CN105675379B - 一种血液同步分离检验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种血液同步分离检验装置，由气密柱形壳体(1)、前端密封塞(2)、后端密封塞(3)、分离传感膜(4)、参比电极(5)、对电极(6)、血液进料管(7)、血清出料管(8)和工作电线(9)组成；壳体(1)的前后两端被前端密封塞(2)及后端密封塞(3)密封；分离传感膜(4)穿过前端密封塞(2)进入壳体内；参比电极(5)与对电极(6)由气密柱形壳体壁深入壳体内并分置于分离传感膜(4)两侧；血液进料管(7)与后端密封塞(3)相连并连通壳体；血清出料管(8)紧密包裹在分离传感膜(4)外部；工作电线(9)从分离传感膜(4)外端的内腔深入至另一端。该装置结构简易，具有分离及传感双功能，能快速的原位完成血液化验工作，大大提高医院中疾病诊断效率。

Description

一种血液同步分离检验装置
技术领域
本发明涉及一种用于血液同步分离检验装置，所制备的装置可以应用在医疗诊断中血清的快速提取及血液中血糖、血乳酸、血谷氨酸、转氨酶、蛋白质等重要成分浓度的检测。
背景技术
现代医院中的大部分疾病的诊断都依赖血液化验技术，通过对血液中的目标成分的特定化学反应，标定获得成分含量以判断病因。由于血液极易凝结固化，同时大尺寸的血细胞会增加血液的粘稠度，对分析的结果造成一定的影响。因此，大部分的血液生化指标都基于血清的检验。通常，医院中的血清提取主要依靠离心手段：将促凝剂加入新鲜血样中促使血细胞与凝血因子结合，通过离心力作用将流动性较好的血清溶液与凝固的血细胞分离。该过程通常需要三十分钟以上。所获得的血清样品再经过一定的化学反应、培养等，通过特殊的分析仪器进行含量的标定才能获得特定血清组分的含量。以上的血液检验步骤繁琐、耗时较长，特别是对于急救场合无法第一时间得到检验报告，大大增加急救的风险。
相较于离心分离这一传统的间歇性分离手段，膜分离技术是一种新型的原位连续分离技术。其通过膜孔尺寸的调节将大分子的物质截流，使获得纯净度高的小分子溶液。通过该技术有望能在血液采集过程中快速分离出所需血清，大大降低所用时间。电化学传感技术利用特质的薄膜电极，通过目标物质在电极表面形成的特异性电化学反应产生电子信号以实现浓度检测。该技术为原位检测技术，无需另加化学物质，干扰较小、准确度好、速度快，是一种高效的生化分析手段。如将两个技术进行合理的结合，可同时实现血液分离及成分检测，大大提升血液化验的效率，满足患者即时获取结果的要求，增加急救过程中的快速检验手段。
发明内容
本发明的目的在于提高医院中血液检验的速度和效率，提供一种血液同步分离检验装置。该方法快速简便，适用于医疗诊断中血清的快速提取及血液中血糖、血乳酸、血谷氨酸、转氨酶、蛋白质等重要成分浓度的检测，可方便清洗及更换，成本较低，具有良好的医用前景。
本发明的技术方案为：一种血液同步分离检验装置，其特征在于：由气密柱形壳体1、前端密封塞2、后端密封塞3、分离传感膜4、参比电极5、对电极6、血液进料管7、血清出料管8和工作电线9组成；气密柱形壳体1为装置主体，其前后两端被前端密封塞2及后端密封塞3密封；分离传感膜4一端穿过前端密封塞2进入壳体内，另一端在壳体外部；参比电极5与对电极6由气密柱形壳体壁深入壳体内并分置于分离传感膜4两侧；血液进料管7与后端密封塞3相连并连通壳体；血清出料管8紧密包裹在分离传感膜4外部一端，未及前端密封塞2；工作电线9从分离传感膜)外端的内腔深入至另一端。
优选上述气密柱形壳体材料为玻璃、塑料、(人造或自然)树脂或碳纤维；其底部直径在1-10cm，长度为5-20cm。
上述前端密封塞2固定分离传感膜4，且保持密封。后端密封塞3与血液进料管7相连。
优选上述分离传感膜材料为氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、不锈钢、金、银、聚吡咯、聚乙烯、石墨烯或碳纳米管等材料；分离传感膜外径尺寸一般为1-4mm，内径为0.1-0.9mm，长度为5-20cm，孔径范围为0.01-1μm；传感分离膜伸出前端密封塞的长度范围一般为1-4cm。优选上述分离传感膜结构为中空管式结构。
所述分离传感膜伸出前端密封塞2，且存在于柱形内部的部分未与壳体相接触。所述分离传感膜与血清出料管8气密性相连，且工作电线9深入膜内部至膜底端。
优选上述的参比电极5与对电极6均为导电材料；且为L型，总长度一致；优选金、银、铂、钯、氯化银、石墨或石墨烯，参比电极及对电极不与分离传感膜相接触。
分离传感膜固定在前端密封塞中部且不与壳体相碰，血清出料管紧密包裹分离传感膜外表面，参比电极及对电极位于壳体的上端且分置于分离传感膜两侧，血液进料管位于后端密封塞中部且连同至壳体。
血液通过进料管进入柱形壳体，并在推动力下进入分离传感膜中，经分离的血清由膜内壁流出并通过血清出料管排出收集，在此过程中，传感分离膜分离传感膜，参比电极，对电极形成电流回路产生电信号，可被外接电子器件接受以检测血液中组分含量。
有益效果：
本发明是基于膜分离及电化学生物传感技术，设计及制备出具有血液同步分离及检验双功能的化验装置。该装置集成了分离器及电化学传感器的所有元素，可将新鲜采集的血液直接进行血清的提取，并在提取血清的过程中对特定的生化物质产生电化学反应、形成电化学信号，以实现血液中组分的检测。该装置结构简易，具有分离及传感双功能，能快速的原位完成血液的化验工作，大大提高了医院中疾病诊断的效率，为急救中的血液紧急分析提供了新的应急手段。
附图说明
图1为一种血液同步分离检验装置的结构示意图；其中：1-气密柱形壳体；2-前端密封塞；3-后端密封塞；4-分离传感膜；5-参比电极；6-对电极；7-血液进料管；8-血清出料管；9-工作电线。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明的血液同步分离检验装置以柱形壳体1为装置主体，其前后两端被前端密封塞2及后端密封塞3密封；分离传感膜4一端穿过前端密封塞2进入壳体内，另一端在壳体外部；参比电极5与对电极6由壳体壁深入壳体内并分置于分离传感膜4两侧；血液进料管7与后端密封塞3相连并连通壳体；血清出料管8包裹在分离传感膜4外部一端；工作电线9分离传感膜4外端的内腔深入至另一端。
所述分离传感膜固定在前端密封塞中部且不与壳体相碰，血清出料管紧密包裹分离传感膜外表面，参比电极及对电极位于壳体的上端且分置于分离传感膜两侧，血液进料管位于后端密封塞中部且连同至壳体。
所述柱形壳体1材料为塑料；底部直径为5cm,高为15cm。
前端密封塞2与后端密封塞3直径尺寸匹配壳体直径，高度为1cm。
分离传感膜4为中空管式结构，外径为3mm，内径为0.9mm，管长15cm，孔径为1μm，伸出前端密封塞2高度为2cm。
参比电极5及对电极6为L型金属线，总长度为5cm，水平端为1cm，垂直段距离壳体壁0.4cm。
所述分离传感膜材料为氧化锆陶瓷。
所述分离传感膜结构为中空管式结构。
所述分离传感膜伸出前端密封塞2，且存在于柱形内部的部分未与壳体相接触。
所述分离传感膜与血清出料管8气密性相连，且工作电线9深入膜内部。
所述参比电极5与对电极6的材料均为铂。
实施例2
参照附图1，对本发明的血液同步分离检验装置的优选尺寸进行详细描述。
气密柱形壳体1的底部直径为1.2cm，高为7cm。
前端密封塞2与后端密封塞3直径尺寸匹配壳体直径，高度为1cm。
分离传感膜4为中空管式结构，外径为1.2mm，内径为0.9mm，管长7cm，孔径为20nm，伸出前端密封塞2高度为1.5cm。
参比电极5及对电极6为L型金属线，总长度为5cm，水平端为1cm，垂直段距离壳体壁0.4cm。
血液进料管7、血清出料管8及工作电线9长度可根据需要实际调节。
所述柱形壳体1材料为玻璃。
所述前端密封塞2可固定分离传感膜4，且保持密封。
所述后端密封塞与血液进料管7相连。
所述分离传感膜材料为氧化铝陶瓷。
所述分离传感膜结构为中空管式结构。
所述分离传感膜伸出前端密封塞2，且存在于柱形内部的部分未与壳体相接触。
所述分离传感膜与血清出料管8气密性相连，且工作电线9深入膜内部。
所述参比电极5与对电极6的材料均为银。
本装置可以快速的提取纯净度高的血清并实时输出血清中各生理组分的浓度数据。工作时，在血清出料端施加真空压，血液在真空压的推动下，通过进料管进入柱形壳体，并在推动力下进入分离传感膜中，经分离的血清由膜内壁流出并通过血清出料管排出收集，在此过程中，分离传感膜，参比电极，对电极形成电流回路产生电信号，可被外接电子器件接受以检测血液中组分含量。以全血为原料，其血清的分离及组分测试的性能如下：
血清产出速率 >0.25ml/min
血清中红细胞含量 0
血清中白细胞含量 0
血清中血小板含量 0
血清中血糖检测范围 0-15mM
血清中乳酸检测范围 0-2.5mM
血清中谷氨酸检测范围 0-4mM
检测相对标准偏差 <6％
以上所述四个实施例仅为本发明的优选实施方式，在不脱离本发明技术原理的前提下，相应的改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种血液同步分离检验装置，其特征在于：由气密柱形壳体(1)、前端密封塞(2)、后端密封塞(3)、分离传感膜(4)、参比电极(5)、对电极(6)、血液进料管(7)、血清出料管(8)和工作电线(9)组成；气密柱形壳体(1)为装置主体，其前后两端被前端密封塞(2)及后端密封塞(3)密封；分离传感膜(4)一端穿过前端密封塞(2)进入壳体内，另一端在壳体外部；参比电极(5)与对电极(6)由气密柱形壳体壁深入壳体内并分置于分离传感膜(4)两侧；血液进料管(7)与后端密封塞(3)相连并连通壳体；血清出料管(8)紧密包裹在分离传感膜(4)外部一端，未及前端密封塞(2)；工作电线(9)从分离传感膜(4)外端的内腔深入至另一端；其中所述分离传感膜结构为中空管式结构。
2.根据权利要求1所述的血液同步分离检验装置，其特征在于：所述气密柱形壳体(1)材料为玻璃、塑料、树脂或碳纤维。
3.根据权利要求1所述的血液同步分离检验装置，其特征在于：所述分离传感膜材料为氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、不锈钢、金、银、聚吡咯、聚乙烯、石墨烯或碳纳米管材料。
4.根据权利要求1所述的血液同步分离检验装置，其特征在于：参比电极(5)与对电极(6)均为导电材料；且为L型，总长度一致；参比电极及对电极不与分离传感膜相接触。
5.根据权利要求4所述的血液同步分离检验装置，其特征在于：导电材料为金、银、铂、钯、氯化银、石墨或石墨烯。
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