小型全自动微流控化学发光免疫分析仪 — 系统调试软件方案说明
该文档为调试软件的主要功能说明，后期软件开发以双方讨论后实际确定的详细软件需求为准。
一、概述
调试软件为小型全自动微流控化学发光免疫分析仪的系统级调试工具，包含 5 大功能模块：
| 模块 | 类型 | 功能定位 |
|---|---|---|
| 样本试剂区调试 | 单模块测试 | 样本架、试剂仓运动与传感测试 |
| 机械臂测试 | 单模块测试 | X/Z轴运动、ADP吸注、点位标定 |
| 反应区调试 | 单模块测试 | 反应盘片、PMT、磁座、温度光耦 |
| 曲线拟合定标 | 单模块测试 | 光子数-浓度曲线拟合与保存 |
| 流程测试 | 综合测试 | 12类步骤自由组合 → 完整测试流程 |
前四个为单模块功能测试页面，流程测试为综合测试页面。
二、主要功能模块
2.1 样本试剂区
标签页分为样本区和试剂仓两部分。
样本区功能：
- 样本条码 + 稀释杯扫描检测（右侧窗口显示条码信息和稀释杯有无状态）
- TIP架位置运动执行
- 样本架运动到指定位
- 运行到指定清洗液/底物位置
- 电机速度设置 + 复位归零 + 动作补偿设置
- 光耦状态查询（样本架光耦、稀释杯光耦、零位光耦）
试剂仓功能：
- 试剂条码扫描
- 电机速度设置 + 复位归零 + 动作补偿设置
- 设置摇匀次数并执行摇匀
- 光耦状态查询（闭合光耦、废料盒安装光耦、满载光耦）
- 试剂仓温度信息显示
2.2 机械臂测试
页面分为机械臂运动控制和 ADP 吸注参数两部分。
左侧：机械臂测试框
- X轴 / Z轴电机速度调节与复位控制
- 输入坐标 → 执行 → 运动到指定位置
- 运动操作按钮：手动微调位置
- 实时坐标显示框：显示实际位置
点位保存系统：
- 「保存点位」按钮：将当前位置存入下拉菜单的预存孔位
- 预存孔位类型（共 23 种）：
- 样本孔位、稀释杯孔位
- 试剂仓：稀释液/酶标、磁珠、底物、清洗液孔位
- 反应仓：全血加样位、血清加样位、酶标加样位、磁珠加样位、清洗液加样位、底物加样位
- TIP 位置 1-8、抛 TIP 位置
- 点击下拉项 → 载入坐标 → 点击执行：Z轴先复位，X轴运动到目标坐标
右侧：ADP 吸注头参数设置
- 吸注速度参数：初速度、最高速度、停止速度
- 吸液参数：
- 吸液类别：全血样本、其他样本、磁珠、酶标、稀释液、清洗液、底物
- 架位选择 + 手动输入吸取液量
- 吸液量上限：200μL，超限报警
- 注意：选择底物和清洗液时，「架位」项锁死
- 注液参数：
- 「单注」/「多注」选项切换 → 孔位单选 / 复选
- 设定液量后执行
- 动作按钮：取 tip、抛 tip、开始吸液、开始注液
- 依赖机械臂模块中保存的预存孔位
2.3 反应区
页面分为四大模块：反应盘片、PMT、其他动作、状态检测。
反应盘片模块（左侧）
- 旋转电机：设定旋转角度 → 旋转测试
- 盘片孔标定：保存当前位置为「盘片孔1」等 → 载入 → 执行到达
- 离心参数：转速、加减速度、运行时间
- 震荡参数：震荡幅度（旋转角度）、频率、次数
磁座动作模块（右上左）
- 参数：旋转角度、转速、加速度
- 执行 / 复位按钮
其他动作模块（右上中）
- 盘盖开/闭
- 加样口开/闭（含实时状态显示框）
状态检测模块（右上右）
- 温度检测按钮 → 状态栏显示
- 光耦检测按钮 → 状态栏显示
PMT 模块（右下）
- 光子计数测试参数：间隔时间、检测次数、单次检测时间
- 计数结果：每批次实验结果显示在右侧
2.4 曲线拟合
使用标准定标样品进行「光子数-浓度」曲线拟合定标。
左侧：定标点输入
- 拟合点数选择（上限 8 个）
- 定标点表格：输入标准浓度 + 光子数测量值
右侧：拟合类型与结果
- 支持 8 种拟合算法：
- 线性拟合
- 指数拟合
- 双对数拟合
- 二次多项式
- 三次多项式
- 三次样条插值
- 四参数 Logistic（4PL）
- 分段拟合
- 「开始拟合」→ 显示拟合曲线图形 + 公式结果
- 「保存曲线」→ 保存当前曲线和公式，供流程测试页面调用
2.5 流程测试
综合测试页面，包括测试流程和测试序列两部分。
测试流程模块
- 建立单个序列测试流程，编辑组成步骤的参数
- 12 种步骤类型：
类别 步骤 加样类 加全血样本、加其他样本、加底物、加磁珠、加酶标、加清洗液 反应类 离心、振荡、静置 磁分离 磁座 on、磁座 off 检测类 PMT 测量 - 添加步骤：选择类型 → 弹出参数对话框 → 参数显示栏展示
- 流程清单：左侧显示已添加步骤
- 保存的流程可供「测试序列」模块的「流程选择」下拉调用
测试序列模块
- 新建 / 删除测试序列（一个或多个序列组成一个测试流程）
- 每个序列需设置：
- 样本孔位
- 盘片孔位（选中后 disabled，不可重复分配）
- 试剂位
- 拟合曲线（来自曲线拟合页面保存的曲线）
- 共性参数：
- 流程选择（来自测试流程模块保存的流程）
- Tip 初始位置（来自机械臂预存孔位）
- 「开始测试」→ 执行检测
- 测试结果栏：显示各序列的光子数和浓度数值
- 状态栏：实时显示仪器状态
全局控制
- 左下角 STOP 按钮：随时中止仪器动作和测试流程
三、系统架构要点
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│ 调试软件（上位机） │
├──────────┬──────────┬────────┬──────────┬───────────┤
│ 样本试剂区 │ 机械臂测试 │ 反应区 │ 曲线拟合 │ 流程测试 │
└──────────┴──────────┴────────┴──────────┴───────────┘
↓ 串口/USB 通信 ↓
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│ 下位机（中位机 + FPGA） │
│ 电机控制 · 光耦检测 · 温度传感 · PMT采集 · 磁座驱动 │
└─────────────────────────────────────────────────────┘
设计特点：
- 模块化调试：每个子系统独立测试页面，方便硬件调试验证
- 点位标定体系：机械臂 23 种预存孔位 + 盘片孔标定，参数化配置
- 拟合算法丰富：8 种曲线拟合算法覆盖化学发光免疫检测常见模型
- 可编程流程：12 类步骤自由组合，支持多序列批量测试
- 安全机制：盘片孔位互斥分配、吸液量上限报警、STOP 紧急停止
关联笔记
- 液相芯片测试软件需求分析及界面设计方案（需求分析-2019，更完整的需求文档）
- 荧光补偿算法-液相芯片多色荧光检测（荧光补偿算法原理）
- 共聚焦项目-软件需求规格说明书-化学发光免疫分析仪（共聚焦项目，化学发光免疫分析仪需求）
- 流式细胞仪详细设计说明书-CLFCS-V1.0（流式细胞仪，同类医疗仪器软件架构参考）