CN107796933A - 微流控离心盘片及凝血检测方法 - Google Patents

微流控离心盘片及凝血检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种微流控离心盘片及凝血检测方法，所述微流控离心盘片包括分离单元、分配单元和检测单元；所述分离单元包括：注入槽具有第一注入孔；所述注入槽的远离所述离心盘片的旋转中心的端部通过第一毛细管连通第三毛细管；从所述离心盘片的旋转中心开始并沿所述离心盘片的半径方向，所述注入槽、第一储存槽和分配单元依次设置；第一排气孔通过第二毛细管连通所述第一储存槽；第二储存槽通过第三毛细管与第一储存槽连通；第三储存槽内存有气体，并通过第四毛细管与所述第三毛细管连接并连通。基于本发明微流控离心盘片实现的凝血检测，具有简便、高效、快捷的优点，同时可搭配全自动检测仪器实现直接检测全血样本。

Description

微流控离心盘片及凝血检测方法
技术领域
本发明涉及微流控技术，特别涉及微流控离心盘片及凝血检测方法。
背景技术
凝血(Coagulation或clotting)是血液从液态变成凝胶的过程。该过程可能引起止血，即从受损的血管停止流血，然后修复。凝血机制涉及到血小板的活化、粘附和聚集，伴随纤维蛋白原到纤维蛋白的转化，纤维蛋白沉积并成熟为稳健的网络。
目前流行的凝血检测方式多为管式凝血检测与小型半自动检测。绝大多数的管式凝血检测存在着试剂用量大、出首个检测结果慢、只能使用血浆样本的缺点。对于试剂成本较高的项目来说减少试剂使用量可以显著降低用户的检测成本，特别是对于基层的医疗机构，他们需要小型化、简单化、自动化的凝血检验设备。然而一些小型的半自动凝血检测设备，又存在着手工操作复杂，检测结果受人为干扰因素大的问题。
发明内容
为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种微流控离心盘片，实现了简便、高效、便捷的凝血检测，配合全自动检测仪器可实现全血样本的直接检测。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种微流控离心盘片，所述微流控离心盘片包括分离单元、分配单元和检测单元；所述分离单元包括：
注入槽，所述注入槽具有第一注入孔；所述注入槽的远离所述微流控离心盘片的旋转中心的端部通过第一毛细管连通第三毛细管；
第一储存槽，从所述微流控离心盘片的旋转中心开始并沿所述微流控离心盘片的半径方向，所述注入槽、所述第一储存槽和分配单元依次设置；与所述第一储存槽的临着第二毛细管的一端相比，所述第一储存槽的远离第二毛细管的一端更加远离所述微流控离心盘片的旋转中心；
第一排气孔，所述第一排气孔通过第二毛细管连通所述第一储存槽；
第二储存槽，所述第二储存槽通过第三毛细管与第一储存槽连通；与所述注入槽的远离所述微流控离心盘片的旋转中心的端部相比，所述第二储存槽的远离所述微流控离心盘片的旋转中心的端部更加远离所述微流控离心盘片的旋转中心；
第三储存槽，所述第三储存槽内存有气体，并通过第四毛细管与所述第三毛细管连接并连通。
本发明的目的还在于提供了一种高效、便捷、快速、准确的应用上述微流控离心盘片的全血的凝血检测方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
应用上述的微流控离心盘片的全血的凝血检测方法，所述全血的凝血检测方法包括全血分离步骤、血浆分配步骤和检测步骤；所述全血分离步骤包括：
(A1)通过第一注入孔向所述注入槽加入全血样本；
(A2)所述微流控离心盘片以第一转速v1旋转，全血样本中的血细胞与血浆分离，血细胞依次经过第一毛细管和第三毛细管进入第一储存槽内，大部分血浆留在注入槽，少部分血浆进入第一毛细管、第三毛细管、第四毛细管与第三储存槽内，第三储存槽内的气体被压缩；
(A3)所述微流控离心盘片停止旋转，第三储存槽内的气体推动第三毛细管内的血浆进入第二储存槽内，从而使得注入槽内的血浆通过第一毛细管、第三毛细管进入所述第二储存槽内。
本发明的目的还在于提供了一种高效、便捷、快速、准确的应用上述微流控离心盘片的凝血检测方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
应用上述的微流控离心盘片的凝血检测方法，所述凝血检测方法包括血浆分配步骤和检测步骤；所述血浆分配步骤包括：
(A1)通过第二注入孔向所述第二储存槽内加入血浆；
(A2)微流控离心盘片以转速v2旋转，血浆进入分配单元内定量分配。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.检测更为简便，可使用全血样本直接上样检测；
2.检测效率更为高效，单张微流控离心盘片可同时测定多份病人样本；
3.检测速度更为快捷，整个检测流程仅需要10-15分钟便能出检测结果。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明实施例1的微流控离心盘片的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的检测单元的结构示意图。
具体实施方式
图1-2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图1示意性地给出了本发明实施例的微流控离心盘片的结构简图，如图1所示，所述微流控离心盘片包括：
至少二个检测部，检测部包括：
分离单元，所述分离单元包括：
注入槽，所述注入槽具有第一注入孔；所述注入槽的远离所述微流控离心盘片的旋转中心的端部通过第一毛细管连通第三毛细管；
第一储存槽，从所述微流控离心盘片的旋转中心开始并沿所述微流控离心盘片的半径方向，所述注入槽、所述第一储存槽和分配单元依次设置；与所述第一储存槽的临着第二毛细管的一端相比，所述第一储存槽的远离第二毛细管的一端更加远离所述微流控离心盘片的旋转中心；
第一排气孔，所述第一排气孔通过第二毛细管连通所述第一储存槽；
第二储存槽，所述第二储存槽通过第三毛细管与第一储存槽连通；与所述注入槽的远离所述微流控离心盘片的旋转中心的端部相比，所述第二储存槽的远离所述微流控离心盘片的旋转中心的端部更加远离所述微流控离心盘片的旋转中心；所述第三毛细管具有弯折部，与所述注入槽的远离所述微流控离心盘片的旋转中心的端部相比，所述弯折部的最小旋转半径处更加临近所述微流控离心盘片的旋转中心；与所述第一储存槽相比，所述第三储存槽和/或第三毛细管更加临近所述微流控离心盘片的旋转中心；
第三储存槽，所述第三储存槽内存有气体，并通过第四毛细管与所述第三毛细管连接并连通；所述第四毛细管与所述第一储存槽非直接连通；
分配单元，所述分配单元包括：
第四储存槽，所述第四储存槽内远离所述盘片的旋转中心的端部具有至少二个定量槽，定量槽通过通道连通检测单元；
阀门，所述阀门设置在所述通道上；
第五储存槽，所述第五储存槽连通所述第四储存槽；第五储存槽的最大旋转半径大于所述第四储存槽；
检测单元，图2示意性地给出了本发明实施例的检测单元的结构简图，如图2所示，所述检测单元包括：
至少二个检测槽401、402，具体数量与定量槽一致；所述检测槽通过所述通道连通定量槽；
试剂孔404，所述试剂孔连通检测槽，试剂经过斜坡后进入检测槽内；试剂孔的数量根据检测槽内检测参数来定；
质控注入孔403，质控注入孔连通所述通道。
为了适应直接检测血浆，进一步地，所述第二储存槽具有第二注入孔，以便通过第二注入孔向第二储存槽内直接注入血浆。
为了防止第五储存槽内的血浆倒流，进一步地，所述第五储存槽内沿所述盘片周向的位置相对的两侧设置交错设置的挡体，从所述微流控离心盘片的旋转中心开始并沿所述微流控离心盘片的半径方向，两侧设置的挡体呈“人”形或“入”形。
为了便于加入检测样本、试剂以及检测等，所述第一排气孔和各注入孔开口于所述微流控离心盘片的背面，所述微流控离心盘片的正面覆盖透过检测光的材料。
本发明实施例的根据上述的微流控离心盘片的全血的凝血检测方法，所述全血的凝血检测方法包括：
全血分离步骤，所述全血分离步骤包括：
(A1)通过第一注入孔向所述注入槽加入全血样本；
(A2)微流控离心盘片以第一转速v1旋转，全血样本中的血细胞与血浆分离，血细胞依次经过第一毛细管和第三毛细管进入第一储存槽内，大部分血浆留在注入槽，少部分血浆进入第一毛细管、第三毛细管、第四毛细管与第三储存槽内，第三储存槽内的气体被压缩；
(A3)所述微流控离心盘片停止旋转，第三储存槽内的气体推动第三毛细管内的血浆进入第二储存槽内，从而使得注入槽内的血浆通过第一毛细管、第三毛细管进入所述第二储存槽内；
血浆分配步骤，所述血浆分配步骤包括：
(B1)微流控离心盘片以第二转速v2旋转，v2＜v1，第二储存槽内的血浆进入第四储存槽内，并填满各个定量槽，多余血浆进入第五储存槽内；
(B2)微流控离心盘片以第三转速v3旋转，v2＜v3，定量槽内的血浆突破阀门，从而进入检测槽内；
检测步骤，该步骤是本领域的现有技术，在此不再赘述。
本发明实施例的应用上述的微流控离心盘片的凝血检测方法，所述凝血检测方法包括：
血浆分配步骤，所述血浆分配步骤包括：
(C1)通过第二注入孔向所述第二储存槽内加入血浆；
(C2)微流控离心盘片以第二转速v2旋转，v2＜v1，第二储存槽内的血浆进入第四储存槽内，并填满各个定量槽，多余血浆进入第五储存槽内；
(C3)微流控离心盘片以第三转速v3旋转，v2＜v3，定量槽内的血浆突破阀门，从而进入检测槽内；
检测步骤，该步骤是本领域的现有技术，在此不再赘述。
实施例2：
根据本发明实施例1的微流控离心盘片在全血的凝血检测中的应用例，检测D二聚体、APTT、FIB、PT、TT五个项目。
如图2所示，在该应用例中，微流控离心盘片的直径为120mm，中央是直径为10mm的通孔，圆周外缘具有一个半圆形缺口；微流控离心盘片上具有4个检测部；检测部的分配单元中具有5个定量槽，对应于检测单元中的5个检测槽401、402，与D二聚体检测项目对应的定量槽的体积大于其它定量槽的体积；试剂注入孔、第三储存槽的旋转半径均小于第一储存槽；在第四储存槽的周向的侧部(非径向的侧部)，第二储存槽的远离微流控离心盘片的旋转中心的端部与第四储存槽连通；在检测单元中，其中D二聚体、APTT与FIB为双试剂流道，也即，检测槽连通二个试剂注入孔404；TT与PT为单试剂流道，也即，检测槽连通1个试剂注入孔404；各检测槽连通一个质控注入孔403，其中对应APTT、FIB、PT、TT的质控注入孔通过斜坡连通连接第四储存槽和检测槽的通道，对应D二聚体的质控注入孔单独设置；D二聚体检测槽401为圆柱形凹槽(体积大于其它检测槽402)，其他四项检测槽402均为半圆形凹槽；对应于APTT、FIB、PT、TT的各试剂注入孔通过斜坡连通检测槽，对应D二聚体的试剂注入孔以直通方式连通检测槽；第五储存槽具有第二排气孔，且内部位置相对的两侧设置交错设置的挡体，从所述微流控离心盘片的旋转中心开始并沿所述微流控离心盘片的半径方向，两侧设置的挡体呈“人”形或“入”形；在连接处，第一毛细管与第三毛细管间的夹角为锐角，第四毛细管与第三毛细管的夹角为钝角；阀门包括与通道呈十字交叉设置的毛细管，如2个毛细管与通道(如毛细管)垂直且内部连通；2个毛细管之间的通道上具有疏水改性剂注入孔，用于对通道做疏水改性处理。
本发明实施例的根据上述的微流控离心盘片的全血的凝血检测方法，所述全血的凝血检测方法包括：
全血分离步骤，所述全血分离步骤包括：
(A1)通过第一注入孔向所述注入槽加入全血样本；
(A2)微流控离心盘片以第一转速v1＝4000转/分旋转，全血样本中的血细胞与血浆分离，血细胞依次经过第一毛细管和第三毛细管进入第一储存槽内，大部分血浆留在注入槽，少部分血浆进入第一毛细管、第三毛细管、第四毛细管与第三储存槽内，第三储存槽内的气体被压缩；
(A3)所述微流控离心盘片停止旋转，第三储存槽内的气体推动第三毛细管内的血浆进入第二储存槽内，从而使得注入槽内的血浆通过第一毛细管、第三毛细管进入所述第二储存槽内；
血浆分配步骤，所述血浆分配步骤包括：
(B1)微流控离心盘片以第二转速v2＝600转/分旋转，第二储存槽内的血浆进入第四储存槽内，并填满各个定量槽(与D二聚体检测项目对应的定量槽的体积大于其它定量槽的体积)，多余血浆进入第五储存槽内；
(B2)微流控离心盘片以第三转速v3＝1000转/分旋转，定量槽内的血浆突破通道上的阀门，从而进入各检测槽内；
检测步骤，检测步骤具体为：
从试剂注入孔加入各项检测试剂，经温育后离心，微流控离心盘片的第四转速v4＝3000转/分旋转；
微流控离心盘片正反转以混匀检测槽内的试剂与血浆，之后检测。
实施例3
如下述表格所示，为该微流控离心盘片搭配已有仪器进行的一次测试得到的较好的检测结果。该次测试使用同一病人全血样本分别注入同一微流控盘式芯片进行测试。S1-S4代表四个不同的检测区域，TT、PT、FIB、APTT、DD代表五个不同的项目。D二聚体结果数值为浓度，其他项目结果数值为反应时间。AVE为计算的各项平均值，CV为各项测值的变异系数。
TT PT FIB APTT DD
S1 16.8 15.5 4.8 43.5 0.374
S2 16.7 15.6 4.6 43.1 0.361
S3 16.5 15.5 4.7 43.0 0.359
S4 16.2 15.2 4.6 42.7 0.367
AVE 16.6 15.4 4.7 43.1 0.4
CV 1.5％ 1.2％ 2.3％ 0.8％ 1.8％

Claims (10)

1.一种微流控离心盘片，所述微流控离心盘片包括分离单元、分配单元和检测单元；其特征在于：所述分离单元包括：
注入槽，所述注入槽具有第一注入孔；所述注入槽的远离所述离心盘片的旋转中心的端部通过第一毛细管连通第三毛细管；
第一储存槽，从所述离心盘片的旋转中心开始并沿所述离心盘片的半径方向，所述注入槽、所述第一储存槽和分配单元依次设置；与所述第一储存槽的临着第二毛细管的一端相比，所述第一储存槽的远离第二毛细管的一端更加远离所述微流控离心盘片的旋转中心；
第一排气孔，所述第一排气孔通过第二毛细管连通所述第一储存槽；
第二储存槽，所述第二储存槽通过第三毛细管与第一储存槽连通；与所述注入槽的远离所述微流控离心盘片的旋转中心的端部相比，所述第二储存槽的远离所述微流控离心盘片的旋转中心的端部更加远离所述微流控离心盘片的旋转中心；
第三储存槽，所述第三储存槽内存有气体，并通过第四毛细管与所述第三毛细管连接并连通。
2.根据权利要求1所述的微流控离心盘片，其特征在于：所述第三毛细管具有弯折部，与所述注入槽的远离所述微流控离心盘片的旋转中心的端部相比，所述弯折部的最小旋转半径处更加临近所述微流控离心盘片的旋转中心。
3.根据权利要求1所述的微流控离心盘片，其特征在于：所述第四毛细管与所述第一储存槽非直接连通。
4.根据权利要求1所述的微流控离心盘片，其特征在于：与所述第一储存槽相比，所述第三储存槽和/或第三毛细管更加临近所述微流控离心盘片的旋转中心。
5.根据权利要求1所述的微流控离心盘片，其特征在于：所述分配单元包括：
第四储存槽，所述第四储存槽内远离所述微流控离心盘片的旋转中心的端部具有至少二个定量槽，定量槽通过通道连通检测单元；
阀门，所述阀门设置在所述通道上；
第五储存槽，所述第五储存槽连通所述第四储存槽。
6.根据权利要求1所述的微流控离心盘片，其特征在于：所述第二储存槽具有第二注入孔。
7.根据权利要求5所述的微流控离心盘片，其特征在于：所述第五储存槽内位置相对的两侧设置交错设置的挡体，从所述微流控离心盘片的旋转中心开始并沿所述盘片的半径方向，两侧设置的挡体呈“人”形或“入”形。
8.根据权利要求1所述的微流控离心盘片，其特征在于：所述第一排气孔和注入孔开口于所述盘片的背面，所述盘片的正面覆盖透过检测光的材料。
9.应用权利要求1-8任一所述的微流控离心盘片的全血的凝血检测方法，所述全血的凝血检测方法包括全血分离步骤、血浆分配步骤和检测步骤；其特征在于：所述全血分离步骤包括：
(A1)通过第一注入孔向所述注入槽加入全血样本；
(A2)盘片以第一转速v1旋转，全血样本中的血细胞与血浆分离，血细胞依次经过第一毛细管和第三毛细管进入第一储存槽内，大部分血浆留在注入槽，少部分血浆进入第一毛细管、第三毛细管、第四毛细管与第三储存槽内，第三储存槽内的气体被压缩；
(A3)所述微流控离心盘片停止旋转，第三储存槽内的气体推动第三毛细管内的血浆进入第二储存槽内，从而使得注入槽内的血浆通过第一毛细管、第三毛细管进入所述第二储存槽内。
10.应用权利要求6所述的微流控离心盘片的凝血检测方法，所述凝血检测方法包括血浆分配步骤和检测步骤；其特征在于：所述血浆分配步骤包括：
(A1)通过第二注入孔向所述第二储存槽内加入血浆；
(A2)微流控离心盘片以转速v2旋转，血浆进入分配单元内定量分配。
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