CN102600918B - 用于血液分析的微流体芯片及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于血液分析的微流体芯片，包括内嵌式样品池、第一管道、内嵌式储存池、第二管道、内嵌式反应池、第三管道、内嵌式废液池、第四管道、第一接口和第二接口，所述样品池通过所述第一管道与所述反应池相连接，所述储存池通过所述第二管道与所述反应池相连接，所述反应池通过所述第三管道与所述第一接口相连接，所述废液池通过所述第四管道与所述第二接口相连接。本发明提供的微流体芯片体积小，血液分析所需的样品和配套试剂消耗量小；用于微型便携式诊断设备，可对血液样品进行检测并获得及时的检测信息，操作简单、快捷，且不会对环境造成污染。

Description

用于血液分析的微流体芯片及其使用方法

技术领域

本发明涉及微流体芯片，尤其涉及一种用于血液分析的微流体芯片及其使用方法。

背景技术

血常规检测是最基本的血液分析项目。血液由液体和有形细胞两大部分组成，血常规检测的是血液的细胞部分。血液主要含有三种不同功能的细胞——红细胞、白细胞及血小板，通过观察其数量变化及形态分布判断疾病，是医生诊断病情的常用辅助检查手段之一。红细胞减少一般见于白血病、急性大出血、严重的组织损伤及血细胞的破坏、缺铁，维生素B12的缺乏等；红细胞增多常见于身体缺氧、血液浓缩、真性红细胞增多症、肺气肿等。血红蛋白减少多见于贫血，如急性、慢性再生障碍性贫血、缺铁性贫血等；血红蛋白增多常见于身体缺氧、血液浓缩、真性红细胞增多症、肺气肿等。生理性白细胞增高多见于剧烈运动、进食后、妊娠、新生儿。病理性白细胞增高多见于急性化脓性感染、尿毒症、白血病、组织损伤、急性出血等。病理性白细胞减少再生障碍性贫血、某些传染病、肝硬化、脾功能亢进、放疗化疗等。

目前检测血常规的基本原理为：采用溶血剂将血液中的红细胞裂解并释放出血红蛋白，血红蛋白与溶血剂中的化学成分形成结合物，在540nm左右波长的光源照射下有最大吸收峰，且光吸收度与血红蛋白的浓度成正比。同时，因溶血剂的作用使白细胞膜的结构发生改变，采用库尔特原理的阻抗法可以对白细胞进行计数，且由于不同白细胞亚群如淋巴细胞、单核细胞及粒细胞的电阻抗值处于不同范围内，可以将这几种白细胞进行区分。此外，也可以通过各白细胞亚群的细胞体积及细胞核复杂程度的差异，在光散射方面表现出不同特性，采用光散射法对其进行区分。

市场上用于血液常规分析的设备是血液分析仪，此类分析设备结构及功能复杂、体积庞大，需要装备于专门的临床检测实验室中并由专业人员进行维护。此类设备测试通量较高，通常测试速度在60test/hour以上，但消耗的血液样品和配套试剂的量较大，且从血液样品采集到出具相应检测报告经历的时间较长，不利于对个别样品进行检测以获得及时的检测信息。此外，目前的血液分析仪在使用时配套的试剂通常用20L 及1L左右大小不等的容器装载，且部分产品还需配备电脑系统使用，整个检测体系不具备便携式功能。同时由于检测过程会产生大量废液，对环境会造成一定的污染。

因此，现有的技术存在血液样品和配套试剂消耗量大，分析设备体积庞大，操作复杂，容易造成环境污染，不具备便携式功能，不利于对个别样品进行检测以获得及时的检测信息 等缺点。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，发明人对微流体芯片进行大量的探索和研究，并提供一种用于血液分析的微流体芯片及其使用方法，可满足人们对血液分析的小型化和个体化要求。

一种用于血液分析的微流体芯片，包括内嵌式样品池、第一管道、内嵌式储存池、第二管道、内嵌式反应池、第三管道、内嵌式废液池、第四管道、第一接口和第二接口，所述样品池通过所述第一管道与所述反应池相连接，所述储存池通过所述第二管道与所述反应池相连接，所述反应池通过所述第三管道与所述第一接口相连接，所述废液池通过所述第四管道与所述第二接口相连接。

采用上述技术方案，本发明提供的微流体芯片体积小，可内置检测过程中所需的各种试剂，用于微型便携式诊断设备，可对白细胞及血红蛋白等参数进行测定，操作简单、快捷，且测试完成后的废液流回微流体芯片中对应的废液池回收处理，不会对环境造成污染。

作为本发明的进一步改进，所述样品池为带有样品盖的凹槽，所述样品盖以覆盖的形式与所述凹槽紧密接合，可方便的加载待测样品。

作为本发明的进一步改进，所述储存池装载有含1g/L~100g/L阳离子表面活性剂的溶血剂。

作为本发明的进一步改进，所述微流体芯片还包括装载稀释液的内嵌式稀释液池，所述稀释液池通过第五管道与所述反应池相连接，所述稀释液选自氯化钠溶液、磷酸缓冲液、柠檬酸缓冲液、Tris-HCl缓冲液或硼酸缓冲液，可对需要进行稀释的血液样品进行稀释。

作为本发明的进一步改进，所述微流体芯片还包括装载清洗液的内嵌式清洗液池，所述清洗液池通过第六管道与第三接口相连接，所述清洗液选自含有曲拉通、聚环氧乙烯月桂酰醚、蛋白酶、脂肪酶及次氯酸钠中一种或多种成分的缓冲液，可对检测设备进行清洗。

相应的，本发明还提供用于血液分析的微流体芯片的使用方法，包括如下步骤：

A）  往样品池中注入待检样品；

B） 将微流体芯片通过第一接口、第二接口与检测设备相连接；

C） 通过控制检测设备中的泵和阀，使样品池中的待检样品通过第一管道流入反应池，同时储存池中的溶血剂通过第二管道流入反应池，待检样品与溶血剂在反应池中混合并反应5~60秒；

D） 通过控制检测设备中的泵和阀，使反应池中的混合流体依次通过第三管道和第一接口流入检测设备中进行检测；

E） 通过控制检测设备中的泵和阀，检测完的混合液体依次通过第二接口和第四管道流入废液池中。

作为本发明的进一步改进，所述检测设备包括阻抗法检测装置和光学法检测装置。

作为本发明的进一步改进，所述检测设备采用光学法检测装置。

作为本发明的进一步改进，所述检测设备采用阻抗法检测装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的微流体芯片体积小，内置检测过程中所需的各种试剂，可以方便的加载血液样品，血液分析所需的样品和配套试剂消耗量小；用于微型便携式诊断设备，可对血液样品进行检测并获得及时的检测信息，操作简单、快捷，且测试完成后的废液流回微流体芯片中对应的废液池回收处理，不会对环境造成污染，可满足人们对血液分析的小型化和个体化要求。

附图说明

图1为本发明实施例一中微流体芯片及配套的阻抗法检测装置示意图。

图2为本发明实施例二中微流体芯片及配套的光学法检测装置和阻抗法检测装置示意图。

图3为本发明实施例三中微流体芯片及配套的光学法检测装置和阻抗法检测装置示意图。

图4为本发明实施例四中微流体芯片及配套的光学法检测装置和阻抗法检测装置示意图。

图5 为本发明实施例五中微流体芯片及配套的光学法检测装置示意图。

图6 为本发明实施例六中微流体芯片及配套的光学法检测装置示意图。

图7 为本发明实施例七中微流体芯片及配套的光学法检测装置示意图。

图8 为本发明实施例八中微流体芯片及配套的光学法检测装置示意图。

附图标记为：微流体芯片1，样品池12，样品盖121，第一管道13，储存池14，第二管道15，反应池16，第三管道17，废液池18，第四管道19，第一接口110，第二接口111，第三接口112，稀释液池113，第五管道114，清洗液池115，第六管道116，阻抗法检测装置2，第一光学法检测装置3，第二光学法检测装置4。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例一

如图1所示，打开样品盖121，用移液器往微流体芯片1的样品池12中注入10uL新鲜血液样品，盖上样品盖121，将微流体芯片1与配套的检测设备对接，配套的检测设备包括阻抗法检测装置2；通过检测设备中泵和阀的作用，使样品池12中3μL血液样品通过第一管道13流入反应池16，同时储存池14中的50μL含1g/L~100g/L的阳离子表面活性剂的溶血剂通过第二管道15流入反应池16，血液样品和溶血剂在反应池16中混合并发生反应30秒，反应后的液体依次通过第三管道17和第一接口110流入阻抗法检测装置2中，通过阻抗法对白细胞总数和分类进行计数，检测完后的废液依次通过第二接口111和第四管道19排入废液池18中（废液池的容积大于废液总体积），将微流体芯片1拔下并回收处理。

实施例二

如图2所示，打开样品盖121，用移液器往微流体芯片1的样品池12中注入10uL新鲜血液样品，盖上样品盖121，将微流体芯片1与配套的检测设备对接，配套的检测设备包括阻抗法检测装置2和第一光学法检测装置3；通过检测设备中泵和阀的作用，使样品池12中3μL血液样品通过第一管道13流入反应池16，同时储存池14中的50μL含1g/L~100g/L的阳离子表面活性剂的溶血剂通过第二管道15流入反应池16，血液样品和溶血剂在反应池16中混合并发生反应30秒，反应后的液体在反应池16中经第一光学法检测装置3在540 nm波长的发射光下测定吸光度值后，依次通过第三管道17和第一接口110流入阻抗法检测装置2中，通过阻抗法对白细胞总数和分类进行计数，检测完后的废液依次通过第二接口111和第四管道19排入废液池18中（废液池的容积大于废液总体积），将微流体芯片1拔下并回收处理。

实施例三

如图3所示，打开样品盖121，用移液器往微流体芯片1的样品池12中注入10uL新鲜血液样品，盖上样品盖121，将微流体芯片1与配套的检测设备对接，配套的检测设备包括阻抗法检测装置2和第一光学法检测装置3；通过检测设备中泵和阀的作用，使样品池12中3μL血液样品通过第一管道13流入反应池16，稀释液池113中50μL硼酸缓冲液通过第五管道114流入反应池16，同时储存池14中的50μL含1g/L~100g/L的阳离子表面活性剂的溶血剂通过第二管道15流入反应池16，血液样品、稀释液和溶血剂在反应池16中混合并发生反应30秒，反应后的液体在反应池16中经第一光学法检测装置3在540 nm波长的发射光下测定吸光度值后，依次通过第三管道17和第一接口110流入阻抗法检测装置2中，通过阻抗法对白细胞总数和分类进行计数，检测完后的废液依次通过第二接口111和第四管道19排入废液池18中（废液池的容积大于废液总体积），将微流体芯片1拔下并回收处理。

实施例四

如图4所示，打开样品盖121，用移液器往微流体芯片1的样品池12中注入10uL新鲜血液样品，盖上样品盖121，将微流体芯片1与配套的检测设备对接，配套的检测设备包括阻抗法检测装置2和第一光学法检测装置3；通过检测设备中泵和阀的作用，使样品池12中3μL血液样品通过第一管道13流入反应池16，稀释液池113中50μL硼酸缓冲液通过第五管道114流入反应池16，同时储存池14中的50μL含1g/L~100g/L的阳离子表面活性剂的溶血剂通过第二管道15流入反应池16，血液样品、稀释液和溶血剂在反应池16中混合并发生反应30秒，反应后的液体在反应池16中经第一光学法检测装置3在540 nm波长的发射光下测定吸光度值后，通过第三管道17和第一接口110流入阻抗法检测装置2中，通过阻抗法对白细胞总数和分类进行计数，检测完后，清洗液池115中的含蛋白酶及脂肪酶的清洗液依次通过第六管道116和第三接口112流入阻抗法检测装置2中进行清洗，最后所有的废液依次通过第二接口111和第四管道19排入废液池18中（废液池的容积大于废液总体积），将微流体芯片1拔下并回收处理。

实施例五

如图5所示，打开样品盖121，用移液器往微流体芯片1的样品池12中注入10uL新鲜血液样品，盖上样品盖121，将微流体芯片1与配套的检测设备对接，配套的检测设备采用第二光学法检测装置4；通过检测设备中泵和阀的作用，使样品池12中3μL血液样品通过第一管道13流入反应池16，同时储存池14中的50μL含1g/L~100g/L的阳离子表面活性剂的溶血剂通过第二管道15流入反应池16，血液样品和溶血剂在反应池16中混合并发生反应30秒，反应后的液体依次通过第三管道17和第一接口110流入第二光学法检测装置4中，通过光学法对白细胞总数和分类进行计数，检测完后的废液依次通过第二接口111和第四管道19排入废液池18中（废液池的容积大于废液总体积），将微流体芯片1拔下并回收处理。

实施例六

如图6所示，打开样品盖121，用移液器往微流体芯片1的样品池12中注入10uL新鲜血液样品，盖上样品盖121，将微流体芯片1与配套的检测设备对接，配套的检测设备包括第一光学法检测装置3和第二光学法检测装置4；通过检测设备中泵和阀的作用，使样品池12中3μL血液样品通过第一管道13流入反应池16，同时储存池14中的50μL含1g/L~100g/L的阳离子表面活性剂的溶血剂通过第二管道15流入反应池16，血液样品和溶血剂在反应池16中混合并发生反应30秒，反应后的液体在反应池16中经第一光学法检测装置3在540 nm波长的发射光下测定吸光度值后，依次通过第三管道17和第一接口110流入第二光学法检测装置4中，通过光学法对白细胞总数和分类进行计数，检测完后的废液依次通过第二接口111和第四管道19排入废液池18中（废液池的容积大于废液总体积），将微流体芯片1拔下并回收处理。

实施例七

如图7所示，打开样品盖121，用移液器往微流体芯片1的样品池12中注入10uL新鲜血液样品，盖上样品盖121，将微流体芯片1与配套的检测设备对接，配套的检测设备包括第一光学法检测装置3和第二光学法检测装置4；通过检测设备中泵和阀的作用，使样品池12中3μL血液样品通过第一管道13流入反应池16，稀释液池113中50μL硼酸缓冲液通过第五管道114流入反应池16，同时储存池14中的50μL含1g/L~100g/L的阳离子表面活性剂的溶血剂通过第二管道15流入反应池16，血液样品、稀释液和溶血剂在反应池16中混合并发生反应30秒，反应后的液体在反应池16中经第一光学法检测装置3在540 nm波长的发射光下测定吸光度值后，依次通过第三管道17和第一接口110流入第二光学法检测装置4中，通过光学法对白细胞总数和分类进行计数，检测完后的废液依次通过第二接口111和第四管道19排入废液池18中（废液池的容积大于废液总体积），将微流体芯片1拔下并回收处理。

实施例八

如图8所示，打开样品盖121，用移液器往微流体芯片1的样品池12中注入10uL新鲜血液样品，盖上样品盖121，将微流体芯片1与配套的检测设备对接，配套的检测设备包括第一光学法检测装置3和第二光学法检测装置4；通过检测设备中泵和阀的作用，使样品池12中3μL血液样品通过第一管道13流入反应池16，稀释液池113中50μL硼酸缓冲液通过第五管道114流入反应池16，同时储存池14中的50μL含1g/L~100g/L的阳离子表面活性剂的溶血剂通过第二管道15流入反应池16，血液样品、稀释液和溶血剂在反应池16中混合并发生反应30秒，反应后的液体在反应池16中经第一光学法检测装置3在540 nm波长的发射光下测定吸光度值后，通过第三管道17和第一接口110流入第二光学法检测装置4中，通过光学法对白细胞总数和分类进行计数，检测完后，清洗液池115中的含蛋白酶及脂肪酶的清洗液依次通过第六管道116和第三接口112流入第二光学法检测装置4中进行清洗，最后所有的废液依次通过第二接口111和第四管道19排入废液池18中（废液池的容积大于废液总体积），将微流体芯片1拔下并回收处理。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于血液分析的微流体芯片，其特征在于：包括内嵌式样品池、第一管道、内嵌式储存池、第二管道、内嵌式反应池、第三管道、内嵌式废液池、第四管道、第一接口和第二接口，所述样品池通过所述第一管道与所述反应池相连接，所述储存池通过所述第二管道与所述反应池相连接，所述反应池通过所述第三管道与所述第一接口相连接，所述废液池通过所述第四管道与所述第二接口相连接，所述样品池为带有盖部件的凹槽，所述盖部件以覆盖的形式与所述凹槽紧密接合，所述微流体芯片还设有检测设备，微流体芯片通过第一接口、第二接口与检测设备相连接；反应池中的混合流体依次通过第三管道和第一接口流入检测设备中进行检测，检测完的混合液体依次通过第二接口和第四管道流入废液池中。

2.根据权利要求1所述的用于血液分析的微流体芯片，其特征在于：所述储存池装载有含1g/L~100g/L阳离子表面活性剂的溶血剂。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的用于血液分析的微流体芯片，其特征在于：还包括装载稀释液的内嵌式稀释液池，所述稀释液池通过第五管道与所述反应池相连接，所述稀释液选自氯化钠溶液、磷酸缓冲液、柠檬酸缓冲液、Tris-HCl缓冲液或硼酸缓冲液。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的用于血液分析的微流体芯片，其特征在于：还包括装载清洗液的内嵌式清洗液池，所述清洗液池通过第六管道与第三接口相连接，所述清洗液选自含有曲拉通、聚环氧乙烯月桂酰醚、蛋白酶、脂肪酶及次氯酸钠中一种或多种成分的缓冲液。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的用于血液分析的微流体芯片的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

往样品池中注入待检样品；

将微流体芯片通过第一接口、第二接口与检测设备相连接；

通过控制检测设备中的泵和阀，使样品池中的待检样品通过第一管道流入反应池，同时储存池中的溶血剂通过第二管道流入反应池，待检样品与溶血剂在反应池中混合并反应5 ~60秒；

通过控制检测设备中的泵和阀，使反应池中的混合流体依次通过第三管道和第一接口流入检测设备中进行检测；

通过控制检测设备中的泵和阀，检测完的混合液体依次通过第二接口和第四管道流入废液池中。

6.根据权利要求5所述的用于血液分析的微流体芯片的使用方法，其特征在于：所述检测设备包括阻抗法检测装置和光学法检测装置。

7.根据权利要求5所述的用于血液分析的微流体芯片的使用方法，其特征在于：所述检测设备采用光学法检测装置。

8.根据权利要求5所述的用于血液分析的微流体芯片的使用方法，其特征在于：所述检测设备采用阻抗法检测装置。

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