樣本針清洗站改進(jìn)的研究

王超，趙鵬，曲艷陽(yáng)，姜偉剛

安圖生物實(shí)驗(yàn)儀器（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450000

樣本針清洗站改進(jìn)的研究

王超，趙鵬，曲艷陽(yáng)，姜偉剛

安圖生物實(shí)驗(yàn)儀器（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450000

本文主要對(duì)樣本針清洗站工作時(shí)所產(chǎn)生的濺液現(xiàn)象進(jìn)行分析，通過(guò)分析對(duì)原清洗站結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)內(nèi)容主要為增大清洗腔內(nèi)外壁容積，在排液管路中增加透氣裝置。研究證明，改進(jìn)后的清洗站有效降低了濺液現(xiàn)象的發(fā)生率，值得臨床應(yīng)用與推廣。

樣本針清洗站；免疫分析儀；濺液；水膜

全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀工作時(shí)，樣本針用于對(duì)樣本進(jìn)行精密采樣，在采樣開始或者結(jié)束后，一般會(huì)在樣本針清洗站中對(duì)樣本針的內(nèi)壁和外壁進(jìn)行清洗，以避免樣本之間的攜帶污染。樣本針清洗站結(jié)構(gòu)決定了樣本針清洗方式，對(duì)清洗效果有很大的影響[1-2]。

常見樣本針清洗站結(jié)構(gòu)圖，見圖1。其主要由外壁清洗注液管、清洗管、溢流排液管、外壁清洗排液管、內(nèi)壁清洗排液管及內(nèi)壁清洗注液管組成。清洗時(shí)將針置于清洗管內(nèi)進(jìn)行內(nèi)外壁沖洗，由于清洗管外壁清洗腔深且截面積小，致使液流沿程阻力大造成排液不暢，注堿液時(shí)因注液速度快或注堿液腔截面窄小，液體有較大概率濺到注堿液腔邊緣而發(fā)生濺液，嚴(yán)重污染周圍環(huán)境[3]。因此，針對(duì)樣本針清洗時(shí)的濺液等問(wèn)題，有必要對(duì)現(xiàn)有的樣本針清洗站進(jìn)行改進(jìn)。

樣本針清洗站工作時(shí)，樣本針抬起并旋轉(zhuǎn)至清洗管注堿液腔中。當(dāng)堿液經(jīng)過(guò)內(nèi)壁清洗注液管進(jìn)入注堿液腔中后樣本針開始吸液清洗內(nèi)壁，多余的液體從堿液溢流腔流出。隨后，樣本針再經(jīng)過(guò)抬起、旋轉(zhuǎn)、下移至清洗管導(dǎo)流通道中。清洗液經(jīng)外壁清洗注水管、進(jìn)水通道螺旋進(jìn)入導(dǎo)流通道對(duì)針外壁進(jìn)行圓周清洗，同時(shí)多余的液體流入溢流腔中，以上流出液體通過(guò)排廢液接頭由泵排出。外壁清洗注水管平行分布使清洗液呈螺旋狀沖向樣本針，保證針臂圓周充分清洗。樣本針清洗管俯視圖，見圖2。

圖1 常見樣本針清洗站結(jié)構(gòu)圖

圖2 樣本針清洗管俯視圖

1 濺液原因分析及結(jié)構(gòu)改造

1.1 濺液原因分析

樣本針清洗均是在清洗管中進(jìn)行，清洗管外洗腔和內(nèi)洗腔結(jié)構(gòu)，見圖3。基于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，樣本針內(nèi)洗時(shí)注堿液腔濺液率約為23%，外壁清洗腔濺液率約為10%，溢流腔濺液率約為4%。

圖3 清洗管外洗腔和內(nèi)洗腔示意圖

從水膜產(chǎn)生到破裂的原理分析濺液現(xiàn)象。水膜產(chǎn)生是因?yàn)橐后w有表面張力，水膜破裂是由于液體在重力作用下，水膜上部變薄、強(qiáng)度變?nèi)?，?nèi)部氣體從薄弱部分沖出去而導(dǎo)致水膜破裂[4-5]。表面張力大小與液體性質(zhì)、溫度、壓力和液體中雜質(zhì)有關(guān)，密度小、易揮發(fā)的液體其表面張力??；溫度升高，分子鍵引力減弱，表面張力也變?。粔毫υ酱?，表面張力越?。灰后w中雜質(zhì)不同也會(huì)導(dǎo)致表面張力的不同[6]。因此，要減少濺液現(xiàn)象對(duì)清洗效果的影響，需要做到以下兩點(diǎn)：① 保證各腔內(nèi)氣體盡可能減少，以降低壓力；② 保證液面與清洗表面有足夠遠(yuǎn)的距離，使液體不濺至清洗管表面。

1.2 樣品針清洗站改造

1.2.1 外壁清洗腔改造

外壁清洗腔和溢流腔截面積均較小、流道長(zhǎng)，致使液流沿程阻力大，液體不易排出。液面與外壁清洗腔表面距離比較近，同時(shí)從排廢液管處大量氣體進(jìn)入外壁清洗腔中，廢液也不利于排出。當(dāng)液面有水膜發(fā)生破裂時(shí)液體很容易從水膜表面張力薄弱部位濺至外壁清洗腔外表面[7]。因此，應(yīng)對(duì)外壁清洗腔進(jìn)行如下改造以避免該現(xiàn)象發(fā)生：① 增大外壁清洗腔和溢流腔截面積，使液面與清洗管表面有足夠遠(yuǎn)的距離；② 在排液管路中增加透氣裝置，有利于管路氣體的排出。

1.2.2 內(nèi)壁清洗腔改造

內(nèi)壁清洗腔和溢流腔截面積較小、容積小，由于注液泵流量大而注堿液腔體積小致使液體有較大概率砰濺到清洗腔邊緣使液體濺出。同時(shí)，經(jīng)核算注液泵注液的體積遠(yuǎn)超該腔容積。而注液泵型號(hào)改變將引起軟件控制程序很大的變動(dòng)，因此，解決此問(wèn)題應(yīng)當(dāng)主要從改變腔體結(jié)構(gòu)入手。解決措施為：盡可能增大內(nèi)壁清洗腔和溢流腔容積（由于清洗管結(jié)構(gòu)限制，內(nèi)壁清洗腔和溢流腔截面積不能增大，因此只能將腔體相應(yīng)加深），同時(shí)在排液管路中增加透氣裝置，保證管內(nèi)壓力可實(shí)時(shí)調(diào)整[8]。

1.2.3 注/排液時(shí)序

注/排液時(shí)序是軟件預(yù)先設(shè)定好，分析注/排液時(shí)可知，排廢液泵先開啟，向樣本針外壁注液的水泵后開啟，這種時(shí)序安排易造成外壁清洗腔中氣體多、壓力大，導(dǎo)致濺液現(xiàn)象發(fā)生。如果改變此時(shí)序設(shè)置，使注液水泵先于排廢液泵開啟，則會(huì)排出一部分腔中氣體，使得壓力降低，濺液發(fā)生的概率減少[9]。

2 結(jié)果驗(yàn)證

根據(jù)上述分析對(duì)樣本針清洗站進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的樣本針清洗站外形圖，見圖4；改進(jìn)后的清洗管俯視圖，見圖5。改進(jìn)后的清洗站外壁清洗腔下部體積增大，排廢液接管連接方式改變?yōu)槁菁y連接可拆卸接頭，這種結(jié)構(gòu)使得下部進(jìn)入腔體中氣體有一定的緩沖區(qū)間。

圖4 改進(jìn)后的樣本針清洗站外形圖

圖5 改進(jìn)后的樣本針清洗管俯視圖

改進(jìn)后的清洗站內(nèi)外洗腔及增加堵棒的結(jié)構(gòu)，見圖6。改進(jìn)后的清洗站內(nèi)壁清洗腔和溢流腔體增大、變深。內(nèi)壁清洗排廢液管和外壁清洗溢流排廢液管均與和通大氣孔連接的直管相連，保證腔體內(nèi)氣體和外界相通。同時(shí)在內(nèi)洗腔體孔處增加堵孔棒，完全杜絕了注堿液腔排液管路中濺液現(xiàn)象的發(fā)生。

Research on Improvements of the Sample Needle Cleaning Station

In this paper,the liquid splashing phenomenon during operation of the sample needle cleaning station was analyzed,improvements of the structure of the station were made based on analysis result,including enlarging volume of the inner and outer wall of the cleaning chamber as well as adding an air permeability device in the drainage pipeline. The experimental results showed that the improved cleaning station alleviated the occurrence of the splashing phenomenon greatly and deserved wider clinical application and promotion.

sample needle cleaning station;immunity analyzer;liquid splashing;water flm

WANG Chao,ZHAO Peng,QU Yan-yang,JIANG Wei-gang
Autobio Labtec Instruments Co.,Ltd,Zhengzhou Henan 450000,China

TG435+.6

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.09.030

1674-1633(2016)09-0109-02

2015-11-12

2015-12-01

作者郵箱：12644037@qq.com