CN108607364A - 一种涡流管及血浆微滤结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡流管及血浆微滤结构。所述涡流管结构包括具有第一流道的涡流管，所述涡流管的壁面上开有至少一个涡流进口和至少一个涡流出口；所述涡流进口位于涡流出口的上游，且涡流进口与对应的涡流出口连通形成第二流道；所述第一流道的通径大于第二流道的通径；所述涡流出口的出口方向与涡流管的长度方向呈一夹角布置，使得从第二流道流出的液体形成涡流。本发明提高了全血微滤血浆的效率，避免了血细胞在微滤过程中挤压破损。

Description

一种涡流管及血浆微滤结构

技术领域

本发明涉及一种涡流管及血浆微滤结构，属于血浆过滤设备领域。

背景技术

人体内血液采集到采血袋内所形成的混合物称为全血，即包括血细胞和血浆的所有成分。其中离开血管的全血经抗凝处理后，通过离心沉淀，所获得的不含细胞成分的液体，即血浆。药动实验大部分情况用血浆的。

血浆的主要作用是运载血细胞，运输维持人体生命活动所需的物质和体内产生的废物等。血浆相当于结缔组织的细胞间质。血浆是血液的重要组成部分，呈淡黄色液体（因含有胆红素）。血浆的化学成分中，水分占90-92%，其他10%以溶质血浆蛋白为主，并含有电解质、营养素、酶类、激素类、胆固醇和其他重要组成部分。血浆的理化特性相对恒定是内环境稳态的首要表现。因此经常通过对血浆的药学分析来判断血液提供者身体的健康状况。

随着便携式医疗检测设备的快速发展，一般以微孔滤血膜为过滤介质，在压力推动下，截留血液中的血细胞（红细胞、白细胞、血小板），从而快速地的从微量血液中获取待测的血浆样本。

普通的血液微滤结构，就是一种类似注射器的微型结构，在底部是一层多孔膜，上端柱塞在一定压力下向下运动，推动血液向滤血膜运动。血液中较大尺寸的血细胞就被多孔膜截留，血液中的水分以及其他蛋白质就渗过滤血膜，成为血浆。但实际操作中，血细胞会在滤血膜前聚集，然后逐渐堵塞滤孔入口，甚至有部分会挤压变形钻井进入滤血膜内部网络，致使滤血膜堵塞，微滤无法继续。

此外，普通的微滤柱塞结构直接用柱塞推动全血，全血以垂直角度冲向滤血膜，等过滤到一定程度，滤血膜前就会堆积大量的血细胞，而血细胞与多孔滤血膜的孔径相差不大，因此被滤血膜截留并聚集在滤血膜前的血细胞容易堵塞住滤血膜的孔隙入口，甚至会因为聚集后互相挤压变形或破损进入到滤血膜的管道网络中，这都会将滤孔内的血浆通道堵住，从而影响了血浆的过滤效率和待测血浆样本的分析纯度。

发明内容

本发明旨在提供一种涡流管及血浆微滤结构，该微滤结构可以解决一般全血微滤血浆时血细胞堵塞滤血膜导致血浆无法滤过的问题，从而提高全血微滤血浆的效率，避免血细胞在微滤过程中挤压破损。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种涡流管结构，其结构特点是，包括具有第一流道的涡流管，所述涡流管的壁面上开有至少一个涡流进口和至少一个涡流出口；所述涡流进口位于涡流出口的上游，且涡流进口与对应的涡流出口连通形成第二流道；所述第一流道的通径大于第二流道的通径；所述涡流出口的出口方向与涡流管的长度方向呈一夹角布置，使得从第二流道流出的液体形成涡流；优选所述涡流进口和涡流出口为2-4个，且涡流进口和涡流出口数量一致。

由此，为了避免血细胞在微滤多孔膜前聚集，本发明在滤血膜前端加置了上述涡流管结构，这样，血液进入第一流道后，然后分成两路，一路由第一流道继续前行，另一路进入第二流道，第二流道出来的液体在滤血膜的上表面形成扰流，解决了一般全血微滤血浆时血细胞堵塞滤血膜导致血浆无法滤过的问题，从而提高了全血微滤血浆的效率，避免了血细胞在微滤过程中挤压破损。

本发明所述的涡流是指在流体力学和水力学中，流体的旋转角速度矢量至少有一个不为零，也称为有旋流，即流体质点或流体微团在运动过程中绕其自身轴线旋转。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

作为第二流道的一种具体的结构形式，所述第二流道开设在涡流管的壁面内。

作为第二流道的另一种具体的结构形式，所述涡流管外套装有外套管，所述涡流管的外壁面上开有连通涡流进口和涡流出口的槽，该槽与所述外套管的内壁面形成所述第一流道。进一步地，所述槽由设置在涡流管内壁面上的隔板形成。

为了提高涡流效果，所述第二流道与第一流道呈一夹角布置。

优选地，所述涡流管的第一流道内装有柱塞，所述涡流进口位于柱塞的下方。

为了在保证不堵塞的前提下提高过滤效率，所述第一流道与第二流道的流量比为5-20：1；优选为8-12:1。

为了进一步提高扰流效果，所述涡流出口设置在涡流管的底端。这样，第二流道出来的液体紧贴在滤血膜的上表面形成扰流，避免血细胞堵塞滤血膜。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种血浆微滤结构，其包括外套管，套装在外套管内的所述的涡流管结构；所述涡流管的第一流道内装有活塞，所述外套管的下部内设有台阶，在涡流管与台阶之间设有用于过滤血细胞的过滤组件；所述涡流出口设置在过滤组件的上表面处。

优选地，所述活塞为兼具驱动和密封作用的柱塞。

本发明所述的微滤又称微孔（孔径为1.8um左右）过滤，是以多孔膜（微孔滤血膜）为过滤介质，在0.1~0.3MPa的压力推动下，截留溶液中的大孔径物质等，而大量溶剂、小分子及少量大分子溶质都能透过膜的分离过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明避免了截留的血细胞在滤血膜前端聚集，保持其在滤血膜前端的搅拌运动状态，从而使血细胞不至于堵塞滤孔管路，进而保证微滤的持续性和血浆样本的分析纯度。

本发明提高了从全血中微滤血浆的效率，减少了滤过后血浆样本的杂质含量。且结构简单，易于加工生产，具有良好的商业应用前景。

在没有增加本发明的涡流管结构的前提下，直接滤血的滤血速度慢，滤血不充分，以过滤100ul全血为例，过滤完成需要30S，且还有少部分全血在红细胞和活塞之间无法过滤。在增加本发明的涡流管结构后，以过滤100ul全血为例，过滤完成只要20S，且过滤的更充分，几乎没有出现全血在红细胞和活塞之间无法过滤的情况。

附图说明

图1是常规血细胞过滤组件的原理图；

图2是本发明一个实施例的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的过滤血液的原理图。

在图中

1-滤血膜；2-过滤通道；3-血细胞；4-涡流管管体；5-涡流进口；6-隔板；7-过滤组件；8-柱塞；9-过滤腔；10-涡流出口；11-外套管。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种涡流管及血浆微滤结构，如图3所示，在所述过滤腔9设置有台阶，在所述过滤腔9的台阶处放置过滤组件7，过滤组件7优选为滤血膜1，在所述滤血膜1的上方套有涡流管4，涡流管4用柱塞8来驱动和密封。

如图3所示，所述涡流管4具有第一流道，在涡流管4的壁面上开有两个涡流进口5和两个涡流出口10；所述涡流进口5位于涡流出口10的上游，且涡流进口5与对应的涡流出口10连通形成第二流道；所述第一流道的通径大于第二流道的通径；所述涡流出口10的出口方向与涡流管4的长度方向呈一夹角布置，使得从第二流道流出的液体形成涡流。所述第二流道与第一流道呈一夹角布置。所述第一流道与第二流道的流量比为5-20：1，一般取10:1。所述涡流管4的第一流道内装有柱塞8，所述涡流进口5位于柱塞8的下方。

如图2所示，所述第二流道开设在涡流管4的壁面内，或所述涡流管4外套装有外套管11，所述涡流管4的外壁面上开有连通涡流进口5和涡流出口10的槽，该槽与所述外套管11的内壁面形成所述第一流道。根据本实施例的图2所示，所述槽由设置在涡流管4内壁面上的隔板6形成。

在所述装置装好的时候，所述涡流管4中是充满全血的，随着所述柱塞8的下压，涡流管4中的血液会有部分流入涡流进口5，然后从涡流出口10流出，在所述涡流管4下方实现一种搅拌效果，使滤层前端的血细胞一直处于搅拌的运动状态，这就可以避免血细胞在滤层前度聚集，就算有部分血细胞堵塞了滤血膜多孔入口，也会被此股涡流从推动出来。而且处于涡流运动中的血细胞也不会互相挤压而破损，更不会进入滤血膜多孔内部管路。这样就可以使血液微滤血浆过程的持续顺畅进行，也保证了不会有血细胞被挤压过滤血膜，进入待测血浆，影响后续分析结果。

本发明是在滤血膜前端加置涡流管结构，当全血流至涡流管上端入口时，会有部分全血顺着涡流管入口流入涡流管道。这部分全血会在外侧管路的引导下，在底部出口流出，这部分全血流向基本与滤血膜平行，并围绕滤血膜中心旋转，形成涡流。

形成的涡流在底部实现了一种搅拌效果，使滤层前端的血细胞一直处于搅拌的运动状态，这就可以避免血细胞在滤层前度聚集，就算有部分血细胞堵塞了滤血膜多孔入口，也会被此股涡流从推动出来。而且处于涡流运动中的血细胞也不会互相挤压而破损，更不会进入滤血膜多孔内部管路。这样就可以使血液微滤血浆过程的持续顺畅进行，也保证了不会有血细胞被挤压过滤血膜，进入待测血浆，影响后续分析结果。

本发明采用涡流管血浆微滤结构技术，在普通微滤柱塞系统中，加置涡流管结构，引导部分血液在滤血膜前形成涡流，提高了血液微滤效率和代测血浆的分析品质。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种涡流管结构，其特征在于，包括具有第一流道的涡流管（4），所述涡流管（4）的壁面上开有至少一个涡流进口（5）和至少一个涡流出口（10）；所述涡流进口（5）位于涡流出口（10）的上游，且涡流进口（5）与对应的涡流出口（10）连通形成第二流道；所述第一流道的通径大于第二流道的通径；所述涡流出口（10）的出口方向与涡流管（4）的长度方向呈一夹角布置，使得从第二流道流出的液体形成涡流；优选所述涡流进口（5）和涡流出口（10）为2-4个，且涡流进口（5）和涡流出口（10）数量一致。

2.根据权利要求1所述的涡流管结构，其特征在于，所述第二流道开设在涡流管（4）的壁面内。

3.根据权利要求1所述的涡流管结构，其特征在于，所述涡流管（4）外套装有外套管（11），所述涡流管（4）的外壁面上开有连通涡流进口（5）和涡流出口（10）的槽，该槽与所述外套管（11）的内壁面形成所述第一流道。

4.根据权利要求3所述的涡流管结构，其特征在于，所述槽由设置在涡流管（4）内壁面上的隔板（6）形成。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的涡流管结构，其特征在于，所述第二流道与第一流道呈一夹角布置。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的涡流管结构，其特征在于，所述涡流管（4）的第一流道内装有柱塞（8），所述涡流进口（5）位于柱塞（8）的下方。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的涡流管结构，其特征在于，所述第一流道与第二流道的流量比为5-20：1；优选为8-12:1。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的涡流管结构，其特征在于，所述涡流出口（10）设置在涡流管（4）的底端。

9.一种血浆微滤结构，其特征在于，包括外套管（11），套装在外套管（11）内的如权利要求1-8中任一项所述的涡流管结构；所述涡流管（4）的第一流道内装有活塞，所述外套管（11）的下部内设有台阶，在涡流管（4）与台阶之间设有用于过滤血细胞的过滤组件（7）；所述涡流出口（10）设置在过滤组件（7）的上表面处。

10.根据权利要求9所述的血浆微滤结构，其特征在于，所述活塞为兼具驱动和密封作用的柱塞（8）。