CN109839349A - 检测液体相变的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测液体相变的装置和方法，其中用于检测液体相变的装置包括：样品放置区，用于放置待检测的液体样品并在所述样品放置区完成液体的相变过程以进行检测；脉冲模块，用于向所述待检测样品施加脉冲式压力；检测模块，用于对检测模块一侧的管道中的压力的变化进行检测；具有使样品进出的入口和出口的管道；其中，所述脉冲模块和检测模块设置在样品放置区的两侧，对检测模块一侧的管道中的压力的变化进行检测是指所述检测模块检测脉冲模块施加给待检测样品并经过样品传到检测模块一侧的压力随时间的变化，并将该压力随时间的变化作为信号输出。

Description

检测液体相变的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种检测液体相变的装置以及使用该装置检测液体相变的方法。

背景技术

众所周知，血液在活体心脏或血管内发生凝固会形成血栓和引起血栓性疾病，例如，急性心肌梗死(AMI)、脑血栓形成、深静脉血栓形成(DVT)和弥散性血管内凝血(DIC)等；血液溢出血管外会导致出血和引起出血性疾病，例如，过敏性紫癜、血小板减少性紫癜、血友病和肝病出血等。为了有效地抑制上述这些疾病需要定期地检测患者血液的血栓形成情况。

目前针对全血系统，通常的方式是采用血栓弹力仪测定血栓弹力图来检测血液凝固以及血栓的形成，血栓弹力图(thromboela-stogram，TEG)是反映血液凝固动态变化(包括纤维蛋白的形成速度，溶解状态和凝状的坚固性，弹力度)的指标。血栓弹力图是血栓弹力仪绘出的图形。通常血栓弹力仪的主要部件包括：自动调节恒温(37℃)的不锈钢盛血杯，插入杯中的不锈钢的小圆柱体及可连接圆柱体的传感器。盛血杯安置在能以4°45'角度来回转动的反应池上，杯壁与圆柱体中间容放血液。当血液标本呈液态时，杯的来回转动不能带动圆柱体，通过传感器反映到描图纸上的信号是一条直线，当血液开始凝固时，杯与圆柱体之间因纤维蛋白黏附性而产生阻力，杯的转动带动圆柱体同时运动，随着纤维蛋白的增加阻力也不断增大，杯带动圆柱体的运动也随之变化，此信号通过传感器描绘到描图纸上形成的血栓弹力图。

除此之外，很多其他液体相变的过程的也是需要进行检测或关注的，例如一些高分子溶液的凝固的过程，比如蛋白质溶液、蛋白质凝乳、明胶以及高分子聚合等过程。

发明内容

如上所述，在本领域中通常采用血栓弹力仪来测定血液的凝固以及血栓的形成。但利用血栓弹力仪进行检测时往往需要大量的血液，需要从患者身上抽取大量的血液来进行检测，这会给患者带来很大的负担并且给临床医生带来操作上的更高的要求。

因此，在本领域中如果能够通过少量，例如微升量级的微量样品即可以实现血液凝固的检测，将大大减小患者的负担以及采血过程中存在的风险。此外，由于对于血液凝固的检测需要在检测过程中尽量避免外接环境的干扰，因此还需要一种能够实现在整个检测过程中对采集出的血液的影响非常小的检测装置。

JP2007-271323A中公开了一种能够在短时间、廉价地同时检测血液粘度和血栓形成量的测定方法。在该专利文献中涉及了一种在开口部连接了毛细管的血液保持容器，用于以一定的流量使血液保持容器中的血液从毛细管中排出的加压装置，以及用于检测血液粘度以及血栓形成量的检测装置。

CN102762991A中公开了一种血小板检测用微芯片及使用该微芯片的血小板检测装置。在该专利文献中公开的微芯片是通过血液在流路中流动以诱导血小板凝集而测定血小板功能的微芯片，该微芯片具有设置在内部的流路，为了与血小板粘附，该流路中至少局部涂覆有胶原蛋白，多个壁沿着流路中血液流动的方向延伸且将流路的宽度分隔形成流路分隔部，对壁施予表面粗糙度(Ra)变成10～200nm的处理。通过使用该装置，可以实现使用微量血液检测血液的血小板功能。

CN101292161A中公开了一种监测血栓形成的装置和检测血栓形成的方法。在装置包括血栓形成腔，在其至少一部分中提供诱发血栓形成的血栓诱发剂；入口管，其与血栓形成腔连接且血液经其流入血栓形成腔；以及药物管，其与入口管连接且经其供应释放抗凝处理的要去或促进血液凝固的药物。该方法包括使抗凝血液流入血栓形成腔，在血栓形成腔的至少一部分中提供诱发血栓形成的血栓诱发剂，同时释放抗凝处理或促进血液凝固，由此监测血栓形成。

CN101874208A中公开了一种微型薄片及血液观测装置。该微型薄片的内部包括：第一流路，流入第一液体，第一液体从全血、富含血小板的血浆或它们的药剂处理液中选择；第二流路，与第一流路连接，流入第二液体，第二液体包含有能与第一液体发生反应的药剂；以及合流流路，从第一流路和第二流路的连接部开始延伸设置；并且该微型薄片的特征在于，在合流流路上设置有搅拌部，搅拌部具有混合第一液体和第二液体的搅拌件。通过利用该装置实现了有效地将微量血液和药剂进行混合来检测血液的反应性能。

CN102099676A中公开了一种用于血液凝固测量和测试的基于杯的装置。该装置包括血液凝块检测仪器和用于该血液凝块检测仪器的杯。该杯包括血液试样接收器进口和槽道结构，该槽道结构包括：至少一个测试槽道，用于进行血液凝结时间的测量；取样槽道，该取样槽道有与血液试样接收器进口和该至少一个测试槽道连通的、亲水性的至少一个表面部分；以及废物槽道，该废物槽道有与取样槽道连通的、亲水性的至少一个表面部分；以及通气开口，该通气开口与取样槽道连通。光学传感器的露出启动血液凝块检测仪器的泵模块，该泵模块将所需体积的血液试样吸入至少一个测试槽道中。

上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。上述专利申请以及现有技术中采用了各种各样较为复杂结构的装置来实现对于微量血液进行检测。此外，在上述涉及的装置中往往需要对与血液接触的部件表面进行凝固抑制处理，例如利用肝素、聚乙酰内脂或聚-2-膦酰甲氧乙基腺嘌呤等进行表面处理。

此外，对于除了血液样品之外的其他液体样品，也具有类似的问题，希望可以实现采用微小量的体积来实现检测，并且希望在检测液体凝固的整个过程，能够避免该液体样品收到外界的干扰和影响。

进一步，还希望可以针对不同的液体样品实现连续地、快速、高效地检测，并且实现不同的样品之间不存在相互干扰与污染。

鉴于上述情况，本发明意在提供一种结构简单、能够迅速地针对液体的相变过程进行检测，以快速地获得液体相变，例如血栓形成的信息，并且可以实现仅针对微量液体样品进行检测的液体相变检测装置，以及利用该装置检测液体相变的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

1.一种用于检测液体相变的装置，其包括：

样品放置区，用于放置待检测的液体样品并在所述样品放置区完成液体到固体的相变过程以进行检测；

脉冲模块，用于向所述待检测样品施加脉冲式压力；

检测模块，用于对检测模块一侧的管道中的压力的变化进行检测；

具有使样品进出的入口和出口的管道；

其中，所述脉冲模块和检测模块设置在样品放置区的两侧，对检测模块一侧的管道中的压力的变化进行检测是指所述检测模块检测脉冲模块施加给待检测样品并经过样品传到检测模块一侧的压力随时间的变化，并将该压力随时间的变化作为信号输出。

2.根据项1所述的装置，其中，所述样品放置区的横截面形状满足以下条件：

待测样品进样方向上的样品放置区的最大宽度为D1，与待测样品进样方向垂直的方向上的样品放置区的最大宽度为D2，且D1≥D2；

所述样品放置区沿待测样品的进样方向基本对称；以及

所述样品放置区在沿待测样品进样方向上的一侧的形状为基本上向外凸的弧形。

3.根据项2所述的装置，其中，所述样品放置区的横截面形状还满足以下条件：

1＜D1/D2≤8，

优选1＜D1/D2≤7，

进一步优选1＜D1/D2≤6，

进一步优选1＜D1/D2≤5。

4.根据项3所述的装置，其中，所述样品放置区的横截面形状还满足以下条件：

使样品进出的入口和出口的管道的内径为R时，

满足2≤D1/R≤24，

优选2≤D1/R≤20，

进一步优选2≤D1/R≤16。

5.根据项1所述的装置，其中，所述样品放置区的横基面形状还满足以下条件：所述样品放置区在沿待测样品进样方向上的一侧的形状为基本上向外凸的弧形且该弧形上无明显的凹陷。

6.根据项5所述的装置，其中，所述样品放置区的横截面形状还满足以下条件：

所述样品放置区沿与待测样品进样方向垂直的方向基本对称。

7.根据项1～6中任一项所述的装置，其中，所述管道是微通道，其内径为10微米～5毫米，优选为50微米～4毫米，进一步优选为100微米～3毫米，进一步优选为200微米～2毫米，进一步优选为300微米～1毫米。

8.根据项1～7中任一项所述的装置，其中，所述样品放置区、脉冲模块、检测模块、以及管道之间是流体连通的。

9.根据项1～8中任一项所述的装置，其中，所述液体样品是血液样品、或蛋白质液体样品、或其他会由于高分子聚合产生相变的液体样品、或者随温度变化发生相变的物质。

10.根据项1～9中任一项所述的装置，其中，所述脉冲模块向所述待检测模块施加的脉冲式压力的压力峰值大小基本不变。

11.根据项1～10中任一项所述的装置，其中，在所述用于检测液体凝固的装置开始使用之前使整个装置中充满介质。

12.根据项1～11中任一项所述的装置，其中，所述液体样品是血液样品、或蛋白质液体样品、或其他会由于高分子聚合产生相变的液体样品。

13.一种用于检测液体相变的方法，其使用包括样品放置区、脉冲模块、检测模块以及管道的装置进行检测，并包括以下步骤：

以介质包裹液体样品的形式将待检测的液体样品通过管道进样到样品放置区，

通过脉冲模块向液体样品提供脉冲式压力，以及

利用检测模块检测检测脉冲模块施加给待检测样品并经过样品传到检测模块一侧的压力随时间的变化，并将该压力随时间的变化作为信号输出，

其中，所述脉冲模块和检测模块设置在样品放置区的两侧。

14.根据项13所述的方法，其是利用项1～12中任一项所述的装置进行检测。

15.根据项13所述的方法，其还包括以下步骤：

在进行检测之前，使整个检测体系中充满介质。

如上所述，本发明的用于检测液体相变的装置结构简单，其可以以微量的液体样品量(例如血液样品量)对液体(例如，血液)的凝固时间和凝固状态进行检测。此外，利用本发明的检测装置时，利用介质包裹液体样品(例如，血液样品)，从而保证液体样品(例如，血液样品)在检测的过程中不会受到外界不必要的干扰，能够准确地检测液体样品相变的整个过程，例如在加入了促凝血的药物、因子之后血液开始凝固的时间以及凝固时的强度(血栓的强度)。

此外，本发明的用于检测液体相变的装置，可以检测样品从液体凝固为固体的过程，并且还可以进一步检测凝固成固体再次融化为液体的过程。同时，本领域的技术人员可以理解，该从液体到固体再到的液体的过程可以重复多次，重复多次的整个过程均可以通过本发明的装置来进行检测。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

图1本发明检测装置的一种实施方式的示意图。

图2本发明检测装置的另一种实施方式的示意图。

图3(a)～(c)本发明检测装置样品放置区及其横截面的示意图。

图4评分为5分时的检测结果范例。

图5评分为6分时的检测结果范例。

图6评分为7分时的检测结果范例。

图7评分为8分时的检测结果范例。

图8评分为9分时的检测结果范例。

图9对比例1采用的样品放置区的横截面形状以及检测评分结果。

图10对比例2采用的样品放置区的横截面形状以及检测评分结果。

图11实施例11的检测结果示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

<用于检测液体相变的装置>

本发明的用于检测液体相变的装置，其包括：样品放置区，用于放置待检测的液体样品并在所述样品放置区完成液体的相变过程以进行检测；脉冲模块，用于向所述待检测样品施加脉冲式压力；检测模块，用于对检测模块一侧的管道中的压力的变化进行检测；具有使样品进出的入口和出口的管道；其中，所述脉冲模块和检测模块设置在样品放置区的两侧，对检测模块一侧的管道中的压力的变化进行检测是指所述检测模块检测脉冲模块施加给待检测样品并经过样品传到检测模块一侧的压力随时间的变化，并将该压力随时间的变化作为信号输出。

此外本发明的用于检测液体凝固的装置还可以包含进样模块，该进样模块只要是能够实现以介质包括液体样品的形式进样的模块即可，没有具体限定。

图1和图2分别示出了本发明检测装置的一种实施方式的示意图。可以看出，在本发明的检测装置中，脉冲模块和检测模块需要设置在样品放置区的两侧，图1和图2分别给出了两种代表性的方式，当然本领域技术人员可以理解脉冲模块和检测模块并不需要相对于样品放置区成180度的角度设置，只要一个位于样品放置区的一侧，一个位于样品放置区的另一侧即可，即脉冲模块是用于向所述待检测样品施加脉冲式压力，而检测模块则是用于检测该脉冲式压力经过了样品的吸收后能够传到其样品另一侧管道中的压力。由此，本领域技术人员可以理解，随着待测液体样品从液体向固体变化或从固体向液体变化的过程，样品吸收的压力值会发生变化，从而能够传到的另一侧的管道中的压力也会不断的变化，而本发明的装置通过检测这个随时间的变化，来表征待测液体样品从液体向固体的变化。

在一个优选的方式中，脉冲模块和检测模块相对于样品放置区成180度±20度，优选成180度±10度，进一步优选成成180度±5度。

本发明装置中使用的脉冲模块向所述待检测样品施加脉冲式压力，因此可以使用本领域中任何常用的能够提供脉冲式压力的构件，例如脉冲式泵、柱塞泵、注射泵或者以脉冲式气体压力间接推动介质提供脉冲压力等。在检测过程中该脉冲模块向待检测的液体样品施加的脉冲式压力是每次施加的压力的峰值基本大小恒定的脉冲式压力，例如，每间隔一段时间施加一定的压力，其中，该间隔的时间可以是1-60秒钟、优选为2-40秒钟、进一步优选为3-20秒钟；施加压力可以为0.1-50KPa，优选为0.4-24KPa，进一步优选为0.8-16KPa，进一步优选为1.2-12KPa。

所述脉冲模块向所述待检测模块施加的脉冲式压力的压力的峰值大小基本不变。该峰值基本不变是指设定的脉冲式压力的压力输出值保持恒定，但允许在仪器的误差允许的范围内存在输出值的变动，通常这个变动为输出压力值±1KPa，优选±0.5KPa，优选±0.1KPa。

本发明的检测装置在使用之前应当使其整个装置中充满介质，使整个装置中充满介质是指管道和样品放置区中充满介质。在开始使用该检测装置时，以由介质包裹液体样品的形式将待检测的液体样品进样到管道中，并通过管道进入到样品放置区。进样结束之后，打开脉冲模块，向待测液体样品施加压力峰值大小基本恒定的脉冲式压力。随着液体样品在样品放置区中从液体状态逐渐凝固变成固体状态，可以利用装置中的检测装置对传到检测模块一侧的管道中的压力随时间的变化进行检测，这个管道中的压力一般是样品放置区外检测模块一侧的管道中的压力。根据输出的压力的信号，检测模块记录压力的变化从而反应从液体到凝固的整个状态。

脉冲模块施加的峰值基本恒定的气压，所以在装置中不存在液体样品时，脉冲的峰高是基本不变的，这个峰高是检测模块检测的背景值。当液体样品发生从液相到固相的相变，以及再发生从固相到液相的相变时，会影响压力的传递，所以检测模块接收到的信号的振幅会变化，而这个振幅变化的量就可以用来描述相变的强度，并通过将背景值减去检测值就可以得到相变强度的值，输出随时间变化的相变强度值即得到检测曲线，该曲线即可以表征样品的相变过程。

本领域技术人员可以理解，由于液体样品会逐渐从液体变成固态，因此检测模块检测到的压力脉冲振幅会逐渐变小，此时可以记录通过检测模块检测到的该压力脉冲振幅逐渐变小的过程，并用基本恒定的脉冲压力峰值减去直接测量的逐渐变小的压力脉冲振幅，从而获得到反映样品固化强度的逐渐变大的压力曲线，并将其作为检测结果，例如可以参见图4～图10中给出了各种检测到的结果。同时，如果是检测从固体到液体的相变过程，本领域技术人员可以理解固态变为液态样品阻碍脉冲压力的作用变弱，所以随着相变发生检测模块检测到的脉冲振幅不断增强，用基本恒定的脉冲压力峰值减去直接测量的逐渐变大的压力脉冲振幅，从而得到反映样品液化程度的逐渐变小的压力曲线，并将其作为检测结果。

本发明的装置中使用的检测模块，如上文所述，只要可以检测管道中的压力的变化即可，没有任何限定，可以是任何能够用于微流控领域的压力传感器。例如微型气压传感器、微型液压传感器。

本发明的装置中的样品放置区用于放置待检测的液体样品并在所述样品放置区完成液体的相变过程以进行检测。样品放置区的形状只要是可以实现这个过程，通常没有任何限制。优选本发明的样品放置区的横截面形状满足一些限定条件。

此外，在使用本发明的装置时，样品是以液体形式进入的，但在进入到样品放置区后，可以检测样品从液体凝固成固体的过程，也可以检测该样品再次从固体融化成液体的过程。同理，可以知道，该相变的过程可以重复多次，并且可以检测多次相变过程。

图3给出了样品放置区的横截面的示意图。图3(a)和(b)示出了本发明装置的示意性立体图，两侧的长方体分别可以表示脉冲模块和检测模块，中间的椭球型或圆柱形示意性地表示样品放置区。本领域技术人员应当理解，图3(a)和(b)中示出的形状仅仅是为了说明样品放置区，以及其横截面的示意图，并不意在限制该样品放置区的形状。此外，图3(a)和(b)示出了两种不同的立体形状，这也是示例性的，只要是满足其横截面的形状的任何立体形状均是可以采用的。

样品放置区的横截面是指在样品流动的方向上用图3(a)或(b)中示出的长方形的平面切割该样品放置区的中心得到的截面，如图3(a)或(b)的用斜线表示的阴影部分，即为本文中所称的样品放置区的横截面。图3(c)示出了切割后整个截面的平面示意图，其中用斜线表示的阴影部分即样品放置区的横截面。在图3中虚线表示样品的进样方向。

在本发明装置中，优选样品放置区的横截面形状满足以下条件：待测样品进样方向上的样品放置区的最大宽度为D1(如图3(c)所示)，与待测样品进样方向垂直的方向上的样品放置区的最大宽度为D2(如图3(c)所示)，且D1≥D2；样品放置区沿待测样品的进样方向基本对称；以及样品放置区在沿待测样品进样方向上的一侧的形状为基本上向外凸的弧形。

在上述条件中，样品放置区沿待测样品的进样方向基本对称是指以样品放置区的横截面而言，沿图3(b)的示意图中的虚线为中心线，上部分和下部分的面积基本相同，形状基本对称。例如虚线上部分的面积和虚线下部分的面积相差20％，进一步优选相差15％，进一步优选相差10％，进一步优选相差9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％以及1％。

样品放置区在沿待测样品进样方向上的一侧的形状为基本上向外凸的弧形。弧形是圆或椭圆一部分的形状。基本上向外凸的弧形是指该弧形从图3中的虚线向外突出的形状，弧形是指整体看上去是圆或椭圆的一部分即可，并不要求是完全光滑的弧形。

在本发明装置中，进一步优选样品放置区的横截面形状满足以下条件：1＜D1/D2≤8，优选1＜D1/D2≤7，进一步优选1＜D1/D2≤6，进一步优选1＜D1/D2≤5。即本发明的样品放置区的横截面优选具有长轴和短轴的形状，其中进样方向为长轴，与进样方向处置的方向为短轴方向。

在本发明装置中，进一步优选样品放置区的横截面形状满足以下条件：使样品进出的入口和出口的管道的内径为R时，满足2≤D1/R≤24，优选2≤D1/R≤20，进一步优选2≤D1/R≤16。即本发明的样品放置区的体积和管道的尺寸优选满足上述关系。

在本发明装置中，进一步优选样品放置区的横基面形状还满足以下条件：所述样品放置区在沿待测样品进样方向上的一侧的形状为基本上向外凸的弧形且该弧形上无明显的凹陷。在本文中凹陷是指例如弧形上出现例如波谷的部位，例如在下文所述的实施例6～8中的样品放置区的横截面形状。实施例6和8在进样方向上的一侧的弧线上存在一个明显的凹陷，实施例7在进样方向上的一侧的弧线上存在两个明显的凹陷。

在本发明装置中，进一步优选样品放置区的横截面形状还满足以下条件：样品放置区沿与待测样品进样方向垂直的方向基本对称。

本发明实施例和对比例的表1中示出了能够使用和不能使用的横截面形状。本领域技术人员完全可以理解表1中仅仅是列出了示意性的横截面，除了表1中的形状，只要满足上述本发明的限定条件既可以使用，或者可以更为优选的使用。

在本发明的装置中管道是微通道，其内径为10微米～5毫米，优选为50微米～4毫米，进一步优选为100微米～3毫米，进一步优选为200微米～2毫米，进一步优选为300微米～1毫米。

在本发明中，对于管道的材质没有什么限定，只要是可以实现通过本发明的操作可以实现介质包裹液体样品的材质即可。可以列举例如：聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)等高分子材料，玻璃，以及不锈钢、钛合金、铜、铂、金等金属材质。

在本发明中，需要进样一定量的待测液体样品到样品放置区，一定量的待测液体样品是指在本发明中待检测的液体样品的量，对于该一定量没有具体的限定，本领域技术人员知道如何根据后续样品的处理或检测来选择适当的量，以用来测定该液体样品的凝固过程，例如可以列举：0.1～200微升，0.5～150微升，1～100微升，2～80微升，3～60微升等等，可以具体是例如200微升、150微升、100微升、80微升、60微升、40微升、20微升、10微升、8微升、6微升、4微升、2微升、1微升、0.1微升等等。

在本发明中，如上所述，液体样品是血液样品或例如蛋白质溶液、明胶溶液、蛋白质凝乳、聚合物材料溶液等高分子溶液。

在本发明中使用的介质通常是亲油性的介质，可以使用本领域中通常使用的各种油类物质。例如矿物油、低温石蜡、植物油。

<用于检测液体相变的方法>

本发明还提供一种用于检测液体相变的方法，其使用包括样品放置区、脉冲模块、检测模块以及管道的装置进行检测，并包括以下步骤：以由介质包裹液体样品的形式将待检测的液体样品通过管道进样到样品放置区，通过脉冲模块向液体样品提供脉冲式压力，以及利用检测模块检测检测脉冲模块施加给待检测样品并经过样品传到检测模块一侧的压力随时间的变化，并将该压力随时间的变化作为信号输出，其中，所述脉冲模块和检测模块设置在样品放置区的两侧。

在本发明的方法中使用的装置是上文所述的本发明的装置。

此外，本发明的方法还包括：在进行检测之前，使整个检测体系中充满介质。

如上所述，本发明的用于检测液体相变的装置结构简单，其可以以微量的液体样品量(例如，血液样品量)对液体(例如，血液)的凝固时间和凝固状态进行检测。此外，利用本发明的检测装置时，利用介质包裹液体样品(例如，血液样品)，从而保证液体样品(例如，血液样品)在检测的过程中不会收到外界不必要的干扰，能够准确地检测液体样品凝固的整个过程，例如在加入了促凝血的药物、因子之后血液开始凝固的时间会变短以及凝固时的强度会变大(血栓的强度)。

此外，对于血液样本而言，样品凝固后有可能在一段时间内发生了液化，这个变化说明凝固的血液出现了纤维蛋白溶解的现象，医学上称之为纤溶亢进；发生纤溶亢进的患者，具有较高的内出血风险，如果需要进行手术的患者，则必须采取医学手段提高其凝血能力，否则可能会导致患者在术中或者术后大量出血，甚至危及生命。本发明的装置可以对上述过程进行检测，实现对纤溶亢进过程的检测。

此外，由于本发明的装置采用了如下描述的给定的进样模块，因此，可以连续地进样不同的液体样品从而实现连续地、一次性处理大量不同的液体样品。可以使每次进样的液体样品彼此适当地隔离并不相互污染与影响，因此可以实现对多种液体样品连续进样并有效地进行检测。

实施例

下述各实施例中使用的检测装置的构建基本按照图2的方式。

脉冲模块由恒压气源和时控电磁阀组成。采用购买自卡川尔流体科技(上海)有限公司的卡默尔牌KLP01型隔膜泵，购买自深圳市创丰仪器仪表有限公司的松下牌DP-101型气压传感器开关模块，2L容积不锈钢储气罐，组成一套恒压气源，气源为正压；采用购买自宁波索诺工业自控设备有限公司的索诺天工牌TM-06二位三通高频率电磁阀，购买自深圳钦源盛电子有限公司的DTM01型时间继电器模块，组成时控电磁阀。

其中，电磁阀常闭端口连接恒压气源，常开端口连接与检测区流体连通的脉冲管道，管道内充满介质，电磁阀另外一个端口与外界空气连通。当电磁阀不动作，脉冲通道通过电磁阀与外界空气连通，此时检测模块检测到的压力为0Pa；当电磁阀动作时，电磁阀与恒压气源连通，此时检测模块检测到的压力为大于零小于等于恒压气源压力的某一特定压力值。电磁阀的动作时间及间隔时间由时间继电器模块控制。

同时采用制作恒压气源同样的部件和方法，制作负压恒压气源。用于待测样品进样操作。

在下述各实施例中的介质使用矿物油，气源压力控制在12KPa。

管道，其内径为0.6mm×0.6mm，管道的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；

样品放置区，由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料制成，实施例中使用的是样品放置区立体结构为一个柱形的结构，如图3(b)所示，下述表1中列出各个实施例中具体采用的横截面的形状和参数。

检测模块使用微型气体液体通用型压力传感器(购买自芜湖芯感智传感器技术有限公司的XGZP6847型压力传感器模块)，输出0-5V电压信号，量程为0-20KPa。

下述实施例1-9和对比例1-4中采用的材料：

从山东苍山向明生化助剂厂购买绵羊血浆(肝素钠效价检测用)，于-18℃以下的温度冷冻保存，并在实验前在于4℃解冻，37℃活化1小时。

从希森美康生物科技(无锡)有限公司购买的氯化钙溶液，其浓度为0.02mol/L钙离子浓度，以上述浓度配制好后于4℃低温存放，使用时预热至室温。该钙离子用于促使羊血浆凝血反应发生。

实验材料准备好后，取上述活化后的羊血浆，加入氯化钙后开始计时(此时作为0秒)，此时样品位于离心管内；将样品进样到样品放置区，并在100秒时间点开始检测。

进样前先将脉冲端口封闭，样品出口管道通过阀门连接负压恒压气源，系统内充满介质。进样时将连接样品进口的管道伸入装有样品的离心管，开启样品出口管道连接负压恒压气源的阀门，样品通过进口被吸取到样品放置区，待样品放置区充满，关闭样品出口管道连接负压恒压气源的阀门，移走装有待测样品的离心管，并封闭样品进口，此时进样完成。

进样完成后脉冲端口打开，脉冲通道与脉冲模块流体连通。启动时间继电器模块，使脉冲模块电磁阀间歇性动作，从而对待测样品施加脉冲压力，开始进行检测。脉冲周期为施加压力5S间隔5S，脉冲模块的正压恒压气源压力为12KPa，负压恒压气源的压力为负6KPa。检测时长为12-20min。

图4～图8示出了利用本发明的检测装置检测时的不同的试验结果的评分例子，在下文的实施例1～9按照图4～图8的范例来对实施例进行评分。从图4可以看出，评分为5分的范例基本上可以描述完整的相变过程，但是对相变过程的细节描述比较局限，相变发生的主要特征反映不够完全。从图5可以看出，评分为6分的范例可以描述完整的相变过程，虽然对相变过程的细节描述还不够准确，但是已经可以基本反映相变发生的主要特征。从图6可以看出，评分为7分的范例可以描述完整的相变过程，虽然对相变过程的局部细节描述还不够准确，但是已经可以反映相变发生的主要特征。从图7可以看出，评分为8分的范例可以准确完全的描述整个相变过程，仅有局部存在较小数据偏差，但基本不影响对相变过程描述的准确性。从图8可以看出，评分为9份的范例可以准确完全的描述整个相变过程，仅有个别数据点有较小波动，但不影响对相变过程描述的准确性。

实施例10

采用与实施例1-9相同的装置，样品放置区的横截面与实施例3完全相同，将样品放置区置于恒温培养箱中，通过内径0.6mm的聚四氟乙烯软管与放置在恒温培养箱外的脉冲模块和检测模块流体连通。使用购买自上海一恒科技有限公司的蓝豹牌LRH-150型恒温培养箱。使用购买自呼和浩特市天美华乳食品有限公司的天美华乳牌烘焙用动物黄油作为样品，该样品在28-34℃呈质软的固态，在34℃以上呈现液态。

实验前先将装置样品放置区和样品在40℃下预热20分钟，样品完全熔化为液态。采用与实施例1-9相同的进样方法，将液态样品进样至样品放置区，然后开始检测，检测开始时间计为0秒。检测开始1分钟后，将恒温培养箱温度设定为25℃，随着温度降低液体样品开始逐渐变为固体；在检测进行到12分钟后，样品已经充分固化，再次将培养箱温度设定为40℃，随着温度升高固体样品又逐渐变回液态。检测模块完整记录了样品从液态到固态，再从固态到液态的变化过程，具体结果如图11所示。

在对比例1和2中，样品放置区横基面的形状为样品进样方向的长度小于与样品进样方向垂直方向上的长度。当形状为样品方向比与样品方向垂直的方向为1:1.5的两种形状时，其结果仅能对相变发生做出有限反应，并不能描述其过程，图9示出了对比例1和对比例2中使用的样品放置区的横截面形状和结果。从图9可以看出，不满足上述D1≥D2条件的样品放置区，无法获得令人满意的检测曲线。

在对比例3和4中，如果样品放置区横基面的形状沿样品进样方向不对称。如图10所示，当形状为第一种不对称时，其结果能对相变发生做出有限反应，并不能完整描述其过程；而形状第二种不对称样式时，其结果基本可以描述相变的发生，但并不能描述其完整过程，检测后期不稳定。从图10可以看出不满足样品放置区沿待测样品的进样方向基本对称以及样品放置区在沿待测样品进样方向上的一侧的形状为基本上向外凸的弧形条件的样品放置区，无法获得令人满意的检测曲线。

而实施例1～实施例9进行三次检测的结果的平均值均至少在5分以上，可以实现检测液体相变过程的目的。

表1总结了实施例1～实施例9的样品放置区的横截面形状以及三次检测结果按照图4～图8的评分范例进行评分的结果。

根据上述实施例的结果可以表明，利用本发明的装置可以有效地检测液体凝固的时间，以及反应液体凝固的强度。

本申请接受各种修改和可替换的形式，具体的实施方式已经在附图中借助于实施例来显示并且已经在本申请详细描述。但是，本申请不意在受限于公开的特定形式。相反，本申请意在包括本申请范围内的所有修改形式、等价物、和可替换物，本申请的范围由所附权利要求及其法律等效物限定。

在本发明中列举的数值范围均包括该数值范围的两个端点的数据，也包括该数值范围中具体的每一个数值，并且该数值可以与端点任意组合组成新的小范围。

Claims (11)

1.一种用于检测液体相变的装置，其包括：

样品放置区，用于放置待检测的液体样品并在所述样品放置区完成液体的相变过程以进行检测；

脉冲模块，用于向所述待检测样品施加脉冲式压力；

检测模块，用于对检测模块一侧的管道中的压力的变化进行检测；

具有使样品进出的入口和出口的管道；

其中，所述脉冲模块和检测模块设置在样品放置区的两侧，对检测模块一侧的管道中的压力的变化进行检测是指所述检测模块检测脉冲模块施加给待检测样品并经过样品传到检测模块一侧的压力随时间的变化，并将该压力随时间的变化作为信号输出。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述样品放置区的横截面形状满足以下条件：

待测样品进样方向上的样品放置区的最大宽度为D1，与待测样品进样方向垂直的方向上的样品放置区的最大宽度为D2，且D1≥D2；

所述样品放置区沿待测样品的进样方向基本对称；以及

所述样品放置区在沿待测样品进样方向上的一侧的形状为基本上向外凸的弧形。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述样品放置区的横截面形状还满足以下条件：

1＜D1/D2≤8，

优选1＜D1/D2≤7，

进一步优选1＜D1/D2≤6，

进一步优选1＜D1/D2≤5。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述样品放置区的横截面形状还满足以下条件：

使样品进出的入口和出口的管道的内径为R时，

满足2≤D1/R≤24，

优选2≤D1/R≤20，

进一步优选2≤D1/R≤16。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述样品放置区的横基面形状还满足以下条件：所述样品放置区在沿待测样品进样方向上的一侧的形状为基本上向外凸的弧形且该弧形上无明显的凹陷。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述样品放置区的横截面形状还满足以下条件：

所述样品放置区沿与待测样品进样方向垂直的方向基本对称。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的装置，其中，所述管道是微通道，其内径为10微米～5毫米，优选为50微米～4毫米，进一步优选为100微米～3毫米，进一步优选为200微米～2毫米，进一步优选为300微米～1毫米。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的装置，其中，所述样品放置区、脉冲模块、检测模块、以及管道之间是流体连通的。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的装置，其中，所述液体样品是血液样品、或蛋白质液体样品、或其他会由于高分子聚合产生相变的液体样品、或者随温度变化发生相变的物质。

10.一种用于检测液体相变的方法，其使用包括样品放置区、脉冲模块、检测模块以及管道的装置进行检测，并包括以下步骤：

以介质包裹液体样品的形式将待检测的液体样品通过管道进样到样品放置区，

通过脉冲模块向液体样品提供脉冲式压力，以及

利用检测模块检测检测脉冲模块施加给待检测样品并经过样品传到检测模块一侧的压力随时间的变化，并将该压力随时间的变化作为信号输出，其中，所述脉冲模块和检测模块设置在样品放置区的两侧。

11.根据权利要求10所述的方法，其是利用权利要求1～9中任一项所述的装置进行检测。