【體外診斷儀器的基本結(jié)構(gòu)和功能】

　　體外診斷儀器的基本結(jié)構(gòu)包括液體路徑、氣體路徑、電路和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、液體路徑和氣體路徑主要與探針取樣、樣品添加、試劑操作和廢液排放、光路和電路和信號(hào)檢測(cè)、信息綜合處理有關(guān)，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)貫穿整個(gè)檢測(cè)分析過(guò)程。

　　【光學(xué)模塊體外診斷儀器】

　　光學(xué)模塊的功能和組成：檢測(cè)樣品和試劑反應(yīng)產(chǎn)品，計(jì)算樣品成分含量。光學(xué)模塊主要包括光源、分光器件和光電檢測(cè)器。

　　光源：光源是提供入射光的器件，常見(jiàn)的光源有鹵鎢燈、氙燈、發(fā)光二極管、激光器等。

　　分光器件是一種無(wú)源器件，也稱(chēng)為分光器。它們不需要外部能量，只要有輸入光，主要包括透鏡、反射器、濾光器(濾光片)、色散元件(棱鏡或光柵)等。PON系統(tǒng)的重要組成（ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)，OLT（光路終端）和無(wú)源光分配網(wǎng)絡(luò)由三部分組成）。分光器的主要功能是分發(fā)向下數(shù)據(jù)并集中向上數(shù)據(jù)。分光器有一個(gè)向上接口和幾個(gè)向下接口。從向上光接口傳輸?shù)男盘?hào)將被分配到所有向下光接口，從向下數(shù)據(jù)只有一個(gè)向上傳輸端口。只有當(dāng)光信號(hào)從上到下時(shí)，光信號(hào)強(qiáng)度/光功率才會(huì)降低，從下到上時(shí)也是如此。此外，每個(gè)向下接口的輸出強(qiáng)度可以相同或不同。

　　光電檢測(cè)器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。常用的光電轉(zhuǎn)換器包括光電二極管和光電倍增管（PMT），電荷耦合元件（CCD）等待。作為一個(gè)極弱的光檢測(cè)裝置，光電倍增管模塊和光子計(jì)數(shù)探頭正在發(fā)揮著不可替代的作用，閃爍氙燈作為大功率紫外光源越來(lái)越受到儀器制造商的青睞。

　　光電檢測(cè)器也不例外，每個(gè)設(shè)備的生成都是為了滿(mǎn)足某一性能指標(biāo)的要求，以達(dá)到人們想要的更好的效果。對(duì)于光電效應(yīng)，研究發(fā)現(xiàn)：在P-N在結(jié)中，由于內(nèi)部電場(chǎng)的作用(內(nèi)部電場(chǎng)使耗盡的能量帶形成一個(gè)“斜坡”-位基），光電子和光空穴的運(yùn)動(dòng)速度加快，使光電流隨光信號(hào)快速變化，即響應(yīng)速度快。換句話(huà)說(shuō)，耗盡層的寬度越寬，光電探測(cè)器的響應(yīng)速度就越快。

　　然而，由于沒(méi)有內(nèi)部電場(chǎng)的加速和緩慢的運(yùn)動(dòng)速度，耗盡層外產(chǎn)生的光電子和光空穴位具有較低的響應(yīng)速度，并且容易復(fù)合和無(wú)法移動(dòng)，導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率低。由于耗盡層具有內(nèi)部電場(chǎng)的共同作用，響應(yīng)速度快，轉(zhuǎn)換效率高，我們也希望耗盡層越寬越好?？傊?，為了提高光電探測(cè)器的響應(yīng)速度和轉(zhuǎn)換效率，應(yīng)適當(dāng)增加耗盡層的寬度。

　　【光路系統(tǒng)常用光學(xué)模塊】

　　常用的光學(xué)系統(tǒng)主要包括生化分析儀、熒光免疫分析儀、熒光免疫分析儀光學(xué)系統(tǒng)、化學(xué)發(fā)光免疫分析儀光學(xué)系統(tǒng)、五分類(lèi)血細(xì)胞分析儀光學(xué)系統(tǒng)和流式細(xì)胞儀光學(xué)系統(tǒng)。

　　光學(xué)系統(tǒng)的生化分析儀器是基于光電比色法的原理，光電比色法有前分光和后分光兩種。

　　熒光免疫分析儀光學(xué)系統(tǒng)：熒光免疫分析儀采用激光誘導(dǎo)熒光共聚焦的方法進(jìn)行熒光共聚焦檢測(cè)。

　　化學(xué)發(fā)光免疫分析儀光學(xué)系統(tǒng)：?jiǎn)喂庾訖z測(cè)采用化學(xué)發(fā)光物質(zhì)發(fā)出的光子。

　　五種分類(lèi)血細(xì)胞分析儀光學(xué)系統(tǒng)：五種分類(lèi)主要采用多角度偏振光散射白細(xì)胞分類(lèi)技術(shù)（MAPSS）。

　　流式細(xì)胞儀光學(xué)系統(tǒng)：流式細(xì)胞儀采用散射光電檢測(cè)。

　　【體外診斷儀器運(yùn)動(dòng)模塊】

　　體外診斷運(yùn)動(dòng)模塊包括取樣運(yùn)動(dòng)模塊、樣品傳動(dòng)模塊和攪拌搖晃模塊。

　　取樣運(yùn)動(dòng)模塊的主要工作模式和實(shí)施方案：在水平面上達(dá)到預(yù)定的取樣位置。取樣針垂直移動(dòng)到液位以下的吸樣體，然后提升，然后執(zhí)行后續(xù)操作。

　　1.三個(gè)自由度結(jié)構(gòu)：三個(gè)自由度，分別對(duì)應(yīng)于X軸，Y軸，Z軸向三個(gè)方向移動(dòng)。前兩個(gè)關(guān)節(jié)（X軸，Y軸)用于確定最后一個(gè)關(guān)節(jié)的預(yù)定取樣位置（Z軸)實(shí)現(xiàn)取樣針在垂直方向上下移動(dòng)。固定樣品和試劑，精確控制取樣臂三軸移動(dòng)(相當(dāng)于坐標(biāo)軸定位)，無(wú)需樣品盤(pán)和試劑盤(pán)協(xié)同作用。占用空間相對(duì)較大，多軸同時(shí)工作，工作效率有限，工作空間有限。

　　2.兩個(gè)自由度結(jié)構(gòu)：兩個(gè)自由度，一個(gè)平移關(guān)節(jié)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。樣品盤(pán)與試劑盤(pán)協(xié)同作用，控制稍復(fù)雜，提高工作效率，加快速度，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，工作空間不受限制，手臂和手臂之間沒(méi)有運(yùn)動(dòng)干擾。在大多數(shù)體外診斷設(shè)備的取樣運(yùn)動(dòng)模塊中，這種配置是主流配置。

　　樣品傳動(dòng)模塊：樣品傳動(dòng)模塊的主要工作模式和實(shí)施方案：反應(yīng)杯或試紙的傳動(dòng)與傳送帶的傳動(dòng)相似。樣品盤(pán)（包括試劑盤(pán)和反應(yīng)盤(pán)）的運(yùn)動(dòng)主要是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)固定角度，減少了取樣針不必要的角度變化，提高了取樣精度。

　　1.樣品傳輸：促進(jìn)樣品在四個(gè)模塊之間的運(yùn)動(dòng)：儲(chǔ)存區(qū)、裝載區(qū)、反應(yīng)區(qū)和清潔區(qū)。在全自動(dòng)體外診斷設(shè)備中，需要自動(dòng)傳輸樣品在儲(chǔ)存位置、樣品添加位置、攪拌、搖晃和清潔位置、測(cè)量暗室等工作停留點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移。根據(jù)緊湊型設(shè)計(jì)的原則，大多數(shù)傳動(dòng)裝置都在內(nèi)部，但在設(shè)備外部，易于直觀(guān)觀(guān)察。

　　2.樣品盤(pán)和反應(yīng)盤(pán)的旋轉(zhuǎn)：樣品盤(pán)是存放樣品和試劑的裝置。樣品盤(pán)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)需要首先確定樣品盤(pán)的規(guī)格。樣品盤(pán)的規(guī)格取決于試管的大小和數(shù)量。

　　為了保證所有樣品都能被取樣針吸收，并被條形碼器掃描，運(yùn)動(dòng)輔助控制應(yīng)該有光電開(kāi)關(guān)和光柵反饋樣品盤(pán)的位置信號(hào)。

　　攪拌混合模塊：合理的驅(qū)動(dòng)模式和傳動(dòng)模式，使攪拌混合模塊具有旋轉(zhuǎn)、垂直運(yùn)動(dòng)和攪拌的功能。在攪拌過(guò)程中，快速混合液體，不要讓混合液濺出試劑杯。合理安排混合模塊各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布局，使其結(jié)構(gòu)緊湊，確保運(yùn)動(dòng)不受干擾，實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。

　　攪拌樣品和試劑的混合液，使其充分接觸，更快，更完整的化學(xué)反應(yīng)。大多數(shù)設(shè)備，攪拌和搖晃模塊的目的是一樣的：為了使反應(yīng)更充分。常用的攪拌和搖晃模塊有三組攪拌棒。當(dāng)?shù)谝唤M攪拌時(shí)，第二組清洗堿性清洗液，第三組清洗去離子水。第三組順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，逐步清洗，最有效、合理的沖洗和攪拌，提高檢測(cè)速度，增加清洗過(guò)程，盡量減少交叉污染的幾率。

　　【移液模塊及體外診斷儀器液路控制】

　　移液模塊用于定量取樣、分配、稀釋或混合液體(人體體液，如血清標(biāo)本和尿液)，這是體外診斷儀器的最終實(shí)現(xiàn)“高精度”檢測(cè)目標(biāo)的重要組成部分，具體由微泵、取樣針、導(dǎo)管、壓力傳感器、液位傳感器等成部分。

　　各部件的功能：微泵：精確泵送和泵送試劑和樣品。取樣針：用微泵稀釋和分配液體。導(dǎo)管：攜帶和引導(dǎo)試劑和樣品。壓力傳感器：感知液體管道的狀態(tài)。液體傳感器：感知液體表面的狀態(tài)。

　　體外診斷儀器中的液體道路控制系統(tǒng)用于控制液體道路系統(tǒng)中各種液體的流量順序和方向，以及液體道路系統(tǒng)中各種液體的流量路徑、流速和流量。在液體道路控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)作為控制中心，發(fā)出指令，控制電磁閥、氣壓泵、傳感器等執(zhí)行器的工作順序。