体外诊断原理与设计-第3讲-体外诊断实验平台介绍

体外诊断仪器原理与设计PrincipleandDesignofInVitroDiagnosticInstrument第3讲体外诊断实验平台介绍1IVD实验平台“3.1

体外诊断实验平台是针对于体外诊断仪器开发的开源实验平台，将市面上常见的全自动体外分析设备拆分为四款不同的实验平台，便于学习体外诊断仪器开发过程中涉及的各个模块（如步进电机、光耦、液面检测模块、柱塞泵、微型泵、电磁阀、夹爪和凝块检测模块）的工作原理，并掌握体外诊断仪器开发从硬件到软件的完整开发流程。2四款体外诊断实验平台3体外诊断实验平台控制板4液面检测与移液实验平台（IVD1）“3.2

液面检测与移液实验平台（IVD1）集成了Z轴-R平面构型的机械臂、自动液面检测和加样取样等技术。电器件主要由步进电机、光耦、柱塞泵以及液面检测模块构成。5液面检测与移液实验平台（IVD1）6IVD1——步进电机步进电机广泛应用于各种开环控制，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，通过控制步进脉冲信号的频率，可以对电机精确调速，而通过控制步进脉冲的个数，则可以对电机精确定位，从而实现样品和试剂的精确移动和定量加样。7IVD1——光耦槽型光耦又称作槽形光电开关，是以红外光为媒体，由发光体与受光体间的光路遮挡或由反射光的光亮变化为信号，检测物体的位置、有无等的装置，在体外诊断实验平台中主要用于取样臂、夹爪、柱塞泵等部件的定位和归位校准。8IVD1——柱塞泵柱塞泵与取样针连通，可以控制取样针进行取样和加样。柱塞泵是移液模块的心脏，承担着检测试剂和样品的精确泵入和泵出工作，其泵量的精度直接影响着整台体外诊断仪器加样的精度。9IVD1——液面检测模块液面检测是体外诊断取样和加样过程中的一项关键技术，能够对试管中样品或试剂的剩余液量进行液面检测，提高效率，尽可能缩短移液模块的处理时间；可以避免缺液导致的空吸现象影响生物化学反应的检验结果；够控制取样针探入液面的深度，最大限度减少取样针挂液现象引起的携带污染。10直线加样与液路清洗实验平台（IVD2）“3.3

直线加样与液路清洗实验平台（IVD2）集成了X-Z轴构型的机械臂、液面检测、加样取样和液路清洗等技术。电器件主要由步进电机、光耦、柱塞泵、电磁阀、直流泵以及液面检测模块构成。11直线加样与液路清洗实验平台（IVD2）12IVD2——电磁阀

电磁阀通常设置在液路管道的交点上，用来控制管道中液体的通断、流向和通道选择。体外诊断实验平台使用的电磁阀属于两位三通阀的一种，用于控制液路导向，实现取样针内外壁清洗液路的通道切换。13IVD2——直流泵体外诊断实验平台所用到的微型直流泵有旋转泵和隔膜泵两种，它们是液路控制模块中液体流动的动力来源。用于从清洗瓶中吸取清洗液以及将清洗后的废液排出14全自动移液移杯实验平台（IVD3）“3.4

全自动移液移杯实验平台（IVD3）集成了XYZ轴构型的的样品夹取轨道、Z轴-R平面构型的取样臂和自动移液移杯等技术。电器件主要由步进电机、光耦以及智能电动夹爪构成。15全自动移液移杯实验平台（IVD3）16IVD3——夹爪智能电动夹爪采用电机+丝杆的运动方式，安装在三自由度构型的机械臂上，可精确定位到预定夹取位置，实现试管的快速传动。17液路凝块检测实验平台（IVD4）“3.5

液路凝块检测实验平台（IVD4）X-Z轴构型的机械臂、液面检测、加样取样、液路清洗和液路凝块检测等技术。电器件主要由步进电机、光耦、柱塞泵、电磁阀、直流泵、液面检测以及凝块检测模块构成。18液路凝块检测实验平台（IVD4）19IVD4——凝块检测模块

凝块检测模块内有一个压力传感器，连接在取样针和柱塞泵之间，通过检测液路压强是否发生变化判断取样针是否吸附到凝块或样品底部的沉淀物，同时，也可以用于检测移液过程中导管的堵塞问题，从而判断取样针是否出现了错误取样。20体外诊断实验