小型生化分析仪自动进样系统设计

　　医疗检验是现代医学研究中必不可少的一个环节,而生化分析仪是医疗检验中所必需的仪器之一.由于大型全自动仪器的价格动辄几十万以上,以往这些仪器只出现在大型医疗机构中.随着生活水平的提高,人们对自己身体状况的关注程度越来越高,小型生化分析仪越来越受到人们的重视.用小型生化分析仪代替传统的大型生化分析仪,在体积、重量、试剂和样品用量、制造成本等方面大大降低,使病人可以自己在家里独自进行生化检验.这种便携式检测仪器节省了样品向检测中心实验室传递的时间及避免送样时有可能造成的失误,为某些需要长期进行随访观察的患者(如糖尿病病人、肾病病人等)提供了极大便利.同时它还可用于日常体检、急诊和用于社区医院、病房等.

　　自动进样系统是自动生化分析仪的重要组成部分,在大型生化分析仪中进样系统是个复杂而庞大的部分,虽然具有高度的自动化程度,但是并不适合也很难做到小型化.为此在手动移液器原理的基础上,设计制作了小型生化分析仪的自动进样系统,解决了在小空间条件下自动进样的问题,系统具有快速运动和精确定位的功能.在取样精度上达到了现行移液器检定规程所要求的指标,满足了实用化的需求.

　　1　进样系统组成模块及其工作原理

　　进样系统由取样模块和移液模块两部分组成.取样模块是进样系统的核心部分,它主要实现样品的精确提取、样品的注入和样品与试剂的混合等功能.移液模块是进样系统自动化的体现,它具有旋转和竖直运动两个方向的自由度,并可以实现这两个方向上的定位功能.

　　1.1　取样模块方案

　　取样模块采用常见的柱塞式空气置换原理来抽取样品,动力由固定轴式直线步进电机提供.样品的提取量由下面的关系式得出:

　　根据小型生化分析仪检验时所需样品量以及系统设计时所允许的尺寸空间,来选择合适直径的柱塞杆.电机的步长关系到定位精度的高低,而定位精度又影响到取样精度,是一个比较重要的参数.脉冲数决定柱塞的行程,也从而决定了样品量的多少.

　　取样模块所用的固定轴式直线步进电机,其内部通过螺旋副把旋转转化成了直线运动,通过电机的花键轴直接输出直线运动.柱塞杆穿过密封胶圈,顶端连接在直线电机的花键轴上,通过竖直上下运动抽取样品.密封性能的好坏直接关系到取样精度的高低,在系统中采用面接触式密封结构.密封胶圈分两部分,一部分是塑料材质的T型套,另一部分是O型胶圈,结构如图1所示.在使用时对密封胶圈施加一定的压力,迫使其适度变形达到对柱塞杆的密封效果.