圖6為《多試劑針生化分析儀》的比色杯更換裝置中的夾緊機構的結構示意圖。

圖中：1樣品存儲盤，2取樣機械臂，3超音波攪拌器，4比色杯更換裝置，5上比色杯漏槽，6試劑管通道，7陣列試劑針，8精密試劑泵，9試劑倉，10反應盤，11比色杯倉，12彈簧推桿，13清洗槽，14上固定板，15下固定板，16反應盤驅動裝置，17下比色杯漏槽，18廢料桶，19滑輪，20樣品盤驅動裝置，21機械臂驅動裝置，22試劑針驅動裝置，23試劑瓶，24第一試劑管，25第二試劑管，26連線部，27針頭部，28比色杯，29比色杯單元，30比色杯開口，31第一夾緊板，32第二夾緊板，33移動桿，34夾緊步進電機，35升降轉動軸，36弧形部，37支撐部，38導向桿，39導向塊。

技術領域

《多試劑針生化分析儀》涉及一種多試劑針生化分析儀，更具體的說，尤其涉及一種設定有精密試劑泵和與其相連線的陣列試劑針的多試劑針生化分析儀。

權利要求

1.一種多試劑針生化分析儀，包括樣品存儲盤（1）、反應盤（10）、用於添加樣品的取樣機械臂（2）、設定於反應盤（10）內的若干比色杯（28），所述的樣品存儲盤（1）、反應盤（10）和機械臂（2）分別連線有樣品盤驅動裝置（20）、反應盤驅動裝置（16）和機械臂驅動裝置（21）；還包括用於向比色杯（28）內加試劑的試劑添加系統，其特徵在於：所述的試劑添加系統包括兩個以上的試劑瓶（23）、兩個以上的精密試劑泵（8）和陣列試劑針（7），所述的陣列試劑針（7）由兩個以上的試劑針單元構成；所述的單個試劑瓶（23）與單個精密試劑泵（8）的輸入端相連通，所述的單個精密試劑泵（8）的輸出端與單個試劑針單元相連通；還包括備用比色杯系統，所述備用比色杯系統（4）包括設定於反應盤（10）上方用於存放待更換比色杯的比色杯倉（11）和執行更換比色杯動作的比色杯更換裝置（4）；所述的比色杯更換裝置（4）包括夾緊機構和升降轉動裝置，所述的夾緊機構包括第一夾緊板（31）和第二夾緊板（32），所述第二夾緊板（32）為弧形板且固定有移動桿（33）；所述第一夾緊板（31）包括弧形部（36）和與弧形部（36）固定連線的水平支撐部（37），所述的第二夾緊板（32）與第一夾緊板的弧形部（36）相平行；所述的支撐部（37）上固定有夾緊步進電機（34），所述的夾緊步進電機（34）的輸出軸與移動桿（33）通過齒輪齒條的形式進行連線；所述的支撐部（37）的下表面固定連線有與升降轉動裝置相連線的升降轉動軸（35）。

2.根據權利要求1所述的多試劑針生化分析儀，其特徵在於：所述的夾緊機構上設定有兩個用於給第二夾緊板（32）進行導向的導向機構，所述導向機構包括固定於第二夾緊板上的導向桿（38）和固定於支撐部（37）上的導向塊（39），所述的導向塊（39）上設定有與導向桿相配合的圓孔。

3.根據權利要求1所述的多試劑針生化分析儀，其特徵在於：所述的精密試劑泵（8）為精密蠕動泵，所述的陣列試劑針（7）設定在反應盤（10）的上方並連線有升降桿，該升降桿連線有試劑針驅動裝置（22）。

4.根據權利要求1所述的多試劑針生化分析儀，其特徵在於：所述的比色杯（28）成弧形且由兩個以上的比色杯單元（29）構成，所述的陣列試劑針（7）成與比色杯（28）相同的弧形；所述的每個陣列試劑針（7）上的試劑針單元的數目與每個比色杯（28）上的比色杯單元的數目相等。

5.根據權利要求5所述的多試劑針生化分析儀，其特徵在於：所述的陣列試劑針（7）和比色杯（28）所在弧的弧度數為36度。

6.根據權利要求1所述的多試劑針生化分析儀，其特徵在於：所述的試劑瓶（23）的數目和精密試劑泵（8）的數目、陣列試劑針（7）上試劑單元的數目均為5至20個。

7.根據權利要求1所述的多試劑針生化分析儀，其特徵在於：所述的反應盤（10）的外側設定有超音波攪拌器（3）。

8.根據權利要求1所述的多試劑針生化分析儀，其特徵在於：所述的試劑針單元由用於與精密試劑泵（8）的輸出端相連通的連線部（26）和用於把試劑注入到比色杯（28）內的針頭部（27）構成。

實施方式

圖1和圖2分別給出了《多試劑針生化分析儀》的俯視結構示意圖和A-A截面的結構示意圖，所示的該發明的多試劑針生化分析儀包括樣品存儲盤1、取樣機械臂2、超音波攪拌器3、比色杯更換裝置4、上比色杯漏槽5、試劑管通道6、陣列試劑針7、精密試劑泵8、試劑倉9、反應盤10、比色杯倉11、清洗槽13、比色杯28、上固定板14、下固定板15；還包括對比色杯進行升溫和保溫的溫控裝置和用於採集實驗數據的比色分析裝置。上固定板14和下固定板15主要起固定和支撐作用。比色杯28的結構示意圖如圖5所示，比色杯28由若干比色杯單元體29構成，每個比色杯28上比色杯單元體29的數目為4個、8個或20個，當然也可選擇5至20的其他數值，但最好是與陣列試劑針7上的試劑針單元的數目相等。

所述的清洗槽13、超音波攪拌器3、反應盤10均固定設定在上固定板14上，樣品存儲盤1固定在上固定板14上並通過與下固定板15相連線的支撐結構進行支撐。其中超音波攪拌器3設定於反應盤10的外側，取樣機械臂2可轉動的固定在上固定板14上且位於樣品存儲盤1和反應盤10之間，取樣機械臂2上設定有吸取樣品的樣品針，在取樣機械臂2轉動的過程中，樣品針可伸入到樣品存儲盤中的樣品瓶中、反應盤中的比色杯中和清洗槽13中，取樣機械臂的轉動和升降通過機械臂驅動裝置21來完成，機械臂驅動裝置21固定在下固定板15上，取樣機械臂2和機械臂驅動裝置21共同作用可實現從樣品存儲盤中的樣品瓶中取試劑、向反應盤中的比色杯單元29中添加樣品和通過清洗槽13清洗樣品針。反應盤10固定在上固定板14上並通過與下固定板15相連線的機構進行支撐，反應盤10上設定有用於放置比色杯28的凹槽，反應盤10的下端連線有反應盤驅動裝置16，反應盤驅動裝置16內設定有步進電機；通過設定在反應盤驅動裝置16內的步進電機的驅動，可實現反應盤10的定角度轉動。反應盤10上的凹槽內所放置的比色杯的數目為5至20個，所能放置的比色杯28的數量與單個比色杯所在弧的弧度數有關，可根據需要來進行設定。比色杯28在放置到反應盤10上之後，需保證比色杯28高於反應盤10，即保證比色杯28的高度高於反應盤10上的凹槽的深度，以便保證設定了備用比色杯系統的生化分析儀，能夠把用過的比色杯28夾住並移出。

在上固定板14上還固定設定有陣列試劑針7，陣列試劑針7通過陣列試劑針夾持裝置可移動的固定在上固定板14上。陣列試劑針7的結構圖如圖4所示，所示的陣列試劑針7包括若干個試劑針單元，試劑針單元包括連線部26和針頭部27，連線部26用於與精密試劑泵8的輸出連線埠相連通，針頭部27用於向比色杯28中加注試劑。陣列試劑針7的安裝位置應保證其在上下移動的過程中，陣列試劑針7始終位於放置在反應盤10上的比色杯28的上部，只用這樣，試劑針驅動裝置22隻驅動陣列試劑針上下移動即可，試劑針驅動裝置22固定在下固定板15上。每個陣列試劑針7中試劑針單元的數目為4個、8個或20個，當然也可選擇5至20的其他數值。陣列試劑針7和比色杯28成曲率和長度相等的弧形，這樣，陣列試劑針7一次添加試劑就加注完一個比色杯28。

在下固定板15上還固定設定有精密試劑泵8和試劑倉9，試劑倉9用於盛放試劑瓶23，精密試劑泵8和試劑瓶23的數量最好是與陣列試劑針7上試劑針單元的數量相等，當然，試劑瓶23和精密試劑泵8的數量也可比陣列試劑針7所包含的試劑針單元的數目多，以便備用。精密試劑泵8採用精密蠕動泵，以便控制試劑的注入量。試劑瓶23、精密蠕動泵8和陣列試劑針7的連線關係如圖3所示，所示的陣列試劑瓶23設定在試劑倉9中，試劑瓶23通過第一試劑管24與精密試劑泵8的輸入端相連通，用於實現把精密試劑泵8中的試劑抽出；精密試劑泵8的輸出端通過第二試劑管25與陣列試劑針7上的試劑針單元相連通，試劑瓶23、精密試劑泵8和試劑針單元的連線是一對一的形式，即一個試劑瓶23與一個精密試劑泵8相連線，一個精密試劑泵8與一個試劑針單元相連通，這樣就省去了以往的每添加完一種試劑之後的清洗步驟，簡化了操作步驟，提高了工作效率。

《多試劑針生化分析儀》其添加試劑的步驟包括：首先是通過試劑針驅動裝置22內部的步進電機驅動反應盤10轉動到預先設定的角度；然後由試劑針驅動裝置22來帶動陣列試劑針7進行下降，等到試劑針單元上的針頭部27通過比色杯開口30伸入比色杯單元的內部空腔中時，陣列試劑針7停止下降並向比色杯單元29中加注試劑；等到加注完試劑之後，再由試劑針驅動裝置22帶動陣列試劑針7上升，上升到預設的位置後停止；然後，反應盤10開始轉動，進入到添加樣品的步驟。

為了避免循環使用的比色杯對實驗檢測造成影響，該發明的多試劑針生化分析儀還設定有備用比色杯系統，該備用比色杯系統包括設定於反應盤10上方的比色杯倉11、用於實現更換比色杯更換動作的比色杯更換裝置4、置於下固定板15下方的廢料桶18，在上固定板14和下固定板15上與廢料桶18相對應的位置處分別開有上比色杯漏槽5和下比色杯漏槽17，使用完畢的比色杯可通過上比色杯漏槽5和下比色杯漏槽17進入到廢料桶18中。比色杯倉11為一端開口的扁桶狀結構並固定設定在上固定板14上，比色杯倉11橫跨在反應盤10的上方，在比色杯倉11的內部放置有若干數量的待用比色杯28，比色杯倉11中最外側的比色杯的高度高於次最外側的比色杯的高度，這種結構的實現可通過一定坡度的斜面來實現，目的是為了便於比色杯更換裝置4的夾持；設定在比色杯倉11中的彈簧推桿可實現比色杯的位移，可以始終保持有一個待更換比色杯之中始終處於比色杯倉的開口端。

比色杯更換裝置4包括夾緊機構和升降轉動裝置，其中的升降轉動裝置用來實現夾緊機構的上升和轉動，夾緊機構主要用於實現夾持比色杯。夾緊機構的結構示意圖如圖6所示，所示的夾緊機構包括第一夾緊板31、第二夾緊板32、移動桿33、夾緊步進電機34、升降轉動軸35、導向桿38、導向塊39。第一夾緊板31包括起支撐和承載作用的支撐部37和與支撐部37相連線的弧形部36，第二夾緊板31和第一夾緊板的弧形部36均為弧形板且所在弧的曲率與比色杯28所在弧的曲率相等，第二夾緊板31和第一夾緊板的弧形部36之間相互平行。夾緊步進電機34固定在第一夾緊板的支撐部37的上表面上，移動桿33與第二夾緊板32相固定，移動桿33的一端為齒條形狀，移動桿33通過其上面的齒條與夾緊步進電機34輸出軸上的齒輪相配合；兩個導向桿38均與第二夾緊板32相固定，導向塊39固定在第一夾緊板31上且其上開有與導向桿相配合的圓孔，設定了導向桿38和導向塊39可以保證在第二夾緊板32運動的過程中可始終保持其與第一夾緊板31的弧形部36始終處於平行狀態，進而實現對比色杯的良好夾持。升降轉動軸35的上端與第一夾緊板的支撐部37相固定，下端與驅動夾緊機構升降和轉動的升降轉動裝置的輸出軸相連線，通過升降轉動裝置的驅動，可以實現整個比色杯更換裝置4的工作。

備用比色杯系統的工作包括用過的比色杯的移除和新的比色杯的放置，其中用過的比色杯的移除包括以下步驟：首先，通過升降轉動裝置來調整夾緊機構的位置，使夾緊機構恰好處於某個比色杯的最上端；然後，再由升降轉動裝置驅動著夾緊機構進行下降，當下降到比色杯的上部位於第二夾緊板32與第一夾緊板的弧形部36之間時，夾緊機構停止下降；然後通過夾緊步進電機34的驅動，實現第二夾緊板32的移動，進而實現對比色杯的夾緊；最後由升降轉動裝置的進一步上升和轉動形式的驅動，實現把用過的比色杯的移除；再配合著反應盤驅動動裝置16的驅動，重複上述步驟可移除全部用過的比色杯。

待用比色杯的放置步驟包括：首先是通過升降轉動裝置的驅動，使得比色杯倉內最外部的一個比色杯的上部恰好位於第二夾緊板32與第一夾緊板的弧形部36之間時，夾緊機構停止下降；然後通過夾緊步進電機34的驅動，實現第二夾緊板32的移動，進而實現對比色杯的夾緊；最後由升降轉動裝置的進一步上升、轉動和下降形式的驅動，實現待用比色杯的放置；再配合著反應盤驅動動裝置16的驅動，重複上述步驟可放置全部待放置的比色杯。

專利榮譽

2021年6月24日，《多試劑針生化分析儀》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。