专利名称：全自动生化分析方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物样品成分的化学分析技术，特别是一种全自动生化分析方法及装置。
背景技术：
生化分析是实验室和临床诊断通常采用的方法，一般需要将被测样品(人或动物的体液，如血液、尿液等)与试剂分别定量吸取，注入反应杯，混匀，孵育，并且进行化学反应，同时测试混合液的比色值，通过计算分析确定各种生化分析项目的指标。一个生化分析项目完成以上步骤，往往需要几分钟到十几分钟，而一份待检的样品一般需要进行十几项生化指标的检测。
全自动生化分析仪分为流动式和分立式两种，分立式可实现双试剂或多试剂的检测，以提高临床生化检验速度，所以测试速度(Test/h，即每小时完成多少项生化指标测试)是生化仪的一个重要技术指标。
分立式全自动生化分析仪(以下简称生化仪)如图1所示，主要有反应系统的反应盘1和反应杯2，样品系统的样品盘3和样品臂4，试剂系统的试剂盘5和试剂臂6，搅拌机构7，清洗机构8，及光电检测系统，温育槽等组成。
其中反应盘是生化仪的运行中心，反应盘1内有排列成圆环形的2n+1个反应杯2，且以每圈2n+2个杯子以旋转—停止—旋转的方式作周期运行，在停止时序中对反应杯2注入样品、试剂、搅拌、清洗。如果将反应盘1分为2n+1等分，每一个运行周期结束后，反应杯2都递进一个等分。样品、试剂的注入位置、搅拌位置都是由生化仪的分析方法决定的。
在生化仪的发展中，样品系统、试剂系统、反应系统和清洗机构并无多大改变，而搅拌机构有较明显的变化。在测试速度低于300Test/h的生化仪中，多用一个独立的搅拌棒，如日立7020全自动生化分析仪(专利号ZL 96112818.6)，其测试速度为180Test/h；早期的日立7060全自动生化分析仪，测试速度为360Test/h，采用两个独立的搅拌机构。随着生化分析试剂的进步，目前的生化仪主要以双试剂为主，部分生化仪改进了分析方法，使得两个搅拌点之间，没有样品或试剂注入点，这样可以在一个搅拌机构上安装两个搅拌棒，可在反应盘上同时搅拌两个不相邻的反应杯，在不降低测试速度的前提下，完成两次搅拌工艺的要求，如东芝的TBA-40FR、岛津-8000测试速度为400Test/h、欧宝XL-600测试速度为360Test/h。
发明内容
本发明为了解决现在分立式全自动生化分析仪，采用一套搅拌机构则测试速度提不高，若提高测试速度则需要两套搅拌机构所存在的技术问题，而提供一种每个工作周期只有两个停止时序，以提高测试速度的全自动生化分析方法，以及只采用一套搅拌机构的生化仪。
依据上述目的，本发明提供一种全自动生化分析方法反应盘1内排列成圆环形的2n+1个(奇数)反应杯，按逆时针方向，以旋转—停止—旋转的方式作周期运行，使所有反应杯横穿光电检测系统的光束；反应盘的一个运行周期对应两个工作周期；在每个工作周期的二个停止时序中，总有搅拌动作发生，并至少有一种液体(试剂或样品)被定量注入到反应杯内。
其中在样品被定量注入到反应杯内的停止时序中，总有第二试剂被注入到反应杯内。
其中在第一试剂被定量注入到反应杯内的停止时序中，总有一组反应杯被清洗。
其中第二试剂的注入时间为所有生化项目最长反应时间的一半，反应时间是从第一次搅拌开始计算的。
其中样品稀释动作是在第一次搅拌停止时序中完成的。
其中反应盘分为2n+1等分，在每个工作周期的二个旋转时序中，第一个旋转时序中，反应盘旋转m+1个等分，m＝第一阶段反应时间×测试速度÷2(第一阶段反应时间是指从样品注入到第二试剂注入的时间间隔)；第二个旋转时序中，反应盘旋转n-m个等分。
这种每个工作周期反应盘只有两个停止时序的分析方法，简称为二停法。
一台全自动生化分析仪要完成上述每一个动作，少则需1秒钟，多则需2、3秒钟，以测试速度为400Test/h生化仪为例，意味着9秒钟以内有一个生化项目完成测试。在双试剂测试项目中，当生化仪将一个样品和第一试剂，分别被注入到同一个反应杯内，并进行混匀搅拌(简称第一次搅拌)，一个生化反应项目即被启动，此反应杯经过3-5分钟的孵育，被注入第二试剂，并进行再次混匀搅拌(简称第二次搅拌)，又经过少则1-2分钟的孵育反应，多则3-5分钟的孵育反应，完成了全部生化反应，并被送到清洗机构进行清洗，一般的双试剂完成上述工艺流程，少则5-7分钟，多则10分钟左右。就单个反应杯而言，只做一个生化项目，按吸注样品、试剂、搅拌、孵育、测试的固定工艺流程进行。对所有反应杯而言，则按工作周期重复所有工艺流程操作。因此，需要设计一个自动分析方法，一方面使生化仪中的每个反应杯中的测试项目，按照生化试剂的工艺流程要求运行；另一方面要保证生化仪的测试速度，就要保证每隔一个时间间隔，就有一个生化项目完成测试并测试结果输出。这个时间间隔就是生化仪工作周期对应的时间。而生化仪的控制系统，由若干个微处理器与驱动器等组成，通过软件设计程序控制各臂、盘、机构的动作，实现分析方法所述的工艺流程和工作周期。自动分析方法，就是将生化反应的工艺流程融入到工作周期内。这样，在每个工作周期内，都有将样品、试剂注入到不同的反应杯内，都有对上一个工作周期内注入的混合物进行混匀搅拌，都有对所有反应杯进行孵育和测试，都有对已反应结束的反应杯进行清洗等工作。
总体上看，反应盘相当于自动化流水线，每一个工作周期都有一个生化项目的工艺流程被启动，也都有一个生化项目已经反应结束并完成数据结果分析，如此周而复始，直到待测样品的全部生化项目测试完毕，实现生化分析的自动化。
根据上述分析方法设计的生化仪，包括反应系统的反应盘1和反应杯2，样品系统的样品盘3和样品臂4，试剂系统的试剂盘5、第一试剂臂6-1和第二试剂臂6-2，清洗机构8，以及光电检测系统、温育槽、控制系统，还包涵有一个搅拌机构7。
其中反应盘1对应的清洗位A1、A2、……Ah(h可以是6，或7，或8)，两个相邻的样品位B、C，第一试剂注入位E，第二试剂注入位D，两个相邻的搅拌位F、G，各个位置是固定不变的。
其中与样品注入位B相邻的是样品稀释位C。
其中与第一次搅拌位G相邻的是第二次搅拌位F。
若将反应盘划分为2n+1个等分，按逆时针方向，清洗位Ah与第一试剂注入位E之间相差n个等分，样品注入位B与第一次搅拌位G之间相差n个等分，样品注入位B与第二试剂注入位D之间相差m个等分。生化仪的相应机构同时运动不会发生干涉；样品臂也可对反应盘上相邻的两个反应杯吸注样品；搅拌机构可对反应盘上相邻的两个反应杯进行混匀搅拌工作。
本发明由于采取了以上技术措施，在保证生化测试项目不低于400Test/h的前提下，只须一套搅拌机构；在一个工作周期内，以最少的停止时序--两个停止时序，完成了两次搅拌动作，具有结构简单，测试速度快等优点。
图1是现有分立式全自动生化分析仪结构示意图。
图2是本发明结构示意图。
图3是本发明工作周期时序表。
具体实施例方式
本发明通常采用的n＝40，即以反应盘内安装有(2n+1＝)81个反应杯为例，详细描述二停法的操作过程。图2所示，为本发明的反应系统与样品注入点、试剂注入点、搅拌点、清洗点对应位置的结构示意图，其中省略了相应的样品系统、试剂系统、搅拌机构、清洗机构。
如图2结合图1所示，反应盘1始终作逆时针旋转—停止—旋转的周期运行，每个反应杯2总是从清洗位A1点作为起始点，经过若干个工作周期的运行，被清洗机构8上若干个清洗针清洗，为测试提供一个干净的适合生化反应的反应杯，假设此反应杯杯号为X，其工艺流程如下1)反应杯X被旋停在第一试剂注入位E，由试剂臂6-1将从试剂盘5中吸取的第一试剂，注入到反应杯X内；2)反应杯X在加入第一试剂后的下一个工作周期，被旋停在样品注入位B，由样品臂4将从样品盘3中吸取样品，或从相邻的样品稀释位C点的对应的反应杯中吸取被稀释的样品，注入到反应杯X内，此时反应杯X内有第一试剂和样品两种液体；3)在注入样品后的下一个工作周期，反应杯X旋停在第一次搅拌位G，被搅拌机构7上的搅拌棒混匀，至此反应杯X内的生化反应被全面启动，此后每当反应杯X旋转并通过光电检测系统时，都有一个有效的反应数据被采集到；4)当反应盘1运行到注入样品后的第2m-1个工作周期时，反应杯X已在反应系统的温育槽中孵育了约最长反应时间的一半，且在此工作周期中，停在第二试剂注入位D，如果反应杯X内的测试项目是双试剂，由试剂臂6-2将从试剂盘2中吸取的第二试剂注入到反应杯X内；其中m＝288秒×(400÷3600秒)÷2＝16。
5)在注入第二试剂后的下一个工作周期中，反应杯X停在相邻的第二次搅拌位F，被搅拌机构7上的搅拌棒搅拌混匀，至此反应杯X的所有注入、搅拌动作都已完成；6)在注入第二试剂后，反应盘又运行了2m+1＝33个工作周期，完成了全程反应过程的最后一个测试，下一个工作周期中，反应杯X停止在清洗位A1，进入清洗程序，为以后的测试项目做准备工作。
对应上述的工艺流程的工作周期如图3所示第一停止时序，在第一试剂注入位E的反应杯，被试剂臂6-1定量注入从试剂盘2中所吸取的的第一试剂，在第二次搅拌位G的反应杯，因上一停止时序注入的第二试剂(如果上一停止时序没有第二试剂注入，则不发生搅拌动作)，被搅拌机构7进行第二次搅拌，同时清洗机构8在A1--Ah点处清洗h(＝7)个反应杯；
第一旋转时序而后反应盘1旋转(16+1＝)17个等分，同时光电检测系统对17个反应杯进行了动态测试；第二个停止时序在样品注入位B，样品臂4定量注入样品(取自样品盘3中、或取自样品稀释位C所对应的反应杯中)，在第二试剂注入位D的反应杯，若该测试项目是双试剂的话，试剂臂6-2将定量从试剂盘2中吸取第二试剂，注入到第二试剂注入位D处的反应杯，如果第二试剂注入位D处的反应杯所对应的该测试项目是单试剂，则试剂臂6-2不动作；在第一次搅拌位F的反应杯，因在上一个工作周期内被注入样品，被搅拌机构7进行第一次搅拌；第二旋转时序而后反应盘1逆时针旋转(40-16＝)24个等分，同时光电测试系统对24个反应杯进行了动态测试。
至此完成一个完整的工作周期，反应盘1旋转的(m+1)+(n-m)＝n+1＝41个等分，相当于41个反应杯，二个工作周期是82个等分，相当于(2n+1+1)＝82个反应杯，即反应盘1的运行周期对应二个工作周期。此分析方法在本装置上可实现了测试速度每小时400个项目。
权利要求
1.一种全自动生化分析方法，反应盘内排列成圆环形的2n+1个(奇数)反应杯，按逆时针方向，以旋转-停止-旋转的方式作周期运行，使所有反应杯横穿光电检测系统的光束；其特征是反应盘的一个运行周期对应两个工作周期；在每个工作周期的二个停止时序中，总有搅拌动作发生，并至少有一种液体(试剂或样品)被定量注入到反应杯内。
2.根据权利要求1所述的生化分析方法，其特征是其中在样品被定量注入到反应杯内的停止时序中，总有第二试剂被注入到反应杯内。
3.根据权利要求1所述的生化分析方法，其特征是其中在第一试剂被定量注入到反应杯内的停止时序中，总有一组反应杯被清洗。
4.根据权利要求1、2所述的生化分析方法，其特征是其中第二试剂的注入时间为所有生化项目最长反应时间的一半，反应时间是从第一次搅拌开始计算的。
5.根据权利要求1所述的生化分析方法，其特征是其中样品稀释动作是在第一次搅拌停止时序中完成的。
6.根据权利要求1所述的生化分析方法，其特征是反应盘分为2n+1等分，在每个工作周期的二个旋转时序中，第一个旋转时序中，反应盘旋转m+1个等分，m＝第一阶段反应时间×测试速度÷2(第一阶段反应时间是指从样品注入到第二试剂注入的时间间隔)。
7.根据权利要求1、6所述的生化分析方法，其特征是第二个旋转时序中，反应盘旋转n-m个等分。
8.一种全自动生化分析装置，包括反应系统的反应盘(1)和反应杯(2)，样品系统的样品盘(3)和样品臂(4)，试剂系统的试剂盘(5)、第一试剂臂(6-1)和第二试剂臂(6-2)，清洗机构(8)，以及光电检测系统、温育槽、控制系统，其特征是还包涵有一个搅拌机构(7)；其中反应盘(1)对应的清洗位(A1)、(A2)、……(Ah)，两个相邻的样品位(B)、(C)，第一试剂注入位(E)，第二试剂注入位(D)，两个相邻的搅拌位(F)、(G)，各个位置是固定不变的；其中清洗位(Ah)的数量可以是6或7或8个，即(A1)……(A6)或(A1)……(A7)或(A1)……(A8)；其中与样品注入位(B)相邻的是样品稀释位(C)；其中与第一次搅拌位(G)相邻的是第二次搅拌位(F)；其中按逆时针方向，清洗位(Ah)与第一试剂注入位(E)之间相差n个等分，样品注入位(B)与第一次搅拌位(G)之间相差n个等分，样品注入位(B)与第二试剂注入位(D)之间相差m个等分。
全文摘要
本发明提供一种全自动生化分析方法及装置，分析方法采用二停法，即反应盘内有圆环形排列的2n+1个(奇数)反应杯，按逆时针方向以旋转—停止—旋转的方式作周期运行，反应盘的一个运行周期对应两个工作周期，只有两个停止时序和旋转时序。其中清洗位与第一试剂注入位相差n个等分，样品注入位与第一次搅拌位相差n个等分，每个工作周期旋转(2n+2)/2等分，两个旋转时序运行的等分，与第二试剂注入时间和测试速度有关。按上述分析方法设计的全自动生化分析仪，只设一套搅拌机构，测试速度可达400Test/h。具有结构简单、测试速度快等优点。
文档编号G01N35/02GK101059506SQ200710040708
公开日2007年10月24日 申请日期2007年5月17日 优先权日2007年5月17日
发明者杨宏, 刘配殿, 徐云波 申请人:上海科华实验系统有限公司