CN110243749A - 一种血液分析芯片及血液分析系统 - Google Patents
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Abstract
一种血液分析芯片及血液分析系统。本发明公开了一种血液分析芯片，包括：至少一个血液分析模块，血液分析模块包括依次连接的样本进样模块、库尔特计数模块、体积定量模块及样本进样驱动模块，样本进样模块包括至少一个空腔用于存放待检测样本；库尔特计数模块包括两个第一电极，电极之间设置有通孔，用于当待检测样本通过通孔时，输出检测信号；体积定量模块包括管道，管道两端分别设置位置传感器，用于当待检测样本通过位置传感器时，输出位置信号；样本进样驱动模块用于产生负压力，驱动样本进样模块中的待检测样本依次通过库尔特计数模块及体积定量模块。该血液分析芯片集成了样本处理，样本检测，样本定量，样本驱动等多项功能，无需外接样本驱动装置，无需外界进行体积定量。
Description
技术领域
本发明涉及微流控液滴技术领域，具体涉及一种血液分析芯片及血液分析系统。
背景技术
血液学检验所获得的信息可有助于获取及分析与血液系统有关的信息。其中，血液细胞学分析可以对其他系统的分析提供重要信息。现有的可以进行血细胞检验的血液分析仪通常采用库尔特原理，进行红细胞，血小板，白细胞的计数，并通过比色法进行血红蛋白的计数。
现有的血液分析仪较为笨重，对待检测样本进行定量分析时，需要独立的体积定量装置，如气动式定量泵等，该装置需要庞大的气路系统来支持，使得该装置的成本较高，增加了血液分析仪的体积。此外，现有的血液分析仪中的驱动系统中需要设置压力泵和各类阀门，增加了仪器的复杂性，提高了血液分析仪的维护成本。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种血液分析芯片及血液分析系统，以解决现有的血液分析仪需要独立的体积定量装置，仪器较复杂的技术问题。
本发明提出的技术方案如下：
本发明实施例第一方面提供一种血液分析芯片，该血液分析芯片包括：至少一个血液分析模块，所述血液分析模块包括依次连接的样本进样模块、库尔特计数模块、体积定量模块及样本进样驱动模块，所述样本进样模块包括至少一个空腔，所述空腔用于存放待检测样本；所述库尔特计数模块包括两个第一电极，所述第一电极之间设置有供待检测样本通过的通孔，用于当待检测样本通过所述通孔时，输出检测信号；所述体积定量模块包括供待检测样本通过的管道，所述管道两端分别设置位置传感器，用于当待检测样本通过所述位置传感器时，输出位置信号；所述样本进样驱动模块用于产生负压力，驱动样本进样模块中的待检测样本依次通过库尔特计数模块及体积定量模块。
可选地，所述位置传感器包括：两对第二电极，当待检测样本通过第一对第二电极之间时，电极导通，输出第一位置信号，当待检测样本通过第二对第二电极之间时，电极导通，输出第二位置信号。
可选地，所述位置传感器包括：两个电容传感器，当待检测样本通过第一电容传感器之间时，输出第三位置信号，当待检测样本通过第二电容传感器之间时，输出第四位置信号。
可选地，所述样本进样驱动模块包括：气囊，用于当所述血液分析芯片工作时，产生负压力，使得待检测样本依次通过库尔特计数模块及体积定量模块。
可选地，所述样本进样驱动模块包括：注射器结构，所述注射器结构内设置有活塞，用于当所述血液分析芯片工作时，产生负压力，使得待检测样本依次通过库尔特计数模块及体积定量模块。
可选地，该血液分析芯片包括：两个血液分析模块：第一血液分析模块和第二血液分析模块，所述第一血液分析模块的样本进样模块的空腔中存放有用于裂解红细胞的试剂；所述第二血液分析模块中的样本进样模块包括：两个空腔，所述两个空腔中分别存放有稀释液，用于对待检测样本进行稀释。
可选地，所述第一血液分析模块包括：光学窗口，设置在所述样本进样模块的空腔表面，所述光学窗口连接双波长比色装置，用于测量血红蛋白浓度。
可选地，所述通孔的尺寸为20um到200um。
本发明实施例第二方面提供一种血液分析系统，该血液分析系统包括：微处理器及如本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的血液分析芯片，所述微处理器连接所述血液分析芯片，用于接收所述血液分析芯片输出的位置和/或检测信号，并根据所述信号对待检测样本进行分析，输出分析结果。
本发明实施例提出的技术方案，具有如下效果：
本发明实施例提供的血液分析芯片及液分析系统，包括至少一个血液分析模块，该血液分析模块包括依次连接的样本进样模块、库尔特计数模块、体积定量模块及样本进样驱动模块，因此该血液分析芯片集成了样本处理，样本检测，样本定量，样本驱动等多项功能，无需外接样本驱动装置，无需外界进行体积定量。此外，该血液分析芯片可以一次性使用，不需要消耗大量清洗液，具有防止交叉污染的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
图1是根据本发明实施例的血液分析芯片的结构框图；
图2是根据本发明另一实施例的血液分析芯片的结构框图；
图3是根据本发明实施例的血液分析系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供一种血液分析芯片，如图1所示，该血液分析芯片1包括：至少一个血液分析模块，血液分析模块包括依次连接的样本进样模块2、库尔特计数模块3、体积定量模块4及样本进样驱动模块5，样本进样模块2包括至少一个空腔21，空腔21用于存放待检测样本；库尔特计数模块3包括两个第一电极31，第一电极31之间设置有供待检测样本通过的通孔32，用于当待检测样本通过通孔32时，输出检测信号；体积定量模块4包括供待检测样本通过的管道，管道两端分别设置位置传感器41，用于当待检测样本通过位置传感器41时，输出位置信号；样本进样驱动模块5用于产生负压力，驱动样本进样模块2中的待检测样本依次通过库尔特计数模块3及体积定量模块4。
本发明实施例提供的血液分析芯片，包括至少一个血液分析模块，该血液分析模块包括依次连接的样本进样模块、库尔特计数模块、体积定量模块及样本进样驱动模块，因此该血液分析芯片集成了样本处理，样本检测，样本定量，样本驱动等多项功能，无需外接样本驱动装置，无需外界进行体积定量。此外，该血液分析芯片可以一次性使用，不需要消耗大量清洗液，具有防止交叉污染的优点。
作为本发明实施例的一种可选的实施方式，体积定量模块4中的两个位置传感器41之间至少包含一段可供液体流动的并且容纳的液体的体积在满足一定公差要求的情况下接近某一确定值的管道。
其中，两个位置传感器41可以是两对第二电极，每对电极可以对称贴在管道的上下内壁上，当待检测样本通过第一对第二电极之间时，电极导通，输出第一位置信号，当待检测样本通过第二对第二电极之间时，电极导通，输出第二位置信号。具体地，当待检测样本通过每对电极之间时，电极导通，产生位置信号并输出。两个位置传感器41还可以是两个电容传感器，当待检测样本通过第一电容传感器之间时，输出第三位置信号，当待检测样本通过第二电容传感器之间时，输出第四位置信号。具体地，当待检测样本通过电容传感器之间时，电容传感器的介电常数会改变，从而产生位置信号并输出。
作为本发明实施例的一种可选的实施方式，样本进样驱动模块5可以由可恢复形变的气囊构成，当气囊处于压缩状态时，在样本进样模块2中装载待检测样本，当血液分析芯片1工作时，该气囊可以由压缩状态恢复膨胀状态，产生负压力，使得待检测样本依次通过库尔特计数模块3及体积定量模块4。
作为本发明实施例的一种可选的实施方式，样本进样驱动模块5可以是注射器结构，注射器结构内设置有活塞，当血液分析芯片1工作时，产生负压力，使得待检测样本依次通过库尔特计数模块3及体积定量模块4。
本发明实施例提供的血液分析芯片，体积定量模块4可以由两对电极构成，该电极和库尔特计数模块3中的电极可以都集中到芯片末端的金手指上，方便芯片的更换与安装，此外，还可以通过金手指电极对该血液分析芯片1进行供电。该体积定量模块4还可以由电容传感器构成，当待检测样本通过电容传感器时，产生位置信号。
本发明实施例提供的血液分析芯片1，样本进样驱动模块5可以由结构简单的气囊或注射器结构构成，该模块可以产生负压力，从而驱动待检测样本依次通过库尔特计数模块3及体积定量模块4。
作为本发明实施例的一种可选的实施方式，如图2所示，该血液分析芯片1可以包括：两个血液分析模块：第一血液分析模块10和第二血液分析模块20。其中，体积定量模块中的电极和库尔特计数模块中的电极可以都集中到芯片末端的金手指7上，方便芯片的更换与安装。
其中，第一血液分析模块10的样本进样模块的空腔中存放有用于裂解红细胞的试剂；该试剂可以将待检测样本如血液样本中的红细胞裂解，释放出血红蛋白，方便血红蛋白浓度的测定。该第一血液分析模块10可以包括：设置在样本进样模块的空腔表面的光学窗口，该光学窗口可以透过波长为500nm到1000nm之间的光信号，当该光学窗口连接双波长比色装置时，可以用于测量血红蛋白浓度。此外，当待检测样本中的红细胞裂解后，剩余的白细胞可以通过库尔特计数模块进行计数。
第二血液分析模块20中的样本进样模块包括：两个空腔，两个空腔中分别存放有稀释液，用于对待检测样本进行稀释。具体地，该稀释液可以是3ml左右的磷酸盐缓冲溶液(PBS)，两个空腔中的稀释液可以对待检测样本如血液样本进行18000到20000倍的稀释，方便进行红细胞计数。
作为本发明实施例的一种可选的实施方式，当待检测样本如血液样本通过库尔特计数模块中的通孔时，会改变通孔两侧电极之间的电阻，产生检测信号并输出。可选地，通孔的尺寸可以是20um到200um。
本发明实施例还提供一种血液分析系统，如图3所示，该血液分析系统包括：微处理器6及上述实施例任一项所述的血液分析芯片1，该微处理器6连接血液分析芯片1，用于接收血液分析芯片1输出的位置和/或检测信号，并根据信号对待检测样本进行分析，输出分析结果。具体地，微处理器6可以是由芯片读取装置构成。
其中，血液分析系统的工作过程如下：在样本进样模块2中装入待检测样本之后，装入芯片读取装置开始测量，首先测量血红蛋白浓度(HGB)，样本进样驱动模块5对样本进样模块2激励，使其产生负压力，待检测样本如血液样本依次通过库尔特计数模块3及体积定量模块4，库尔特计数模块3开始工作，当待检测样本到达体积定量模块4第一位置传感器时，开始计数，当待检测样本到达体积定量模块4第二位置传感器时，停止计数，芯片读取装置接收血液分析芯片1输出的位置和/或检测信号以及预设的稀释倍数，计算得到血液样本中各种细胞的浓度。
本发明实施例提供的血液分析系统，其中血液分析芯片集成了样本处理，样本检测，样本定量，样本驱动等多项功能，无需外接样本驱动装置，无需外界进行体积定量。此外，该血液分析芯片可以一次性使用，不需要消耗大量清洗液，具有防止交叉污染的优点。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (9)
1.一种血液分析芯片，其特征在于，包括：至少一个血液分析模块，所述血液分析模块包括依次连接的样本进样模块、库尔特计数模块、体积定量模块及样本进样驱动模块，
所述样本进样模块包括至少一个空腔，所述空腔用于存放待检测样本；
所述库尔特计数模块包括两个第一电极，所述第一电极之间设置有供待检测样本通过的通孔，用于当待检测样本通过所述通孔时，输出检测信号；
所述体积定量模块包括供待检测样本通过的管道，所述管道两端分别设置位置传感器，用于当待检测样本通过所述位置传感器时，输出位置信号；
所述样本进样驱动模块用于产生负压力，驱动样本进样模块中的待检测样本依次通过库尔特计数模块及体积定量模块。
2.根据权利要求1所述的血液分析芯片，其特征在于，所述位置传感器包括：两对第二电极，当待检测样本通过第一对第二电极之间时，电极导通，输出第一位置信号，当待检测样本通过第二对第二电极之间时，电极导通，输出第二位置信号。
3.根据权利要求1所述的血液分析芯片，其特征在于，所述位置传感器包括：两个电容传感器，当待检测样本通过第一电容传感器之间时，输出第三位置信号，当待检测样本通过第二电容传感器之间时，输出第四位置信号。
4.根据权利要求1所述的血液分析芯片，其特征在于，所述样本进样驱动模块包括：气囊，用于当所述血液分析芯片工作时，产生负压力，使得待检测样本依次通过库尔特计数模块及体积定量模块。
5.根据权利要求1所述的血液分析芯片，其特征在于，所述样本进样驱动模块包括：注射器结构，所述注射器结构内设置有活塞，用于当所述血液分析芯片工作时，产生负压力，使得待检测样本依次通过库尔特计数模块及体积定量模块。
6.根据权利要求1所述的血液分析芯片，其特征在于，包括：两个血液分析模块：第一血液分析模块和第二血液分析模块，所述第一血液分析模块的样本进样模块的空腔中存放有用于裂解红细胞的试剂；所述第二血液分析模块中的样本进样模块包括：两个空腔，所述两个空腔中分别存放有稀释液，用于对待检测样本进行稀释。
7.根据权利要求6所述的血液分析芯片，其特征在于，所述第一血液分析模块包括：光学窗口，设置在所述样本进样模块的空腔表面，所述光学窗口连接双波长比色装置，用于测量血红蛋白浓度。
8.根据权利要求1所述的血液分析芯片，其特征在于，所述通孔的尺寸为20um到200um。
9.一种血液分析系统，其特征在于，包括：微处理器及如权利要求1－8任一项所述的血液分析芯片，所述微处理器连接所述血液分析芯片，用于接收所述血液分析芯片输出的位置和/或检测信号，并根据所述信号对待检测样本进行分析，输出分析结果。
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