【體外診斷儀器的基本結構和功能】

　　體外診斷儀器的基本結構包括液體路徑、氣體路徑、電路和機械傳動系統(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、光路和電路和信號檢測、信息綜合處理有關，機械傳動系統(tǒng)貫穿整個檢測分析過程。

　　【光學模塊體外診斷儀器】

　　光學模塊的功能和組成：檢測樣品和試劑反應產品，計算樣品成分含量。光學模塊主要包括光源、分光器件和光電檢測器。

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

　　分光器件是一種無源器件，也稱為分光器。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(光網絡單元)，OLT（光路終端）和無源光分配網絡由三部分組成）。分光器的主要功能是分發(fā)向下數據并集中向上數據。分光器有一個向上接口和幾個向下接口。從向上光接口傳輸的信號將被分配到所有向下光接口，從向下數據只有一個向上傳輸端口。只有當光信號從上到下時，光信號強度/光功率才會降低，從下到上時也是如此。此外，每個向下接口的輸出強度可以相同或不同。

　　光電檢測器是將光信號轉換為電信號的裝置。常用的光電轉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。作為一個極弱的光檢測裝置，光電倍增管模塊和光子計數探頭正在發(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越受到儀器制造商的青睞。

　　光電檢測器也不例外，每個設備的生成都是為了滿足某一性能指標的要求，以達到人們想要的更好的效果。對于光電效應，研究發(fā)現(xiàn)：在P-N在結中，由于內部電場的作用(內部電場使耗盡的能量帶形成一個“斜坡”-位基），光電子和光空穴的運動速度加快，使光電流隨光信號快速變化，即響應速度快。換句話說，耗盡層的寬度越寬，光電探測器的響應速度就越快。

　　然而，由于沒有內部電場的加速和緩慢的運動速度，耗盡層外產生的光電子和光空穴位具有較低的響應速度，并且容易復合和無法移動，導致光電轉換效率低。由于耗盡層具有內部電場的共同作用，響應速度快，轉換效率高，我們也希望耗盡層越寬越好。總之，為了提高光電探測器的響應速度和轉換效率，應適當增加耗盡層的寬度。

　　【光路系統(tǒng)常用光學模塊】

　　常用的光學系統(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系統(tǒng)、化學發(fā)光免疫分析儀光學系統(tǒng)、五分類血細胞分析儀光學系統(tǒng)和流式細胞儀光學系統(tǒng)。

　　光學系統(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系統(tǒng)：熒光免疫分析儀采用激光誘導熒光共聚焦的方法進行熒光共聚焦檢測。

　　化學發(fā)光免疫分析儀光學系統(tǒng)：單光子檢測采用化學發(fā)光物質發(fā)出的光子。

　　五種分類血細胞分析儀光學系統(tǒng)：五種分類主要采用多角度偏振光散射白細胞分類技術（MAPSS）。

　　流式細胞儀光學系統(tǒng)：流式細胞儀采用散射光電檢測。

　　【體外診斷儀器運動模塊】

　　體外診斷運動模塊包括取樣運動模塊、樣品傳動模塊和攪拌搖晃模塊。

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

　　1.三個自由度結構：三個自由度，分別對應于X軸，Y軸，Z軸向三個方向移動。前兩個關節(jié)（X軸，Y軸)用于確定最后一個關節(jié)的預定取樣位置（Z軸)實現(xiàn)取樣針在垂直方向上下移動。固定樣品和試劑，精確控制取樣臂三軸移動(相當于坐標軸定位)，無需樣品盤和試劑盤協(xié)同作用。占用空間相對較大，多軸同時工作，工作效率有限，工作空間有限。

　　2.兩個自由度結構：兩個自由度，一個平移關節(jié)和一個旋轉關節(jié)。樣品盤與試劑盤協(xié)同作用，控制稍復雜，提高工作效率，加快速度，結構緊湊，體積小，工作空間不受限制，手臂和手臂之間沒有運動干擾。在大多數體外診斷設備的取樣運動模塊中，這種配置是主流配置。

　　樣品傳動模塊：樣品傳動模塊的主要工作模式和實施方案：反應杯或試紙的傳動與傳送帶的傳動相似。樣品盤（包括試劑盤和反應盤）的運動主要是旋轉運動和旋轉固定角度，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：促進樣品在四個模塊之間的運動：儲存區(qū)、裝載區(qū)、反應區(qū)和清潔區(qū)。在全自動體外診斷設備中，需要自動傳輸樣品在儲存位置、樣品添加位置、攪拌、搖晃和清潔位置、測量暗室等工作停留點之間的轉移。根據緊湊型設計的原則，大多數傳動裝置都在內部，但在設備外部，易于直觀觀察。

　　2.樣品盤和反應盤的旋轉：樣品盤是存放樣品和試劑的裝置。樣品盤的運動設計需要首先確定樣品盤的規(guī)格。樣品盤的規(guī)格取決于試管的大小和數量。

　　為了保證所有樣品都能被取樣針吸收，并被條形碼器掃描，運動輔助控制應該有光電開關和光柵反饋樣品盤的位置信號。

　　攪拌混合模塊：合理的驅動模式和傳動模式，使攪拌混合模塊具有旋轉、垂直運動和攪拌的功能。在攪拌過程中，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機構的布局，使其結構緊湊，確保運動不受干擾，實現(xiàn)預期功能。

　　攪拌樣品和試劑的混合液，使其充分接觸，更快，更完整的化學反應。大多數設備，攪拌和搖晃模塊的目的是一樣的：為了使反應更充分。常用的攪拌和搖晃模塊有三組攪拌棒。當第一組攪拌時，第二組清洗堿性清洗液，第三組清洗去離子水。第三組順時針旋轉，逐步清洗，最有效、合理的沖洗和攪拌，提高檢測速度，增加清洗過程，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，如血清標本和尿液)，這是體外診斷儀器的最終實現(xiàn)“高精度”檢測目標的重要組成部分，具體由微泵、取樣針、導管、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。導管：攜帶和引導試劑和樣品。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，計算機作為控制中心，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。