样本针清洗站改进的研究

王超，赵鹏，曲艳阳，姜伟刚

安图生物实验仪器（郑州）有限公司，河南 郑州 450000

样本针清洗站改进的研究

王超，赵鹏，曲艳阳，姜伟刚

安图生物实验仪器（郑州）有限公司，河南 郑州 450000

本文主要对样本针清洗站工作时所产生的溅液现象进行分析，通过分析对原清洗站结构进行改进。改进内容主要为增大清洗腔内外壁容积，在排液管路中增加透气装置。研究证明，改进后的清洗站有效降低了溅液现象的发生率，值得临床应用与推广。

样本针清洗站；免疫分析仪；溅液；水膜

全自动化学发光免疫分析仪工作时，样本针用于对样本进行精密采样，在采样开始或者结束后，一般会在样本针清洗站中对样本针的内壁和外壁进行清洗，以避免样本之间的携带污染。样本针清洗站结构决定了样本针清洗方式，对清洗效果有很大的影响[1-2]。

常见样本针清洗站结构图，见图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、内壁清洗排液管及内壁清洗注液管组成。清洗时将针置于清洗管内进行内外壁冲洗，由于清洗管外壁清洗腔深且截面积小，致使液流沿程阻力大造成排液不畅，注碱液时因注液速度快或注碱液腔截面窄小，液体有较大概率溅到注碱液腔边缘而发生溅液，严重污染周围环境[3]。因此，针对样本针清洗时的溅液等问题，有必要对现有的样本针清洗站进行改进。

样本针清洗站工作时，样本针抬起并旋转至清洗管注碱液腔中。当碱液经过内壁清洗注液管进入注碱液腔中后样本针开始吸液清洗内壁，多余的液体从碱液溢流腔流出。随后，样本针再经过抬起、旋转、下移至清洗管导流通道中。清洗液经外壁清洗注水管、进水通道螺旋进入导流通道对针外壁进行圆周清洗，同时多余的液体流入溢流腔中，以上流出液体通过排废液接头由泵排出。外壁清洗注水管平行分布使清洗液呈螺旋状冲向样本针，保证针臂圆周充分清洗。样本针清洗管俯视图，见图2。

图1 常见样本针清洗站结构图

图2 样本针清洗管俯视图

1 溅液原因分析及结构改造

1.1 溅液原因分析

样本针清洗均是在清洗管中进行，清洗管外洗腔和内洗腔结构，见图3。基于实验验证，样本针内洗时注碱液腔溅液率约为23%，外壁清洗腔溅液率约为10%，溢流腔溅液率约为4%。

图3 清洗管外洗腔和内洗腔示意图

从水膜产生到破裂的原理分析溅液现象。水膜产生是因为液体有表面张力，水膜破裂是由于液体在重力作用下，水膜上部变薄、强度变弱，内部气体从薄弱部分冲出去而导致水膜破裂[4-5]。表面张力大小与液体性质、温度、压力和液体中杂质有关，密度小、易挥发的液体其表面张力小；温度升高，分子键引力减弱，表面张力也变小；压力越大，表面张力越小；液体中杂质不同也会导致表面张力的不同[6]。因此，要减少溅液现象对清洗效果的影响，需要做到以下两点：① 保证各腔内气体尽可能减少，以降低压力；② 保证液面与清洗表面有足够远的距离，使液体不溅至清洗管表面。

1.2 样品针清洗站改造

1.2.1 外壁清洗腔改造

外壁清洗腔和溢流腔截面积均较小、流道长，致使液流沿程阻力大，液体不易排出。液面与外壁清洗腔表面距离比较近，同时从排废液管处大量气体进入外壁清洗腔中，废液也不利于排出。当液面有水膜发生破裂时液体很容易从水膜表面张力薄弱部位溅至外壁清洗腔外表面[7]。因此，应对外壁清洗腔进行如下改造以避免该现象发生：① 增大外壁清洗腔和溢流腔截面积，使液面与清洗管表面有足够远的距离；② 在排液管路中增加透气装置，有利于管路气体的排出。

1.2.2 内壁清洗腔改造

内壁清洗腔和溢流腔截面积较小、容积小，由于注液泵流量大而注碱液腔体积小致使液体有较大概率砰溅到清洗腔边缘使液体溅出。同时，经核算注液泵注液的体积远超该腔容积。而注液泵型号改变将引起软件控制程序很大的变动，因此，解决此问题应当主要从改变腔体结构入手。解决措施为：尽可能增大内壁清洗腔和溢流腔容积（由于清洗管结构限制，内壁清洗腔和溢流腔截面积不能增大，因此只能将腔体相应加深），同时在排液管路中增加透气装置，保证管内压力可实时调整[8]。

1.2.3 注/排液时序

注/排液时序是软件预先设定好，分析注/排液时可知，排废液泵先开启，向样本针外壁注液的水泵后开启，这种时序安排易造成外壁清洗腔中气体多、压力大，导致溅液现象发生。如果改变此时序设置，使注液水泵先于排废液泵开启，则会排出一部分腔中气体，使得压力降低，溅液发生的概率减少[9]。

2 结果验证

根据上述分析对样本针清洗站进行改进，改进后的样本针清洗站外形图，见图4；改进后的清洗管俯视图，见图5。改进后的清洗站外壁清洗腔下部体积增大，排废液接管连接方式改变为螺纹连接可拆卸接头，这种结构使得下部进入腔体中气体有一定的缓冲区间。

图4 改进后的样本针清洗站外形图

图5 改进后的样本针清洗管俯视图

改进后的清洗站内外洗腔及增加堵棒的结构，见图6。改进后的清洗站内壁清洗腔和溢流腔体增大、变深。内壁清洗排废液管和外壁清洗溢流排废液管均与和通大气孔连接的直管相连，保证腔体内气体和外界相通。同时在内洗腔体孔处增加堵孔棒，完全杜绝了注碱液腔排液管路中溅液现象的发生。

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

作者邮箱：12644037@qq.com