CN107923905A - 血浆分离微流体设备 - Google Patents

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Abstract

一种具有血浆分离装置的毛细驱动的微流体设备，可用于分离、计量和转移血液样品。通过多孔膜和微流体设备的配置，血液分离装置可以布置为毛细泵。

Description

血浆分离微流体设备
技术领域
本发明总体上涉及一种用于液体的微流体设备，其具有毛细驱动的血液分离，同时生成分离的血浆的毛细流。
背景技术
微流体设备用于广泛的应用中。通常，微流体设备被定义为处理小流体体积(μL、nL、pL等)，具有至少一个维度在微米范围内的小尺寸，和/或使用微区效应。在这样的设备中，流体可以被移动、混合、分离或以其他方式处理。许多应用采用被动流体控制技术，如毛细作用力。
微流体的一个重要领域是在医疗设备中。微流体设备可以用于分析或治疗应用，例如，管理药物或处理体液样本。
基于血浆的测试在世界范围的临床实验室分析、药物开发和治疗药物监测中形成黄金标准。血浆通常通过静脉血样的离心获得，通常需要从患者采集毫升样品。然而，如果离心步骤可以被消除，而仍然提供可分析的和体积限定量的血浆，则在临床实践中耗时且昂贵的步骤将大大减少。由此，只需要微量血浆样品来提取血浆的方法(例如经由手指刺破件获得50μl)比需要毫升体积的离心血浆样品更优选。这样的方法对于每年在人类和动物两者的实验室分析和药物开发试验中所采集的数十亿血液样本非常相关。
为了确保易于使用并能够在分布式设置中使用，血浆提取设备应该优选是自主的，即不需要任何外部电源、气动泵或其他附加设备。在Biomed Microdevices，第8卷，第1期，第73-79页，2006年3月(S Thorslund等人)中描述了一个使用来自表面处理后的聚合物微通道的毛细作用力的这样自主系统。
由WO 2015/044454公开了不同类型的体积计量毛细驱动装置，迄今为止仅用水和全血证明了这一点。在WO2015/044454中没有公开适用于护理点或分布式应用的、集成了微流体设备的可操作的、自主的毛细驱动的血浆分离过程。
发明内容
因此，本发明涉及一种自主微流体设备，该自主微流体设备将特定体积的血浆从未知体积的血液样本中分离出来。
在一个总体方面，本发明涉及一种分离血浆的方法，其中，血液分离膜与毛细泵组合。所述血液分离膜是分离血细胞和血浆的结构。膜可以由陶瓷、聚合物或基于纤维素的材料制成。毛细泵是提供毛细吸力以便促进有效的血浆分离的结构或材料。在该总体方面的一个实施例中，膜被应用在一种几何布置中，该几何布置促进膜与所述毛细泵之间的有效的流体连接。一个这种类型的实施例是楔形形状的几何结构，其在膜与毛细结构之间的感兴趣平面处提供高的毛细作用力。另一实施例将包括多孔材料，所述孔或微通道提供高毛细作用力。所提及的实施例可以包括用于从计量的血浆体积中掐断多余的血浆的装置。
在本发明的方面中，可以设想到其他物理形式来增强穿过血浆分离膜的流体输送。第一种形式是通过在入口处施加压力或在膜的出口侧具有真空而在膜上具有压力差。所述真空可以通过主动方式(例如通过形成具有例如波纹管状结构的腔体，例如通过使某些材料膨胀)存储或获得。第二种形式是在膜上具有电势。由此，可以实现电渗流。另一种形式是在膜的出口侧提供吸湿材料以主动吸取液体。这种吸湿材料可以是例如PVA。可以设想将所描述的形式结合起来。
在一方面，本发明涉及一种具有毛细驱动的血浆分离装置的微流体设备，其包括具有下表面和适于接收血液样品的上表面的多孔膜、以及具有亲水表面的横向延伸支撑结构。多孔膜的下表面和支撑结构的亲水表面被构造成使得这些表面以一锐角交叉，因此这些表面通常从交叉点分散。当在膜的上表面上以液滴(至少30μl)的形式接收血液样本时，开始血浆过滤并且在这些表面的交叉点附近形成过滤流体的横向毛细流，由此逐渐填充分散表面之间的空间。这种血浆分离装置由此形成了毛细泵。
由此而论，这种横向流动通常垂直于通过膜的流动方向并且平行于微流体设备的支撑结构的横向延伸。支撑结构可以是亲水层状材料，其能够处理成具有若干不同特征的微流体设备，如将进一步详细解释的。同样在这个背景下，术语在交叉点“附近”应被理解为意指从多孔膜开始毛细吸取的几何条件。使横向流开始逐渐填充所提到的表面之间的空间的这种效果，将发生在这些表面接近到使得亲水表面将与多孔膜的孔的流体弯月面交叉的位置处，其估计在这些表面之间的间隙小于约50μm时出现。所提及的交叉表面之间的角度是锐角，通常小于90度，优选小于45度。
在一方面，如此描述的微流体设备还包括至少一个毛细通道，该毛细通道被配置成接收和容纳从分叉表面之间的空间到达的横向毛细流。
在一方面，微流体设备具有毛细通道，该毛细通道具有从支撑结构横向延伸的通道盖部和通道底部，并且多孔膜在通道底部与通道盖之间对角地延伸，以形成毛细楔形结构。
在一方面，微流体设备具有血浆分离膜，并且与支撑结构一起形成具有楔形结构的腔室。当在膜上施加血滴时，从膜的交叉区域及支撑结构的表面逐渐填充腔室。
在一方面，本发明的微流体设备设置有通气孔。该通气孔提供与周围大气的连通，并且可以定位成与毛细通道连通，优选地与通道出口连通。
上述微流体设备可以进一步包括至少一个可溶解的阀，该阀包括一个具有朝向毛细通道方向的第一侧的可溶解膜和连接到可溶解膜的第二侧的毛细装置，使得当膜被液体溶解时，液体经由阀通过毛细作用被输送到在膜的第二侧。毛细装置包括至少一个毛细通道或允许毛细填充的结构，诸如多孔吸收材料，优选为吸收纸基质。在本发明的一方面中，微流体设备的毛细通道是具有一限定体积的毛细计量通道，其具有入口和出口，并且具有第一溶解时间的第一可溶解阀位于多孔膜与毛细通道入口之间，并且具有第二溶解时间的第二溶解阀位于毛细通道出口之后。为了某些目的，微流体设备的第一可溶解阀可以具有比第二可溶解阀更短的溶解时间。
微流体设备可以包括多个平行布置的毛细通道，该毛细通道连接到相应的多个可溶解阀，其中，可溶解阀的毛细装置被连接以收集来自所述阀的液体。微流体设备可以形成为一种层压体，该层压体包括形成毛细通道的第一层材料、包含可溶解材料以形成至少一个可溶解膜的第二层材料、以及包括毛细装置的第三层材料。
上述微流体设备可以进一步包括至少一个可溶解的阀，该阀包括具有朝向毛细通道定向的第一侧的可溶解膜和连接到可溶解膜的第二侧的毛细装置，使得当膜被液体溶解时，液体经由阀通过毛细作用被输送到在膜的第二侧。毛细装置包括至少一个毛细通道或允许毛细填充的结构，诸如多孔吸收材料，优选为吸水纸基质。
在本发明的一方面中，微流体设备的毛细通道是具有一限定体积的毛细计量通道，其具有入口和出口，以及位于多孔膜与毛细通道入口之间、具有第一溶解时间的第一可溶解阀，以及位于毛细通道出口之后、具有第二溶解时间的第二可溶解阀。为了某些目的，微流体设备的第一可溶解阀可以具有比第二可溶解阀更短的溶解时间。微流体设备可以包括多个毛细通道，该毛细通道布置成平行连接到相应的多个可溶解阀，其中，可溶解阀的毛细装置被连接以收集来自阀的液体。
微流体设备可形成为一种层压体，该层压体包括形成毛细通道的第一层材料、包含可溶解材料以形成至少一个可溶解膜的第二层材料、以及包括毛细装置的第三层材料。
在一方面，根据本发明的微流体设备被设置成使得多孔膜的上表面与适于接收血液样品的吸收垫或吸收结构对准。吸收垫可以是基本上圆形或环形的，以便引导或帮助使用者更精确地将血滴放在装置上。
因此，本发明涉及一种微流体设备，该微流体设备包括：形成毛细泵的血浆分离装置；与其流体连接的毛细通道，该通道具有一限定体积；包括可溶解膜的至少一个可溶解的阀。可溶解膜包括可被液体溶解的材料，并具有朝向(即，面向)毛细通道定向的第一侧。毛细装置连接到可溶解膜的第二侧，使得当膜被液体溶解时，液体经由阀通过毛细作用被输送到膜的第二侧。
上述的微流体设备可以进一步包括至少一个可溶解的阀，该阀包括具有朝向毛细通道定向的第一侧的可溶解膜和连接至可溶解膜的第二侧的毛细装置，使得当膜被液体溶解时，液体经由阀通过毛细作用被输送到膜的第二侧。毛细装置包括至少一个毛细通道或允许毛细填充的结构，诸如多孔吸收材料，优选为吸水纸基质。在本发明的一方面中，微流体设备的毛细通道是具有一限定体积的毛细管计量通道，其具有入口和出口，以及位于多孔膜与毛细通道入口之间、具有第一溶解时间的第一可溶解阀，以及位于毛细通道出口之后且具有第二溶解时间的第二可溶解阀。为了某些目的，微流体设备的第一可溶解阀可以具有比第二可溶解阀更短的溶解时间。
微流体设备可以包括多个毛细通道，该毛细通道布置成平行地连接到相应的多个可溶解阀，其中，可溶解阀的毛细装置被连接以收集来自阀的液体。微流体设备可以形成为一种层压体，该层压体包括形成毛细通道的第一层材料、包含可溶解材料以形成至少一个可溶解膜的第二层材料、以及包括毛细装置的第三层材料。
具有毛细装置的可溶解膜由此形成可溶解的阀。毛细通道和可溶解的阀配合以限定通过毛细通道输送一定体积的液体。由此，通过毛细通道输送的一定体积的液体是供应到入口端口的液体的一部分。
毛细通道适用于通过来自入口端口的毛细作用计量在其中抽取的的液体的量。可溶解膜具有比膜的厚度尺寸大的横向延伸，以便促进设备的溶解和制造。由此，其具有第一侧和第二侧。取决于应用，膜的材料可以被液体在对于该设备起作用合理的时间范围(即，小于1小时、小于10分钟或小于1分钟)内溶解。通过溶解该膜，可以理解的是，膜被充分溶解以揭开连接到膜的第二侧的毛细装置。对于毛细管而言是指被配置为通过毛细驱动液体流动的结构。
微流体设备可以在每个可溶解膜之前包括通气孔以允许将液体毛细填充至膜。
由此，可溶解膜可用于取消与毛细通道的流体连通，由此在毛细通道中提供液体的“掐断(pinch-off)”效应，以限定已进入毛细通道中的体积。
毛细通道可以具有连接到毛细泵的入口部分，以及出口部分，并且其中，至少一个可溶解的阀与毛细通道的出口部分毛细连接，并且布置成用于当膜被溶解时从毛细通道输送液体。
由此，毛细通道可被填充以在装置中限定一定体积的液体，然后通过可溶解膜释放该一定体积的液体。
毛细装置可以包括至少一个毛细通道或允许毛细填充的结构，诸如多孔吸收材料，优选为吸水纸基质。
由此，可溶解膜一旦被溶解就可以有效地在可溶解膜上输送液体。液体可以例如被收集在多孔材料中以用于进一步分析。
该装置可以包括多个毛细通道，该毛细通道布置成平行地连接到相应的多个可溶解阀，其中，可溶解阀的毛细装置被连接以收集来自阀的液体。
由此，限定在阀之前的液体体积可以被顺序地或平行地释放，例如，以在设备中执行预定的反应顺序。
微流体设备可以包括多个可溶解的阀，该阀沿着包括毛细通道的微流体设备中的液体的毛细流路径分布。
由此可以执行设备中液体的顺序处理。
毛细通道可以包括分支的毛细通道结构，其包括连接到多个可溶解的阀的多个侧臂毛细管。
由此，液体体积可以被分成多个子体积以用于在设备中的进一步处理。
阀的多个可溶解膜的溶解时间可以被单独调整以提供微流体设备中的事件的预定定时。阀的多个可溶解膜可以单独调整为具有不同的膜厚度以提供不同的溶解时间。
由此，流体操作可以以定时和顺序的方式进行，以允许装置中的先进的流体多步程序。
阀的至少一个可溶解膜的第一侧可以连接到毛细管终端通道，被配置成使得将膜溶解的液体通过毛细作用力被输送到毛细管终端通道中。
由此，加载有膜的溶解材料的液体可以被引导到毛细管终端通道中，以便一旦膜被溶解就使具有较少量溶解材料的液体传播通过膜。由此，例如可以保持液体的粘度。
如果装置包括多个可溶解膜，则不止一个可溶解膜可以连接到相应的毛细管终端通道。
由此，在每个可溶解膜处，例如，沿着装置中的液体流动路径，用溶解材料的膜加载的液体可以被引导到相应的毛细管终端通道中。
当液体是体液(诸如血液)时，可溶解膜的材料可以被体液溶解。
可溶解膜的材料可以包括聚乙烯醇(PVA)、可溶解的多糖、明胶等。
可溶解膜的材料可包括至少一种待释放到液体中的物质，诸如一种或多种试剂和/或一种或多种颗粒。
因此，一旦溶解，该物质就可以被释放到通过膜的液体中。
可溶解材料的包括至少一种待释放到液体中的物质(诸如，一种或多种试剂和/或一种或多种颗粒)的至少一个区域可以沿着微流体设备中的液体流动路径分布。
由此，该设备可以沿着装置中的液体流动路径的不同区域处设置有物质加载的可溶解材料，以通过溶解可溶解材料的液体释放。材料可以例如设置为沿着流体通道或在流体腔室中的膜。
阀或可溶解区域的膜可以包括多层结构，该多层结构包括待释放到液体中的不同物质。
该设备可以包括物质(诸如一个或多个试剂和/或一个或多个颗粒)的至少一个存储器，以及设置成用于密封至少一个存储器的至少一个可溶解膜，其中，通过溶解该膜将物质释放到液体中。
由此，液体物质向液体中的释放可以通过液体溶解密封用于物质的存储腔室的膜来触发。
微流体设备可以包括层压的多层材料，其限定用于液体的流动路径，并且包括形成至少一个可溶解膜的至少一层可溶解材料。
由此，可以在微流体设备中以简单的方式形成一个或多个膜。
微流体设备可以包括由微流体设备中的一层或同一层可溶解材料形成的多个可溶解膜。
微流体设备中的毛细流动路径可以在可溶解膜层的两侧上包括毛细通道，其中，多个可溶解的阀形成在穿过可溶解膜层的流动路径交叉点处。
由此，在该设备中可以以简单的方式形成多个可溶解膜和毛细通道。
本发明还涉及包括所提及的血浆分离装置的微流体设备，该血浆分离装置包括具有第一端和第二端的计量毛细通道、在第一端处的第一可溶解膜、连接到计量毛细通道的第二端的出口端口、连接到出口端口连接的第二可溶解膜、用于当相应的可溶解膜被液体溶解时移除液体的毛细装置，其中，可溶解膜和计量毛细通道被配置成使得第一膜在第二膜之前被供应到入口的液体溶解。
因此，在毛细通道的入口处提供的液体开始溶解第一可溶解膜，同时在入口处提供的液体的一部分被吸入到毛细通道中以到达第二可溶解膜。该装置被配置成使得，在第二可溶解膜被通过毛细通道吸入的液体溶解之前，第一可溶解膜被入口处的液体溶解。由此，通过用于从入口移除液体的毛细装置经由通过第一溶解膜从入口输送多余的液体。毛细通道中的一定体积的液体由此被“掐断”，即，形成面向入口的自由液体表面。此后，第二可溶解膜被溶解，从而计量毛细管中的预定量的液体通过用于从出口端口移除液体的毛细装置从毛细通道吸入。由此，预定体积的液体就从入口处提供的非预定体积的液体分离出来。
微流体设备通常可以包括至少一个计量毛细通道(具有第一端和第二端)和第一可溶解膜(具有第一侧和第二侧)的第一侧，并且其中，计量毛细通道的第二端连接到通气孔端口和第二可溶解膜的第一侧。膜的第二侧连接到具有毛细功能的通道、结构或材料。计量通道的尺寸以及可溶解膜的材料、厚度和面积被选择为使得当液体出现在入口端口时，第一膜在第二膜之前被溶解。
微流体设备可以包括微流体通道，其中，所述通道引入液体传播到可溶解区域的时间延迟，其中，所述可溶解区域引入某些时间延迟，并且其中，装置可以具有单个或多个所述可溶解区域，所述区域通过例如再吸收聚合物材料(例如，PVA)的薄膜来实现。由此，这些不同的区域可以提供用于延迟在设备中发生的事件的装置，以能够处理例如过量的液体。
一旦可溶解区域被溶解，所述区域就可以与允许毛细填充的结构接触。允许毛细管填充的结构可以是例如纸、棉制基质、亲水微通道或允许通过毛细作用进一步液体传播的其他多孔介质。
微流体设备可形成为一种层压体，该层压体包括形成毛细通道的第一层材料、包含可溶解材料以形成至少一个可溶解膜的第二层材料、以及包括毛细装置的第三层材料。由此，可以以简单的方式制造该设备。制造如本文所公开的微流体设备的方法包括以下步骤：
-提供形成毛细通道的第一层材料，
-提供包含可溶解材料以形成至少一个可溶解膜的第二层材料，
-提供包括毛细装置的第三层材料，以及
-层压第一层材料、第二层材料和第三层材料以及任何其他层，诸如覆盖层、间隔层和/或在该设备中形成流体功能的其他层材料，从而形成包括微流体设备的层压体。由此，微流体设备可以以简单且成本有效的方式制造，这适用于大规模制造。第三层材料可以包括至少一个毛细通道或允许毛细填充的结构，诸如多孔吸收材料，优选为吸收纸层。可以对层压体中的两个层之间的结合区域进行层压，优选包括热敏或压敏粘合剂、反应性粘合剂，通过表面活化或热压缩形成的蜡。可以在对准和层压层压体的多层材料的几个后续步骤中进行层压。
本发明还涉及一种从全血制备样品的方法，其包括以下步骤：在前文公开的微流体设备中将多孔血浆分离膜布置为与支撑结构的亲水表面成一锐角；将至少30μl全血施加到膜的上表面并允许通过膜分离血浆；允许用分离的血浆逐渐填充膜与支撑结构之间的楔形空间；以及用分离的血浆填充与所述空间流体连通的毛细通道。
该方法还可以包括通过在毛细通道入口处溶解可溶解阀来取消楔形空间与毛细通道之间的流体连通。
该方法还可以包括在毛细通道的出口处溶解第二可溶解阀。
该方法还可以包括将计量体积的分离的血浆输送至毛细装置以形成体积限定的血浆斑点。
附图说明
图1示出了采用根据本发明的使用布置有毛细通道的血浆分离膜的一般实施例。测试结构被组装用于提取效率实验。设备的(A)截面示意图和(B)俯视图。
图2示出了iPOC过滤器连同毛细通道的血浆提取动力学。
图3示出了血浆提取计量芯片的示意性截面。
具体实施方式
在下文中，公开了本发明的具体实施方式。
设备制造
微流体层由亲水施乐复印机透明片(003R96002 Type C，Xerox Co.Ltd.，USA)和毛细管隔离带(IVD 090448PV1.001/09，Tesa GmbH，Germany)构成。用切绘机(CE5000，Graphtec America Inc.，USA)分开地构建不同的层，并用层压机(H600，GBC Inc.，USA)将其层压在一起。通过将PVA颗粒(Sigma Aldrich Inc.，USA)溶解在去离子水中而从其制备液体PVA溶液，然后将其旋涂到硅晶片上并干燥以形成可溶解的薄膜。控制溶解时间的薄膜厚度符合填充计量通道中的血浆体积所需的过滤时间[13]。可溶解的薄膜被层压到通道底部的开口处的微流体层，以形成两个可溶解的阀。然后将微流体层附接到保持用作毛细管衬底的纸片(Whatman 903，GE Healthcare，USA)的芯片背衬，以吸收过量的血浆和计量的血浆。将9×9mm2的大正方形过滤膜(来自iPOC,Canada的SG膜)贴到芯片的入口，使得过滤器与通道底部一起形成毛细管楔形结构。为了将过滤膜贴到芯片，使用了双面胶带(IVD 090448PV1.001/09，Tesa GmbH,Germany)。
过滤器到通道接口测试
为了研究过滤器与毛细通道之间的液体连接构造，通过从侧面并通过透明底部拍摄装置来观察楔形结构。
血浆提取效率测试
为了测量过滤膜的提取效率，使用不具有计量功能的毛细通道(不使用溶解阀)，如图1中的设备。将从EDTA处理的管中抽出的不同体积(30-60μl)的人体静脉血施加到过滤膜的顶部。从录像提取血浆体积和过滤时间。
为了证明概念，如图1和图3所示，将来自手指刺破件的50μl新鲜毛细管血液施加到芯片。来自顶部的录像用于验证不同事件的正确时间和正确的芯片功能。
在图1中示出了该设备，并且在图1中还示出了其工作原理。对于血浆分离和体积计量，从非计量的血滴开始，在设备设计中预先编程几个连续的事件。图1示出了根据本发明的具有毛细驱动的血浆分离装置的普通微流体设备。微流体设备具有支撑结构100、多孔膜(过滤器)110、毛细通道120和通气孔140。多孔膜与支撑结构的上亲水表面成锐角布置。支撑结构100从与过滤器110的交叉部横向延伸并且通常为毛细通道120提供通道盖部和通道底部。
参考图1，当向过滤器110的施加侧添加血滴时，经由过滤器通过毛细作用力抽出血液中的血浆，而血细胞则机械地卡在过滤器中。过滤器与毛细通道之间的毛细流体连接是具有挑战性的。为了本发明的目的，过滤器在毛细通道的入口处对角地附接在微流体设备中，以在通道底部与通道盖部之间形成毛细楔形结构130。过滤器与通道底部之间的接触区域形成毛细桥，该毛细桥允许血浆从过滤器孔漏出并逐渐将楔形结构130从接触点填充到通道入口。
图1中可见的不具有可溶性阀的测试设备中的血浆提取用于30-60μl的全范围测试体积(见图4)。对于60μl的全血，可以提取19.5μl的血浆。对于30μl的施加血液，提取7.1μl的血浆。对于较高的施加血液体积提高血浆提取效率可以通过滤膜内和滤膜下的死体积来解释。为了确保血浆提取和计量芯片的正确功能，其微通道被设计为具有4μl的计量体积。
将至少30μl的全血施加到血浆分离膜导致微通道的血浆填充。施加少于30μl不足以用于填充通道，很可能是因为膜下的死体积和过滤膜本身的死体积。
在血浆过滤器与通道底部之间形成的楔形结构提供了过滤器与通道之间良好的毛细接触。可以清楚地观察到分离的血浆是如何从楔形结构的其中毛细作用力最高的最窄部分扩散并逐渐填充到通道入口的。
体积计量血浆提取试验
作为下一个步骤。见图3，血浆提取和计量微流体芯片形成有与WO 2015/044454公开的类似特征。在图3A至图3C中，血滴300被施加到过滤膜310并且其沿着毛细楔形件330开始血浆抽取到计量通道320中。体积计量的下一个且最关键的步骤是将计量血浆与过量血浆成功分离。在通道底部处的两个可溶解的阀350、351将毛细通道与吸收纸360分开，见图3。每个阀的润湿开始溶解过程，该过程打开阀，从而将通道连接到纸。当计量通道320开始填充血浆时，位于最靠近通道入口的第一阀350首先与血浆接触。延迟了用血浆填充通道体积所需的时间，第二阀351被润湿并开始溶解。该装置被设计成使得如WO 2015/044454中描述的由阀厚度限定的阀溶解时间大于毛细通道填充时间，由此确保在第一阀打开之前填充整个毛细通道。通道入口处的第一阀的打开将所有上游血浆(即，在第一阀与楔形结构之间)排放到吸收纸衬底中，而计量的血浆保持被捕获在微通道中，见图3C。第二阀的打开在第二阀的出口处的通道中排出体积测量的血浆，以形成体积限定的血浆斑点370，见图3E和3F。另外，第一阀通过立即排出任何新过滤的血浆来防止对计量通道的任何再填充。
可以得出结论：本发明提供了一种易于使用的取样设备，其能够(a)将血浆与未处理的人全血分开并且(b)计量确定体积的血浆以用于进一步处理或下游分析。芯片的完全自主的工作原理能通过减少所需的样品体积实现新的可能性，以允许定点照护血浆提取并提供离心静脉血液处理的替代方案。这与临床实验室分析高度相关，但是尤其在治疗药物监测和药物开发领域，其中所证明的原理可以帮助易于收集高质量数据同时对患者有益。

Claims (15)

1.一种具有毛细驱动的血浆分离装置的微流体设备，包括具有下表面和适于接受血液样品的上表面的多孔膜、具有亲水表面的横向延伸支撑结构，其中，多孔膜的下表面和支撑结构的亲水表面被构造成使得该表面以一锐角交叉，并且过滤流体的横向毛细流形成在该表面的交叉部附近，由此逐渐填充所述分叉表面之间的空间。
2.根据权利要求1所述的微流体设备，还包括毛细通道，毛细通道被构造成接收和容纳从分叉表面之间的空间到达的横向毛细流。
3.根据权利要求1或2所述的微流体设备，其中，毛细通道具有从支撑结构横向延伸的通道盖部和通道底部，并且其中，多孔膜在通道底部与通道盖部之间对角地延伸，以形成毛细楔形结构。
4.根据权利要求1或2所述的微流体设备，其特征在于，血浆分离膜和支撑结构一起形成具有楔形结构的腔室。
5.根据任一前述权利要求所述的微流体设备，包括至少一个可溶解的阀，阀包括具有朝向毛细通道定向的第一侧的可溶解膜和连接到可溶解膜的第二侧的毛细装置，使得当膜被液体溶解时，液体经由阀通过毛细作用被输送到在膜的第二侧。
6.根据权利要求5所述的微流体设备，其中，毛细装置包括至少一个毛细通道或允许毛细填充的结构，诸如多孔吸收材料，优选为吸水纸基质。
7.根据权利要求5或6所述的微流体设备，其中，毛细通道是具有一限定体积的毛细计量通道，其中，具有第一溶解时间的第一可溶解阀位于多孔膜与毛细通道入口之间，并且具有第二溶解时间的第二可溶解阀位于毛细通道出口之后。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的微流体设备，其中，装置包括多个毛细通道，多个毛细通道布置成平行地连接到相应的多个可溶解阀，其中，可溶解阀的毛细装置被连接以收集从阀出来的液体。
9.根据权利要求8所述的微流体设备，其中，第一可溶解阀具有比第二可溶解阀更短的溶解时间。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的微流体设备，形成为层压体，层压体包括形成毛细通道的第一层材料、包含可溶解材料以形成至少一个可溶解膜的第二层材料、以及包括毛细装置的第三层材料。
11.根据任一前述权利要求所述的微流体设备，其中，多孔膜的上表面与适于接收血液样品的吸收垫对准。
12.一种从全血制备样品的方法，包括以下步骤：
(i)在微流体设备中将多孔血浆分离膜布置为与支撑结构的亲水表面成一锐角；
(ii)将至少30μl全血施加到膜的上表面并允许通过膜分离血浆；
(iii)允许用分离的血浆逐渐填充膜与支撑结构之间的楔形空间：
(iv)用分离的血浆填充与所述空间流体连通的毛细通道。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括通过在毛细通道入口处溶解可溶解阀来取消楔形空间与毛细通道之间的流体连通。
14.根据权利要求12或13所述的方法，还包括在毛细通道的出口处溶解第二可溶解阀。
15.根据权利要求14所述的方法，包括将计量体积的分离后的血浆输送至毛细装置以形成体积限定的血浆斑点。
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