1、BS-200生化儀整機原理與工作時序生化研發(fā)部 許智2019.10BS-200生化儀整機原理與工作時序生化研發(fā)部 許智內 容 摘 要 生化分析儀是臨床診斷常用的重要儀器之一。BS-200作為一款低端生化產品，其整機配置方法與時序控制方案都具有自身的亮點。本文介紹了BS-200生化分析儀的總體結構布局、整機工作原理以及組件詳細工作時序，希望能夠幫助大家更好地了解和認識公司生化產品線的新產品。內 容 摘 要 生化分析儀是臨床診斷常一、生化分析儀概述 生化分析儀是臨床診斷常用的重要儀器之一，它是將生化分析中的取樣、加試劑、混合、保溫反應、檢測、結果計算以及比色杯清洗等步驟全部由模仿手工操作的自動化儀

2、器來完成，從而提高了分析效率和結果的準確性。 一、生化分析儀概述 生化分析儀是臨床診斷常用 生化分析儀的結構可分為分析部、操作部和結果輸出部。分析部即生化主機，主要由光學檢測系統、樣本和試劑處理系統、反應系統以及反應杯清洗機構等成。操作部即計算機系統，其內部安裝一套生化測試操作軟件，負責生化分析儀與用戶的操作接口以及進行必要的數據處理。輸出部即打印機，負責打印生化項目的檢測結果。 生化分析儀的結構可分為分析部、操作部和結果輸出全自動生化分析儀優(yōu)點:提高工作效率，降低人力成本消耗，減少人為差錯影響；提高臨床測試的精密度與準確性，增加了結果的可比性與可信度 ；tecenet/ 天成醫(yī)療網改進了分析

3、方法，支持速率法和動力學法；自動化儀器具有監(jiān)測、結果計算、數據存儲等功能，在測試過程中如遇校準液、質控液測定結果不準，試劑量不足，或儀器故障等現象，能夠及時報警并提供處理方法。降低試劑消耗，節(jié)約樣本的檢驗費用。 所以，醫(yī)院的檢驗設備更新換代，逐步配備全自動生化分析儀是必然的發(fā)展趨勢。 全自動生化分析儀優(yōu)點:提高工作效率，降低人力成本消耗，減少人全自動生化分析儀分類：連續(xù)流動式生化分析儀：基于“氣泡隔離連續(xù)分析”原理，依靠比例泵將同一項目的樣本與試劑吸到管道系統中，在管道系統內完成混合、反應、比色測定等操作。離心式生化分析儀：將樣本和試劑放在特制的圓盤內，圓盤放在離心機上作為轉頭，在離心力作用下

4、完成混合、反應和比色測定。分立式生化分析儀：采用加樣探針將樣本與試劑定量加入比色杯中，經攪拌器混勻后，在特定條件下完成反應與比色測試。分立式生化分析儀有單通道與多通道之分，又有的固定項目，有的隨機任選式。全自動生化分析儀分類：連續(xù)流動式生化分析儀：基于“氣泡隔離連二、BS-200結構與配置 BS-200全自動生化分析儀是邁瑞公司將于2019年底推出的一款低端生化檢驗產品，其最大分析速度為200項測試/小時，最長反應時間可達12分鐘，不含電解質模塊。儀器將傳統生化分析儀中的試劑盤和樣本盤合二為一，試劑樣本存儲盤的內圈存放試劑，外圈存放樣本。儀器采用單針結構，一根加樣針即用于加注試劑又用于加注樣本

5、。反應盤中的反應杯為一次性設計，反應完成后由手工更換新反應杯。BS-200的構造與設計真正到達了經濟、高效、穩(wěn)定。二、BS-200結構與配置 BS-200全整機原理與工作時序課件整機原理與工作時序課件整機原理與工作時序課件一針兩用，既負責加注試劑又負責加注樣本；液面自動檢測；隨量跟蹤；防碰撞感應設計；試劑自動預熱；涌泉式內外壁清洗；最小吸樣量：3ul加樣針：一針兩用，既負責加注試劑又負責加注樣本；加樣針：攪拌桿：獨立攪拌機構，區(qū)別于其它低端生化產品；反應杯加入樣本或第二試劑后立即執(zhí)行攪拌，達到混合均勻；表面刨光，厚度減小。攪拌桿：獨立攪拌機構，區(qū)別于其它低端生化產品；試劑樣本盤：兩盤合一，存儲

6、盤內圈存放試劑，外圈存放樣本；外圈提供40個試劑位，內圈提供40個樣本位；具備冷藏功能，減少試劑揮發(fā)。試劑樣本盤：兩盤合一，存儲盤內圈存放試劑，外圈存放樣本；反應盤：提供80個反應杯位；空氣浴恒溫方式，帶有電子恒溫裝置，時時檢測反應溫度，保持反應盤溫度恒定 ；8個光學測量通道對應8個檢測波長。反應盤：提供80個反應杯位；規(guī)格參數:規(guī)格參數:整機原理與工作時序課件整機結構與布局:整機結構與布局:系統模塊分解:系統模塊分解:機械系統:機械系統:反應盤組件主要包括軸承座、溫控鍋、圓形轉盤和旋轉驅 動機構等。軸承座由步進電機驅動，通過同步齒型帶傳動，驅動轉盤 實現旋轉運動，同時對轉盤起支撐作用。溫控鍋

7、是為了保證臨床項目的反應溫度保持或接近人體溫度而設計的密閉加熱容器及其相應的控制系統，反應杯以及轉盤皆置于密閉容器內部。沿轉盤圓周排列了一圈共80個一次性反應杯，反應杯依靠自身的定位孔與反應盤上的定位銷軸進行齒合從而實現圓周定位，并且方便反應杯的手工裝卸。1. 反應盤組件反應盤組件主要包括軸承座、溫控鍋、圓形轉盤和旋轉驅 2. 樣本試劑盤組件樣本和試劑存儲盤為內外圈結構，外圈用于排放樣本試管，內圈用于排放試劑瓶。存儲盤組件主要包括軸承座、制冷模塊、樣本和試劑承載架等。與反應盤相似，存儲盤的軸承座也是依靠步進電機驅動，通過同步齒型帶傳動，驅動樣本和試劑承載架實現旋轉運動，同時對其起支撐作用。制冷

8、模塊主要包括制冷元件、散熱通道、密閉隔熱腔體及其相應的控制系統，其主要目的是保持存儲盤的溫度為415，從而延長試劑的使用使用壽命并減少揮發(fā)。2. 樣本試劑盤組件樣本和試劑存儲盤為內外圈結構，外圈用于排3. 加樣針組件加樣針組件包括探針、機械臂、驅動模塊、注射器及其連接液路等，加樣針組件配合特定的工作流程可以完成所有項目的加樣操作。加樣針的機械臂安裝于滾珠花鍵軸的頂端，依靠驅動模塊的兩個步進電機對其上下運動和旋轉運動進行精確控制。加樣針的機械臂起固定探針的作用，其內部安裝有一加熱塊負責對吸入探針的試劑進行預溫，使其達到最佳反應溫度。3. 加樣針組件加樣針組件包括探針、機械臂、驅動模塊、注射器探針

9、在吸樣時采用電容式液面?zhèn)鞲衅骺勺詣訖z測液面高度，在排樣時采用隨量跟蹤功能，即根據排液量的多少自行調整針尖的高度，從而最大限度減少交叉污染。探針具有防碰撞功能，當其受到垂直方向的阻力或撞擊會自動停止，并發(fā)出報警信號。整機原理與工作時序課件攪拌桿組件包括攪拌電機、攪拌桿、機械臂和驅動模塊。攪拌電機帶動攪拌桿旋轉完成反應液的混勻攪拌，攪拌桿的機械臂安裝于滾軸花鍵軸的頂端，其驅動方式與加樣針組件相同。4. 攪拌桿組件攪拌桿組件包括攪拌電機、攪拌桿、機械臂和驅動模塊。4. 攪拌光學系統:鹵鎢燈發(fā)出包含340nm670nm波段的強光由聚光鏡會聚到石英光纖的大端面；白光從光纖大端面入射，由10路小端出射，經

10、由小透鏡1準直，透射進入反應杯；光學系統:鹵鎢燈發(fā)出包含340nm670nm波段的強光由聚小透鏡1前用孔徑光闌控制反應杯入射面與出射面上的光斑直徑；采用窄帶濾光片對出射光進行波長選擇，設置9路光纖測量通道，分由8路濾光片濾光選擇波長，一路光纖用作反饋參考光路，多余出來的一路光纖則閑置固定；經過濾光片出射的單色光由小透鏡2會聚到光電二極管的靶面上，通過光電二極管檢測光強。小透鏡1前用孔徑光闌控制反應杯入射面與出射面上的光斑直徑；液路系統:液路系統:初始化過程：加樣系統由其他狀態(tài)轉入加樣狀態(tài)時，首先進行內外壁清洗，即電磁閥打開，泵打開，保持一段時間以后，泵關閉，并在一定的時延后關閉電磁閥。初始化過

11、程的作用是使管路中充滿清洗液，并檢測液路狀態(tài)。在連續(xù)的加樣過程中，僅第一次加樣前運行初始化過程。吸樣過程：吸樣時，電磁閥關閉，采樣針接觸液面之前吸入指定量的空氣，以隔離清洗液和樣本/試劑；然后在采樣針檢測到液面并插入一定深度后，加樣注射器活塞下行，吸入指定量的樣本/試劑附加量，延遲一段時間后，緩慢抬出液面。初始化過程：加樣系統由其他狀態(tài)轉入加樣狀態(tài)時，首先進行內外壁排樣過程：采樣針插入指定的反應杯中，注射器活塞上行，排出指定量樣本/試劑，經過指定時延后采樣針緩慢抬出液面，轉向清洗池進行清洗過程。清洗過程：清洗時，電磁閥打開，然后開啟清洗泵，進行內外壁清洗；在此過程中注射器活塞上推，排出多余樣本

12、并復位。清洗完成后，先關閉清洗泵，一定時延后關閉電磁閥。排樣過程：采樣針插入指定的反應杯中，注射器活塞上行，排出指定硬件系統:硬件系統:整機原理與工作時序課件軟件系統:軟件系統:三、BS-200工作流程與動作時序 市面上采用單針單盤設計的低端生化分析儀屢見不鮮，由于結構上的限制，往往導致儀器在工作流程配置上產生致命缺陷，如魅力2000/1800，在加樣時使用一根加樣針先后吸取試劑與樣本，然后同時排入反應杯，依靠正壓噴射混合溶液。省去了試劑溫升時間和孵育時間，必然影響反應效果與測試結果的準確性。 BS-200依靠工作流程上的優(yōu)化設計，徹底解決了低端生化分析儀中的類似問題。三、BS-200工作流程

13、與動作時序 市面上典型測試流程： BS-200全自動生化分析儀支持單試劑項目與雙試劑項目。項目的加樣順序為先加第一試劑，經過5.5個周期后（即試劑溫升時間）加入樣本，雙試劑項目在加入樣本后經過一定的孵育時間再加入第二試劑，其中孵育時間可由用戶自由設定。典型測試流程： BS-200全自動生化分析儀支持生化分析儀上電，執(zhí)行開機初始化流程，包括：各針盤組件機械復位、光源燈上電、溫控模塊執(zhí)行溫度孵育等。待光源燈穩(wěn)定、反應盤達到恒溫37后系統允許測試，中間耗時約1520分鐘。測試開始后，加樣針首先執(zhí)行強酸或強堿清洗3次，然后與攪拌桿一起在清洗位用去離子水進行內外壁清洗3次。第15周期，加樣針分別向第15

14、號反應杯（如果從第N號杯開始，則為第NN+5號反應杯）加入第一試劑，如遇臟杯則直接跳過。 第6周期以后，加樣針依次向第6號以后反應杯加入第一試劑，并向第1號以后反應杯加入樣本。生化分析儀上電，執(zhí)行開機初始化流程，包括：各針盤組件機械復位到達雙試劑項目設定的孵育時間后，停止第一試劑和樣本的加樣操作，執(zhí)行相應測試的第二試劑加樣操作，待第二試劑加樣完畢后恢復第一試劑和樣本的加樣操作。與步驟相對應，一批測試（指當前所有已編譯的測試）最后5個項目的加樣本操作單獨占用一個周期，在此周期內，加樣針依次向最后5個項目所在反應杯加入樣本。一批測試的加樣操作（包括試劑和樣本）完畢后，加樣針執(zhí)行強酸或強堿清洗3次，

15、然后與攪拌桿一起在清洗位用去離子水進行內外壁清洗各3次。80個反應杯用完，系統提示用戶手動更換反應杯。全部測試完成后，執(zhí)行關機流程：加樣執(zhí)行強酸或強堿清洗，針盤組件機械復位。到達雙試劑項目設定的孵育時間后，停止第一試劑和樣本的加樣操作 在連續(xù)測試流程的加第一試劑周期內，儀器的加樣針、與攪拌桿分別執(zhí)行一次加試劑、加樣本與攪拌操作，從而完成單試劑項目與雙試劑項目中第一試劑R1與樣本的加樣與攪拌操作。而在加第二試劑周期中，儀器的加樣針與攪拌桿分別執(zhí)行一次加試劑與攪拌操作，從而完成雙試劑項目中第二試劑R2的加樣與攪拌操作。 依據工作周期內針、盤組件動作時序的不同分為加第一試劑周期（R1）與加第二試劑周期（R2）。工作周期分類： 在連續(xù)測試流程的加第一試劑周期內，儀器的加樣針、與攪反應盤布置方案： BS-200全自動生化分析儀反應盤內排列了一圈共80個反應杯，分8聯分布，反應盤始終沿逆時針方向旋轉。沿反應盤圓周布置的機械組件包括：一根加樣針、一根攪拌桿、和光學測量機構（共8路檢測波長）。以反應盤上試劑/樣本注入位作為起始位1#杯位，沿逆時針方向杯位序號依次加1，從而構成“反應杯位置坐標系” 。各組件的位置坐標如下圖所示。反應