一种基于激光共聚焦技术的全自动免疫分析仪及其检测方法与流程

1.本发明属于生物试剂领域，涉及一种基于激光共聚焦技术的全自动免疫分析仪，还涉及一种检测方法。


背景技术：

2.荧光免疫分析法和化学发光法是分子发光光谱分析法中的一类，前者的优点是信号稳定，发光可控，只有在激发光激发后，待测物质才会发出荧光，荧光的强度与待测物质的浓度成正比。传统的荧光免疫分析工作于400-600nm的可见光光谱范围，它的弱点是背景噪声大，检测灵敏度低。后者依据化学检测体系中待测物浓度与体系的化学发光强度在一定条件下呈线性定量关系的原理，利用仪器对待测物质发光强度的检测，而确定待测物含量，它分为间接化学发光法、直接化学发光法和电化学发光法等，间接化学发光法和直接化学发光法的弱点是发光不可控，信号稳定性差。电化学发光法发光可控，但是共用检测池，控制不好时存在交叉污染的情况。
3.化学发光免疫检测是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合，用于各种抗原、抗体、激素、酶、维生素和药物等的检测分析技术。是继放免分析、酶免分析、荧光免疫分析和时间分辨荧光免疫分析之后发展起来的一项免疫测定技术。化学发光法具有灵敏度高，特异性强，准确度高，检测范围宽等优点。相对于酶联免疫检测法的半定量，化学发光是真正的定量，且检测速度较快，更为方便。同时，化学发光标记物稳定，试剂有效期长，大大方便了临床应用的需要。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种基于激光共聚焦技术的全自动免疫分析仪，通过采用激光共聚焦技术结合近红外荧光技术，解决间接化学发光法和直接化学发光法中发光信号不稳定的问题，同时解决电化学发光法共用检测池存在交叉污染的问题。既保留了荧光免疫分析法中信号稳定性强的优点，而且具备了化学发光法高灵敏度和宽线性范围的优点，是两种方法的完美结合。
5.本技术公开了一种基于激光共聚焦技术的全自动免疫分析仪，所述仪器包括以：x向运动模块、试剂条模块、z向运动模块、操作臂模块、磁吸模块和光学运动探测模块；其中，所述x向运动模块包含橡胶底脚、大底板、x向丝杆电机、电机固定座、宽幅导轨、连接块一，其中连接块一与宽幅导轨的滑块和x向丝杆电机的螺母相连，x向丝杆电机转动时，可以使连接块一沿着宽幅导轨的滑轨方向移动；试剂条模块包含试剂条固定板、管头架、废液槽、试剂条和加热棒，其中试剂条固定板与x向运动模块的连接块一连接；所述z向运动模块包含连接板、斜撑、立柱、上固定板、下固定板、z轴丝杆电机、导向柱、滑块、导向柱固定座、连接臂、挡轴立柱，z轴丝杆电机通过连接臂连接导柱滑块，导柱滑块可沿着导柱上下滑动，挡轴立柱固定在下固定板上；操作臂模块包含排枪、退tip结构、注射泵、聚四氟乙烯管；磁吸模块包含固定板、磁吸电机、齿轮、齿条、直线滑轨、磁吸板、柱形磁铁，磁吸模块安装在z向
运动模块下方和试剂条固定板上方的区域，磁吸电机安装在固定板上，其上安装有齿轮，磁吸板安装在滑轨滑块上；光学运动探测模块包含横梁、y向贯穿轴式电机、电机座、连接块二、直线滑轨、手动微调台、光学探测器。
6.在一个优选例中，所述排枪一端用于加载tip头，另一端通过聚四氟乙烯管与注射泵相连，可以吸注试液。
7.在一个优选例中，所述磁吸模块中有两组直线滑轨，安装于固定板上。
8.在一个优选例中，所述磁吸板安装有齿条，端头安装有8个圆形磁铁。
9.在一个优选例中，所述光学运动探测模块的移动范围覆盖了试剂条固定板上的所有试剂条。
10.在一个优选例中，所述光学探测器通过手动微调台与连接块二相连。
11.在一个优选例中，所述操作臂模块与z向运动模块的滑块相连，可以垂向运动。
12.在一个优选例中，所述连接块二固定在滑轨滑块上，并与电机相连，当电机工作时可使连接块二沿着滑轨左右移动。
13.在一个优选例中，所述横梁固定在z向运动模块的立柱上，其上安装有直线滑轨和y向贯穿轴式电机。
14.本技术还公开了一种基于激光共聚焦技术的近红外荧光免疫检测方法，其特征在于，所述方法适用于权利要求1所述的小型全自动免疫分析仪，并包括以下步骤：
15.(1)吸取样品和裂解液：
16.z向丝杆电机提起排枪，x向丝杆电机将样本槽运送到tip头下方，z向丝杆电机再将tip头降到样本槽中，注射泵通过聚四氟乙烯管给tip头提供负压，tip头吸取样品液；重复上述步骤，将tip头降到裂解液试剂槽中，吸取裂解液；
17.(2)样品和裂解液的混合、稀释：
18.x向丝杆电机将稀释液试剂槽移动到tip头下方，z向丝杆电机将tip头降到稀释液试剂槽中，注射泵提供正压将样品和裂解液注入稀释液中，注射泵提供负压将混合液吸入tip头，再提供正压将混合液注入稀释液试剂槽中，如此再重复若干次，完成样品和裂解液的混合、稀释；
19.(3)将混合液与磁微粒液混合：
20.注射泵提供负压，吸取一定容量的稀释液；z向丝杆电机将tip头抬起，x向丝杆电机将磁微粒液试剂槽移动到tip头下方，z向丝杆电机将tip头降到磁微粒液中，注射泵提供正压将样品和裂解液的混合液注入磁微粒液中，注射泵依次提供负压、正压若干次，使前述混合液充分混合；
21.(4)恒温孵育以及磁微粒与反应液的分离：
22.接通2根加热棒的电源，使孵育槽处于一定恒温环境中；恒温孵育一定时间后，注射泵提供负压吸取全部磁微粒液，z向丝杆电机将tip头抬起；磁棒电机带动磁棒向前运动，靠近tip头侧壁；一定时间后，磁微粒完全吸附在tip头内壁上，注射泵提供正压将tip头中的反应液注射到磁微粒液试剂槽中，完成磁微粒与反应液的分离；
23.(5)清洗磁微粒：
24.x向丝杆电机将试剂条的第一清洗液槽移至tip头下方，磁棒电机运动暂时将磁棒移开，z向电机将tip头降到清洗液中，注射泵提供负压吸入清洗液，然后注射泵提供正压排
出tip头中的清洗液，重复这个过程一定的时间，然后注射泵提供负压吸入清洗液，z向电机将tip头抬起，磁棒电机运动将磁棒靠近tip头侧壁，缓慢排出清洗液；重复上述步骤，分别在第二清洗液槽和第三清洗液槽中完成后续的清洗工作；
25.(6)将磁珠和底物液混合并放入反应槽中：
26.z向丝杆电机将tip头抬起，x向丝杆电机将试剂条的反应槽移至tip下方，z向丝杆电机将tip头降至反应槽中，注射泵提供正压将底物液注入反应槽中，注射泵再提供负压、正压各若干次，完成磁珠与底物液的混合；
27.(7)完成反应液的检测和信号输出：
28.x向丝杆电机将试剂条反应槽移至光学运动探测模块物镜下方，开启激发光光源，光学探测器将接收到的近红外荧光信号转为电信号输出；y向贯穿轴式电机运动，使探测模块依次移至另七组试剂条反应槽上方，完成另七组反应液的检测和信号输出。
29.本技术的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本技术所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本技术上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均应该视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征a+b+c，在另一个例子中公开了特征a+b+d+e，而特征c和d是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征e技术上可以与特征c相组合，则，a+b+c+d的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而a+b+c+e的方案应当视为已经被记载。
附图说明
30.图1为本发明所述小型全自动免疫分析仪的侧视图；
31.图2为本发明所述小型全自动免疫分析仪的正视图；
32.图3为本发明所述小型全自动免疫分析仪的z向运动模块的示意图；
33.图4为本发明所述小型全自动免疫分析仪的试剂条模块的示意图；
34.图5为本发明所述小型全自动免疫分析仪的磁吸模块的示意图；
35.图6为本发明所述小型全自动免疫分析仪的试剂条模块中的试剂条组件的示意图；
36.图7为本发明所述小型全自动免疫分析仪的立体图；
37.图8为本发明所述检测方法的流程简图。
38.附图标记说明:
39.1-聚四氟乙烯管；2-操作臂模块；3-磁棒电机；4-磁吸模块；5-磁棒；6-试剂条模块；7-z向运动模块；8-y向贯穿轴式电机；9-光学运动探测模块；10-手动微调台；11-电机座；12-连接块二；13-直线滑轨；14-横梁；15-注射泵；16-x向丝杆电机；17-x向运动模块；18-排枪；19-tip头；20-大底板；21-宽幅滑轨；22-连接块一；23底脚；24-上固定板；25-z轴丝杆电机；26-导向柱固定座；27-滑块；28-导向柱；29-立柱；30-斜撑；31-连接板；32-下固定板；33-挡轴立柱；34-连接臂；35-加热棒；36-试剂条固定板；37-废液槽；38-管头架；39-试剂条；40-磁吸板；41-磁吸电机；42-柱形磁铁；43-直线滑轨；44-齿条；45-齿轮；46-固定
板；47-样品槽；48-裂解液槽；49-稀释液槽；50-磁微粒液槽；51-清洗液槽；52-反应槽
具体实施方式
40.本发明的发明人通过细致深入的研究，首次开发出了一种基于激光共聚焦技术的全自动免疫分析仪，通过采用激光共聚焦技术结合近红外荧光技术，解决间接化学发光法和直接化学发光法中发光信号不稳定的问题，同时解决电化学发光法共用检测池存在交叉污染的问题。既保留了荧光免疫分析法中信号稳定性强的优点，而且具备了化学发光法高灵敏度和宽线性范围的优点
41.本发明的优点在于：
42.1)本技术所涉及的免疫分析仪可用于血清和全血的免疫分析，在检测全血样本时，可以保持极高的检测灵敏度和稳定性，并且反应时间短，20分钟可以完成8个样品的检测
43.2)与免疫分析仪配套的试剂条采用集成式的试剂条，发光液、磁珠液、荧光素等预封装在试剂条中，即开即用，大大简化了仪器的设计，提高仪器的可靠性和使用的便利性
44.3)本技术所涉及的免疫分析仪采用了激光共聚焦技术，激发光波长和接受的荧光波长均处于700-900nm的近红外波段，克服了原有荧光免疫分析仪背景高的弱点，保持了荧光免疫分析仪信号稳定的优点，同时具有化学发光的灵敏度和线性范围。
45.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的实施方式作进一步地详细描述。
46.实施例
47.本发明公开了一种本技术公开了一种小型全自动免疫分析仪，所述仪器包括以：x向丝轴模块17、试剂条39模块6、z向运动模块7、操作臂模块2、磁吸模块4和光学运动探测模块9；
48.其中，所述x向丝轴模块17包含橡胶底脚23、大底板20、x向丝杆电机16、电机固定座、宽幅导轨、连接块一22，在一实施例中，所述连接块一22与宽幅导轨的滑块27和x向丝杆电机16的螺母相连，x向丝杆电机16转动时，可以使连接块一22沿着宽幅导轨的滑轨方向移动；
49.所述试剂条39模块6包含试剂条固定板36、管头架38、废液槽37、试剂条39和加热棒35，在一实施例中，所述试剂条固定板36与x向丝轴模块17的连接块一22相连；
50.所述z向运动模块7包含连接板31、斜撑30、立柱29、上固定板24、下固定板32、z轴丝杆电机25、导向柱28、滑块27、导向柱固定座26、连接臂34、挡轴立柱29，z轴丝杆电机25通过连接臂34连接导柱滑块27，导柱滑块27可沿着导柱上下滑动，挡轴立柱29固定在下固定板32上；
51.所述操作臂模块2包含排枪18、退tip结构、注射泵15、聚四氟乙烯管1，在一实施例中，所述排枪18一端用于加载tip头19，另一端通过聚四氟乙烯管1与注射泵15相连，可以吸注试液。在另一实施例中，所述操作臂模块2与z向运动模块7的滑块27相连，可以垂向运动。
52.磁吸模块4包含固定板46、磁吸电机41、齿轮45、齿条44、直线滑轨43、磁吸板40、柱形磁铁42，在一实施例中，所述磁吸模块4中有两组直线滑轨43，安装与固定板46上，并且所述磁吸模块4安装在z向运动模块7下方和试剂条固定板36上方的区域，所述磁吸板40安装
有齿条44，端头安装有8个圆形磁铁，所述磁吸电机41安装在固定板46上，其上安装有齿轮45，磁吸板40安装在滑轨滑块27上；
53.光学运动探测模块9包含横梁14、y向贯穿轴式电机8、电机座11、连接块二12、直线滑轨13、手动微调台10、光学探测器。在一实施例中，所述光学探测器通过手动微调台10与连接块二12相连，所述连接块二12固定在滑轨滑块27上，并与电机相连，当电机工作时可使连接块二12沿着滑轨左右移动，所述横梁14固定在z向运动模块7的立柱29上，其上安装有直线滑轨13和y向贯穿轴式电机8所述光学运动探测模块9的移动范围覆盖了试剂条固定板36上的所有试剂条39。
54.使用时，通过以下步骤进行近红外荧光免疫检测：
55.(1)吸取样品和裂解液：
56.z轴丝杆电机25提起排枪18，x向丝杆电机16将样品槽47运送到tip头19下方，z轴丝杆电机25再将tip头19降到样品槽47中，注射泵15通过聚四氟乙烯管1给tip头19提供负压，tip头19吸取样品液；重复上述步骤，将tip头19降到裂解液槽48中，吸取裂解液；
57.(2)样品和裂解液的混合、稀释：
58.x向丝杆电机16将稀释液槽49移动到tip头19下方，z轴丝杆电机25将tip头19降到稀释液槽49中，注射泵15提供正压将样品和裂解液注入稀释液中，注射泵15提供负压将混合液吸入tip头19，再提供正压将混合液注入稀释液槽49中，如此再重复若干次，完成样品和裂解液的混合、稀释；
59.(3)将混合液与磁微粒液混合：
60.注射泵15提供负压，吸取一定容量的稀释液；z轴丝杆电机25将tip头19抬起，x向丝杆电机16将磁微粒液槽50移动到tip头19下方，z轴丝杆电机25将tip头19降到磁微粒液中，注射泵15提供正压将样品和裂解液的混合液注入磁微粒液中，注射泵15依次提供负压、正压若干次，使前述混合液充分混合；
61.(4)恒温孵育以及磁微粒与反应液的分离：
62.接通2根加热棒35的电源，使孵育槽处于一定恒温环境中；恒温孵育一定时间后，注射泵15提供负压吸取全部磁微粒液，z轴丝杆电机25将tip头19抬起；磁棒电机3带动磁棒5向前运动，靠近tip头19侧壁；一定时间后，磁微粒完全吸附在tip头19内壁上，注射泵15提供正压将tip头19中的反应液注射到磁微粒液槽50中，完成磁微粒与反应液的分离；
63.(5)清洗磁微粒：
64.x向丝杆电机16将试剂条39的第一清洗液槽移至tip头19下方，磁棒电机3运动暂时将磁棒5移开，z向电机将tip头19降到清洗液中，注射泵15提供负压吸入清洗液，然后注射泵15提供正压排出清洗液，重复这个过程一定的时间，然后注射泵15提供负压吸入清洗液，z向电机将tip头19抬起，磁棒电机3运动将磁棒5靠近tip头19的侧壁，注射泵15提供正压缓慢排出tip头19中的清洗液；重复上述步骤，分别在第二清洗液槽和第三清洗液槽中完成后续的清洗工作；
65.(6)将磁珠和底物液混合并放入反应槽52中：
66.z轴丝杆电机25将tip头19抬起，x向丝杆电机16将试剂条39的反应槽52移至tip下方，z轴丝杆电机25将tip头19降至反应槽52中，注射泵15提供正压将底物液注入反应槽52中，注射泵15再提供负压、正压各若干次，完成磁珠与底物液的混合；
67.(7)完成反应液的检测和信号输出：
68.x向丝杆电机16将反应槽52移至光学运动探测模块9物镜下方，开启激发光光源，光学探测器将接收到的近红外荧光信号转为电信号输出；y向贯穿轴式电机8运动，使探测模块依次移至另七组反应槽52上方，完成另七组反应液的检测和信号输出。

技术特征：
1.一种基于激光共聚焦原理的免疫分析仪，其特征在于，所述仪器包括以：x向运动模块、试剂条模块、z向运动模块、操作臂模块、磁吸模块和光学运动探测模块；其中，所述x向运动模块包含橡胶底脚、大底板、x向丝杆电机、电机固定座、宽幅导轨、连接块一，其中连接块一与宽幅导轨的滑块和x向丝杆电机的螺母相连，x向丝杆电机转动时，可以使连接块一沿着宽幅导轨的滑轨方向移动；试剂条模块包含试剂条固定板、管头架、废液槽、试剂条和加热棒，其中试剂条固定板与x向运动模块的连接块一连接；所述z向运动模块包含连接板、斜撑、立柱、上固定板、下固定板、z轴丝杆电机、导向柱、滑块、导向柱固定座、连接臂、挡轴立柱，z轴丝杆电机通过连接臂连接导柱滑块，导柱滑块可沿着导柱上下滑动，挡轴立柱固定在下固定板上；操作臂模块包含排枪、退tip结构、注射泵、聚四氟乙烯管；磁吸模块包含固定板、磁吸电机、齿轮、齿条、直线滑轨、磁吸板、柱形磁铁，磁吸模块安装在z向运动模块下方和试剂条固定板上方的区域，磁吸电机安装在固定板上，其上安装有齿轮，磁吸板安装在滑轨滑块上；光学运动探测模块包含横梁、y向贯穿轴式电机、电机座、连接块二、直线滑轨、手动微调台、光学探测器。2.根据权利要求1所述的检测仪器，其特征在于，所述排枪一端用于加载tip头，另一端通过聚四氟乙烯管与注射泵相连，可以吸注试液。3.根据权利要求1所述的检测仪器，其特征在于，所述磁吸模块中有两组直线滑轨，安装于固定板上。4.根据权利要求1所述的检测仪器，其特征在于，所述磁吸板安装有齿条，端头安装有8个圆形磁铁。5.根据权利要求1所述的检测仪器，其特征在于，所述光学运动探测模块的移动范围覆盖了试剂条固定板上的所有试剂条。6.根据权利要求1所述的检测仪器，其特征在于，所述光学探测器通过手动微调台与连接块二相连。7.根据权利要求1所述的检测仪器，其特征在于，所述操作臂模块与z向运动模块的滑块相连，可以垂向运动。8.根据权利要求1所述的检测仪器，其特征在于，所述连接块二固定在滑轨滑块上，并与电机相连，当电机工作时可使连接块二沿着滑轨左右移动。9.根据权利要求1所述的检测仪器，其特征在于，所述横梁固定在z向运动模块的立柱上，其上安装有直线滑轨和y向贯穿轴式电机。10.一种基于激光共聚焦技术免疫检测方法，其特征在于，所述方法适用于权利要求1所述的免疫分析仪，并包括以下步骤：(1)吸取样品和裂解液：z向丝杆电机提起排枪，x向丝杆电机将样本槽运送到tip头下方，z向丝杆电机再将tip头降到样本槽中，注射泵通过聚四氟乙烯管给tip头提供负压，tip头吸取样品液；重复上述步骤，将tip头降到裂解液试剂槽中，吸取裂解液；(2)样品和裂解液的混合、稀释：x向丝杆电机将稀释液试剂槽移动到tip头下方，z向丝杆电机将tip头降到稀释液试剂槽中，注射泵提供正压将样品和裂解液注入稀释液中，注射泵提供负压将混合液吸入tip头，再提供正压将混合液注入稀释液试剂槽中，如此再重复若干次，完成样品和裂解液的混
合、稀释；(3)将混合液与磁微粒液混合：注射泵提供负压，吸取一定容量的稀释液；z向丝杆电机将tip头抬起，x向丝杆电机将磁微粒液试剂槽移动到tip头下方，z向丝杆电机将tip头降到磁微粒液中，注射泵提供正压将样品和裂解液的混合液注入磁微粒液中，注射泵依次提供负压、正压若干次，使前述混合液充分混合；(4)恒温孵育以及磁微粒与反应液的分离：接通2根加热棒的电源，使孵育槽处于一定恒温环境中；恒温孵育一定时间后，注射泵提供负压吸取全部磁微粒液，z向丝杆电机将tip头抬起；磁棒电机带动磁棒向前运动，靠近tip头侧壁；一定时间后，磁微粒完全吸附在tip头内壁上，注射泵提供正压将tip头中的反应液注射到磁微粒液试剂槽中，完成磁微粒与反应液的分离；(5)清洗磁微粒：x向丝杆电机将试剂条的第一清洗液槽移至tip头下方，磁棒电机运动暂时将磁棒移开，z向电机将tip头降到清洗液中，注射泵提供负压吸入清洗液，然后注射泵提供正压排出tip头中的清洗液，重复这个过程一定的时间，然后注射泵提供负压吸入清洗液，z向电机将tip头抬起，磁棒电机运动将磁棒靠近tip头侧壁，缓慢排出清洗液；重复上述步骤，分别在第二清洗液槽和第三清洗液槽中完成后续的清洗工作；(6)将磁珠和反应液混合并放入反应槽中：z向丝杆电机将tip头抬起，x向丝杆电机将试剂条的反应槽移至tip下方，z向丝杆电机将tip头降至反应槽中，注射泵提供负压吸入反应液，然后提供正压将反应液液注入反应槽中，重复若干次，完成磁珠与反应液的混合；(7)完成反应液的检测和信号输出：x向丝杆电机将试剂条反应槽移至光学运动探测模块物镜下方，开启激发光光源，光学探测器将接收到的近红外荧光信号转为电信号输出；y向贯穿轴式电机运动，使探测模块依次移至另七组试剂条反应槽上方，完成另七组反应液的检测和信号输出。

技术总结
本申请涉及生物试剂领域，公开了一种基于激光共聚焦技术的免疫分析仪及其检测方法。所述免疫分析仪包括：X向运动模块、试剂条模块、Z向运动模块、操作臂模块、磁吸模块和光学运动探测模块。所述检测方法包括(1)：吸取样品和裂解液；(2)：样品和裂解液的混合、稀释(3)：将混合液与磁微粒液混合；(4)恒温孵育以及磁微粒与反应液的分离：(5)清洗磁微粒：(6)将磁珠和反应液混合并放入反应槽中：(7)完成反应液的检测和信号输出：七个步骤。本申请的优势在于与其他免疫诊断方法相比，本仪器使用时具有测试灵敏度高，线性范围较宽，定量检测精准，操作简便的优势。简便的优势。简便的优势。


技术研发人员：任海飞 张旭 许颖原
受保护的技术使用者：上海萨迦生物科技有限公司
技术研发日：2022.03.08
技术公布日：2023/9/20