CN104406831B - 血液分离装置、血液分离检测装置及分离检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种血液分离装置，其为由亲水epoxy基材料制备的多孔聚合物层，所述多孔聚合物层上设有均匀分布的连通孔，以使血液注入时，连通孔阻挡血液中的血细胞，而血液中的血浆从连通孔流过。本发明还公开了一种包括第二支架、血液分离装置和第一支架的血液分离检测装置以及血液分离检测方法。本发明通过多孔聚合物层实现血液分离，并将血液分离和血液检测集成在一起，可对较少量的血液进行检测，结构简单、成本低且操作方便，适合日常使用。

Description

血液分离装置、血液分离检测装置及分离检测方法

技术领域

本发明涉及血液检测技术领域，具体涉及将血液中血细胞和血浆进行分离的装置以及血液分离检测装置和分离检测方法。

背景技术

近年来，随着生活环境和资源条件的变化，由代谢产生的许多疾病频繁出现，而且在各种人群中都普遍性出现，如脂肪肝、高尿酸血症、糖尿病等。这些疾病的诊断都可以通过对血液中的血浆进行检查，获得相关物质的含量。而对血液中的血浆进行检查一般是先对血液进行分离，再对分离出的血浆进行检测分析。最普遍的是离心机分离。在医疗检测领域，采用血细胞分离机先对血液分离，再进行检测。离心机的原理主要是基于不同的血液成分具有不同的密度，将血液高速旋转时，在离心力的作用下，血细胞和血浆就会分离开来。然而，离心机对血量要求较大，且需要提供动力，对成本和时间上的要求较高，而且需要专门的人员进行操作，适合大血量的检测。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的之一在于提供一种适合小血量血液检测的血液分离装置，其结构简单、成本低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种血液分离装置，其为由带亲水基团的epoxy基材料制备的多孔聚合物层，所述多孔聚合物层上带有均匀分布的连通孔，以使血液注入时，连通孔阻挡血液中的血细胞，而血液中的血浆从连通孔流过。

所述连通孔的孔径为1.8-2.5μm。

本发明的另一目的在于提供一种适合小血量血液检测的血液分离检测装置，其结构简单、成本低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种血液分离检测装置，其包括第二支架、第一支架以及权利要求1或2所述的血液分离装置，所述血液分离装置设置于第二支架和第一支架之间，所述第一支架与多孔聚合物层之间设置有工作电极，所述第二支架开设有镂空槽，以使血液经该镂空槽注入到多孔聚合物层，并使血液中的血浆经连通孔流至工作电极，所述第二支架与多孔聚合物层的接触面上连接有辅助电极和参比电极。

所述第二支架为PDMS板，所述第一支架为PMMA板。

所述工作电极为碳电极，所述辅助电极和参比电极分别为银电极和氯化银电极。

所述第一支架的内表面开设一凹槽，工作电极设置于该凹槽内，所述多孔聚合物层涂布于该工作电极上，或者在工作电极上直接制备所述多孔聚合物层。

多孔聚合物层设置于所述凹槽中，且第二支架的内表面与第一支架的内表面接触，所述辅助电极和参比电极均固定于第二支架的内表面。

本发明的再一目的在于提供一种适合小血量血液检测的血液分离检测方法，其操作简单、检测时间短、效率高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种血液分离检测方法，其包括以下步骤：

步骤1、在第一支架的内表面开设一凹槽并将工作电极安装于该凹槽中；

步骤2、采用反应诱导相分离的方法制备带亲水基团的epoxy基材料的多孔聚合物层；

步骤3、将多孔聚合物层涂布于工作电极上；

步骤4、将带有镂空槽的第二支架与第一支架固定，以使多孔聚合物层位于第二支架和第一支架之间；

步骤5、从镂空槽注入血液，血液中的血细胞被多孔聚合物层的连通孔阻挡，留在多孔聚合物层的上表面，血液中的血浆通过连通孔后流至工作电极；

步骤6、在第二支架与多孔聚合物层的接触面上连接辅助电极和参比电极，采用三电极法对血浆进行检测。

所述步骤2和步骤3用以下步骤代替：直接在工作电极上采用反应诱导相分离的方法制备带亲水基团的epoxy基材料的多孔聚合物层。

制备多孔聚合物层的方法是：

将双酚A二缩水甘油醚和胶原酶以化学计量值为1.0的比例混合均匀；

加入孔溶剂，在120℃下进行反应。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过多孔聚合物层实现血液分离，并将血液分离和血液检测集成在一起，可对较少量的血液进行检测，结构简单、成本低且操作方便，适合日常使用。

附图说明

图1为本发明多孔聚合物层涂布工作电极的结构示意图；

图2为图1的横向截面图；

图3为本发明第二支架的内表面结构示意图；

图4为本发明血液分离检测装置的结构示意图；

图5为图4的横向截面图；

图6为本图4的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例

在需要分离血液的情况下，需要血液分离装置对血液中的血细胞和血浆进行分离，在本发明较佳的实施例中，针对较少量的血液分离，采用亲水epoxy基材料(即环氧树脂高分子材料)制备而成的多孔聚合物层1，该多孔聚合物层1设置连通孔，连通孔的孔径控制在2μm，从而阻拦血液中的大部分血细胞，过滤得到血液中的血浆用于血液检测。

亲水epoxy基材料制备多孔聚合物层1的方法是通过反应诱导相分离法进行的。以双酚A二缩水甘油醚为例，因为多孔聚合物层1连通孔的孔径大小受到双酚A二缩水甘油醚与胶原酶剂量比例、反应温度的影响而不同，实验采用双酚A二缩水甘油醚和胶原酶化学计量值分别为0.8、1.0、1.2的比例，依次在反应温度从60℃到180℃以10℃单位递增的条件下进行系列实验。实验数据表明，采用化学计量比为1.0的双酚A二缩水甘油醚和胶原酶中分别加入致孔溶剂与混合物反应，并保持其反应温度在120℃，得到的多孔聚合物层孔隙度值读数在2.22μm。因此，在本发明实施例中，以制备的连通孔的孔径为2.22μm的多孔聚合物层1作为血液分离检测装置的血液分离装置。

血液分离检测装置包括支架4、支架2，支架4通过支架2上设置的接合点21与支架2固定连接。多孔聚合物层1位于支架4和支架2之间，多孔聚合物层1与支架2之间设置有一工作电极3，工作电极3与多孔聚合物层1接触，其可以直接在工作电极3上制备多孔聚合物层1，也可以如图1和图2所示，将制备的多孔聚合物层1涂布于工作电极3上，支架2上开设一个凹槽，工作电极3与该凹槽形状相匹配，然后将工作电极3安装于该凹槽中，也可以将多孔聚合物层1安装于该凹槽中，使得支架4的内表面和支架2的内表面之间相互接触，从而使多孔聚合物层1与支架4的内表面接触，即多孔聚合物层1裸露的表面与支架2的内表面处于同一平面上，这种方式可以在一定程度上缩小整个血液分离检测装置的体积。当然，多孔聚合物层1的位置并不做具体限定，只要保证通过其连通孔的血浆与工作电极接触，其全血(未通过连通孔的血液部分)与辅助电极6以及参比电极5相接触即可。工作电极3要设置一引出端，以方便与电化学分析仪或者信号输出控制电路进行连接。当然，工作电极3和多孔聚合物层1之间也可以不接触，即在二者之间形成容置血浆的腔室。

请参照图3所示，支架4上开设一镂空槽41，请参照图4和图5所示，将支架4与支架2固定后，镂空槽41与多孔聚合物层1接触，且镂空槽41要完全覆盖于多孔聚合物层1之上，保证血液只能通过多孔聚合物层1才能到达工作电极3，优选镂空槽41的中心与多孔聚合物层1的中心对应。

请参照图6所示，镂空槽41作为血液入口，将血液注入到多孔聚合物层1上，多孔聚合物层1的连通孔起到过滤作用，使血浆通过连通孔与工作电极3接触，大部分的血细胞被阻挡在多孔聚合物层1与支架4的接触面上，然后将辅助电极6和参比电极5连接到支架4的内表面，即多孔聚合物层1与支架4的接触面上，以使辅助电极6和参比电极5均与血液接触，从而通过工作电极加入电势微分变化得到在随电势变化的微电流，监测在某电势下得到的最大电流值，测量某种化学成分的浓度的三电极法，达到血液检测的目的。例如，可以将三电极连接到电化学分析仪上，参比电极5用来定点位零点，利用参比电极5的电极稳定性来测量工作电极3的电极电压。工作电极3和辅助电极构成一个通电的体系，用来测量工作电极3通过的电流。工作电极3采用碳电极，辅助电极和参比电极分别采用银电极和氯化银电极。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种血液分离检测装置，其特征在于，其包括第二支架(4)、第一支架(2)以及血液分离装置，所述血液分离装置为由带亲水基团的epoxy基材料制备的多孔聚合物层(1)，所述多孔聚合物层(1)上带有均匀分布的连通孔，以使血液注入时，连通孔阻挡血液中的血细胞，而血液中的血浆从连通孔流过；所述血液分离装置设置于第二支架(4)和第一支架(2)之间，所述第一支架(2)与多孔聚合物层(1)之间设置有工作电极(3)，所述第二支架(4)开设有镂空槽(41)，以使血液经该镂空槽注入到多孔聚合物层(1)，并使血液中的血浆经连通孔流至工作电极(3)，所述第二支架(4)与多孔聚合物层(1)的接触面上连接有辅助电极(6)和参比电极(5)。

2.根据权利要求1所述的血液分离检测装置，其特征在于，所述连通孔的孔径为1.8-2.5μm。

3.根据权利要求1所述的血液分离检测装置，其特征在于，所述第二支架(4)为PDMS板，所述第一支架(2)为PMMA板。

4.根据权利要求1所述的血液分离检测装置，其特征在于，所述工作电极(3)为碳电极，所述辅助电极(6)和参比电极(5)分别为银电极和氯化银电极。

5.根据权利要求1-4任一项所述的血液分离检测装置，其特征在于，所述第一支架(2)的内表面开设一凹槽，工作电极(3)设置于该凹槽内，所述多孔聚合物层(1)涂布于该工作电极(3)上。

6.根据权利要求5所述的血液分离检测装置，其特征在于，多孔聚合物层(1)设置于所述凹槽中，且第二支架(4)的内表面与第一支架(2)的内表面接触，所述辅助电极(6)和参比电极(5)均固定于第二支架(4)的内表面。

7.根据权利要求1-4任一项所述的血液分离检测装置，其特征在于，所述第一支架(2)的内表面开设一凹槽，工作电极(3)设置于该凹槽内，在工作电极(3)上直接制备所述多孔聚合物层(1)。

8.根据权利要求7所述的血液分离检测装置，其特征在于，多孔聚合物层(1)设置于所述凹槽中，且第二支架(4)的内表面与第一支架(2)的内表面接触，所述辅助电极(6)和参比电极(5)均固定于第二支架(4)的内表面。

9.一种血液分离检测方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1、在第一支架(2)的内表面开设一凹槽并将工作电极(3)安装于该凹槽中；

步骤2、采用反应诱导相分离的方法制备带亲水基团的epoxy基材料的多孔聚合物层(1)；

步骤3、将多孔聚合物层(1)涂布于工作电极(3)上；

步骤4、将带有镂空槽(41)的第二支架(4)与第一支架(2)固定，以使多孔聚合物层(1)位于第二支架(4)和第一支架(2)之间；

步骤5、从镂空槽(41)注入血液，血液中的血细胞被多孔聚合物层(1)的连通孔阻挡，留在多孔聚合物层(1)的上表面，血液中的血浆通过连通孔后流至工作电极(3)；

步骤6、在第二支架(4)与多孔聚合物层(1)的接触面上连接辅助电极(6)和参比电极(5)，采用三电极法对血浆进行检测。

10.根据权利要求9所述的血液分离检测方法，其特征在于，所述步骤2和步骤3用以下步骤代替：直接在工作电极(3)上采用反应诱导相分离的方法制备带亲水基团的epoxy基材料的多孔聚合物层(1)。

11.根据权利要求9或10所述的血液分离检测方法，其特征在于，制备多孔聚合物层(1)的方法是：

将双酚A二缩水甘油醚和胶原酶以化学计量值为1.0的比例混合均匀；

加入孔溶剂，在120℃下进行反应。