CN110865104B - 一种血液样本类型识别检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种血液样本类型识别检测系统，样本载体上形成有样本通道，样本通道于全血识别单元的末端连接血浆识别单元，样本通道于血浆识别单元的末端连接血清识别单元；全血识别单元包括全血识别传感器和全血信号采集线路，全血识别传感器置于样本通道内部，全血信号采集线路连接全血识别传感器；血浆识别单元包括血浆识别传感器和血浆信号采集线路，血浆识别传感器置于样本通道内部，血浆信号采集线路连接血浆识别传感器；血清识别单元包括血清识别传感器和血清信号采集线路，血清识别传感器置于样本通道内部，血清信号采集线路连接血清识别传感器。可用于免疫检测系统工作前对血液样本类型进行判断，以满足不同项目检测的判断需求。

Description

一种血液样本类型识别检测系统

技术领域

本发明涉及一种血液样本类型识别检测系统，属于医用体外诊断技术领域。

背景技术

临床上，抗凝、促凝等样本保存手段应用广泛。而不同的样本处理方法对临床检测结果有着不同程度的影响，其中体现在对样本基质效应、对仪器信号采集的影响。在免疫检测系统中，抗原抗体免疫反应易受离子浓度、pH、红细胞压积等条件影响，因此，免疫反应对样本类型的响应尤为明显。

血液标本的采集和分离在临床检验中至关重要，是诊断分析前质量控制的关键环节之一。传统的免疫诊断前需要指定样本类型，不仅无形间提高诊断分析前样本采集成本，同时也容易限制诊断方法使用范围。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种血液样本类型识别检测系统，可用于免疫检测系统工作前对血液样本类型进行判断，以满足不同项目检测的判断需求。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种血液样本类型识别检测系统，包括样本载体，所述样本载体上形成有样本通道，还包括全血识别单元、血浆识别单元和血清识别单元三者中的至少两种；

当所述全血识别单元、血浆识别单元和血清识别单元三者同时存在时，所述样本通道的进样端连接所述全血识别单元，样本通道于所述全血识别单元的末端连接所述血浆识别单元，样本通道于所述血浆识别单元的末端连接所述血清识别单元；

所述全血识别单元包括全血识别传感器和全血信号采集线路，所述全血识别传感器置于所述样本通道内部，所述全血信号采集线路连接所述全血识别传感器；

所述血浆识别单元包括血浆识别传感器和血浆信号采集线路，所述血浆识别传感器置于所述样本通道内部，所述血浆信号采集线路连接所述血浆识别传感器；

所述血清识别单元包括血清识别传感器和血清信号采集线路，所述血清识别传感器置于所述样本通道内部，所述血清信号采集线路连接所述血清识别传感器。

作为血液样本类型识别检测系统的优选方案，所述全血识别传感器采用电化学传感器，全血识别传感器通过识别全血样本中的阻抗大小并代入标准阻抗曲线进行拟合以获得红细胞压积，根据所述红细胞压积反映全血样本中红细胞的存在以及数量，全血识别传感器采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极或溅射金电极中的一种。

作为血液样本类型识别检测系统的优选方案，所述全血识别传感器采用光学传感器，全血识别传感器通过识别全血样本的光透过率或者红色光谱光吸收率获得红细胞压积，根据所述红细胞压积反映全血样本中红细胞的存在以及数量。

作为血液样本类型识别检测系统的优选方案，所述血清识别传感器采用电化学传感器,血清识别传感器中设有凝血酶，根据是否含有激活所述凝血酶的纤维蛋白原判定是否为血清，所述凝血酶的酶活单位10U～1000U，血清识别传感器采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极或溅射金电极中的一种，凝血酶通过多聚物接枝、大分子包埋或化学键吸附方式集合在电极表面。

作为血液样本类型识别检测系统的优选方案，所述血清识别传感器采用光学传感器,血清识别传感器中设有凝血酶，根据是否含有激活所述凝血酶的纤维蛋白原判定是否为血清，所述凝血酶的酶活单位100U～1000U，凝血酶固化于血清识别传感器的检测视窗内，凝血酶固化面积大于等于血清识别传感器的检测视窗面积。

作为血液样本类型识别检测系统的优选方案，所述血浆识别传感器采用附有离子选择性膜的电化学传感器,血浆识别传感器采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极或溅射金电极中的一种，离子选择性膜通过点膜烘干的方式覆盖于电极表面，采用电化学方法中的循环伏安法测定血液样本中离子强度；

所述离子选择性膜选择透过1价离子并用于测定血液样本中的单价阳离子的离子强度。

作为血液样本类型识别检测系统的优选方案，当血液样本中存在高于1的化合价离子时，通过变更离子选择性膜的空隙大小和静电交换的化合价基团实现离子通过。

作为血液样本类型识别检测系统的优选方案，所述血浆识别传感器采用光学传感器，血浆识别传感器中设有凝血酶，根据是否含有激活所述凝血酶的纤维蛋白原判定是否为血浆，所述凝血酶的酶活单位100U～1000U，凝血酶固化于血浆识别传感器的检测视窗内，凝血酶固化面积大于等于血浆识别传感器的检测视窗面积。

作为血液样本类型识别检测系统的优选方案，所述全血信号采集线路、血清信号采集线路和血浆信号采集线路三者采集的信号为光信号或电信号中的一种或两种；根据采集的信号将血液样本类型识别为全血、血清或血浆。

作为血液样本类型识别检测系统的优选方案，集成到免疫侧向层析测试系统或微流控免疫测试系统。

本发明具有广泛适用的能力，可以满足不同项目检测的血液样本类型判断需求，当免疫检测需要不同通量时，可通过仅更换样本通道宽度来实现，识别系统的三个测试单元不用改动。采用本发明中的不同样本识别单元后，制造商可根据不同需求生产样本识别系统，不再需要针对不同项目选择样本类型，会大大减少使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的血液样本类型识别检测系统示意图；

图2为本发明实施例提供的血液样本类型识别检测系统中全血识别单元示意图；

图3为本发明实施例提供的血液样本类型识别检测系统中血清识别单元示意图；

图4为本发明实施例提供的血液样本类型识别检测系统中血浆识别单元示意图。

图中，1、样本载体；2、样本通道；3、全血识别单元；4、血清识别单元；5、血浆识别单元；6、全血识别传感器；7、全血信号采集线路；8、血清识别传感器；9、血清信号采集线路；10、血浆识别传感器；11、血浆信号采集线路；12、凝血酶；13、离子选择性膜。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1、图2、图3和图4，提供一种血液样本类型识别检测系统，包括样本载体1，所述样本载体1上形成有样本通道2，还包括全血识别单元3、血清识别单元4和血浆识别单元5，所述样本通道2的进样端连接所述全血识别单元3，样本通道2于所述全血识别单元3的末端连接所述血浆识别单元5，样本通道2于所述血浆识别单元5的末端连接所述血清识别单元4；所述全血识别单元3包括全血识别传感器6和全血信号采集线路7，所述全血识别传感器6置于所述样本通道2内部，所述全血信号采集线路7连接所述全血识别传感器6；所述血清识别单元4包括血清识别传感器8和血清信号采集线路9，所述血清识别传感器8置于所述样本通道2内部，所述血清信号采集线路9连接所述血清识别传感器8；所述血浆识别单元5包括血浆识别传感器10和血浆信号采集线路11，所述血浆识别传感器10置于所述样本通道2内部，所述血浆信号采集线路11连接所述血浆识别传感器10。

血液样本类型识别检测系统的一个实施例中，所述全血识别传感器6采用电化学传感器，全血识别传感器6通过识别全血样本中的阻抗大小并代入标准阻抗曲线进行拟合以获得红细胞压积，根据所述红细胞压积反映全血样本中红细胞的存在以及数量，全血识别传感器6采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极或溅射金电极中的一种。

具体的，全血、血浆和血清的主要区别即表现在红细胞压积的存在，会产生背景信号和减少样本体积，通过对红细胞压积的识别，可有效地校准免疫检测系统因红细胞的存在而产生对检测信号的影响。

血液样本类型识别检测系统的一个实施例中，所述全血识别传感器6采用光学传感器，全血识别传感器6通过识别全血样本的光透过率或者红色光谱光吸收率获得红细胞压积，根据所述红细胞压积反映全血样本中红细胞的存在以及数量。

具体的，红细胞压积的测定可通过电化学传感器、光学传感器独立检测或协同测定方式。电化学传感器通过识别血液样本中的阻抗大小，代入标准阻抗曲线，拟合获得红细胞压积。光学传感器通过识别血液样本的光透过率或者红色光谱光吸收率，获得红细胞压积。红细胞压积传感器的有效校正范围是10％～80％。

血液样本类型识别检测系统的一个实施例中，所述血清识别传感器8采用电化学传感器,血清识别传感器8中设有凝血酶12，根据是否含有激活所述凝血酶12的纤维蛋白原判定是否为血清，所述凝血酶12的酶活单位10U～1000U，血清识别传感器8采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极或溅射金电极中的一种，凝血酶12通过多聚物接枝、大分子包埋或化学键吸附方式集合在电极表面。

血液样本类型识别检测系统的一个实施例中，所述血清识别传感器8采用光学传感器,血清识别传感器8中设有凝血酶12，根据是否含有激活所述凝血酶12的纤维蛋白原判定是否为血清，所述凝血酶12的酶活单位100U～1000U，凝血酶12固化于血清识别传感器8的检测视窗内，凝血酶12固化面积大于等于血清识别传感器8的检测视窗面积。

血清与血浆、全血的一种区别是，缺失纤维蛋白原。众所周知的是，凝血酶12的存在，会使纤维蛋白原转化为纤维蛋白凝块。对全血、血浆、血清的区分，只有血清样本在无法激活血清识别传感器8中的凝血酶12时，血浆和全血均会由于纤维蛋白原的存在激活凝血酶12系统，形成纤维蛋白凝块。由于纤维蛋白凝块的存在，会导血液样本的电流强度、光透过率产生变化。在凝血酶12催化纤维蛋白原凝集过程中，样本会因凝块的形成而导致阻抗发生先变大后变小的标志性变化趋势，进而透光率会随着纤维蛋白凝块的形成而逐渐变大。

具体的，凝血酶12需通过多聚物接枝、大分子包埋、化学键吸附方式集合在电极表面，同样地，凝血酶12应固化在光学传感器检测视窗内。凝血酶12覆盖面积应小于等于电化学传感器，不同的是，凝血酶12固化面积应大于等于光学传感器视窗内。全血样本与血浆样本在电化学传感器和光学传感器因血细胞的存在，纤维蛋白原在凝血酶12催化下产生的凝块有明显区别，电化学曲线和透光率大小可明显分辨。

血液样本类型识别检测系统的一个实施例中，所述血浆识别传感器10采用附有离子选择性膜13的电化学传感器,血浆识别传感器10采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极或溅射金电极中的一种，离子选择性膜13通过点膜烘干的方式覆盖于电极表面，采用电化学方法中的循环伏安法测定血液样本中离子强度；所述离子选择性膜13选择透过1价离子并用于测定血液样本中的单价阳离子的离子强度。

血浆是血液的细胞外基质，血液经抗凝处理后的全部血液为全血，离心除去血细胞后所得到的淡黄色液体为血浆。常用抗凝剂有乙二胺四乙酸、草酸钠、肝素、枸橼酸钠，一般溶于血液中离子强度是1.0mg/ml～200mg/ml，而血液样本原始离子环境的构成主要是钾、钠、钙及其它，钾：3.5～5.5mmol/L；钠：135～150mmol/L；钙：2.25～2.75mmol/L，即血液样本离子强度为5mg/ml左右，因此，抗凝剂对血液样本的离子强度影响较为明显。

具体的，离子选择性膜13是一种可选择透过1价离子，可测定血液样本中的单价阳离子离子强度。通过空隙作用、静电交换、扩散作用对血液中抗凝剂带有的钠离子、锂离子进行选择性测定，判断血液中电子强度，并通过信号采集线路传导给予校准系统，经过预设的校准方案对检测结果进行适合的校正。

血液样本类型识别检测系统的一个实施例中，当血液样本中存在高于1的化合价离子时，通过变更离子选择性膜13的空隙大小和静电交换的化合价基团实现离子通过。用于血浆样本识别的电化学传感器离子选择性膜13优先通过1价阳离子，如出现其他化合价的离子，可通过变更空隙大小和静电交换的化合价基团实现。由于全血的离子强度对结果会造成干扰，因此需考虑红细胞压积的修正系数。

血液样本类型识别检测系统的一个实施例中，所述血浆识别传感器10采用光学传感器，血浆识别传感器10中设有凝血酶12，根据是否含有激活所述凝血酶12的纤维蛋白原判定是否为血浆，所述凝血酶12的酶活单位100U～1000U，凝血酶12固化于血浆识别传感器10的检测视窗内，凝血酶12固化面积大于等于血浆识别传感器10的检测视窗面积。

血液样本类型识别检测系统的一个实施例中，所述全血信号采集线路7、血清信号采集线路9和血浆信号采集线路11三者采集的信号为光信号或电信号中的一种或两种；根据采集的信号将血液样本类型识别为全血、血清或血浆。

具体的，在进行全血、血浆、血清识别时，可以使用光信号、电信号中同一种信号，或者多种信号组合使用，比如全血识别单元3、血清识别单元4和血浆识别单元5使用电信号，其中，全血识别单元3通过阻抗大小确定红细胞压积，血浆识别单元5通过离子选择性膜13确定血液样本中的离子强度，血浆识别单元5通过电化学传感器测定样本中是否存在纤维蛋白原。另外，全血识别单元3、血清识别单元4和血浆识别单元5可以全部使用光信号，其中，全血识别单元3通过透光率或红色光谱光吸收率，血浆识别单元5通过离子选择性膜13确定血液样本中的离子强度，血清识别单元4通过光学传感器测定纤维蛋白凝块的光透过率。

具体的，全血识别单元3、血清识别单元4和血浆识别单元5可以全部使用，分别对全血、血清、血浆进行判断。全血识别单元3和血浆识别单元5可以组合使用，通过红细胞压积大小和样本离子强度可推断，红细胞压积0％，并且离子强度4.0～6.0mg/ml的血液样本为血清样本。

具体的，血清识别单元4和血浆识别单元5可以组合使用，通过纤维蛋白原的测定和通过离子强度的判断血浆和血清的样本类型，通过纤维蛋白凝块的形成电化学曲线可以判断样本类型是否为全血。

本发明技术方案的第一个应用中，全血识别单元3、血清识别单元4和血浆识别单元5三者全部使用，全血识别传感器6、血清识别传感器8和血浆识别传感器10分别采用电化学传感器，电化学传感器分别采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极和溅射金电极三种情形，在血清识别传感器8中凝血酶12通过多聚物接枝、大分子包埋或化学键吸附方式集合在电极表面。在血浆识别传感器10中，离子选择性膜13通过点膜、烘干与电化学传感器固化，并且将制备完成的血液样本类型识别检测系统集成到免疫侧向层析测试系统、微流控免疫测试系统，选取120例样本，全血样本39例，血浆样本39例，血清样本42例。测试测试结果如下：

丝网印刷碳电极	全血样本	血浆样本	血清样本
				测试例数	39	39	42
符合率	100％	100％	100％
				红细胞压积获得数量	39	0	0
蒸镀银电极	全血样本	血浆样本	血清样本
				测试例数	39	39	42
符合率	100％	100％	100％
				红细胞压积获得数量	39	0	0
溅射金电极	全血样本	血浆样本	血清样本
				测试例数	39	39	42
符合率	100％	100％	100％
				红细胞压积获得数量	39	0	0

可见，全血识别传感器6、血清识别传感器8和血浆识别传感器10采用电化学传感器并且采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极和溅射金电极任意一种，对预先已知类型的血液样本进行类型识别检测结果准确率为100％，此外还能够准确的测出红细胞压积。

本发明技术方案的第二个应用中，全血识别单元3、血清识别单元4和血浆识别单元5三者全部使用，全血识别传感器6、血清识别传感器8和血浆识别传感器10采用光学传感器，光学传感器通使用高透光率玻璃、石英、PC材料制备透光视窗，将制备完成的血液样本类型识别检测系统集成到免疫侧向层析测试系统、微流控免疫测试系统，选取120例样本，全血样本39例，血浆样本39例，血清样本42例。测试测试结果如下：

光学传感器	全血样本	血浆样本	血清样本
				测试例数	39	39	42
符合率	100％	100％	100％
				红细胞压积获得数量	39	0	0

可见，全血识别传感器6、血清识别传感器8和血浆识别传感器10采用光学传感器，对预先已知类型的血液样本进行类型识别检测结果准确率为100％，此外还能够准确的测出红细胞压积。

本发明技术方案的第三个应用中，只使用全血识别单元3和血浆识别单元5，全血识别传感器6采用光学传感器，血浆识别传感器10采用电化学传感器，电化学传感器分别采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极和溅射金电极三种情形,光学传感器通使用高透光率玻璃、石英、PC材料制备透光视窗，将制备完成的血液样本类型识别检测系统集成到免疫侧向层析测试系统、微流控免疫测试系统，选取120例样本，全血样本39例，血浆样本39例，血清样本42例。测试测试结果如下：

可见，全血识别传感器6采用光学传感器，血浆识别传感器10采用电化学传感器，电化学传感器分别采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极和溅射金电极三种情形，对预先已知类型的血液样本进行类型识别检测结果准确率为100％，此外还能够准确的测出红细胞压积。

本发明技术方案的第四个应用中，只使用血清识别单元4和血浆识别单元5，血清识别传感器8和血浆识别传感器10分别采用电化学传感器，电化学传感器分别采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极和溅射金电极三种情形,将制备完成的血液样本类型识别检测系统集成到免疫侧向层析测试系统、微流控免疫测试系统，选取120例样本，全血样本39例，血浆样本39例，血清样本42例。测试测试结果如下：

可见，血清识别传感器8和血浆识别传感器10分别采用电化学传感器，电化学传感器采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极和溅射金电极任意一种，对预先已知类型的血液样本进行类型识别检测结果准确率为100％，此外还能够准确的测出红细胞压积。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种血液样本类型识别检测系统，其特征在于，包括样本载体，所述样本载体上形成有样本通道，还包括全血识别单元、血浆识别单元和血清识别单元三者中的至少两种；

当所述全血识别单元、血浆识别单元和血清识别单元三者同时存在时，所述样本通道的进样端连接所述全血识别单元，样本通道于所述全血识别单元的末端连接所述血浆识别单元，样本通道于所述血浆识别单元的末端连接所述血清识别单元；

所述全血识别单元包括全血识别传感器和全血信号采集线路，所述全血识别传感器置于所述样本通道内部，所述全血信号采集线路连接所述全血识别传感器；

所述血浆识别单元包括血浆识别传感器和血浆信号采集线路，所述血浆识别传感器置于所述样本通道内部，所述血浆信号采集线路连接所述血浆识别传感器；

所述血清识别单元包括血清识别传感器和血清信号采集线路，所述血清识别传感器置于所述样本通道内部，所述血清信号采集线路连接所述血清识别传感器；所述血清识别传感器采用电化学传感器或光学传感器，血清识别传感器采用电化学传感器时，血清识别传感器中设有凝血酶，根据是否含有激活所述凝血酶的纤维蛋白原判定是否为血清，所述凝血酶的酶活单位10U～1000U，血清识别传感器采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极或溅射金电极中的一种，凝血酶通过多聚物接枝、大分子包埋或化学键吸附方式集合在电极表面；所述血清识别传感器采用光学传感器时,血清识别传感器中设有凝血酶，根据是否含有激活所述凝血酶的纤维蛋白原判定是否为血清，所述凝血酶的酶活单位100U～1000U，凝血酶固化于血清识别传感器的检测视窗内，凝血酶固化面积大于等于血清识别传感器的检测视窗面积。

2.根据权利要求1所述的一种血液样本类型识别检测系统，其特征在于,所述全血识别传感器采用电化学传感器，全血识别传感器通过识别全血样本中的阻抗大小并代入标准阻抗曲线进行拟合以获得红细胞压积，根据所述红细胞压积反映全血样本中红细胞的存在以及数量，全血识别传感器采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极或溅射金电极中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种血液样本类型识别检测系统，其特征在于,所述全血识别传感器采用光学传感器，全血识别传感器通过识别全血样本的光透过率或者红色光谱光吸收率获得红细胞压积，根据所述红细胞压积反映全血样本中红细胞的存在以及数量。

4.根据权利要求1所述的一种血液样本类型识别检测系统，其特征在于,所述血浆识别传感器采用附有离子选择性膜的电化学传感器,血浆识别传感器采用丝网印刷碳电极、蒸镀银电极或溅射金电极中的一种，离子选择性膜通过点膜烘干的方式覆盖于电极表面，采用电化学方法中的循环伏安法测定血液样本中离子强度；

所述离子选择性膜选择透过1价离子并用于测定血液样本中的单价阳离子的离子强度。

5.根据权利要求4所述的一种血液样本类型识别检测系统，其特征在于,当血液样本中存在高于1的化合价离子时，通过变更离子选择性膜的空隙大小和静电交换的化合价基团实现离子通过。

6.根据权利要求1所述的一种血液样本类型识别检测系统，其特征在于,所述血浆识别传感器采用光学传感器，血浆识别传感器中设有凝血酶，根据是否含有激活所述凝血酶的纤维蛋白原判定是否为血浆，所述凝血酶的酶活单位100U～1000U，凝血酶固化于血浆识别传感器的检测视窗内，凝血酶固化面积大于等于血浆识别传感器的检测视窗面积。

7.根据权利要求1所述的一种血液样本类型识别检测系统，其特征在于,所述全血信号采集线路、血清信号采集线路和血浆信号采集线路三者采集的信号为光信号或电信号中的一种或两种；根据采集的信号将血液样本类型识别为全血、血清或血浆。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种血液样本类型识别检测系统，其特征在于,集成到免疫侧向层析测试系统或微流控免疫测试系统。

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