CN102854094B - 多通道微流控血流变分析芯片及其分析系统和分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通道微流控血流变分析芯片,包括芯片本体,所述芯片本体上设有血样出口、至少一个血样入口和与血样入口一一对应设置的缓冲液入口,所述血样入口与缓冲液入口之间通过缓冲液通道相连,所述血样入口上设有与其连通的观察通道,所述血样出口上设有与其连通的排液通道,所述观察通道与所述排液通道相连;所述缓冲液通道上设有用于开启或关闭缓冲液通道的阀门机构I,所述血样入口上设有防止液体溢出的阀门机构II。本发明还基于该多通道微流控血流变分析芯片公开了一种多通道微流控血流变分析系统和一种多通道微流控血流变分析方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种血流变分析装置,具体的为一种多通道微流控血流变分析芯片和采用该多通道微流控血流变分析芯片的多通道微流控血流变分析系统和分析方法。
背景技术
血液流变学指标与动脉疾病等疾病的发生有高度相关性,而血液粘度作为重要的血液流变学指标,用于医学研究和临床诊断具有重要的参考价值。国内外研究人员对血液流变学指标和多种疾病间的相关性进行了大量的研究和探讨,取得了很大的进展:许多研究者通过对患有冠状动脉疾病的病人进行血液粘度测量,发现血粘度指标与动脉粥样硬化、脑梗塞、心肌缺血和心肌梗塞等冠状动脉疾病高度相关。一些学者研究血液流变学指标和中风的关系,发现中风病人会有两个或更多个的流变学指标异常,这些指标包括全血粘度、血浆粘度,红细胞聚集,红细胞刚度和血细胞比容。还有研究发现,血液流变学指标还与糖尿病相关,糖尿病患者呈现全血粘度和血浆粘度的增高。此外,还有研究全血粘度与吸烟、年龄、性别等等间的关系,发现吸烟和年龄增长可能会引起血液粘度的升高;反映机体血液高凝状况的血液流变学各指标变化均与年龄有明显关系,老年主要以血浆粘度、血沉、血沉方程K值等增高而红细胞变形性下降为主要特征,中、青年以全血粘度、红细胞压积增高为主要特征;男性的血液比经期前的女性具有更高的血液粘度、RBC聚集能力、以及RBC刚度,这可能与妇女每月的失血有关。
然而,血液粘度指标的临床测定方面的进展比较缓慢。对于血液这种低粘度的粘塑性非牛顿流体,国内目前普遍采用的粘度计有两类:旋转式粘度计和毛细管粘度计。其中,旋转式粘度计包括同轴圆筒式和锥板式。大部分的粘度计都可以在一个特定的剪切率下测量出粘度,然而,对于血液这种非牛顿流体而言,其粘度随剪切率变化而变化,因此,为了测得一定范围剪切率下的粘度,通常需要不断改变这些粘度计的参数进行重复测量操作,如改变旋转式粘度计转速、毛细管粘度计容器压力等,以获得一定剪切率范围内的“剪切率—剪切力”的关系,从而获得低切、高切等情况下的血液粘度值。这些重复操作使粘度测定既困难又费力。由于测定花的时间较长,这些粘度计还需要加入抗凝血剂以防止血液凝结,因此测量的结果会根据抗凝血剂的不同使血液黏度值产生或多或少的误差,存在着样本污染。
现有的一些血流变分析测量装置主要有几下几种:
1、采用U形管装置的扫描式毛细管粘度计(SCTR),其特点是使用了两个(多个)臂管,且初始液面水平高度不同:一个管中的液体平面比另一个管高。因此,当t=0时,高液面管中的液体开始在重力作用下向低液面管流动。由于流速是由两个液面的压差决定的,它将随着两个液面差的减少而逐渐减小,而流速又可以通过液面随时间的变化率进行估计,因此可以通过测量两个液面高度来估计出流速和压降,然后由流速计算出剪切率,由压降计算出剪切力。通过剪切率和剪切力,就可以选择非牛顿流体模型(Power-law模型、Casson模型或Herschel-Bulkley模型)进而决定流体的粘度了。这类U型管式快速测定方法的理论基础与毛细管粘度计相同,也是泊肃叶等式,只是物理模型要复杂一些,所以在U管装置尺寸参数的选择上比较严格,原则是最大化的简化模型的复杂度和参量,并尽量减弱一些力学效应的影响甚至使其可忽略,如表面张力效应、末端效应等。其测量核心是对液面的观测,可以采用光电传感器,图像传感器和液面传感器等方法。这种快速测定粘度的方法快速、方便、省力,操作简单,最大限度减少了人为操作带来的误差,因此测得的数据准确度高,模型参数可以根据实验和实际仪器使用情况进行调整。
2、旋转式血流变仪
旋转式血流变仪主要由两个同心圆筒(外圆筒略大于内圆筒,半径比小于1.15)组成。测试液体填充在两个圆筒的间隙中,内圆筒可借助于具有一定弹性系数的金属丝支撑起来,外圆筒在马达的带动下,以一定的角速度转动。两圆筒间的液体受到切变,有切应力作用于内圆筒,使内圆筒偏转到某一角度,直到与扭丝的恢复力矩平衡而稳定,测内圆筒所受的扭矩得出切应力;切变率可由外圆筒旋转的角速度算出。
锥板式粘度计(上旋式或下旋式)与同轴双圆筒旋转式粘度计相似。在该仪器上采用了单片机或者使用嵌入式计算机控制转速,但它的测量方法中,切应力是几种固定力矩形成的,不是连续变化力矩测量方法。
一九九八年四月二十一日在桂林召开的“临床宏观血液流变学测定方法标准化研讨会”上,专家们已明确指出:旋转锥板式粘度计在检测血浆时会在样品与空气界面接触处造成二次分流,并同时形成泰勒涡流,造成检测结果偏低且不稳定。专家同时指出,用旋转式粘度计检测血浆是在高切变率下测定低粘度流体(血浆),这种方法的本身就是不可取的。旋转式/锥板式血流变仪仍然需用人工注样,转盘需人工清洗(自动清洗的锥板式血流变仪因排水、中轴积污、盘壁积污等问题,仍需人工不定期的清洗)等,至今仍未很好解决操作繁琐、病人血样的交叉污染等问题。
3.微流量一压力传感式血流变仪
原理类似于改进的U形管装置的扫描式毛细管粘度计,可以测量不同切变率下的粘度值。
同样是在特定结构(通常是玻璃毛细管)中使样品经历流速缓慢变化的流动,通过对系统压力(即流速)随时间变化的监测所得数据按理论公式来求得不同切变率下样品的表观粘度,从而对全血进行直接、快速准确的自动测量,而且使用了符合国际规范的低切应力测定低粘度流体(如血浆)等。这类粘度仪在检测血浆时,样本是在封闭环境下,这就从根本上排除了样本与空气界面二次分流和泰勒涡流的形成,使检测结果能客观地反映样本的实际粘度情况。其核心技术是对微流路压力(流速)的检测,可见该方法类似于U形管的液面测量和基于图像采集的直接流速测量等。
本发明旨在探索一种芯片式血流变分析系统及分析方法,该芯片式血流变分析系统能够有效测量血液的流动速度,进而得到血液粘度指标,并能够避免人为操作带来的误差,测量精度更高,测量装置小型化,测量所需的样品更少。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种多通道微流控血流变分析芯片及其分析系统和分析方法,该多通道微流控血流变分析芯片不仅能够适用于血流变分析,而且结构更加小型化,测量所需的样品更少;该多通道微流控血流变分析系统能够精确测量血液的流速,进而得到血液粘度指标,在测量过程中还避免了人为操作带来的误差,测量精度更高。
要实现上述技术目的,本发明的多通道微流控血流变分析芯片,包括芯片本体,所述芯片本体上设有血样出口、至少一个血样入口和与血样入口一一对应设置的缓冲液入口,所述血样入口与缓冲液入口之间通过缓冲液通道相连,所述血样入口上设有与其连通的观察通道,所述血样出口上设有与其连通的排液通道,所述观察通道与所述排液通道相连;所述缓冲液通道上设有用于开启或关闭缓冲液通道的阀门机构I,所述血样入口上设有防止缓冲液溢出的阀门机构II。
进一步,所述芯片本体呈层叠结构且从上至下依次包括芯片盖片、第一芯片结构层、第二芯片结构层和第三芯片结构层;
所述观察通道和排液通道均设置在第三芯片结构层的上表面上;所述缓冲液通道包括设置在第三芯片结构层上表面上并与所述缓冲液入口相连的缓冲液通道前段和与血样入口相连的缓冲液通道末段,所述第二芯片结构层的上表面设有缓冲液通道中段,所述缓冲液通道中段分别与缓冲液通道前段和缓冲液通道末段相连;
所述阀门机构I与阀门机构II均设置在所述芯片盖片和第一芯片结构层上,且所述阀门机构I与缓冲液通道中段对应设置。
进一步,所述阀门机构I包括设置在芯片盖片上并与所述缓冲液通道中段一一对应设置的阀芯孔和安装在阀芯孔的阀芯,所述阀芯通过所述第一芯片结构层压在所述缓冲液通道中段上,所述第一芯片结构层采用柔性材料制成;所述阀芯和阀芯孔之间螺纹配合。
进一步,所述芯片盖片、第一芯片结构层、第二芯片结构层和第三芯片结构层均采用透明材质制成。
进一步,所述血样入口包括设置在所述芯片盖片上的通孔I和设置在第二芯片结构层上的通孔II,所述通孔I的直径小于所述通孔II的直径,所述阀门机构II为设置在所述第二芯片结构层上并用于遮挡所述通孔I的挡片。
进一步,所述血样入口为至少两个,所述观察通道与所述血样入口对应设置为至少两条,所述观察通道相互平行并交汇于所述排液通道。
进一步,还包括用于套装所述芯片本体的底座。
本发明还提出了一种多通道微流控血流变分析系统,包括如上所述的多通道微流控血流变分析芯片、密闭遮光箱体和图像传感器装置,所述图像传感器装置上设有图像采集器,所述图像传感器装置设置在所述密闭遮光箱体底部,所述多通道微流控血流变分析芯片的观察通道位于所述密闭遮光箱体内,且所述观察通道对应设置在图像传感器装置的上方,所述密闭遮光箱体的顶部设有光源。
进一步,所述血样出口、血样入口、缓冲液入口、阀门机构I和阀门机构II均位于所述密闭遮光箱体的外部。
本发明还提出了一种多通道微流控血流变分析方法,包括以下步骤:
1)将缓冲液从多通道微流控血流变分析芯片的缓冲液入口灌注到缓冲液通道、观察通道和排液通道内;
2)利用阀门机构I关闭缓冲液通道,使位于缓冲液通道、观察通道和排液通道内的缓冲液静止;
3)打开阀门机构II,并从血样入口处注入血样,关闭阀门机构II;
4)开启阀门机构I,使缓冲液以5-30cm水柱的恒定压力驱动血样流动,并利用置于密闭遮光箱体内的图像传感器装置的图像采集器记录血样流动图像,从中分析血样中的红细胞流速,并得到血样流动速度;
5)计算:通过以下计算公式计算得到血样的血液粘度指标:
η= ( P R2 / 8 L v)
以圆形通道为例,式中,P为促使血样在观察通道内流动的恒定压力;R为缓冲液通道和观察通道的半径;L为观察通道的长度;v为是血样的流速。
本发明的有益效果为:
1、本发明的多通道微流控血流变分析芯片通过设置缓冲液入口用于灌注缓冲液,通过设置血样入口注入血样,血样在缓冲液的压力驱动下缓慢变化地流过观察通道,此时可通过测速装置测量血样的流速,进而得到血样的血液粘度指标,因此,本发明的多通道微流控血流变分析芯片不仅能够适用于血流变分析,而且结构更加小型化,测量所需的样品更少,在操作过程中,缓冲液的压力直接通过缓冲液液面和观察通道液面的高度差来实现,由于缓冲液通道、观察通道和排液通道的容积很小,缓冲液的液面基本上保持不变,能够为血样流动提供恒定的压力,在测量过程中避免了人为操作带来的误差,测量精度更高,同时。多路观察通道和多路缓冲液驱动的各种组合可以提供丰富的测量模式选择,包括利用不同高度驱动实现对同一样品的多压力点测量和利用同一压力同时测量多个样品等。
2、本发明的多通道微流控血流变分析系统,通过设置密闭遮光箱体,并将多通道微流控血流变分析芯片的观察通道置于密闭遮光箱体内,通过在密闭遮光箱体的顶部设置光源,在密闭遮光箱体底部设置图像传感器装置,能够利用像素点法可测得红细胞的流速随时间变化,由于血液中细胞大部分为红细胞,所以这里用红细胞的移动速度代替血液的流动速度,监测所得的血液的流动速度代入数据按理论公式中求得不同切变率下样品的表观粘度,从而对血样进行直接、快速准确的自动测量血液粘度指标。
附图说明
图1为本发明多通道微流控血流变分析芯片实施例的结构示意图;
图2为芯片本体的层叠结构示意图;
图3芯片本体结构示意图;
图4a为阀门机构I常开状态结构示意图;
图4b为阀门机构I关闭状态结构示意图;
图5a为阀门机构II常闭状态结构示意图;
图5b为阀门机构II开启状态结构示意图;
图6为本发明多通道微流控血流变分析系统实施例的结构示意图;
图7为密闭遮光箱体结构示意图;
图8为本发明多通道微流控血流变分析方法流程示意图。
附图标记说明:
1-芯片本体;2-血样出口;3-血样入口;3a-通孔I;3b-通孔II;4-缓冲液入口;5-缓冲液通道;5a-缓冲液通道前段;5b-缓冲液通道中段;5c-缓冲液通道末段;6-观察通道;7-排液通道;8-芯片盖片;9-第一芯片结构层;10-第二芯片结构层;11-第三芯片结构层;12-阀芯孔;13-阀芯;14-挡片;15-底座;16-密闭遮光箱体;16a-安装孔;16b-光源;17-图像传感器装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
如图1所示,为本发明多通道微流控血流变分析芯片实施例的结构示意图。本实施例的多通道微流控血流变分析芯片,包括芯片本体1,芯片本体1上设有血样出口2、至少一个血样入口3和与血样入口3一一对应设置的缓冲液入口4,血样入口3与缓冲液入口4之间通过缓冲液通道5相连,所述血样入口3上设有与其连通的观察通道6,血样出口2上设有与其连通的排液通道7,观察通道6与排液通道7相连。缓冲液通道5上设有用于开启或关闭缓冲液通道的阀门机构I,血样入口3上设有防止缓冲液溢出的阀门机构II。
优选的,血样入口3为至少两个,观察通道6与血样入口3对应设置为至少两条,观察通道6相互平行并交汇于排液通道7。如图2所示,本实施例的血样入口3并列设置为4个,相应的缓冲液入口4对应设置为4个,观察通道6和缓冲液通道5均对应设置为4条,4条观察通道6交汇于排液通道7。通过设置条并排的血样入口3,能够同时对血样在不同的切变率下进行测量,提高测量效率;另外,还可同时利用多条观察通道6在同一个切变率下对血样进行测量,提高测量精度。
如图2和图3所示,本实施例的芯片本体呈层叠结构且从上至下依次包括芯片盖片8、第一芯片结构层9、第二芯片结构层10和第三芯片结构层11。观察通道6和排液通道7均设置在第三芯片结构层11的上表面上,缓冲液通道5包括设置在第三芯片结构层11上表面上并与缓冲液入口4相连的缓冲液通道前段5a和与血样入口3相连的缓冲液通道末段5c,第二芯片结构层10的上表面设有缓冲液通道中段5b,缓冲液通道中段5b分别与缓冲液通道前段5a和缓冲液通道末段5c相连。阀门机构I与阀门机构II均设置在芯片盖片8和第一芯片结构层9上,且阀门机构I与缓冲液通道中段5b对应设置。通过将芯片本体1设置为层叠机构,能够便于加工,由于缓冲液通道5、观察通道6和排液通道7均为毛细管通道,直接在芯片本体1上加工较为困难,通过将芯片本体1设置为层叠结构,可直接在芯片本体1的第三芯片结构层11的上表面加工毛细管,加工方便,制作成本低,另外,通过设置芯片盖片8和第一芯片结构层9,还便于设置阀门机构I与阀门机构II。
优选的,芯片盖片8、第一芯片结构层9、第二芯片结构层10和第三芯片结构层11均采用透明材质制成,便于观察和透光。
如图4a和图4b所示,阀门机构I包括设置在芯片盖片8上并与缓冲液通道中段5b一一对应设置的阀芯孔12和安装在阀芯孔12的阀芯13,阀芯13通过第一芯片结构层9压在缓冲液通道中段5b上,第一芯片结构9层采用柔性材料制成。本实施例的阀芯13和阀芯孔12之间螺纹配合,通过调节阀芯13与阀芯孔12之间的螺纹配合长度,可实现将阀门机构I开启和关闭。如图4a所示,为阀门机构I常开状态示意图,此时阀芯13没有作用力在第一芯片结构层9,缓冲液通道中段5b保持畅通;如图4b所示,为阀门机构I关闭状态示意图,通过阀芯13与阀芯孔12之间的螺纹配合力的作用,阀芯13将第一芯片结构层9压下并堵住缓冲液通道中段5b,使缓冲液通道中段5b中断。
如图5a和5b所示,设置在血样入口3包括设置在芯片盖片8上的通孔I 3a和设置在第二芯片结构层10上的通孔II 3b,通孔I 3a的直径小于通孔II 3b的直径,阀门机构II为设置在第二芯片结构层9上并用于遮挡通孔I 3a的挡片14。如图5a所示,阀门机构II为常闭阀门,当血样入口3不需要注入血样时,挡片14挡住通孔I 3a,而缓冲液对挡片14施加面向通孔I 3a的压力,使得通孔I 3a能够保持常闭;当血样入口3需要注入血样时,血样注入装置插入血样入口3中,顶开挡片14,使得通孔I 3a和通孔II 3b导通,即阀门机构II开启,如图5b所示。
优选的,本实施例的多通道微流控血流变分析芯片还包括用于套装所述芯片本体1的底座15,底座15包裹在芯片本体1的四周,便于携带。
如图6所示,为本发明多通道微流控血流变分析系统实施例的结构示意图,本实施例的多通道微流控血流变分析系统,包括如上所述的多通道微流控血流变分析芯片、密闭遮光箱体16和图像传感器装置17,图像传感器装置17上设有图像采集器,图像传感器装置17设置在密闭遮光箱体16底部,多通道微流控血流变分析芯片的观察通道6位于密闭遮光箱体1内,且观察通道6对应设置在图像传感器装置的上方,所闭遮光箱体的顶部设有光源16b,用于向图像传感器装置17提供所需的光。
本实施例的多通道微流控血流变分析系统,通过设置密闭遮光箱体16,并将多通道微流控血流变分析芯片的观察通道6置于密闭遮光箱体16内,通过在密闭遮光箱体16的顶部设置光源16b,在密闭遮光箱体16底部设置图像传感器装置17,能够利用像素点法测得红细胞的流速随时间变化,由于血液中细胞大部分为红细胞,所以这里用红细胞的移动速度代替血液的流动速度,监测所得的血液的流动速度代入数据按理论公式中求得不同切变率下样品的表观粘度,从而对血样进行直接、快速准确的自动测量血液粘度指标。
优选的,血样出口2、血样入口3、缓冲液入口4、阀门机构I和阀门机构II均位于密闭遮光箱体16的外部,便于血流变测量操作。如图7所示,密闭遮光箱体16的两侧对应设有安装孔,本实施例的多通道微流控血流变分析芯片呈T字形,观察通道6平行设置与多通道微流控血流变分析芯片的T型柱上,多通道微流控血流变分析芯片的T型柱通过设置在密闭遮光箱体16的两侧对应设有安装孔16a安装在密闭遮光箱体16上,结构紧凑。
下面介绍本发明多通道微流控血流变分析方法的具体实施方式。
本实施例的多通道微流控血流变分析方法包括以下步骤,如图8所示:
1)将缓冲液从多通道微流控血流变分析芯片的缓冲液入口4灌注到缓冲液通道5、观察通道6和排液通道7内,并使缓冲液注满缓冲液通道5、观察通道6和排液通道内7;
2)利用阀门机构I关闭缓冲液通道5,使位于缓冲液通道5、观察通道6和排液通道7内的缓冲液静止;
3)打开阀门机构II,并从血样入口3处注入血样,关闭阀门机构II,由于缓冲液通道5、观察通道6和排液通道7均为毛细管,从血样入口3注入的血样的量的数量级为微升级;
4)开启阀门机构I,使缓冲液以5-30cm水柱,的恒定压力驱动血样流动,并利用置于密闭遮光箱体16内的图像传感器装置17的图像采集器记录血样中的红细胞流速;当观察通道6平行设置为多条时,可利用缓冲液对不同观察通道6内的血样施加不同大小的恒定压力,本实施例的观察通道6并列设置为4条,每一条内的缓冲液压力分别为500Pa、1000Pa、2200Pa和3000Pa,当然也可采用其他的缓冲液压力组合,可同时实现对血样在不同切变率下的表观粘度进行测量,检测效率更高;当然也可在多条观察通道6内使用相同的缓冲液压力驱动血样流动,此时可同时测量血样在相同切变率长下的多组表观粘度数据,进而提高测量精度;
5)计算:通过以下计算公式计算得到血样的血液粘度指标:
η= ( P R2 / 8 L v)
以圆形通道为例,式中,P为促使血样在观察通道内流动的恒定压力;R为缓冲液通道和观察通道的半径;L为观察通道的长度;v为是血样的流速;
该公式的推到过程如下:
η= (πPR4t/8LV)
式中,t为时间,V为流过的体积,V= π R2 v t,将V代入上式中,即可得到血液粘度指标的计算公式。
另外,通过对采集图像的分析,本发明的多通道微流控血流变分析方法还可以得到诸如血细胞计数,压积等系列血液检测参数,不再累述。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种多通道微流控血流变分析芯片,其特征在于:包括芯片本体,所述芯片本体上设有血样出口、至少一个血样入口和与血样入口一一对应设置的缓冲液入口,所述血样入口与缓冲液入口之间通过缓冲液通道相连,所述血样入口上设有与其连通的观察通道,所述血样出口上设有与其连通的排液通道,所述观察通道与所述排液通道相连;所述缓冲液通道上设有用于开启或关闭缓冲液通道的阀门机构I,所述血样入口上设有防止液体溢出的阀门机构II;
所述芯片本体呈层叠结构且从上至下依次包括芯片盖片、第一芯片结构层、第二芯片结构层和第三芯片结构层;
所述观察通道和排液通道均设置在第三芯片结构层的上表面上;所述缓冲液通道包括设置在第三芯片结构层上表面上并与所述缓冲液入口相连的缓冲液通道前段和与血样入口相连的缓冲液通道末段,所述第二芯片结构层的上表面设有缓冲液通道中段,所述缓冲液通道中段分别与缓冲液通道前段和缓冲液通道末段相连;
所述阀门机构I与阀门机构II均设置在所述芯片盖片和第一芯片结构层上,且所述阀门机构I与缓冲液通道中段对应设置。
2.根据权利要求1所述的多通道微流控血流变分析芯片,其特征在于:所述阀门机构I包括设置在芯片盖片上并与所述缓冲液通道中段一一对应设置的阀芯孔和安装在阀芯孔的阀芯,所述阀芯通过所述第一芯片结构层压在所述缓冲液通道中段上,所述第一芯片结构层采用柔性材料制成;所述阀芯和阀芯孔之间螺纹配合。
3.根据权利要求2所述的多通道微流控血流变分析芯片,其特征在于:所述芯片盖片、第一芯片结构层、第二芯片结构层和第三芯片结构层均采用透明材质制成。
4.根据权利要求2所述的多通道微流控血流变分析芯片,其特征在于:所述血样入口包括设置在所述芯片盖片上的通孔I和设置在第二芯片结构层上的通孔II,所述通孔I的直径小于所述通孔II的直径,所述阀门机构II为设置在所述第二芯片结构层上并用于遮挡所述通孔I的挡片。
5.根据权利要求1-4任一项所述的多通道微流控血流变分析芯片,其特征在于:所述血样入口为至少两个,所述观察通道与所述血样入口对应设置为至少两条,所述观察通道相互平行并交汇于所述排液通道。
6.根据权利要求1-4任一项所述的多通道微流控血流变分析芯片,其特征在于:还包括用于套装所述芯片本体的底座。
7.一种多通道微流控血流变分析系统,其特征在于:包括如权利要求1-6任一项所述的多通道微流控血流变分析芯片、密闭遮光箱体和图像传感器装置,所述图像传感器装置上设有图像采集器,所述图像传感器装置设置在所述密闭遮光箱体底部,所述多通道微流控血流变分析芯片的观察通道位于所述密闭遮光箱体内,且所述观察通道对应设置在图像传感器装置的上方,所述密闭遮光箱体的顶部设有光源。
8.根据权利要求7所述的多通道微流控血流变分析系统,其特征在于:所述血样出口、血样入口、缓冲液入口、阀门机构I和阀门机构II均位于所述密闭遮光箱体的外部。
9.一种多通道微流控血流变分析方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)将缓冲液从权利要求1-6任一项所述的多通道微流控血流变分析芯片的缓冲液入口灌注到缓冲液通道、观察通道和排液通道内;
2)利用阀门机构I关闭缓冲液通道,使位于缓冲液通道、观察通道和排液通道内的缓冲液静止;
3)打开阀门机构II,并从血样入口处注入血样,关闭阀门机构II;
4)开启阀门机构I,使缓冲液以5-30cm水柱的恒定压力驱动血样流动,并利用置于密闭遮光箱体内的图像传感器装置的图像采集器记录血样流动图像,从中分析血样中的红细胞流速,并得到血样流动速度;
5)计算:通过以下计算公式计算得到血样的血液粘度指标:
η= ( P R2 / 8 L v)
式中,P为促使血样在观察通道内流动的恒定压力;R为缓冲液通道和观察通道的半径;L为观察通道的长度;v为是血样的流速。
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红细胞流变学测量芯片系统的研制;廖彦剑 等;《中国医疗器械杂志》;20020831;第26卷(第4期);第237-240页 * |
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