全自动尿碘仪及样品分析方法与流程

1.本发明涉及一种全自动尿碘仪及样品分析方法。


背景技术：

2.由于尿碘水平是who推荐的用于评价人群碘摄入量及碘营养状况的良好指标，广泛地应用于国家和省碘营养监测，以及其它相关科学研究领域。因此尿碘检测方法受到全世界各国的高度关注。
3.尿碘分析技术在国外的应用主要是向微机化大型精密仪器方向发展，以利用仪器的高科技水平，追求分析技术的高精密度和高准确度。例如icp-ms分析法、hplc分析法等；国内尿碘分析技术应用主要根据我国的国情，广泛利用中小设备，一方面采用物理、化学手段或联用技术。根据国标：wst 107-2006尿中碘的砷铈催化分光光度测定方法，目前国内检测尿碘时一般会用到消解仪、水浴和紫外分光光度计3种仪器设备，来完成尿碘、水碘的检测工作，由于尿碘、水碘检测过程中，对时间的要求比较严苛，导致操作者在3台仪器间的操作难度相应提高，试验数据的准确性和重复性难度加大。


技术实现要素：

4.本发明提供一种全自动尿碘仪及样品分析方法，避免了人为参与产生的误差，大大提高了试验的便捷性与准确性。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种全自动尿碘仪，其特征在于：移动平台设置于铝型材骨架上，在所述移动平台的三维移动空间内设置紫外检测器及水冷加热器，所述移动平台通过进样针向所述水冷加热器上的消解管提供试剂，所述移动平台通过所述进样针还向所述紫外检测器内提供检测样品，所述紫外检测器检测样品及参比液的光强度值；
7.所述紫外检测器包括紫外光源、光路箱体及硅光电池检测器，所述光路箱体的入口端设置若干个所述紫外光源，所述光路箱体的出口端设置所述硅光电池检测器，所述光路箱体上设置比色皿检测池及参比液检测池；
8.所述水冷加热器包括加热块及恒温箱体，所述恒温箱体内设置所述加热块，所述加热块内设置若干个消解孔，供所述消解管插入，所述加热块的底部设置冷却流道，所述冷却流道的出口与入口之间通过循环管路依次连通平行流散热器、冷却水箱及冷却泵，所述平行流散热器上设置冷却风扇，供风冷，所述冷却水箱内注入冷却剂，所述冷却泵供管路内的冷却剂循环，供所述加热块降温。
9.所述的全自动尿碘仪，其中：所述光路箱体内根据直射光路，依次设置透镜、遮光镜、分光镜、所述比色皿检测池、第一滤光镜及所述硅光电池检测器，在所述分光镜的折射光路上依次设置所述参比液检测池、第二滤光镜及所述硅光电池检测器；
10.所述紫外光源发送的紫外光经过所述透镜，供发散光修正为平行光，所述平行光经过所述遮光镜后保留中心位置的一束透射光，所述透射光经过所述分光镜后，分为两个
光路，其中一个为直射光路，而另一个为折射光路；
11.一个所述直射光路上的所述透射光射入所述比色皿检测池内，所述比色皿检测池内的样品发出的紫外光经过所述第一滤光镜过滤后，照射到所述硅光电池检测器内，检测样品的光强度值；
12.另一个所述折射光路上的所述透射光射入所述参比液检测池内，所述参比液检测池内的样品发出的紫外光经过所述第二滤光镜过滤后，照射到所述硅光电池检测器内，检测参比液的光强度值，通过比对样品及参比液的光强度值，能够分析出样品的浓度值。
13.所述的全自动尿碘仪，其中：所述冷却水箱上设置透气阀，所述透气阀内设置防水透气膜，供平衡所述冷却水箱的内外压差。
14.所述的全自动尿碘仪，其中：所述移动平台包括x轴臂、y轴臂及z轴臂，并依次传动连接，能够横向运动、纵向运动及垂直运动；
15.所述z轴臂内为密封空间，所述z轴臂内设置z轴滑块，所述z轴滑块通过z轴同步带与驱动装置传动连接，供所述z轴滑块垂直运动，所述z轴滑块与所述进样针固定连接，所述z轴臂的底端设置底部密封板，所述底部密封板上设置针孔，所述针孔呈锥形结构，外部通入的正压气体，供所述进样针外壁粘挂的试剂吹散，并通过所述针孔流出，所述进样针通过所述针孔垂直运动。
16.所述的全自动尿碘仪，其中：所述进样针内分别独立设置一号针及二号针，所述一号针通过陶瓷泵及旋转阀分别与若干个试剂瓶连通，所述一号针供试剂的添加，所述二号针与蠕动泵连通，所述二号针供样品转移至所述比色皿检测池或对样品鼓泡混匀。
17.一种全自动尿碘仪的样品分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
18.步骤1、冷却水箱内注入适量的冷却剂，冷却剂通过循环管路注入冷却流道中，保证所述冷却流道及所述冷却水箱内的冷却液温度一致；
19.步骤2、加热块上插入若干个消解管，移动平台通过进样针向消解管内添加试剂，一号针向所有消解管内分别添加0.25ml碘标准使用系列溶液及尿样；
20.步骤3、所述一号针依次向消解管中加入1ml过硫酸铵溶液，二号针分别为消解管鼓泡混匀；
21.步骤4、鼓泡混匀完毕后，所述加热块按试验要求升温至100℃，并恒温消解60分钟；
22.步骤5、消解完成后，启动冷却风扇及冷却泵，冷却液通过流动进行热交换，将消解管中的样品降温到设定温度30℃，并保持恒温；
23.步骤6、所述一号针依次间隔30秒向第一批30根消解管中加入2.5ml亚砷酸溶液，每根消解管加液完成后，所述二号针即对样品分别进行鼓泡混匀，在第一个消解管中的样品混匀完成后，开始计时15分钟；
24.步骤7、在第一个消解管静置15分钟后，每间隔30s，所述一号针依次向第一批30根消解管中分别加入0.3ml硫酸铈铵溶液，并由所述二号针进行鼓泡混匀，同时开始计时30分钟；
25.步骤8、第一个消解管静置30分钟后，每间隔30s，所述二号针在所述移动平台的配合下，从第一个消解管中吸取3ml样品，并移动至参比液检测池上方，注入2.5ml样品至检测池进行光度测量；
26.步骤9、光度测量完成后，对所述二号针及所述参比液检测池进行清洗，同时准备对下一个消解管中的样品进行检测；
27.步骤10、第一批30根消解管中的样品依次检测完成后，可按照上述步骤6至步骤9，对下一批样品使用相同方法进行处理及检测分析。
28.本发明的有益效果：将消解、水浴、检测多项功能集一身，且整个试验过程中，高度自动化，避免了人为参与产生的误差，大大提高了试验的便捷性与准确性。
附图说明
29.图1为全自动尿碘仪的结构示意图。
30.图2为全自动尿碘仪的另一视角结构示意图。
31.图3为全自动尿碘仪的内部结构示意图。
32.图4为铝型材骨架的结构示意图。
33.图5为移动平台的结构示意图。
34.图6为z轴臂的剖视结构示意图。
35.图7为z轴臂的局部放大图。
36.图8为进样针的结构示意图。
37.图9为加热块的结构示意图。
38.图10为加热块的剖视结构示意图。
39.图11为冷却流道的结构示意图。
40.图12为水冷加热器的结构示意图。
41.图13为水冷加热器的另一视角结构示意图。
42.图14为紫外检测器的结构示意图。
43.图15为紫外检测器的光路示意图。
44.图16为一号针及二号针的管路流向示意图。
45.附图标记说明：1-紫外检测器；2-水冷加热器；3-移动平台；4-铝型材骨架；5-x轴臂；6-y轴臂；7-z轴臂；8-z轴滑块；9-z轴同步带；10-进样针；11-底部密封板；12-针孔；13-加热块；14-冷却流道；15-消解孔；16-恒温箱体；17-冷却风扇；18-平行流散热器；19-冷却水箱；20-透气阀；21-冷却泵；22-紫外光源；23-比色皿检测池；24-硅光电池检测器；25-透镜；26-遮光镜；27-分光镜；28-第一滤光镜；29-参比液检测池；30-第二滤光镜；31-一号针；32-二号针。
具体实施方式
46.如图1至图16所示的一种全自动尿碘仪，其中包括紫外检测器1、水冷加热器2及移动平台3。
47.所述移动平台3设置于铝型材骨架4上，在所述移动平台3的三维移动空间内设置所述紫外检测器1及所述水冷加热器2，所述移动平台3通过进样针10向所述水冷加热器2上的消解管提供试剂，所述移动平台3通过所述进样针10还向所述紫外检测器1内提供检测样品，所述紫外检测器1检测样品及参比液的光强度值。
48.所述紫外检测器1包括紫外光源22、光路箱体及硅光电池检测器24，所述光路箱体
的入口端设置若干个所述紫外光源22，所述光路箱体的出口端设置所述硅光电池检测器24。
49.所述光路箱体内根据直射光路依次设置透镜25、遮光镜26、分光镜27、所述比色皿检测池23、第一滤光镜28及所述硅光电池检测器24，还在所述分光镜27的折射光路上依次设置所述参比液检测池29、第二滤光镜30及所述硅光电池检测器24。
50.所述紫外光源22发送的紫外光经过所述透镜25，能够将发散光修正为平行光，所述平行光再经过所述遮光镜26之后，在中心位置上保留一束透射光，保留的所述透射光经过所述分光镜27后，会分成两个光路，其中一个光路是直射光路，而另一个光路是折射光路。
51.一个直射光路上的所述透射光射入所述比色皿检测池23内，所述比色皿检测池23内的样品发出的紫外光经过所述第一滤光镜28过滤后，照射到所述硅光电池检测器24内，检测样品的光强度值。
52.另一个折射光路上的所述透射光射入所述参比液检测池29内，所述参比液检测池29内的样品发出的紫外光经过所述第二滤光镜30过滤后，照射到所述硅光电池检测器24内，检测参比液的光强度值，通过比对样品及参比液的光强度值，能够分析出样品的浓度值。
53.所述水冷加热器2包括加热块13及恒温箱体16，所述恒温箱体16内设置所述加热块13，所述加热块13内设置若干个消解孔15，供所述消解管插入，所述加热块13的底部设置冷却流道14，所述冷却流道14的出口与入口之间通过循环管路依次连通平行流散热器18、冷却水箱19及冷却泵21，所述平行流散热器18上设置冷却风扇17，供风冷，所述冷却水箱19内注入冷却剂，所述冷却水箱19上设置透气阀20，所述透气阀20内设置防水透气膜，供平衡所述冷却水箱(19)的内外压差，所述冷却泵21供管路内的冷却剂循环，供所述加热块3降温。
54.所述移动平台3包括x轴臂5、y轴臂6及z轴臂7，并依次传动连接，能够横向运动、纵向运动及垂直运动。
55.所述z轴臂7内设置为密封空间，所述z轴臂7的内部设置z轴滑块8，所述z轴滑块8通过z轴同步带9与驱动装置传动连接，供所述z轴滑块8垂直运动，所述z轴滑块8与所述进样针10固定连接，所述z轴臂7的底端设置底部密封板11，所述底部密封板11上设置针孔12，所述针孔12呈锥形结构，外部通入的正压气体，能够将所述进样针10外壁粘挂的试剂吹散，吹散的试剂通过所述针孔12流出所述z轴臂7，所述进样针10通过所述针孔12垂直运动。
56.所述进样针10内分别独立设置一号针31及二号针32。
57.所述一号针31通过陶瓷泵及旋转阀分别与若干个试剂瓶连通，通过旋转阀选择试剂后，启动陶瓷泵，并按要求进行试剂的添加。
58.所述二号针32与蠕动泵连通，所述二号针32供样品转移或对样品鼓泡混匀。
59.样品转移时，蠕动泵反转，所述二号针32将样品从消解管中吸出，在所述移动平台3的控制下移动到所述比色皿检测池23的上方，蠕动泵正转，将吸入的样品推入所述比色皿检测池23中。
60.对样品鼓泡混匀时，蠕动泵反转，吸入一定量的空气后，在所述移动平台3的控制下移动到消解管内，蠕动泵正转，将吸入的空气通过所述二号针32排出，排出的气泡可对消
解管内的样品起到混匀的作用。
61.一种全自动尿碘仪的样品分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
62.步骤1、冷却水箱19内注入适量的冷却剂，冷却剂通过循环管路注入冷却流道14中，保证所述冷却流道14及所述冷却水箱19内的冷却液温度一致；
63.步骤2、加热块13上插入若干个消解管，移动平台3通过进样针10向消解管内添加试剂，一号针31向所有消解管内分别添加0.25ml碘标准使用系列溶液及尿样；
64.步骤3、所述一号针31依次向消解管中加入1ml过硫酸铵溶液，二号针32分别为消解管鼓泡混匀；
65.步骤4、鼓泡混匀完毕后，所述加热块13按试验要求升温至100℃，并恒温消解60分钟；
66.步骤5、消解完成后，启动冷却风扇17及冷却泵21，冷却液通过流动进行热交换，将消解管中的样品降温到设定温度30℃，并保持恒温；
67.步骤6、所述一号针31依次间隔30秒向第一批30根消解管中加入2.5ml亚砷酸溶液，每根消解管加液完成后，所述二号针32即对样品分别进行鼓泡混匀，在第一个消解管中的样品混匀完成后，开始计时15分钟；
68.步骤7、在第一个消解管静置15分钟后，每间隔30s，所述一号针31依次向第一批30根消解管中分别加入0.3ml硫酸铈铵溶液，并由所述二号针32进行鼓泡混匀，同时开始计时30分钟；
69.步骤8、第一个消解管静置30分钟后，每间隔30s，所述二号针32在所述移动平台3的配合下，从第一个消解管中吸取3ml样品，并移动至参比液检测池29上方，注入2.5ml样品至检测池进行光度测量；
70.步骤9、光度测量完成后，对所述二号针32及所述参比液检测池29进行清洗，同时准备对下一个消解管中的样品进行检测；
71.步骤10、第一批30根消解管中的样品依次检测完成后，可按照上述步骤6至步骤9，对下一批样品使用相同方法进行处理及检测分析。
72.本发明的优点：
73.将消解、水浴、检测多项功能集一身，且整个试验过程中，高度自动化，避免了人为参与产生的误差，大大提高了试验的便捷性与准确性。
74.以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种全自动尿碘仪，其特征在于：移动平台(3)设置于铝型材骨架(4)上，在所述移动平台(3)的三维移动空间内设置紫外检测器(1)及水冷加热器(2)，所述移动平台(3)通过进样针(10)向所述水冷加热器(2)上的消解管提供试剂，所述移动平台(3)通过所述进样针(10)还向所述紫外检测器(1)内提供检测样品，所述紫外检测器(1)检测样品及参比液的光强度值；所述紫外检测器(1)包括紫外光源(22)、光路箱体及硅光电池检测器(24)，所述光路箱体的入口端设置若干个所述紫外光源(22)，所述光路箱体的出口端设置所述硅光电池检测器(24)，所述光路箱体上设置比色皿检测池(23)及参比液检测池(29)；所述水冷加热器(2)包括加热块(13)及恒温箱体(16)，所述恒温箱体(16)内设置所述加热块(13)，所述加热块(13)内设置若干个消解孔(15)，供所述消解管插入，所述加热块(13)的底部设置冷却流道(14)，所述冷却流道(14)的出口与入口之间通过循环管路依次连通平行流散热器(18)、冷却水箱(19)及冷却泵(21)，所述平行流散热器(18)上设置冷却风扇(17)，供风冷，所述冷却水箱(19)内注入冷却剂，所述冷却泵(21)供管路内的冷却剂循环，供所述加热块(3)降温。2.如权利要求1所述的全自动尿碘仪，其特征在于：所述光路箱体内根据直射光路，依次设置透镜(25)、遮光镜(26)、分光镜(27)、所述比色皿检测池(23)、第一滤光镜(28)及所述硅光电池检测器(24)，在所述分光镜(27)的折射光路上依次设置所述参比液检测池(29)、第二滤光镜(30)及所述硅光电池检测器(24)；所述紫外光源(22)发送的紫外光经过所述透镜(25)，供发散光修正为平行光，所述平行光经过所述遮光镜(26)后保留中心位置的一束透射光，所述透射光经过所述分光镜(27)后，分为两个光路，其中一个为直射光路，而另一个为折射光路；一个所述直射光路上的所述透射光射入所述比色皿检测池(23)内，所述比色皿检测池(23)内的样品发出的紫外光经过所述第一滤光镜(28)过滤后，照射到所述硅光电池检测器(24)内，检测样品的光强度值；另一个所述折射光路上的所述透射光射入所述参比液检测池(29)内，所述参比液检测池(29)内的样品发出的紫外光经过所述第二滤光镜(30)过滤后，照射到所述硅光电池检测器(24)内，检测参比液的光强度值，通过比对样品及参比液的光强度值，能够分析出样品的浓度值。3.如权利要求1所述的全自动尿碘仪，其特征在于：所述冷却水箱(19)上设置透气阀(20)，所述透气阀(20)内设置防水透气膜，供平衡所述冷却水箱(19)的内外压差。4.如权利要求1所述的全自动尿碘仪，其特征在于：所述移动平台(3)包括x轴臂(5)、y轴臂(6)及z轴臂(7)，并依次传动连接，能够横向运动、纵向运动及垂直运动；所述z轴臂(7)内为密封空间，所述z轴臂(7)内设置z轴滑块(8)，所述z轴滑块(8)通过z轴同步带(9)与驱动装置传动连接，供所述z轴滑块(8)垂直运动，所述z轴滑块(8)与所述进样针(10)固定连接，所述z轴臂(7)的底端设置底部密封板(11)，所述底部密封板(11)上设置针孔(12)，所述针孔(12)呈锥形结构，外部通入的正压气体，供所述进样针(10)外壁粘挂的试剂吹散，并通过所述针孔(12)流出，所述进样针(10)通过所述针孔(12)垂直运动。5.如权利要求1所述的全自动尿碘仪，其特征在于：所述进样针(10)内分别独立设置一号针(31)及二号针(32)，所述一号针(31)通过陶瓷泵及旋转阀分别与若干个试剂瓶连通，
所述一号针(31)供试剂的添加，所述二号针(32)与蠕动泵连通，所述二号针(32)供样品转移至所述比色皿检测池(23)或对样品鼓泡混匀。6.一种全自动尿碘仪的样品分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、冷却水箱(19)内注入适量的冷却剂，冷却剂通过循环管路注入冷却流道(14)中，保证所述冷却流道(14)及所述冷却水箱(19)内的冷却液温度一致；步骤2、加热块(13)上插入若干个消解管，移动平台(3)通过进样针(10)向消解管内添加试剂，一号针(31)向所有消解管内分别添加0.25ml碘标准使用系列溶液及尿样；步骤3、所述一号针(31)依次向消解管中加入1ml过硫酸铵溶液，二号针(32)分别为消解管鼓泡混匀；步骤4、鼓泡混匀完毕后，所述加热块(13)按试验要求升温至100℃，并恒温消解60分钟；步骤5、消解完成后，启动冷却风扇(17)及冷却泵(21)，冷却液通过流动进行热交换，将消解管中的样品降温到设定温度30℃，并保持恒温；步骤6、所述一号针(31)依次间隔30秒向第一批30根消解管中加入2.5ml亚砷酸溶液，每根消解管加液完成后，所述二号针(32)即对样品分别进行鼓泡混匀，在第一个消解管中的样品混匀完成后，开始计时15分钟；步骤7、在第一个消解管静置15分钟后，每间隔30s，所述一号针(31)依次向第一批30根消解管中分别加入0.3ml硫酸铈铵溶液，并由所述二号针(32)进行鼓泡混匀，同时开始计时30分钟；步骤8、第一个消解管静置30分钟后，每间隔30s，所述二号针(32)在所述移动平台(3)的配合下，从第一个消解管中吸取3ml样品，并移动至参比液检测池(29)上方，注入2.5ml样品至检测池进行光度测量；步骤9、光度测量完成后，对所述二号针(32)及所述参比液检测池(29)进行清洗，同时准备对下一个消解管中的样品进行检测；步骤10、第一批30根消解管中的样品依次检测完成后，可按照上述步骤6至步骤9，对下一批样品使用相同方法进行处理及检测分析。

技术总结
本发明是一种全自动尿碘仪及样品分析方法，其特征在于：移动平台设置于铝型材骨架上，在所述移动平台的三维移动空间内设置紫外检测器及水冷加热器，所述移动平台通过进样针向所述水冷加热器上的消解管提供试剂，所述移动平台通过所述进样针还向所述紫外检测器内提供检测样品，所述紫外检测器检测样品及参比液的光强度值，本发明将消解、水浴、检测多项功能集一身，且整个试验过程中，高度自动化，避免了人为参与产生的误差，大大提高了试验的便捷性与准确性。与准确性。与准确性。


技术研发人员：刘学 马永利 李鹤 贺有胜 刘祎然 韩飚 黄图江 胡克
受保护的技术使用者：莱伯泰科（天津）科技有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/8/31