项目实施总结报告

密级：保密深圳市技术创新计划创业资助项目科技报告项目名称：全自动化学发光酶免荧光免疫分析仪四合一一体机的研发作者： 职务： 作者单位： 完成日期：2017-12 特别声明：仅用于我公司向科技主管单位提交科技计划项目验收之用，不得用于其他用途。目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"创业资助项目科技报告 1目录 2一、 项目执行的总体情况 3（一） 项目整体介绍 3（二） 项目研究内容 4（三） 项目实施情况 6\o"CurrentDocument"二、 项目完成情况 9（一）项目目标完成情况 9\o"CurrentDocument"三、 财务管理制度及项目资金使用情况 10\o"CurrentDocument"四、 经营投入和使用情况 14、项目执行的总体情况一）项目整体介绍我公司所立项研发的全自动化学发光酶免分析仪四合一一体机是一种高度自动化集成的医疗器械，该设备将化学发光检测、酶联免疫检测、免疫荧光检测和血型正反定型检测多功结合在同一台仪器上并实现全自动化运行。在功能模块上集合了样本信息自动读取、样本稀释、样本/试剂分配、微孔板孵育振荡、微孔板洗涤、酶标仪/化学发光仪读数等功能。在运行上既可以同时进行全自动化学发光和酶联免疫实验，又可以独立运行样本前处理、荧光免疫分析实验和血型分析实验，并行可执行无人值守全流程实验也可以运行流程拆分里各个单一步骤。在应用操作方面，人机互动界面采用了全中文向导式操作，提供了真实运行平台分布图设置图，并具有异常信息/操作提示、参数输入建议提示、故障位点提示等人性化设计。而且仪器的软件系统与医院的管理系统实现了无缝双向通讯，结果数据实时上传到医院的数据库，真正意义从加载待检样本后到分析出具检测结果报告实现了无人值守全自动化运行。酶联免疫法实验及化学发光法实验是现代医学临床检验基本的、常规的检测技术，对应的酶联免疫法实验和化学发光法实验分别采用全自动酶免分析仪和化学发光分析仪进行检测实验，然而，在各医疗单位现有的酶免分析仪和化学发光分析仪均为独立的实验设备，集成度低，实验过程中，不能同时进行酶联免疫分析和化学发光分析实验，检测分析效率低，已不能满足现代医学发展的需要。同时我国的人口红利即将过去，可以预见在不久的将来，劳动力极其缺乏，仪器自动化已经是未来的发展趋势。由于手工实验步骤繁琐、程序复杂及费时长，检验人员的劳动轻度非常繁重，而且人为因素对检测结果影响较大，也会造成浪费试剂。因此，有必要提供一种能够同时实现酶联免疫及化学发光检测多功能一体的自动化分析仪设备，它避免了分别购置酶免分析仪、化学发光仪及配套试剂增加的成本。不仅在很大程度降低检验人员的劳动强度，提高工作效率，满足检验的准确性与高精度的要求。还实现了单台分析仪最大程度的利用率，降低了医院的成本，减化操作流程，节省人力物力从宏观角度推动了实验室自动化的发展和医院的增收节支。二）项目研究内容整体技术方案确定首先整体规划采用模块化设计，即在运行平台上按模块化设计化学发光实验、酶联免疫实验、免疫荧光实验、血型正反定型实验的检测模块和试剂装载模块，该研发模式能有效避免了由于研发各项工作完成时间不同而导致的时间上相互等待最终拖延了研发周期的问题。模块的实现完全依照标准的酶免实验来设计，其通用步骤有：加样、孵育、洗板、检测、结果分析与保存。所设计相应的模块为：液路系统、加样模块、试剂架模块、孵育模块、检测模块、移板系统、软件模块。适用于ELISA方法以及板式化学发光方法全部实验项目。检测系统的设计确定对检测系统进行优化改进设计，在其酶免/化学发光读取系统中加入新的光源激发系统，通过光纤引导与后聚焦技术使其能对酶促类的荧光进行信号放大，并降低激发光反射干扰，最终实现灵敏度高、定量线性范围宽广的多功能检测模块。血型正反定型检测应用确定血型检测目前常采用的凝集检测方法操作难，目测判读的方式存在人为判断的差异性大。即使是使用半自动半人工方式进行，也要使用厂家专用耗材，存在检测时间长，成本高等问题。我们的4合一仪器针对这些问题进行研发，在样本混匀方面采用孵育模块独有的漩涡振荡混匀模式，而判读方面使用光电池检测固定波长，已达到高级别的分辨率判读。最终设计出直接使用市场通用而廉价的96孔空白酶标板，样本不需要处理直接使用，并使用仪器的酶标仪模块进行自动检测，凝集结果由智能化血型正反定型判读软件完成,鉴定准确可靠。一次实验样本处理量大，5分钟即可出结果。软件平台确定软件系统采用基于Windows平台下的全中文操作系统，设置界面完全参照运行平台分布显示，并配合向导式操作模式；能够让用户在很短的时间内掌握并熟悉仪器的使用。这软件应用上最关键也是最难点就是时间的布序工作，由于该设备是开放平台多类型的试剂会同时在平台使用，而且不同方法学不同厂家的试剂运行条件相差很大，使得要在并行运行的同时合理安排每个项目的每个步骤合理排序非常困难。通过多次尝试，并参考我司前面的产品经验，运用了单步骤拆分交替，延长洗板浸泡时间过度，多项目并行加样等方法，最终实现合理排序进度，使混合项目步骤无缝连续直到完成实验。实现了化学发光检测、酶联免疫检测、免疫荧光检测在同一个实验里完成。技术路线设计智能样本架：在酶免发光样本架底部装配有微触开关，配合软件设置使样本架具有触点监测功能，当插入任意样本试管时，软件直观显示提示，并能匹配智能扫描的二维码，起到样本、位置、二维码统一捆绑作用，不会出现结果混乱。血型红细胞悬液样本架可45°度倾斜摇摆混匀，防止悬液红细胞自然沉降。一体式孵育振荡模块：孵育模块设计5档振荡方式，根据不同厂家试剂来设置需要的参数，并能输出漩涡式振荡，起到加速免疫反应作用，缩短反应时间。孵育一体的加热功能，通过定制的加热膜，其内部特别设计排布的加热丝能均匀让微孔板每个孔位温度偏差少于0.5度。有效的保证实验温度均一性和实验结果的重复性。创新微孔板转运系统：独有的微孔板移动模块使用“L”型机械臂托盘代替轨道式移动或抓板式机械手工作方式，大大减少了复杂部件为整机系统带来的高故障率。当需要移动微孔板时，仪器会自动将移板模块放置在固定位置，需要时再装载上执行移板步骤。移板转运的Z轴同时也是液路系统的加样轴，功能集成后，相比独立加样和转运的模式节省很多横向空间，降低成本，并且在简化了软件的编程工作。使流程排序运作上更容易实现。液面监测系统：目前整个加样系统设计采用的是液路传动，管道使用空气段隔绝蒸馏水和样本试剂。每根加样针都配有电容传感器，精确监测液面高度,通过探针式电容传感器实时动态算法进行液位探测，有效减小电机运动惯性以及浸润现象产生的毛细管作用对液位探测精度的影响；然后，用双极值法对移液过程进行压力监控，避免堵针,样本量不足,气泡等异常移液现象对移液精度的影响荧光免疫检测：通过光纤引导激发光，从45度角射入微孔中，利用后聚焦模式使发散光得到最大汇聚，再通过光电倍增管的高灵敏度特性达到最佳的检测效果。使其能对酶促类的荧光进行信号有效放大。这种利用量子点荧光的检测技术，结果准确，灵敏度高，降低成本。光纤传导模式的采用大大降低了模块应用空间，使其能高效的集合到化学发光检测模块中。化学发光免疫试验,酶联免疫试验和免疫荧光检测可同时进行。实现单机“实验室”是我们开发全自动化学发光酶免分析仪四合一一体机的初衷，有别于国内外单一化学发光分析仪\酶免分析仪和荧光分析仪及血型分析仪，我们将化学发光，酶联免疫，荧光检测和血型定型模块4合1高度集成，可全自动进行酶免，荧光强度及化学发光光子数的测定和血型正反定型的判定。三）项目实施情况1.项目实施计划安排第一步：仪器整体的构思及设计，加样系统设计、试剂容器的设计，检测器设计及选型，洗涤系统的设计及选型，外观的美化设计，配套软件的研发。考虑到产品是用于体外诊断，属于医疗行业，对仪器精密度有非常高的要求，在加样系统的设计和选择时，采用了美国定位平台与法国的加样泵。在外观结构方面完全按照生物安全方面需求，采用封闭式设计。第二步：制作工程样机，进行评估测试与研发改良；第三步：首批样机试产成功后交付客户使用；第四步：积极收集各方反馈意见，并进行综合评估改良；第五步：产品质量稳定后，可定为成型产品；

第六步：根据客户要求，不断丰富各项功能及根据不同客户需求进行优化，并延时一系列进行满足市场需求。第七步：在保证结果准确性的情况下，逐步实现全设备国产化，让更多的医疗机构实现实验室自动化。2．项目实施进度阶段划分研究起止时间研究的技术内容第一阶段2015.8至2016.11.完成项目各个组合模块的自主设计，其中包括采样系统、移板系统、洗针池、通用试剂架、专用试剂架、样本架、预稀释架、盖板、基座、加热振荡模块、酶标仪、化学发光检测仪、洗板机、条码扫描模块、RFID射频模块、液路洗涤系统等的设计。2•寻找优质的代工厂，进行模块生产磋商，对仪器模块成型进行确认（其中包括确定设计图纸以及模块原理功能的确定）。第二阶段2016.2至2016.7为产品各个模块确定代工厂，从产品整合的角度考虑以及根据实际需求，对各个模块的细节进行调整。对代工厂根据样稿设计出来的模块进行精度调整，务求模块精确度高。对仪器的软件系统进行全方位开发，从全局到局部。对仪器模块进行整合，包括各软硬件方面的设计，也包括产品的外包装设计。对仪器设计涉及核心技术进行知识产权保护，初步估计申请7个。阶段划分研究起止时间研究的技术内容第三阶段2016.8至2017.2对项目系统软件Bug进行修改测试。继续完成申报专利项目的提交。对仪器正式进行投产的各个方面进行规划，如仪器生产场址的选定、原料供应商的最终确定等等。着手进行产品生产许可证以及销售许可证报批等。第四阶段2017.3至2017.7对整合好的全自动化学发光、酶免、荧光和血型分析系统进行最终试调，对仪器检测灵敏度，精密度，重现性等各个细节进行优化调整。联系多家临床中心及计生系统进行产品销售前的临床测试。对产品销售市场进行规划。第五阶段2017.8至2017.121•最终完成所有专利项目的申报。2.拿到产品生产许可证以及医疗器械注册证，对产品进行大规模生产销售。项目考核指标仪器设计通过软件/硬件整合后，性能和功能满足以下技术指标：化学发光实验：同时完成实验流程±16项；最高检测速度±700测试/小时；普通酶免实验：同时完成实验流程±16项；最高检测速度±600测试/小时；免疫荧光实验：同时完成实验流程±10项；最高检测速度±700测试/小时；正反定型血型分析仪：同时完成样本数量±160项；最高检测速度±480测试/小时。二、项目完成情况（一）项目目标的完成情况功能应用目标全自动化学发光酶免分析仪"四合一"一体机实现一机多用，将全自动化学发光、酶联免疫、免疫荧光和血型正反定型检测结合在同一台仪器上进行操作。很大程度上降低检验人员的劳动强度，提高工作效率，减少人为误差。另外还满足检验的准确性与高精度的要求，普遍地、显著地提高酶免试验的特异性，达到快速准确诊断，以便患者能够及时预防和快速治疗。2．技术人员培育目标司培养一批涉及生物工程、结构设计、机电一体化、电子信息专业的后备人才一同来进行研发工作，项目新增约20个人员的就业问题。经济效益目标原预期目标：项目的完成预计5年内能达到年销售100台左右的水平，年销售总额约为1500万左右，毛利预计可以达到250万左右，实现上缴税收60万左右。各项考核指标情况该项目样机于2017年12月11日获得深圳市医疗器械检测中心的检验报告，考核指标均符合要求。关键技术参数检验情况如下图：序号项目预期目标测试标准样品实测结果1加样精密度、准确性测试方法：分析天平测量测试程序：启动加样程序，加样量分别设为5uL和2500UL。取恒重的量具，以纯化水代替试液，加样次数每次设置值设为10次，分别取测试标准表中设置值的加样量放入不同的恒重量具中，用精度0.1mg的分析天平称量，计算变异系数来表示加样的精密度，计算相对偏差来表示加样的准确性。加样泵规格加样量卩L精密度CV%准确度%精密度CV%准确度％2500卩L20W5W±50.91%-0.15%50W3W±30.91%0.10%100W2W±20.44%0.51%200W1W±10.33%0.80%1000W1W±10.45%0.20%2500W1W±10.28%0.57%2孵育温度测试方法：温度检测仪测量测试程序：1.启动软件，查看孵育温度的调节范围。2•启动软件，对孵育温度进行调节3•启动孵育程序，查看孵育温度的调节范围。在孵a） 范围：室温~45°C，可调；b） 调节步进：应为0.1Cc） 准确度应为土0.5C内，波动度不超过1.0C准确度：0.11C波动度：0.68C

育模块上放上96孔微孔板，并在微孔板中心孔加入1OOuL的纯化水，使孵育模块处于工作状态，调节其温度，并设置温度为37.0°C,待温度稳定后,用精度不低于0.1C的温度检测仪测量装有纯化水的微孔板孔的温度，在温度显示稳定后，每隔30s测定一次温度值，测定时间为10min，计算平均值,平均值与靶值之差为准确度，最大值与最小值之差为温度波动度。3洗板机测试方法：电子天平测量测试程序：使用蒸馏水作为测试液，将一块96孔酶标板，用o.ooig精度的天平称重。放入洗板机内清洗，加液量设置为350UL，吸液时间设定为3s，洗板次数设定为2次，洗板后再称重，两者之差除以96,换算成体积单位，得每孔残留量，测量3次，取最大值。残留量应不大于3uL/孔残留量0.77UL/孔4化学发光检测测试方法：性能实测测试程序：1•进行化学发光试验项目设置，同时完成实验流程。2.运行化学发光试验，从试验开始运行计时，到检测完成停止计时，查看结果。a） 同时完成实验流程三16项；b） 最高检测速度±700测试/小时832测试/小时5酶免检测测试方法：性能实测测试程序：1•进行酶免试验项目设置，同时完成实验流程。2.运行酶免试验，从试验开始运行计时，到检测完成停止计时，查看结果。c）同时完成不同实验流程±16项；最高检测速度±600测试/小时。624测试/小时6荧光免疫检测测试方法：性能实测测试程序：1•进行荧光免疫试验项目设置，同时完成实验流程。2.运行荧光免疫试验，从试验开始运行计时，到检测完成停止计时，查看结果。d）同时完成不同实验流程±10项；最高检测速度±700测试/小时976测试/小时7正反定型检测测试方法：性能实测测试程序：1•进行正反定型血型分析试验项目设置，同时完成实验流程。2.运行正反定型血型分析试验，从试验开始运行计时，到检测完成停止计时，查看结果。e）同时完成样本±160个；最高检测速度±480测试/小时533测试/小时5.知识产权申报情况序号专利名称专利类型状态专利号/申请号/登记号1一种专用试剂架实用新型已授权ZL201320844930.62微孔板加样及转运装置实用新型已授权ZL201320845011.03医疗废液收集装置实用新型已授权ZL201320844963.04全自动化学发光酶免分析仪实用新型已授权ZL201420177331.85全自动化学发光酶免分析仪发明专利实质审查201410146754.86微孔板加样及转运装置发明专利实质审查201310706440.47全自动化学发光酶免血型分析仪软件软件著作权已授权2015SR0644186.授权和文章发表情况三、财务管理制度及专项资金使用情况。公司资金的管理上建立健全财务机构，配备财务会计人员，建立财务管理制度和建立项目管理规定。公司有建立深圳市科研财政资金的投入单独核算体系，确保将政府扶持专项资金全部用在项目研发上面，专款专用，专项资金的使用范围与金额，符合合同约束，而且公司内部有建立项目开支方面的管理制度，做到款项的有效合理支出，并且建立投入明细账，都能找到相关凭证。公司在资金使用方面，严格按照国家项目资金相关法律、法规的规定和要求使用专项资金，不截留和挪用，不擅自撤消和改变项目，确保资金专款专用。按照项目计划的5个阶段所指定的标准分期投入资金，严格执行。

四、经费投入和使用情况项目总预算为200万元，实际项目已全部研发完成，实现了批量产业化。达到了并部分超过了项目的预期目标，此项目至今为止已实际完成投资资金达246万元，全部来源于企业自筹与政府财政资助。项目经费预算支出表序号经费支出类别（A）市财政资助总额（B）国家/省资助额（C）申请单位自筹经费（D）小计（E）01合计（02+05）60.000.00140.00200.0002一、直接费用（03+04+...+14）60.000.00140.00200.0003设备费40.000.0020.0060.00（1）购置设备费40.000.0020.0060.00（2）试制设备费0.000.000.000.00（3）设备改造与租赁费0.000.000.000.0004材料费20.000.0010.0030.0005测试化验加工费0.000.0015.0015.0006燃料动力费0.000.005.005.0007差旅费0.000.002.002.0008会议费0.000.000.000.0009国际合作与交流费0.000.000.000.0010出版/文献/信息传播/知识产权事务费0.000.005.005.0011劳务费0.000.000.000.0012专家咨询费0.000.000.000.0013人员费//80.0080.0014其他支出0.000.003.003.0015二、间接费用（16+17+18）0.000.000.000.0016单位水电气暖等消耗0.000.000.000.0017管理费用补助支出0.000.000.000.0018绩效支出0.000.000.000.00（一）财政资助经费的到账和使用情况本项目获得政府财政拨款60万元，我公司已将政府前期款479,805元政府专款全部用于项目（另120,195元需验收后才可以使用）。其中项目总购置设备费50.53万元（其中用到政府资助40万元），项目总材料费41.85万元（其中用到政府资助79，805元）。（二）自筹资金到账和使用情况公司新增购入了全自动化学发光仪、自动液体分样仪、冷冻干燥机、纯水机等设备，共计50.53万元（其中自筹资金10.53万元），新增购入材料新生化仪用光谱仪、移液系统、进步电机等材料，合计41.85万元（其中自筹资金33.87万元），自筹资金发生测试试验加工费、检测费23.36万元，自筹资金发生知识产权申请与维护费5.86万元，自筹资金发生研发人员费用118.98万元。五、项目执行中遇到的困难、对应的解决方式仪器研发难度大。由于仪器为多功能的一体机，需要将多种功能集成在一台仪器中，同时兼顾各种性能的平衡，这使得我们在架构设计、零配件选择、软件兼容等方面都遇到了巨大的挑战。为此，我们改变了最初的仪器设计架构，重新解构仪器的总体设计，将集成化模式转为模块化设计，并将多模块的零配件做了全新匹配验证，同时将不同模块控制软件的通讯协议进行标准化，在上位机软件上采用了基于Linux系统的动态交互式多终端智能控制与数据分析处理系统，从而使得仪器的多种功能在一台仪器上实现完美平衡。配套试剂研发难度大。由于多功能一体机需要满足多种技术平台的多种项目应用试剂的应用，而不同试剂的反应模式、反应条件均不同。为了达到不同试剂在一个仪器平台里都能获得准确的检测结果的目的，我们对酶免、化学发光、荧光等不同方法学的试剂进行了多种实验条件下不