CN104236967A - 血球血浆分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种血球血浆分离装置，用于血球血浆分离，包含一样本沉淀腔室、一样本注射流道、及一毛细分离微流道，样本沉淀腔室供血液样本中的血球沉淀而收集，样本注射流道连通于样本收集腔室之上，供血液样本导入样本沉淀腔室，以及毛细分离微流道为连通于样本注射流道及样本沉淀腔室，且毛细分离微流道向外延伸至血球血浆分离装置的外表面，以毛细作用而将血液样本中的血浆导出。
Description
技术领域
本发明是关于一种血液分离装置，特别是关于一种血球血浆分离装置。
背景技术
一般人为了解自身的身体状况，或是医学治疗的需要，通常以医学上的血液常规检查作为评估血液检查指标，而提供医生评估受检者的血液及身体其它器官系统的健康状况。人体的血液是由55%的血浆和45%的固体悬浮粒（血液细胞和血小板）所组成。从血液中分离血浆血球而进行生化分析和临床医学检验，除能帮助医生评估受检者的身体的生理功能，也能应用于疾病的诊断。例如红血球相关指标包含：红血球数目、血色素、平均红血球体积等，常用来评估受检者的贫血程度。
传统从血液分离血浆血球的方法多使用离心的方式，利用比重的不同分离出血液各种成份，但是这类习知的血液分离设备具有价格昂贵、体积大且需占用空间、不易携带等缺点，且必须从受检者身上取得大量的血液样本（例如数毫升才能够分离出足以进行后续生化分析和临床医学检验的成份），同时处理程序较复杂且处理时间亦长。
鉴于以上所述，如何避免血液分离设备体积过大，处理时间冗长，以及降低血液样本需求量，系为一项重要的课题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种血球血浆分离装置，以改善习知技术的问题。
本发明为解决习知技术的问题所采用的技术手段为一种血球血浆分离装置，用于血球血浆分离，包含一样本沉淀腔室、一样本注射流道、及一毛细分离微流道，样本沉淀腔室供血液样本中的血球沉淀而收集，样本注射流道连通于样本收集腔室之上，供血液样本导入样本沉淀腔室，以及毛细分离微流道为连通于样本注射流道及样本沉淀腔室，且毛细分离微流道向外延伸至血球血浆分离装置的外表面。
在本发明的一实施例中，毛细分离微流道自样本沉淀腔室及样本注射流道相接之处而向外延伸。
在本发明的一实施例中，样本注射流道有一圆形开口于血球血浆分离装置的一上表面，样本注射流道的直径为2毫米至5毫米。
在本发明的一实施例中，样本沉淀腔室为一圆柱型腔室，样本沉淀腔室的直径为3毫米至5毫米，样本沉淀腔室的深度为30微米至100微米。
在本发明的一实施例中，毛细分离微流道为数个，且数个毛细分离微流道以样本注射流道为中心而辐射向外延伸。
在本发明的一实施例中，毛细分离微流道的宽度为0.5微米至50微米，毛细分离微流道的高度为0.5微米至50微米，毛细分离微流道的长度为3毫米至10毫米。
在本发明的一实施例中，血球血浆分离装置由聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）所构成。
在本发明的一实施例中，血球血浆分离装置的表面形成有一氧电浆处理（O2plasmatreatment）层。
在本发明的一实施例中，血球血浆分离装置的表面具有一化学活化处理层，化学活化处理层形成于氧电浆处理层之上。
在本发明的一实施例中，化学活化处理层经一数个药品处理，数个药品选自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid，AMPS）、硝酸（HNO3）、硝酸铈铵（Ammonium cerium(V)nitrate）、及去离子水（DI water）。
经由本发明所采用的技术手段，毛细分离微流道藉由毛细作用力即可带动血液中血浆流动，血液样本S经静置一特定时间后，血球因重力而下沉于样本沉淀腔室，血球不易破裂，可提高分离后血球的质量，并能进一步进行生化分析和临床医学检验而得到更为准确的数据。另外，本发明藉由氧电浆处理及化学活化处理，血球血浆分离装置的表面及管腔的表面能维持亲水性的稳定与持久。
附图说明
图1系显示本发明的一实施例的血球血浆分离装置的立体图。
图2系显示本发明的一实施例的血球血浆分离装置的上视图。
图3系显示本发明的一实施例的血球血浆分离装置的剖面图。
图4系显示本发明的一实施例的血球血浆分离装置的使用示意图之一。
图5系显示本发明的一实施例的血球血浆分离装置的使用示意图之二。
符号说明
100 血球血浆分离装置
1 样本注射流道
2 样本沉淀腔室
3 毛细分离微流道
C 血球
D1 直径
D2 直径
E 深度
H 高度
L 长度
P 血浆
S 血液样本
W 宽度
具体实施方式
本发明所采用的具体实施例，将藉由以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。
请参阅图1至图3，本发明的一实施例的血球血浆分离装置100血球血浆分离装置100是由一聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）所构成的扁平状四方体，主要包括一样本注射流道1、一样本沉淀腔室2、及数个毛细分离微流道3。
样本注射流道1具有一开口于血球血浆分离装置100的上表面。在本实施例中，样本注射流道1的开口呈现圆形。在较佳实施例中，样本注射流道的直径D1为2毫米（mm）至5毫米。在本实施例中，样本注射流道1的直径D1为2毫米。血液样本经样本注射流道1而导入血球血浆分离装置100。
样本沉淀腔室2为一圆柱型腔室，能供血液样本中的血球沉淀而收集，其连通于样本注射流道1的下方位置处，在较佳实施例中，样本沉淀腔室的直径D2为3毫米至5毫米，而深度E为30微米（μm）至100微米。在本实施例中，样本沉淀腔室的直径D2为4毫米，且样本沉淀腔室的深度E为50微米。血液样本S经样本注射流道1而导入样本沉淀腔室2。
毛细分离微流道3为连通于样本注射流道2及样本沉淀腔室1，并自样本沉淀腔室1及样本注射流道2相接之处向外延伸至血球血浆分离装置100的外表面，以毛细作用而将血液样本中的血浆导出。在本实施例中，毛细分离微流道3为数个，但其实只要一个毛细分离微流道3即可，且数个毛细分离微流道3以样本注射流道1为中心，并辐射向外延伸。较佳地，毛细分离微流道3是水平延伸而减少重力对流体的毛细作用的影响。更进一步，在本实施例中，每个毛细分离微流道3等间距设置于圆形开口的圆周，且数个毛细分离微流道3以直线而辐射向外延伸。再者，在较佳实施例中，毛细分离微流道的宽度W为0.5微米至50微米，高度H为0.5微米至50微米，长度L为3毫米至10毫米。在本实施例中，毛细分离微流道3的宽度W为10微米，毛细分离微流道3的高度H为10微米，毛细分离微流道3的长度L为7毫米。毛细分离微流道3以毛细作用而将血液样本中的血浆导出。当然，本发明并不限于此，毛细分离微流道3也可直接自样本注射流道1而向外延伸、或自样本沉淀腔室2而向外延伸。另外，毛细分离微流道3也可以并排排列方式、或任何任意排列方式而排列。再者，在其它实施例中，毛细分离微流道3能以旋涡状辐射、或中途交错后继续延伸等任意延伸方式而延伸。
此外，血球血浆分离装置100为硅胶（silicone）材料所制成（如聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)），由于PDMS为疏水性的硅胶类材质，因此血液样本不易藉由毛细作用力自然流入毛细分离微流道3，另外疏水性材质容易在通入血液样本、或血浆等液体时产生气泡，甚至可能会导致毛细分离微流道3的阻塞。因此需对PDMS材质进行表面修饰以增加其亲水性。血球血浆分离装置100的PDMS基板、样本注射流道1、样本沉淀腔室2、及数个毛细分离微流道3的管腔表面先进行氧电浆处理（O2plasma treatment）而形成一氧电浆处理层。氧电浆处理主要是由氧气经电浆激发产生具有能量的粒子，这些粒子与以PDMS材料所制成的血球血浆分离装置100，和样本注射流道1、样本沉淀腔室2、及数个毛细分离微流道3的管腔表面互相作用后，使PDMS材料表面上的Si－CH3转变为可离子化的硅醇基Si－OH，以增加其表面的亲水性。由于氧电浆处理的PDMS表面亲水性并不十分稳定，氧电浆处理层之上能再经化学活化处理而形成化学活化处理层。化学活化处理层能经数个药品处理，数个试剂选自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid，AMPS）、硝酸（HNO3）、硝酸铈铵（Ammoniumcerium(V)nitrate）、及去离子水（DI water），上述的试剂比例是10毫克：0.3毫升：5毫克：1毫升，而进行第二阶段的化学活化处理，经过第二阶段的化学活化处理的样本注射流道1、样本沉淀腔室2、及数个毛细分离微流道3的管道表面能维持亲水性的稳定与持久。当然，本发明也不限于此。氧电浆处理层之上也可再经硅烷化处理以维持亲水性的稳定与持久。硅烷化处理系可使用一端带有Alkoxy－silyl基团，另一端则带有特定官能基的有机硅烷化合物，如3－胺基丙烯基三甲氧基硅烷（3－amino－propyl－trimethoxysilane(APTES)）和3－氰基丙烯基三氯硅烷（3－Cyanpropyltrichlorosilane(CPTES)），来做硅烷化的处理。氧电浆处理后的PDMS表面进行硅烷化处理时，Alkoxy－silyl基团会与PDMS基材表面的－OH官能基进行反应，而形成具有特定官能基的有机分子层，经APTES硅烷化处理后其表面会带有NH2官能基，经CPTES硅烷化处理后其表面则带有CN官能基，藉此将特定官能基导入PDMS材料的表面。
另外，请参阅图4，于实际应用时，血液样本S能经血球血浆分离装置100的样本注射流道1，而导入样本沉淀腔室2。如图5所示，因血球C的比重大于血浆P，血液样本S经静置一特定时间后，血球C因重力而下沉，并沉淀于样本沉淀腔室2，同时，血液样本S中的血浆P以毛细作用而流通于毛细分离微流道3。血液样本S藉由本发明的血球血浆分离装置100能得到较习知技术为少血浆残留的血球，上述经纯化的血球，能进一步进行生化分析和临床医学检验。
以上的叙述仅为本发明的较佳实施例说明，凡精于此项技艺者当可依据上述的说明而作其它种种的改良，然而这些改变仍属于本发明的创作精神及所界定的专利范围中。
Claims (10)
1.一种血球血浆分离装置，用于血球血浆分离，其特征在于，包含：
一样本沉淀腔室，供血液样本中的血球沉淀而收集；
一样本注射流道，连通于该样本收集腔室之上，供该血液样本导入该样本沉淀腔室；以及
一毛细分离微流道，为连通于该样本注射流道及该样本沉淀腔室，且该毛细分离微流道向外延伸至该血球血浆分离装置的外表面。
2.如权利要求1所述的血球血浆分离装置，其特征在于，该毛细分离微流道系自该样本沉淀腔室及该样本注射流道相接之处而向外延伸。
3.如权利要求1所述的血球血浆分离装置，其特征在于，该样本注射流道系有一圆形开口于该血球血浆分离装置的一上表面，该样本注射流道的直径为2毫米至5毫米。
4.如权利要求1所述的血球血浆分离装置，其特征在于，该样本沉淀腔室系为一圆柱型腔室，该样本沉淀腔室的直径为3毫米至5毫米，该样本沉淀腔室的深度为30微米至100微米。
5.如权利要求1所述的血球血浆分离装置，其特征在于，该毛细分离微流道为数个，且该数个毛细分离微流道系以该样本注射流道为中心而辐射向外延伸。
6.如权利要求1所述的血球血浆分离装置，其特征在于，该毛细分离微流道的宽度为0.5微米至50微米，该毛细分离微流道的高度为0.5微米至50微米，该毛细分离微流道的长度为3毫米至10毫米。
7.如权利要求1所述的血球血浆分离装置，其特征在于，该血球血浆分离装置系由聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）所构成。
8.如权利要求1所述的血球血浆分离装置，其特征在于，该血球血浆分离装置的表面形成有一氧电浆处理（O2plasma treatment）层。
9.如权利要求8所述的血球血浆分离装置，其特征在于，该血球血浆分离装置的表面具有一化学活化处理层，该化学活化处理层形成于该氧电浆处理层之上。
10.如权利要求9所述的血球血浆分离装置，其特征在于，该化学活化处理层系为经数个试剂处理的处理层，该数个试剂选自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid，AMPS）、硝酸（HNO3）、硝酸铈铵（Ammoniumcerium(V)nitrate）、及去离子水（DI water）。
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