体外诊断仪器中的液体道路控制系统

　　【体外诊断仪器的基本结构和功能】

　　体外诊断仪器的基本结构包括液体路径、气体路径、电路和机械传动系统、液体路径和气体路径主要与探针取样、样品添加、试剂操作和废液排放、光路和电路和信号检测、信息综合处理有关，机械传动系统贯穿整个检测分析过程。

　　【光学模块体外诊断仪器】

　　光学模块的功能和组成：检测样品和试剂反应产品，计算样品成分含量。光学模块主要包括光源、分光器件和光电检测器。

　　光源：光源是提供入射光的器件，常见的光源有卤钨灯、氙灯、发光二极管、激光器等。

　　分光器件是一种无源器件，也称为分光器。它们不需要外部能量，只要有输入光，主要包括透镜、反射器、滤光器(滤光片)、色散元件(棱镜或光栅)等。PON系统的重要组成（ONU(光网络单元)，OLT（光路终端）和无源光分配网络由三部分组成）。分光器的主要功能是分发向下数据并集中向上数据。分光器有一个向上接口和几个向下接口。从向上光接口传输的信号将被分配到所有向下光接口，从向下数据只有一个向上传输端口。只有当光信号从上到下时，光信号强度/光功率才会降低，从下到上时也是如此。此外，每个向下接口的输出强度可以相同或不同。

　　光电检测器是将光信号转换为电信号的装置。常用的光电转换器包括光电二极管和光电倍增管（PMT），电荷耦合元件（CCD）等待。作为一个极弱的光检测装置，光电倍增管模块和光子计数探头正在发挥着不可替代的作用，闪烁氙灯作为大功率紫外光源越来越受到仪器制造商的青睐。

　　光电检测器也不例外，每个设备的生成都是为了满足某一性能指标的要求，以达到人们想要的更好的效果。对于光电效应，研究发现：在P-N在结中，由于内部电场的作用(内部电场使耗尽的能量带形成一个“斜坡”-位基），光电子和光空穴的运动速度加快，使光电流随光信号快速变化，即响应速度快。换句话说，耗尽层的宽度越宽，光电探测器的响应速度就越快。

　　然而，由于没有内部电场的加速和缓慢的运动速度，耗尽层外产生的光电子和光空穴位具有较低的响应速度，并且容易复合和无法移动，导致光电转换效率低。由于耗尽层具有内部电场的共同作用，响应速度快，转换效率高，我们也希望耗尽层越宽越好。总之，为了提高光电探测器的响应速度和转换效率，应适当增加耗尽层的宽度。

　　【光路系统常用光学模块】

　　常用的光学系统主要包括生化分析仪、荧光免疫分析仪、荧光免疫分析仪光学系统、化学发光免疫分析仪光学系统、五分类血细胞分析仪光学系统和流式细胞仪光学系统。

　　光学系统的生化分析仪器是基于光电比色法的原理，光电比色法有前分光和后分光两种。

　　荧光免疫分析仪光学系统：荧光免疫分析仪采用激光诱导荧光共聚焦的方法进行荧光共聚焦检测。

　　化学发光免疫分析仪光学系统：单光子检测采用化学发光物质发出的光子。

　　五种分类血细胞分析仪光学系统：五种分类主要采用多角度偏振光散射白细胞分类技术（MAPSS）。

　　流式细胞仪光学系统：流式细胞仪采用散射光电检测。

　　【体外诊断仪器运动模块】

　　体外诊断运动模块包括取样运动模块、样品传动模块和搅拌摇晃模块。

　　取样运动模块的主要工作模式和实施方案：在水平面上达到预定的取样位置。取样针垂直移动到液位以下的吸样体，然后提升，然后执行后续操作。

　　1.三个自由度结构：三个自由度，分别对应于X轴，Y轴，Z轴向三个方向移动。前两个关节（X轴，Y轴)用于确定最后一个关节的预定取样位置（Z轴)实现取样针在垂直方向上下移动。固定样品和试剂，精确控制取样臂三轴移动(相当于坐标轴定位)，无需样品盘和试剂盘协同作用。占用空间相对较大，多轴同时工作，工作效率有限，工作空间有限。

　　2.两个自由度结构：两个自由度，一个平移关节和一个旋转关节。样品盘与试剂盘协同作用，控制稍复杂，提高工作效率，加快速度，结构紧凑，体积小，工作空间不受限制，手臂和手臂之间没有运动干扰。在大多数体外诊断设备的取样运动模块中，这种配置是主流配置。

　　样品传动模块：样品传动模块的主要工作模式和实施方案：反应杯或试纸的传动与传送带的传动相似。样品盘（包括试剂盘和反应盘）的运动主要是旋转运动和旋转固定角度，减少了取样针不必要的角度变化，提高了取样精度。

　　1.样品传输：促进样品在四个模块之间的运动：储存区、装载区、反应区和清洁区。在全自动体外诊断设备中，需要自动传输样品在储存位置、样品添加位置、搅拌、摇晃和清洁位置、测量暗室等工作停留点之间的转移。根据紧凑型设计的原则，大多数传动装置都在内部，但在设备外部，易于直观观察。

　　2.样品盘和反应盘的旋转：样品盘是存放样品和试剂的装置。样品盘的运动设计需要首先确定样品盘的规格。样品盘的规格取决于试管的大小和数量。

　　为了保证所有样品都能被取样针吸收，并被条形码器扫描，运动辅助控制应该有光电开关和光栅反馈样品盘的位置信号。

　　搅拌混合模块：合理的驱动模式和传动模式，使搅拌混合模块具有旋转、垂直运动和搅拌的功能。在搅拌过程中，快速混合液体，不要让混合液溅出试剂杯。合理安排混合模块各传动机构的布局，使其结构紧凑，确保运动不受干扰，实现预期功能。

　　搅拌样品和试剂的混合液，使其充分接触，更快，更完整的化学反应。大多数设备，搅拌和摇晃模块的目的是一样的：为了使反应更充分。常用的搅拌和摇晃模块有三组搅拌棒。当第一组搅拌时，第二组清洗碱性清洗液，第三组清洗去离子水。第三组顺时针旋转，逐步清洗，最有效、合理的冲洗和搅拌，提高检测速度，增加清洗过程，尽量减少交叉污染的几率。

　　【移液模块及体外诊断仪器液路控制】

　　移液模块用于定量取样、分配、稀释或混合液体(人体体液，如血清标本和尿液)，这是体外诊断仪器的最终实现“高精度”检测目标的重要组成部分，具体由微泵、取样针、导管、压力传感器、液位传感器等成部分。

　　各部件的功能：微泵：精确泵送和泵送试剂和样品。取样针：用微泵稀释和分配液体。导管：携带和引导试剂和样品。压力传感器：感知液体管道的状态。液体传感器：感知液体表面的状态。

　　体外诊断仪器中的液体道路控制系统用于控制液体道路系统中各种液体的流量顺序和方向，以及液体道路系统中各种液体的流量路径、流速和流量。在液体道路控制系统中，计算机作为控制中心，发出指令，控制电磁阀、气压泵、传感器等执行器的工作顺序。