五分类液路系统设计输入

目录

五分类液路系统设计输入.................................................................................................................................................................... 1 目录 ....................................................................................................................................................................................................... 1 第1章 液路系统设计目标.................................................................................................................................................................. 1 第2章 液路系统设计输入.................................................................................................................................................................. 1

2.1 液路系统功能及构成 .................................................................................................................................................... 1 2.2 样本制备模块需求 ........................................................................................................................................................ 2 2.3 鞘流形成控制模块需求 ................................................................................................................................................ 4 2.4 液路清洗和维护 ............................................................................................................................................................ 4

第1章 液路系统设计目标

五分类血液细胞分析仪是在细胞生化处理的基础上利用白细胞的激光散射信息实现白细胞的分类。为了保证算法的可靠性（或者说是不同样本间分类结果的可对比性），除了要求激光光源的稳定性外，对液路系统中的以下指标提出了一定要求：各种试剂吸入量的精度、生化反应的时间和温度、鞘液和血液样本的流量控制等。这些都要求尽量提高液路系统的自动化，避免过多人工操作造成的不稳定因素。液路系统主要完成：（1）血液样本的制备，其中控制稀释比，试剂的反应时间和反应温度；（2）鞘流的形成控制，鞘流形成前的准备工作，鞘流的速度和样本宽度。液路系统应采用模块化功能设计，并且便于和上位机进行通讯。液路系统本身不包含时序控制，液路系统的时序由上位机完成，便于灵活地扩展液路功能。

第2章 液路系统设计输入

2.1 液路系统功能及构成

1) 液路系统输入液体包括：全血、鞘液、稀释液（用作鞘液）、溶血试剂、染色试剂、稳定试剂、嗜碱通道试剂、清洗试剂、探头清洁液。

2) 在各种试剂中的吸入口应加入过滤措施防止微粒进入流动室导致堵孔。

3) 液路系统输出液体：废液。

4) 液路系统的功能模块：样本制备模块和鞘流形成控制模块。

5) 液路要能完成清洗和维护功能。

2.2 样本制备模块需求

1) 样本制备模块包括两个通道：即嗜碱通道、四分群通道。每个通道都采用一个样本制备池，在该池中完成血液样本的生化处理。

2) 嗜碱通道样本制备池内的液体有：全血，嗜碱通道试剂。在清洗时采用稀释液。

3) 注入到嗜碱通道样本池的全血在几十微升量数量级，全血的采样精度为0.2微升（按1%算），全血的吸收量可以程控。

4) 注入到嗜碱通道样本池的嗜碱通道试剂在数百微升量级，采样精度应该控制在5微升（按1%算），吸收量可以程控。

5) 四分群通道样本制备池内的液体有：全血，染色试剂，溶血试剂，和稳定试剂。在清洗时用到稀释液。

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6) 注入到四分群通道样本池的全血在几十微升量数量级，全血的采样精度为0.2微升（按1%算），全血的吸收量可以程控。

7) 注入到四分群通道样本池的各种试剂（溶血、染色、稳定试剂）在数百微升量级，采样精度应该控制在5微升（按1%算），吸收量可以程控。

8) 各种试剂（溶血、染色、稳定、嗜碱通道试剂）间避免在进入样本池前相互污染或者与血液、稀释液混合。

9) 样本池中的温度对生化反应的进行程度有重要影响。因此要对两个样本池中的温度进行控制。四分群通道应能够在10秒内将温度从室温根据需要升高到35～70度并可保持一段时间（20S），控制精度为0.5度。嗜碱通道应能够在30秒内将温度从室温根据需要升高到35～70度并可保持一段时间（20S），控制调节精度为0.5度。

10) 在样本池中采取混匀措施使稀释充分，同时减少混匀措施对样本液温度的影响。

11) 实现上述精密注入的方式及装置，尽量选用公司成熟的技术，如采用步进电机推动注射器，则需要确定注射器和步进电机的型号。

12) 从操作者角度来看，该实验装置液路只有一个全血入口和废液出口。在测量时全血需要通过手持外部输入，测量中的废液直接排放到废液池中。鞘液、稀释液、溶血试剂、染色试剂、稳定试剂、嗜碱通道试剂、清洗液直接从相应的容器中吸取，要有空液报警。

13) 实现全血采样的机构，包括采样针、上升结构、摆动输送机构。该机构可以采用BC3000上的现成组件。

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2.3 鞘流形成控制模块需求

1) 测量区小孔为边长120µm的正方形。测量中鞘流流速最高为8m/s，样本流的宽度比白细胞略大，控制在25µm左右。通过前期采用恒压实现鞘流的实验可以确定最大压力不超过50Kpa。

2) 要有堵孔报警措施。

3) 采用一定的措施推动鞘液和样本液到达细胞流动室形成鞘流。常用的措施有恒压驱动、膜阀驱动、蠕动泵驱动、注射器驱动。如果尽量选用公司的成熟技术，基本上确定选择步进电机驱动注射器的方式形成鞘流。

4) 驱动系统等效线性步距的确定，由于目前还不能给定该参数对形成鞘流的影响，但理论上是越小越好，因此设计中给定比较小的等效线性步距。实验装置完成好，可以让系统在不同的等效线性步距下运动，考核其对鞘流形态的影响，给出设计输出，作为后续工作在鞘流驱动系统设计时的参考依据。

5) 鞘流形成前的准备工作，包括两部分：将鞘流形成过程鞘液和样本液流经的通道充满鞘液；将血液样本吸入到流动室入口端，而且避免进入流动室。

6) 白细胞测量数量约为10,000个，鞘流测量时间约为10秒，考虑到开始阶段鞘流可能不太稳定，鞘流设计持续时间约为20秒，只在中间10秒时间内进行测量。

7) 双通道的切换，测量中实现两个测量通道（嗜碱通道和四分群通道）样本的自动切换。

2.4 液路清洗和维护

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1) 液路清洗方式：单独执行清洗功能；同一样本连续测量中间的清洗；变换样本时的清洗；开机或关机自动清洗。

2) 清洗试剂：鞘液；E-Z清洁液（清洗流动室）；探头清洗液（清洗全血采样探头）。

3) 清洗部件：液路管道；流动室；其它流经血液、废液的液路部件。

4) 在长时间不用时应该排空液路，排空方式应该有手动排空和关机排空两种。

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