化学发光分析仪毕业设计开题报告DOCWord格式.docx

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开题报告日期 

2013-3-15 

哈尔滨工业大学教务处制

2013年3月

说明

一、开题报告应包括下列主要内容：

1．题目

2．课题来源及研究的目的和意义；

3．国内外在该方向的研究现状及分析；

4．主要研究内容；

5．研究方案及进度安排，预期达到的目标及提交成果的形式；

6．为完成课题已具备和所需的条件；

7．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施；

7．主要参考文献。

二、对开题报告的要求

1．开题报告的字数应在3000字以上；

2．阅读的主要参考文献应在10篇以上，其中外文资料应不少于三分之一。

本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。

3．参考文献按在开题报告中出现的次序列出；

4．参考文献书写顺序：

序号作者.文章名.学术刊物名.年，卷（期）：

引用起止页。

三、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。

四、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在院（系）保存，以备检查。

正文：

一．课题来源及研究的目的和意义

1）．课题来源

由于我国在免疫分析检验仪器和配套试剂开发方面起步比较较晚，目前我国对于艾滋病、病毒性肝炎等疾病的诊断大多采用酶联免疫分析法，可是但该方法自身存在操作复杂、重复性差、阳性漏检等问题，因此开发新一代高灵敏度、高特异性、方便快速的诊断试剂以及与之配套仪器刻不容缓，需要更快地发展，尽早摆脱进口。

2）．课题研究的目的

最近这些年来，随着人们对于临床检验速度和精度要求的提高，以及我国传染性疾病防控形式的日益严峻，国内化学发光免疫检验市场呈现井喷趋势。

高灵敏、高特异性、方便快速的化学发光免疫分析仪及其配套试剂是实现临床快速检验和传染性疾病预防的重要保证。

该仪器是一种通过患者血清进行人体免疫分析的医疗测试仪器，化学发光免疫测定是一种高度敏感的微量测定技术，适用于甲状腺激素类、性腺激素类、肿瘤标志物类以及肝炎、艾滋病等多种体内微量物质的定量分析。

3）．课题研究的意义

反应管装载模块，作为分析仪的一个重要组成部分，负责完成反应管的储存和自动装载。

该课题需要学生基于本科期间所学习的机械原理和机械设计、驱动、传感器、控制、三维建模软件等内容进行设计，培养我们分析和解决工程实际问题的能力，锻炼我们的创新思维方式以及培养我们综合应用所学知识，分析和解决工程实际问题，锻炼创造能力的目的，使我们在按自顶向下的顺序装配在一起，然后再将各个系统按自底向上的顺序装配在一起，并进行动态仿真，分析相关点的位移，速度，加速度曲线。

实验研究等方面得到进一步提高

图2反应管装载模块的结构简图

二．国内外的研究现状及分析

化学发光CL（chemiluminescence）早在19世界80年代就得带证实，即在化学反应过程中瞬间以释放光子的形式放出能量。

直到20世界60年代初，Yallow和Berson创建了具有划时代的放射免疫分析技术。

经历20年，经过许多学者的实验研究，相继有许多新材料、新技术、新工艺以及新仪器的研制取得成功，加速了CLIA（chemiluminescenceimmunoassay），因此该仪器兴起于20世界80年代，而我国导入与20世界90年代，其间一共分为四代，现如今已被临床普遍使用，成为临床免疫诊断的支柱方法。

工作原理图

进十多年来，当代生物技术取得的研究和应用取得高速发展的同时，也大大推动了化学发光免疫分析仪（CLIA）的方法的更新换代速度。

该产品在欧美已处于成熟期，厂商试剂与仪器共同开发，仪器自动化程度高，试剂成系统化状态。

而在我国，产品还是导入期或成长期，根本没有厂商能拥有整条生产线加工生产，技术比较落后，完全依赖进口的。

英国

德国

中国

仪器名称

KPS-I和II型化学发光免疫分析仪CLIA

lumino化学发光分析仪CLIA

CLIA核心部件无国产

技术路线

酶促化学发光

技术来源

英国原产件国内组装

德国原装

国外进口

售后保障

国内有全套仪器原厂配件，英国MedicalLeader集团在北京设有代表处，售后服务有保障

国内没有整套生产线

国外生产，国内没有完整生产线

目前，该产品在农业、环保、地质、军事等领域也有很大的发展空间，特别是和气他技术联合使用。

临床检测样品检测采用CLIA技术主要是吖啶酯标记物直接发光、Apase、HRP催化底物发光和电化学发光3种发光类型。

CLIA的技术优势已被大量实验研究结果所证实，随着开放性自动测量仪器的完善，必将生物医学研究工作者提供开发和研制CLIA试剂盒的条件，尽早研发出国内精确度高的CLIA核心要技术，从而打破国外大公司对试剂的垄断。

未来的、发展除逐渐提高试剂盒品种外，仪器智能化程度也将有所提高。

三．本课题主要研究内容

本课题主要研究CLIA反应管装载模块的基本机构构成与基本设计，以及在临床检测样品时反应管（即反应杯）的工作流程，还有对该次设计会出现的状况和难题进行分析解决。

化学发光免疫分析仪（CLIA）三维移动加样模块的基本机构主要由料斗、电梯、喷射器、定方位器和分离槽以及分离器组成。

所述反应杯进给系统包括码垛模块、传送模块、孵育模块、洗涤模块和测量室。

至于设计中各组成部分的电梯、喷射器、定方位器和分离槽以及分离器也需按照各种技术性能指标经行粗略设计和计算，画出方案简图及整体装配图，并用三维造型软件构建样机的实体模型，并进行动态仿真。

而控制系统部分会基于单片机控制系统来进行设计，从而来完成控制系统部分的设计。

四．本课题研究方案、进度安排及预期达到的目标

1）本课题研究方案：

（1）.首先要对化学发光免疫分析仪（CLIA）反应管装载模块系统在检测工作时的整体布局构造有一个清楚的认识，三维移动臂自动将样本液和试剂液分配到反应杯中，反应杯依次经过传送系统各模块，并完成孵育、洗涤、检测等工作。

化学发光免疫分析仪（CLIA）反应管装载模块的工作过程主要由如下各个机构构成

样品分析流程图

1.试剂倒入反应杯，需要经过提升，再需垂直倒进输送杯；

2.倒满时需停止转动，经特点轨道传输到反应阶段；

3.空杯从反应阶段后退时，正好掉下下一个在相应位置作为替补，这样使预热段永远保证一样多个反应杯；

4.在反应阶段需要再加样，在需要用到可分离器械对溶液分离；

5.分离后仅剩下含吖啶酯的有效结合物，在需经过加入酸在该反应杯中；

6.此时需要使该反应杯下降，经过传输轨道运到亮度检测处；

7.对该杯中加入碱溶液，使反应的结合物发光，并需要并由光电倍增管接受。

8.再需要将其传送到吸出废液汁处，并用相应装备吸出废弃液；

9.再把空杯传送到相应的地方，利用电磁阀，将其打入废弃箱中，完成整个过程。

（2）然后再具体分析设计每一部分所需要的机构，并结合所学知识画出每一机构的运动结构简图。

在完成该机构的检测运行时，需要由装载机构料斗、升降机构电梯、运输机构皮带、加试剂机构喷射器、定位机构定方位器、分离液机构分离槽以及分离机构电磁阀、传感机构、光感机构、控制机构以及其他辅助机构构成。

接着要完成各个零部件的设计，选择相应的元器件。

（3）再画出每个系统的装配图，为完成CLIA反应管装载模块的整体装配图做好准备工作，打下基础。

（4）确定整体方案并完成装配图等结构设计。

（5）完成单片机控制系统的设计

（6）最后将各个机构零部件按自顶向下的顺序装配在一起，然后再将各个系统按自底向上的顺序装配在一起，并进行动态仿真，分析相关系统的运动状况，分析相关点的位移，速度，加速度曲线，是否可实现连续装载及其相应的技术指标要求。

2）主要技术性能指标：

1、Hopper最大承载量2000个；

2、滑梯等级为48级；

3、定向器实现反应管的方向调整；

4、可实现连续装载。

3）进度安排及预期达到的目标：

1、第1－3周：

依据技术要求，提出总体设计方案，并进行初略子方案设计，提出合理的进度计划。

2、第4－9周：

电梯、喷射器、定方位器和分离槽以及自分离器的设计。

3、第10－12周：

控制系统的设计。

4、第13－15周：

总结设计过程，充分查阅资料，阅读相关文献，撰写论文；

5、第16周：

整理毕业论文，准备毕业答辩

五．为完成课题已具备和所需的条件

1）已具备条件：

料斗、电梯、皮带、喷射器、定定方位器、分离槽以、电磁阀、光电倍增管以及其它辅助简单构件。

2）所需条件：

需要确定各个机构的型号及质量检测，选择合适的传感器，选择所需要的控制装置，进一步熟悉使用Pro/Enginner这款三维建模软件，学会使用有限元分析软件进行分析优化。

六．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施

1）因为调试不够精确，导致反应杯在进入相应轨道是有所偏差，在多次累积后，在反应杯两边与传输工具间对夹造成卡杯。

解决方法：

首先在加酸的位置将靠卡住的运输工具拉拉，使其重回轨道的正确位置。

2）反应杯卡在分离机构位置，可能是分离机构的驱动出现故障，致使分离针插入反应杯后未能上升离开阻挡反应杯前进。

排除分离针的驱动问题。

3）反应杯卡在升降机底部位置，其原因是升降机不能下降到准确位置。

拆开升降机盖板，夹开反应杯进行调试，将升降机提升快凹面调到平行于轨道凹面位置。

4）在文库中查不到相应资料，因此会遇到不少麻烦问题，

多于老师交流，分关键词查找，可找相似的或学会运用创新思维。

主要参考文献：

1．王栩,林金明.化学发光免疫分析技术新进展[J].分析试验室.2007（06）

2．2003年第六期.医疗卫生装备.1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.

3.上海第六次全国病毒性肝炎学术会议.病毒性肝炎防治方案（试行）.中国传染病杂志.1991：

52-60.

4.苏剑，张鹏，尤加良等.CENTAURCP.全自动化学发光免疫分析仪常见故障与排除【J】.医疗卫生装备，2012，33（5）：

148-150.

5.苏先狮.湖南供血员和肝病患者1272例血清抗HCV检测及甲、乙、丙、丁各型肝炎混合感染研究.临床肝胆杂志.1993：

10-11.

6.高等职业技术教育机电类专业教材编委会组编,王侃夫主编.机床数控技术基础[M].机械工业出版社,2001

7.诸静等著.模糊控制原理与应用[M].机械工业出版社,1995

8.D.S.Hage.Immunoassays.AnalyticalChemistry.1999

9.Y.Keron,C.C.Lo.Variable-gainCross-CoupledControllerforContouring.AnnalsofCIPR.1991

10.MasoryO.andXiu,D.ContourerrorsinanewclassofCNCmachinetools..1998

指导教师评语：

指导教师签字：

检查日期：