CN104713858A - 全自动时间分辨荧光分析装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动时间分辨荧光分析装置及使用方法，包括样本加注单元、时间分辨荧光检测单元、震荡孵育单元、微孔板搬运单元、试剂加注单元、若干洗板单元、加样平台、试剂放置区、样本放置区、加样针清洗单元、左右导轨和控制单元；样本加注单元和微孔板搬运单元移动地安装在左导轨上；试剂加注单元移动地安装在右导轨上；洗板单元包括导轨、托盘、洗板头和加液头，托盘安装在导轨上并沿导轨左右移动，洗板头通过支架安装在导轨一侧且上下移动，加液头通过支架安装在导轨一侧并前后移动。本发明实现不同实验步骤的调度控制和优化组合，可以自动快速可靠地完成测试实验，提高了测试效率。

Description

全自动时间分辨荧光分析装置及使用方法

技术领域

本发明涉及医疗器械中的体外检测设备，具体属于一种全自动时间分辨荧光分析装置。

背景技术

时间分辨荧光免疫分析(Time-resolved Fluorescence Immunoassay,简称TRFIA)是当前一种广泛应用于临床和科研上的重要免疫分析方法，它利用镧系元素标记抗原或抗体，根据镧系元素螯合物的发光特点，用时间分辨技术测量荧光，同时检测波长和时间两个参数进行信号分辨，可以有效地排除非特异荧光的干扰，极大地提高分析的灵敏度。因此，该方法具有灵敏度高、本底值低、可重复测量等特点。

然而，目前还没有针对TRFIA技术设计的专业全自动化设备。市面上常见的做法是选用通用的血液处理平台（如Tecan公司的Freedom EVO、HAMILTON公司的ELISA-STAR等）去实现TRFIA实验的自动化。但是，由于前述平台并非专门为TRFIA设计，因此利用这些平台进行TRFIA实验时，某些功能模块与实际的匹配性较差，导致测试结果不准确，且成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种全自动时间分辨荧光分析装置及使用方法，可以快速准确地完成时间分辨荧光分析过程，提高检测效率，降低人力成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种全自动时间分辨荧光分析装置，包括样本加注单元、时间分辨荧光检测单元、震荡孵育单元、微孔板搬运单元、试剂加注单元、若干洗板单元、加样平台、试剂放置区、样本放置区、加样针清洗单元、左导轨、右导轨和控制单元；

所述样本加注单元，安装在左导轨上并可沿左导轨移动，用于样本稀释和向微孔板中加注样本；

所述微孔板搬运单元，安装在左导轨上并可沿左导轨移动，用于将微孔板在时间分辨荧光检测单元、震荡孵育单元、洗板单元和加样平台之间移动；

所述时间分辨荧光检测单元，用于对微孔板中的样本进行荧光检测；

所述震荡孵育单元，具有若干容纳微孔板的震荡架，用于储存微孔板以及对微孔板中的样本进行震荡孵育；

所述试剂加注单元，安装在右导轨上并可沿右导轨移动，其上装有一次性加样头，用于向微孔板中加注试剂；

所述洗板单元，包括导轨、托盘、洗板头和加液头，所述托盘安装在导轨上并沿导轨左右移动，所述洗板头通过支架安装在导轨一侧且沿所在支架上下移动，所述加液头通过支架安装在导轨一侧，该加液头沿所在支架前后移动；

所述试剂放置区，用于存放试剂、加样头和试剂稀释杯；

所述加样针清洗单元、样本放置区、加样平台和试剂放置区从左至右设于装置平台上；

所述控制单元，与样本加注单元、时间分辨荧光检测单元、震荡孵育单元、微孔板搬运单元、试剂加注单元、洗板单元中的托盘、洗板头和加液头电性连接。

进一步地，所述时间分辨荧光检测单元和震荡孵育单元安装在左导轨的下方。

其中，所述样本加注单元具有多个独立的加注头，每个加注头上装有一可重复使用的采样针。

优选的，所述微孔板具有不同的识别条码，所述微孔板搬运单元具有条码扫描器。

优选的，所述试剂加注单元具有识别试剂的条码扫描器。

较佳的，所述震荡孵育单元中具有温控器和加热器。

本发明还提供所述全自动时间分辨荧光分析装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1，样本被放入样本放置区，试剂被放入试剂放置区，微孔板被放置在加样平台上并由微孔板搬运单元移至震荡孵育单元中存储；

步骤2，微孔板搬运单元将存储在震荡孵育单元中的微孔板移动至加样平台上，样本加注单元将样本放置区的样本加注到加样平台上的微孔板中，每加注一次样本，样本加注单元移动至加样针清洗单元处清洗一次；

步骤3，微孔板搬运单元将微孔板从加样平台处移动至震荡孵育单元中，所述微孔板在震荡孵育单元中进行震荡孵育；

步骤4，试剂加注单元在控制单元的驱动下识别试剂放置区的试剂，并配置所需试剂置入试剂放置区的试剂稀释杯中；

步骤5，洗板单元中的托盘沿导轨运动至左端，微孔板搬运单元将震荡孵育单元中的微孔板取出放入托盘中，洗板单元中的洗板头对微孔板进行若干次清洗；

步骤6，微孔板在托盘的带动下运动至导轨的右端，试剂加注单元将试剂稀释杯中的试剂加注到微孔板中；

步骤7，微孔板在托盘的带动下运动至导轨的左端，微孔板搬运单元将托盘中的微孔板移动至震荡孵育单元中，所述微孔板在震荡孵育单元中进行震荡孵育；

步骤8，微孔板搬运单元将震荡孵育单元中的微孔板取出放入托盘中，洗板单元中的洗板头对微孔板进行若干次清洗；

步骤9，洗板单元中的加液头向微孔板的微孔中加注增强液，微孔板搬运单元将微孔板移动至震荡孵育单元中进行震荡孵育；

步骤10，微孔板搬运单元将震荡孵育单元中的微孔板取出放入时间分辨荧光检测单元中，读取荧光值；

步骤11，微孔板搬运单元将微孔板从时间分辨荧光检测单元中取出暂存在震荡孵育单元中，待实验结束后再由微孔板搬运单元移至加样平台上被取走。

其中，在步骤5和步骤8中，所述洗板头向微孔板的微孔中注满洗涤液，浸泡后再将洗涤液吸走，完成一次清洗。

本发明合理布置各功能模块的结构及位置，并通过控制单元实现不同实验步骤的调度控制和优化组合，可以自动快速可靠地完成测试实验，提高了测试效率，减少了人工的参与。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中清洗单元的结构示意图。

其中附图标记说明如下：

1为样本加注单元；2为左导轨；3为时间分辨荧光检测单元；4为震荡孵育单元；5为微孔板搬运单元；6为右导轨；7为试剂加注单元；8为试剂放置区；9为洗板单元；10为加样平台；11为微孔板；12为样本放置区；13为加样针清洗单元；14为托盘；15为导轨；16为加液头；17为洗板头。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的全自动时间分辨荧光分析装置，如图1所示，包括样本加注单元1、时间分辨荧光检测单元3、震荡孵育单元4、微孔板搬运单元5、试剂加注单元7、若干洗板单元9、加样平台10、试剂放置区8、样本放置区12、加样针清洗单元13、左导轨2、右导轨6和控制单元；

所述样本加注单元1，安装在左导轨2上并可沿左导轨2移动，用于样本稀释和向微孔板11中加注样本；

所述微孔板搬运单元5，为机械手结构（参照实用新型201320416654.3），其安装在左导轨2上并可沿左导轨2移动，用于将微孔板11在时间分辨荧光检测单元3、震荡孵育单元4、洗板单元9和加样平台10之间移动；

所述时间分辨荧光检测单元3，用于对微孔板11中的样本进行荧光检测；

所述震荡孵育单元4，具有若干容纳微孔板11的震荡架（参照实用新型201320416698.6），用于储存微孔板11以及对微孔板11中的样本进行震荡孵育；

所述试剂加注单元7，安装在右导轨6上并可沿右导轨6移动，为加样枪结构，其上装有一次性加样头（参照实用新型201320416034.X），用于向微孔板11中加注试剂；

所述洗板单元9，包括导轨15、托盘14、洗板头17和加液头16，所述托盘14安装在导轨15上并沿导轨15左右移动，所述洗板头17通过支架安装在导轨15一侧且沿所在支架上下移动，所述加液头16通过支架安装在导轨15一侧，该加液头16沿所在支架前后移动；

所述试剂放置区8，用于存放试剂、加样头和试剂稀释杯；

所述加样针清洗单元13、样本放置区12、加样平台10和试剂放置区8从左至右设于装置平台上；

所述控制单元，与样本加注单元1、时间分辨荧光检测单元3、震荡孵育单元4、微孔板搬运单元5、试剂加注单元7、洗板单元9中的托盘14、洗板头17和加液头16电性连接。

在上述结构中，时间分辨荧光检测单元3和震荡孵育单元4安装在左导轨2的下方，可以有效地减小装置的占用空间和体积。

样本加注单元1具有多个独立的加注头，在本实施例中，以六个加注头为例，每个加注头上装有一可重复使用的采样针，该采样针利用空气置换的原理取液加液。更佳的，各加注头之间的间距可以调节，可以满足向不同规格的微孔板中加液的需要。

微孔板11具有不同的识别条码，微孔板搬运单元5具有条码扫描器。试剂加注单元7具有识别试剂的条码扫描器。

此外，为满足不同测试的需要，震荡孵育单元4中具有温控器和加热器。

进一步地，控制单元与一显示单元（显示器或液晶屏）相连。

以乙肝表面抗原（HBsAg）的TRFIA实验为例，说明前述装置的使用方法。

步骤1、准备工作，将样本（血清或者血浆）安放在样本放置区12；

步骤2、将HBsAg项目的微孔板11放置于加样平台10上，微孔板搬运单元5依次抓起微孔板11，读取其条码并将其搬运至震荡孵育单元4中，按照行业惯例通常使用96孔微孔板，即每板可做96个测试，如有多个项目，多个微孔板11可叠放于加样平台10上；

步骤3、将试剂放置于试剂放置区8，试剂加注单元7读取试剂放置区8的试剂，以确认其是所需的试剂；

步骤4、微孔板搬运单元5将HBsAg项目的微孔板11从震荡孵育单元4搬运至加样平台10上；

步骤5、样本加注单元1将样本放置区12的样本加注于加样平台10上的微孔板11中，每孔100μL；每加注一次后，样本加注单元1均移至加样针清洗单元13处清洗，以避免携带污染；当然，样本加注单元1可将样本按实验需求比例稀释，本实施例的HBsAg项目样本不需要稀释；

步骤6、微孔板搬运单元5将加样后的微孔板11从加样平台10搬运至震荡孵育单元4中；

步骤7、HBsAg微孔板11在震荡孵育单元4中室温震荡孵育40分钟；由于震荡孵育单元4具有温控器和加热器，如项目需要，可在震荡孵育的过程中进行加热；

步骤8、试剂加注单元7按将各试剂配置于试剂放置区8中的试剂稀释杯中；

步骤9、洗板单元9中的托盘14运动至导轨15的左端；

步骤10、微孔板搬运单元5将微孔板11从震荡孵育单元4搬运至洗板单元9的托盘14上；在本实施例中设置有两个洗板单元，以解决做多个项目的实验时，洗板单元资源不足的问题；

步骤11、托盘14带动微孔板11移至洗板头17所在位置，洗板单元9对HBsAg微孔板11清洗4次，洗板头17将微孔板11上的微孔中注满洗涤液，浸泡约一秒种，再将洗涤液吸走，即为一次清洗；

步骤12、洗板单元9中的托盘14带着微孔板11运动至导轨15的右端；

步骤13、试剂加注单元7将步骤8中已配置好的试剂加注于洗板单元9托盘上的微孔板11中；

步骤14、洗板单元9中的托盘14带着微孔板11运动至导轨15的左端，微孔板搬运单元5将微孔板11从托盘14处搬运至震荡孵育单元4中；

步骤15、微孔板11在震荡孵育单元4中震荡孵育40分钟；

步骤16、重复步骤9、10、11，但洗板次数改为6次；

步骤17、托盘14带动微孔板11移动至加液头16所在位置，加液头16往微孔板11中加注增强液（时间分辨试剂盒中的专用试剂），每孔200μL；

步骤18、洗板单元9上的托盘14带着微孔板11运动至导轨15的左端，微孔板搬运单元5将微孔板11搬运至震荡孵育单元4中；

步骤19、微孔板11在震荡孵育单元4中震荡孵育5分钟；

步骤20、微孔板搬运单元5将微孔板11从震荡孵育单元4中取出并搬运至时间分辨荧光检测单元3中，读取荧光值；

步骤21、微孔板搬运单元5将微孔板11从时间分辨荧光检测单元3中取出，并搬运至震荡孵育单元4暂存；

步骤22、实验结束，微孔板搬运单元5将微孔板11搬运至加样平台10，并由操作者收取走。

上述仅以乙肝表面抗原（HBsAg）的TRFIA实验为例说明，进行其它TRFIA实验时，洗板次数、震荡孵育时间和温度、试剂和增强液等类型可相应变换。

本发明合理布置各功能模块的结构及位置，并通过控制单元实现不同实验步骤的调度控制和优化组合，可以自动快速可靠地完成测试实验，提高了测试效率，减少了人工的参与。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，其并非对本发明进行限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员对各单元的结构等做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。

Claims (8)

1.一种全自动时间分辨荧光分析装置，其特征在于，包括样本加注单元（1）、时间分辨荧光检测单元（3）、震荡孵育单元（4）、微孔板搬运单元（5）、试剂加注单元（7）、若干洗板单元（9）、加样平台（10）、试剂放置区（8）、样本放置区（12）、加样针清洗单元（13）、左导轨（2）、右导轨（6）和控制单元；

所述样本加注单元（1），安装在左导轨（2）上并可沿左导轨（2）移动，用于样本稀释和向微孔板（11）中加注样本；

所述微孔板搬运单元（5），安装在左导轨（2）上并可沿左导轨（2）移动，用于将微孔板（11）在时间分辨荧光检测单元（3）、震荡孵育单元（4）、洗板单元（9）和加样平台（10）之间移动；

所述时间分辨荧光检测单元（3），用于对微孔板（11）中的样本进行荧光检测；

所述震荡孵育单元（4），具有若干容纳微孔板（11）的震荡架，用于储存微孔板（11）以及对微孔板（11）中的样本进行震荡孵育；

所述试剂加注单元（7），安装在右导轨（6）上并可沿右导轨（6）移动，其上装有一次性加样头，用于向微孔板（11）中加注试剂；

所述洗板单元（9），包括导轨（15）、托盘（14）、洗板头（17）和加液头（16），所述托盘（14）安装在导轨（15）上并沿导轨（15）左右移动，所述洗板头（17）通过支架安装在导轨（15）一侧且沿所在支架上下移动，所述加液头（16）通过支架安装在导轨（15）一侧，该加液头（16）沿所在支架前后移动；

所述试剂放置区（8），用于存放试剂、加样头和试剂稀释杯；

所述加样针清洗单元（13）、样本放置区（12）、加样平台（10）和试剂放置区（8）从左至右设于装置平台上；

所述控制单元，与样本加注单元（1）、时间分辨荧光检测单元（3）、震荡孵育单元（4）、微孔板搬运单元（5）、试剂加注单元（7）、洗板单元（9）中的托盘（14）、洗板头（17）和加液头（16）电性连接。

2.根据权利要求1所述的全自动时间分辨荧光分析装置，其特征在于，所述时间分辨荧光检测单元（3）和震荡孵育单元（4）安装在左导轨（2）的下方。

3.根据权利要求1所述的全自动时间分辨荧光分析装置，其特征在于，所述样本加注单元（1）具有多个独立的加注头，每个加注头上装有一可重复使用的采样针。

4.根据权利要求1所述的全自动时间分辨荧光分析装置，其特征在于，所述微孔板（11）具有不同的识别条码，所述微孔板搬运单元（5）具有条码扫描器。

5.根据权利要求1所述的全自动时间分辨荧光分析装置，其特征在于，所述试剂加注单元（7）具有识别试剂的条码扫描器。

6.根据权利要求1所述的全自动时间分辨荧光分析装置，其特征在于，所述震荡孵育单元（4）中具有温控器和加热器。

7.如权利要求1所述的全自动时间分辨荧光分析装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，样本被放入样本放置区（12），试剂被放入试剂放置区（8），微孔板（11）被放置在加样平台（10）上并由微孔板搬运单元（5）移至震荡孵育单元（4）中存储；

步骤2，微孔板搬运单元（5）将存储在震荡孵育单元（4）中的微孔板（11）移动至加样平台（10）上，样本加注单元（1）将样本放置区（12）的样本加注到加样平台（10）上的微孔板（11）中，每加注一次样本，样本加注单元（1）移动至加样针清洗单元（13）处清洗一次；

步骤3，微孔板搬运单元（5）将微孔板（11）从加样平台（10）处移动至震荡孵育单元（4）中，所述微孔板（11）在震荡孵育单元（4）中进行震荡孵育；

步骤4，试剂加注单元（7）在控制单元的驱动下识别试剂放置区（8）的试剂，并配置所需试剂置入试剂放置区（8）的试剂稀释杯中；

步骤5，洗板单元（9）中的托盘（14）沿导轨（15）运动至左端，微孔板搬运单元（5）将震荡孵育单元（4）中的微孔板（11）取出放入托盘（14）中，洗板单元（9）中的洗板头（17）对微孔板（11）进行若干次清洗；

步骤6，微孔板（11）在托盘（14）的带动下运动至导轨（15）的右端，试剂加注单元（7）将试剂稀释杯中的试剂加注到微孔板（11）中；

步骤7，微孔板（11）在托盘（14）的带动下运动至导轨（15）的左端，微孔板搬运单元（5）将托盘（14）中的微孔板（11）移动至震荡孵育单元（4）中，所述微孔板（11）在震荡孵育单元（4）中进行震荡孵育；

步骤8，微孔板搬运单元（5）将震荡孵育单元（4）中的微孔板（11）取出放入托盘（14）中，洗板单元（9）中的洗板头（17）对微孔板（11）进行若干次清洗；

步骤9，洗板单元（9）中的加液头（16）向微孔板（11）的微孔中加注增强液，微孔板搬运单元（5）将微孔板（11）移动至震荡孵育单元（4）中进行震荡孵育；

步骤10，微孔板搬运单元（5）将震荡孵育单元（4）中的微孔板（11）取出放入时间分辨荧光检测单元（3）中，读取荧光值；

步骤11，微孔板搬运单元（5）将微孔板（11）从时间分辨荧光检测单元（3）中取出暂存在震荡孵育单元（4）中，待实验结束后再由微孔板搬运单元（5）移至加样平台（10）上被取走。

8.根据权利要求7所述的全自动时间分辨荧光分析装置的使用方法，其特征在于，在步骤5和步骤8中，所述洗板头（17）向微孔板（11）的微孔中注满洗涤液，浸泡后再将洗涤液吸走，完成一次清洗。