CN115055287A - 一种离心式微流控芯片、送盘装置以及血浆分离取样方法 - Google Patents

一种离心式微流控芯片、送盘装置以及血浆分离取样方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是指一种离心式微流控芯片、送盘装置以及血浆分离取样方法，所述离心式微流控芯片包括盘片，所述盘片至少包括多个血浆分离单元，以及与多个所述血浆分离单元隔离的多个血浆反应单元，当所述血浆分离单元分离出血浆后，通过外部取样针定量抽取血浆，加入到所述血浆反应单元。本发明解决了全血分离和血浆检测分步完成的问题，同时改善了全血盘检测结果准确度低的问题，通过外部穿刺提取血浆的方式，提高了检测精准度的可靠性，并且可以实现盘片的全自动更换流程，大大减少了实验人员以及医疗工作人员的工作量。

Description

一种离心式微流控芯片、送盘装置以及血浆分离取样方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别是指一种适于凝血检测的离心式微流控芯片、送盘装置以及血浆分离取样方法。
背景技术
人类机体中存在着复杂而完善的凝血、抗凝血和纤维蛋白溶解系统及其精细的调控机制，血管中的血液在正常的生理情况下既不会出血，也不会凝固而形成血栓。但是，一旦上述系统及其调控机制受到破坏，便可引起出血或形成血栓。
凝血仪，即血液凝固分析仪，是对血栓和止血进行实验室检查的仪器。止血与血栓分子标志物的检测指标与临床各种疾患有着密切联系，如动脉粥样硬化，心脑血管疾病、糖尿病、动静脉血栓形成，血栓闭塞性脉管炎、肺栓塞、妊娠高血压综合症、弥散性血管内凝血、溶血尿毒综合症、慢性阻塞性肺炎等。中医药关于活血化瘀的理论与治疗工作研究也都涉及止血与血栓问题。使用凝血仪对血栓和止血进行实验室检查成为必要，凝血仪分为全自动与半自动两类。
由于凝血仪是血浆反应，人体静脉血需要通过离心才能完成凝血项目的检测，目前离心可分为两种方式：
（1）机外离心，需要人工用专门的离心机分离出血浆，然后通过血浆盘片进行机内检测。
（2）机内离心，目前市面上机内全血离心取血浆检测的机制并不完善，因为通过离心力不能精确的分配各个项目所需的血浆，导致检测结果不准确。
盘式微流控是以离心力为基础，毛细力以及虹吸作用等为辅助来达到“芯片实验室”的作用。目前，应用最为广泛的离心式微流控凝血检测装置的检测流程分为：血浆盘式和全血盘式。
现有的盘式微流控有两种较为可靠的类型，第一种是血浆进样盘式微流控（血浆盘），此类型需提前将提取的全血在离心机中完成离心步骤，再将血浆加入血浆进样盘式微流控进行后续的试剂加样以及反应结果检测过程。其优势在于实验结果准确度高，但是需要人工频繁操作，操作过程较为繁琐并且容易导致人为干预的偶然误差出现。
第二种为全血进样的盘式微流控（全血盘），其优势在于所需人为操作步骤较之第一种少，集离心分离、结果检测为一体，但是由于离心力以及各微流道之间的毛细力不易掌控，并且各种检测样本中血浆内部物质的含量存在着差异性，可能会导致血浆定量分配不均，也可能会在流动过程中产生气泡等影响因素，其实验结果精度会有所降低。
现有微流控盘片前后流程均采用实验人员人工手动添加或者半自动更换盘片耗材的方式，当待检血液样本数量较大时，实验员以及医务从业人员的耗材更换工作量会急剧加大。
血浆盘式的检测流程为：
1、将事先离心好的血浆添加到检测装置；
2、以转速n1将血浆移至反应区；
3、添加试剂1后以转速±n2进行混合；
4、添加试剂2后以转速±n2进行混合；
5、最后在n3转速下进行光学检测。
全血盘式的检测流程为：
1、全血进样添加到检测装置；
2、添加完毕后在转速
Figure 321004DEST_PATH_IMAGE001
的情况下持续时间
Figure 919476DEST_PATH_IMAGE002
进行离心操作；
3、离心完毕后由
Figure 671531DEST_PATH_IMAGE001
降为
Figure 694326DEST_PATH_IMAGE003
，方向不变持续时间
Figure 899043DEST_PATH_IMAGE004
，将血浆沿盘 内流道分配到各个项目的定量槽中;
4、在
Figure 35626DEST_PATH_IMAGE004
后将转速由
Figure 642188DEST_PATH_IMAGE003
升至
Figure 979759DEST_PATH_IMAGE005
，持续时间
Figure 468509DEST_PATH_IMAGE006
，通过离心力的作 用将定量槽中的血浆运送到后方的反应仓中;
5、停止转动，添加试剂1后以转速
Figure 143204DEST_PATH_IMAGE005
将试剂1运送到反应仓；
6、以转速
Figure 7868DEST_PATH_IMAGE007
进行混合，持续时间
Figure 640974DEST_PATH_IMAGE008
；
7、停止转动，添加试剂2后以转速
Figure 85862DEST_PATH_IMAGE009
运行
Figure 33090DEST_PATH_IMAGE010
给试剂预温：
8、以转速
Figure 20768DEST_PATH_IMAGE011
将试剂2运送到反应仓；
9、以转速
Figure 90356DEST_PATH_IMAGE007
进行混合，持续时间
Figure 160555DEST_PATH_IMAGE008
；
10、以转速
Figure 442632DEST_PATH_IMAGE012
持续时间
Figure 284817DEST_PATH_IMAGE013
进行反应和光学检测。
考虑到针对凝血检测项目试剂的成本较高，现有的管式凝血的试剂用量比较大，需要降低检测过程中试剂用量来降低用户的检测成本，此点对于基层的一些医院等医疗机构来说较为重要，需要操作简便、试剂用量少、集成度高的检验设备。
目前用于凝血检测的离心式微流控芯片，不论是机外离心还是机内离心均存在不足：
对于机外离心存在以下问题：
（1）待检血液样本需在机外进行离心操作，在样本量较大时会给医护人员增加额外工作量；
（2）需要配套离心机器使用，占用空间较大。
对于机内离心，现有的盘式微流控采取的是一体贯通式结构,在血浆仓到后续的定量分配仓过渡时由离心力以及管道内的毛细力共同作用，但是由于不同人血液的差异性以及微流道中的内壁材料以及亲疏水性等诸多影响因素的限制，血浆没有办法完美的按照理想计算值进行各种检测项目的定量分配，这也会进一步导致最后实验检测项目结果的偏差。机内离心存在以下问题：
（1）通过离心力定量分配不准确，导致结果不满足要求。
（2）不能灵活的安排检测，对耗材的利用率很低。
发明内容
为了解决现有技术中机外离心和机内离心存在的技术问题，本发明的一个实施例提供了一种离心式微流控芯片，所述离心式微流控芯片包括：
盘片，
所述盘片至少包括多个血浆分离单元，以及与多个所述血浆分离单元隔离的多个血浆反应单元，
当所述血浆分离单元分离出血浆后，通过外部取样针定量抽取血浆，加入到所述血浆反应单元。
在一个较佳的实施例中，所述离心式微流控芯片还包括：
第一覆膜和第二覆膜，
所述第一覆膜胶粘在所述盘片的上表面，所述第二覆膜胶粘在所述盘片的下表面。
在一个较佳的实施例中，血浆分离单元包括：
血浆仓，
所述血浆仓贯通所述盘片，并且，所述第一覆膜和所述第二覆膜分别覆盖所述血浆仓的上下两侧。
在一个较佳的实施例中，所述血浆分离单元还包括：
全血离心仓和血细胞沉淀仓，
所述全血离心仓与所述血浆仓通过第一流道连通，所述血浆仓与所述血细胞沉淀仓通过第二流道连通。
在一个较佳的实施例中，所述血浆分离单元还包括：
回转通道，
所述回转通道通过回转的方式，连通所述血浆仓与所述血细胞沉淀仓，并且，所述回转通道的回转拐角距离盘片中心的距离，小于所述血浆仓距离盘片中心的距离。
在一个较佳的实施例中，血浆反应单元包括：
血浆加样仓和反应仓，所述血浆加样仓通过第三流道连通所述反应仓，并且，
所述第三流道靠近所述反应仓的位置设置前置仓，所述前置仓的深度大于所述第三流道的深度。
在一个较佳的实施例中，所述血浆反应单元还包括：
试剂加样仓，所述试剂加样仓与所述第三流道连通。
在一个较佳的实施例中，所述第一覆膜和/或所述第二覆膜包括：PET层，
沿所述PET层的第一侧面依次贴合第一胶层和第一离型膜，沿所述PET层的第二侧面依次贴合第二胶层和第二离型膜。
在一个较佳的实施例中，所述第一离型膜为亲水性材质，亲水角为
Figure 994147DEST_PATH_IMAGE014
；所述 第二离型膜为疏水性材质，疏水角为
Figure 882469DEST_PATH_IMAGE015
。
本发明的另一个实施例提供一种离心式微流控芯片的送盘装置，所述送盘装置用于传送离心式微流控芯片。
在一个较佳的实施例中，所述送盘装置包括：
上盘模块和送盘模块，
所述上盘模块，用于承载离心式微流控芯片，并带动所述离心式微流控芯片沿第一路径移动；
所述送盘模块，用于夹持所述离心式微流控芯片，并带动所述离心式微流控芯片沿第二路径移动。
在一个较佳的实施例中，所述上盘模块包括：
盘仓和托盘块，
所述盘仓开设置滑道，所述托盘块穿过所述滑道伸入到所述盘仓内部，并在所述滑道内沿第一路径移动；
所述盘仓内容纳所述离心式微流控芯片，当所述托盘块沿第一路径移动时，将所述离心式微流控芯片抬起。
在一个较佳的实施例中，所述上盘模块还包括
第一丝杆电机，
所述第一丝杆电机的丝杆与所述托盘块连接，驱动所述托盘块沿第一路径移动。
在一个较佳的实施例中，所述送盘模块包括：
夹爪组件和传送组件，
所述夹爪组件，用于夹持所述离心式微流控芯片，并且，所述夹爪组件响应所述传送组件，带动所述离心式微流控芯片沿第二路径移动。
在一个较佳的实施例中，所述夹爪组件包括：
左夹爪和右夹爪，
所述左夹爪和所述右夹爪响应第二丝杆电机，相向运动夹持所述离心式微流控芯片，或者相背运动释放所述离心式微流控芯片。
在一个较佳的实施例中，所述夹爪组件还包括：
左侧滑块和右侧滑块，以及
布置于所述左侧滑块和所述右侧滑块之间的中间滑块：
所述左侧滑块与所述左夹爪固定，所述右侧滑块与所述右夹爪固定，所述中间滑块与所述第二丝杆电机的输出轴连接；
当所述第二丝杆电机驱动所述中间滑块沿第一方向运动时，所述左侧滑块和所述右侧滑块响应所述中间滑块沿第二方向运动，使所述左夹爪和所述右夹爪相向或相背运动。
在一个较佳的实施例中，所述夹爪组件还包括：
滑块承载件，
所述滑块承载件开设第一滑槽，所述左侧滑块和所述右侧滑块嵌入到所述第一滑槽内；
所述中间滑块两侧形成倾斜的斜面，在所述斜面上设置滑头，所述左侧滑块和所述右侧滑块开设与所述滑头匹配的第二滑槽；
当所述滑头在所述第二滑槽内滑动时，挤压或者拉伸所述左侧滑块和所述右侧滑块，使所述左侧滑块和所述右侧滑块在第一滑槽内滑动。
在一个较佳的实施例中，所述传送组件包括：
承载板，
所述承载板固定驱动滚筒和从动滚筒，所述驱动滚筒与所述从动滚筒之间布置有传送带；
所述传送带上固定所述夹爪组件，带动所述夹爪组件沿第二路径移动。
在一个较佳的实施例中，所述承载板上固定电机，所述电机的输出轴连接所述驱动滚筒。
在一个较佳的实施例中，所述承载板上还固定滑轨，所述滑轨上设置有沿所述滑轨滑动的滑块；
当所述传送带带动所述夹爪组件沿第二路径移动时，所述滑块沿所述滑轨滑动。
本发明一个实施例提供一种离心式微流控芯片的血浆分离取样方法，所述取样方法包括如下方法步骤：
全血离心仓添加全血样本；
离心式微流控芯片旋转，对全血样本的血浆离心分离，使血浆进入血浆仓，血细胞沉淀物进入血细胞沉淀仓：
离心式微流控芯片停止旋转，取样针刺穿血浆仓上侧的第一覆膜，定量抽取血浆，并将血浆添加至血浆加样仓；
离心式微流控芯片旋转，使血浆进入反应仓；
离心式微流控芯片停止旋转，向试剂加样仓添加试剂；
离心式微流控芯片旋转，使试剂进入反应仓，与反应仓内的血浆充分混合、反应。
在一个较佳的实施例中，取样针定量抽取血浆包括如下方法步骤：
取样针刺穿血浆仓上侧的第一覆膜；
取样针插入血浆仓内，下降至标定的安全采液位，定量抽取血浆。
在一个较佳的实施例中，所述安全采液位按照如下方法标定计算：
计算取样针尖端斜面的竖直高度，以及计算取样针实际行程与理想行程的差值；
标定的安全采液位为：所述取样针尖端斜面的竖直高度与所述取样针实际行程与理想行程的差值之和。
在一个较佳的实施例中，所述试剂加样仓包括第一试剂加样仓和第二试剂加样仓，试剂加样过程为：
离心式微流控芯片停止旋转，向第一试剂加样仓添加试剂；
离心式微流控芯片旋转，使试剂进入反应仓，以及使反应仓内的血浆与试剂充分混合；
离心式微流控芯片停止旋转，向第二试剂加样仓添加试剂；
离心式微流控芯片旋转，对试剂预热，并使试剂进入反应仓，与反应仓内的血浆充分混合、反应。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本发明提出一种离心式微流控芯片、送盘装置以及血浆分离取样方法，将血浆仓与后续血浆加样仓之间的流道去除，通过将血浆分离单元与血浆反应单元隔离的方式集成在盘片上，取代以往的盘式微流控采取的一体贯通式结构。在血浆离心后，采用穿刺取样的方式取代以往全血进样盘片的不稳定微流道,以取样针穿刺血浆仓取血进行二次添加的方式，从根源上避免了全血进样的盘式微流控的弊端，确保了最终实验结果检测的准确性，综合了血浆盘和全血盘的优点。
本发明提出一种离心式微流控芯片、送盘装置以及血浆分离取样方法，解决了全血分离和血浆检测分步完成的问题，同时改善了全血盘检测结果准确度低的问题，通过外部穿刺提取血浆的方式，提高了检测精准度的可靠性，并且可以实现盘片的全自动更换流程，大大减少了实验人员以及医疗工作人员的工作量。
本发明提出一种离心式微流控芯片、送盘装置以及血浆分离取样方法，解决了微流控全血进样盘结构集成难度大的问题，同时解决了全血进样盘的检测准确度问题，具有集成度高、检测结果准确可靠，以及自动化更换耗材的优势。
本发明提出一种离心式微流控芯片、送盘装置以及血浆分离取样方法，微流控盘片可以达成全血进样的要求，避免了医疗从业人员在进行实验检测时的机外全血离心步骤，在待检样本较大时，大大的减少了医疗从业人员的工作量。
本发明提出一种离心式微流控芯片、送盘装置以及血浆分离取样方法，结构精简，去除了可能造成实验结果较大差异的流道，变更为取样针定量取血浆并二次添加的方式，大大提高了试验检测结果的准确度，而且可以实现单人多项目测试，也可以实现单项目多次重复检测，满足医院科室灵活的实验需求。
本发明提出一种离心式微流控芯片、送盘装置以及血浆分离取样方法，自动化更换盘片耗材的送盘机构替换人为换盘，减少了实验人员工作量的同时也减少了带有血液样本的微流控盘片与实验人员人体直接接触的次数，实验人员的身体健康得到了有效的保证。
本发明提出一种离心式微流控芯片、送盘装置以及血浆分离取样方法，将离心好存放于血浆仓的血浆，通过取样针进行穿刺定量取血再二次添加到后续的血浆加样仓，可以实现单人多项和单项多次的检测，可以灵活的匹配医院的检测需求。并且与盘片配套的全自动上盘模块、送盘模块，以机操代替人为操作，高度自动化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
图1是本发明一个实施例中离心式微流控芯片的立体图。
图2是本发明一个实施例中离心式微流控芯片的俯视图。
图3是本发明一个实施例中离心式微流控芯片主视图。
图4是本发明一个实施例中血浆分离单元阵列的示意图。
图5是本发明一个实施例中血浆反应单元的示意图。
图6是本发明一个实施例中第三流道与前置仓连通的剖面示意图。
图7是本发明一个实施例中第一覆膜的结构示意图。
图8是本发明一个实施例中血浆仓区域存储血浆的示意图。
图9是本发明一个实施例中上盘模块的结构示意图。
图10是本发明一个实施例中上盘模块的内部结构示意图。
图11是本发明一个实施例中上盘模块的盘仓未放置微流控芯片的示意图。
图12是本发明一个实施例中送盘模块的结构示意图。
图13是本发明一个实施例中送盘模块的夹爪组件结构示意图。
图14是本发明一个实施例中夹爪组件的另一个视角的示意图。
图15是本发明一个实施例中左侧滑块、右侧滑块与中间滑块的配合示意图。
图16是本发明一个实施例中左侧滑块与右侧滑块相向运动的原理图。
图17是本发明一个实施例中左侧滑块与右侧滑块相背运动的原理图。
图18是图16中的A-A剖视图。
图19是本发明一个实施例中取样针刺穿第一覆膜的过程示意图。
图20是本发明一个实施例中取样针下降至标定的安全采液位的示意图。
图21是本发明一个实施例中取样针尖端斜面的竖直高度计算过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
如图1所示本发明一个实施例中离心式微流控芯片的立体图，图2所示本发明一个实施例中离心式微流控芯片的俯视图，图3所示本发明一个实施例中离心式微流控芯片主视图。根据本发明的实施例，提供一种离心式微流控芯片，包括盘片1。
盘片1至少包括多个血浆分离单元11，以及与多个血浆分离单元11隔离的多个血浆反应单元12。
血浆分离单元11环绕盘片1的中心阵列排布，用于离心分离血浆。血浆反应单元12环绕盘片1的中心阵列排布，用于对分离出的血浆进行检测。血浆分离单元11位于血浆反应单元12的内侧，血浆分离单元11与血浆反应单元12彼此隔离，形成各自单独的腔体。
根据本发明的实施例，当血浆分离单元11分离出血浆后，通过外部取样针定量抽取血浆，加入到血浆反应单元12，对分离出的血浆进行检测。
根据本发明的实施例，离心式微流控芯片还包括第一覆膜13和第二覆膜14，第一覆膜13胶粘在盘片1的上表面，第二覆膜14胶粘在盘片1的下表面。
如图4所示本发明一个实施例中血浆分离单元阵列的示意图，根据本发明的实施例，血浆分离单元11包括血浆仓1102、全血离心仓1101和血细胞沉淀仓1103。
血浆仓1102贯通盘片1，第一覆膜13和第二覆膜14分别覆盖血浆仓1102的上下两侧。全血离心仓1101与血浆仓1102通过第一流道1104连通，血浆仓1102与血细胞沉淀仓1103通过第二流道1105连通。
根据本发明的实施例，血浆分离单元11还包括回转通道1106，回转通道1106通过回转的方式连通血浆仓1102与血细胞沉淀仓1103。根据本发明的实施例，回转通道1106朝向靠近盘片1中心的方向延伸设置，使回转通道1106的回转拐角距离盘片1中心的距离r1小于血浆仓1102距离盘片1中心的距离R，从而避免分离出的血浆经回转通道进入到血细胞沉淀仓1103。回转通道1106为血浆仓1102以及血细胞沉淀仓1103的共用排气通道，使得血浆分离单元11的腔体内空气可稳定排除。
在一些优选的实施例中，回转通道1106上开设第一排气孔1107。
根据本发明的实施例，全血离心仓1101开设第一加样孔1108和第二排气孔1109，通过第一加样孔1108向全血离心仓1101添加全血样，通过第二排气孔1109将全血离心仓1101的空气排出。
图5所示本发明一个实施例中血浆反应单元的示意图，根据本发明的实施例，血浆反应单元12包括血浆加样仓1201和反应仓1202。血浆加样仓1201通过第三流道1203连通反应仓1202。
根据本发明的实施例，第三流道1203靠近反应仓1202的位置设置前置仓1204。前置仓1204对血浆以及试剂流向反应仓1202的过程中起到缓冲作用。
图6所示本发明一个实施例中第三流道与前置仓连通的剖面示意图，前置仓1204的深度L大于第三流道1203的深度，通过设置前置仓1204与第三流道1203的高度差，起到捕捉气泡的作用，减少了气泡对实验结果的影响并且提升了试剂与血浆的混合效果。
根据本发明的实施例，血浆反应单元12还包括试剂加样仓，试剂加样仓与第三流道1203连通。在一些优选的实施例中，试剂加样仓设置两个，分别为第一试剂加样仓1205和第二试剂加样仓1206。在进一步优选的实施例中，第二试剂加样仓1206直接与前置仓1204连通。
根据本发明的实施例，血浆加样仓1201开设第二加样孔1207，用于向血浆加样仓1201内添加血浆。第一试剂加样仓1205开设第三加样孔1208，用于向第一试剂加样仓1205内添加试剂，第二试剂加样仓1206开设第四加样孔1209，用于向第二试剂加样仓1206内添加试剂。
本发明的实施例中，对于盘片材料的选取，优先考虑材料的透明度，并且在考虑透明度的同时应兼顾考虑材料本身的强度、成本、加工难易度。在一些优选的实施例中，优选PMMA材料。
本发明的实施例中，对于第一覆膜13和第二覆膜14，应考虑其亲疏水性以及覆膜材料的构成满足结构功能的需要。
在一些优选的实施例中，第一覆膜13和/或第二覆膜14包括：PET层（PET材料，即聚对苯二甲酸乙二醇酯）。PET层起支撑作用，避免流道内部塌陷造成流道和盘片1的腔室的堵塞。
沿PET层的第一侧面依次贴合第一胶层和第一离型膜，沿PET层的第二侧面依次贴合第二胶层和第二离型膜。
如图7所示本发明一个实施例中第一覆膜的结构示意图，以第一覆膜13为例，第一覆膜13包括PET层1301，沿PET层1301的第一侧面（上侧面）依次贴合第一胶层1302和第一离型膜1304，沿PET层1301的第二侧面（下侧面）依次贴合第二胶层1303和第二离型膜1305。
在一些优选的实施例中，第一离型膜1304为亲水性材质，亲水角为
Figure 968236DEST_PATH_IMAGE014
，第二 离型膜1305为疏水性材质，疏水角为
Figure 927578DEST_PATH_IMAGE015
。
在进一步优选的实施例中，由于第一离型膜1304为亲水性材质，第二离型膜1305为疏水性材质，第一覆膜13的第二离型膜1305面向盘片1胶粘在盘片1的上表面，以使第二离型膜1305与血液或者血浆或者试剂接触，第一离型膜1304与空气接触。同样地，第二覆膜14的第二离型膜面向盘片1胶粘在盘片1的下表面。
图8所示本发明一个实施例中血浆仓区域存储血浆的示意图，根据本发明的实施例，血浆仓1102贯通盘片1，血浆仓1102的上侧为胶粘的第一覆膜13，下侧为胶粘的第二覆膜14，第一覆膜13和第二覆膜14封闭血浆仓1102，分离后的血浆15充满血浆仓1102，并存储在血浆仓1102内，对后续的血浆抽取定量分配。
当需要对血浆抽取时，取样针16刺穿第一覆膜13定量抽取血浆，具体血浆抽取过程在下文中详细阐述。
在进一步的实施例中，考虑到取样针16抽取血浆不完全的特殊情况，血浆仓1102进行过量承载设计，使血浆15在血浆仓1102的内腔体中呈现近乎饱和状态。
根据本发明的实施例，提供一种离心式微流控芯片的送盘装置，用于传送本发明提供的凝血检测的离心式微流控芯片至实验检测区进行光学检测。送盘装置包括上盘模块2和送盘模块3。
如图9所示本发明一个实施例中上盘模块的结构示意图，图10所示本发明一个实施例中上盘模块的内部结构示意图，图11所示本发明一个实施例中上盘模块的盘仓未放置微流控芯片的示意图。上盘模块2用于承载离心式微流控芯片，并带动离心式微流控芯片沿第一路径移动，这里所说的第一路径是指沿垂直于盘片1平面的竖直移动方向。
根据本发明的实施例，上盘模块2包括盘仓22、托盘块23以及盘仓外壳21。
盘仓22开设滑道2201，托盘块23穿过滑道2201伸入到盘仓22内部，并在滑道2201内沿第一路径移动。盘仓22内容纳（装载）离心式微流控芯片，当托盘块23沿第一路径移动时，将离心式微流控芯片抬起。
根据本发明的实施例，上盘模块2还包括第一丝杆电机26，以及连接支架25，第一丝杆电机26固定在连接支架25上。第一丝杆电机26的丝杆27通过第一连接块24与托盘块23固定连接，驱动托盘块23稳定的沿第一路径移动，从而将盘仓22内的离心式微流控芯片垂直抬起，并脱离盘仓22。
在一些优选的实施例中，盘仓22内配有防滑凸棱边2202，防止托盘块23在进行垂直运动抬起离心式微流控芯片的时候，盘仓22内的离心式微流控芯片发生转动。盘仓外壳21用于承载整个盘仓22以及内部装载的离心式微流控芯片。
当医务人员完成盘仓22以及内部离心式微流控芯片耗材的预装载步骤后，托盘块23在第一丝杆电机26的带动下沿竖直丝杠方向平稳抬升。托盘块23先缓步上升至与盘仓22内的离心式微流控芯片接触状态，然后托盘块23抬升时会带动盘仓22内部的离心式微流控芯片向上运动，在达到预定好的抬升距离后停止运动。
如图12所示本发明一个实施例中送盘模块的结构示意图，根据本发明的实施例，送盘模块3包括夹爪组件31和传送组件32。
送盘模块3用于夹持离心式微流控芯片，并带动离心式微流控芯片沿第二路径移动。这里所说的第二路径是指平行于盘片1平面的水平移动方向。
夹爪组件31用于夹持离心式微流控芯片，并且夹爪组件31响应传送组件32，带动离心式微流控芯片沿第二路径移动。
当上盘模块2将离心式微流控芯片抬起至预定位置后，夹爪组件31夹持离心式微流控芯片，带动离心式微流控芯片沿第二路径移动至实验检测区。
如图13所示本发明一个实施例中送盘模块的夹爪组件结构示意图，图14所示本发明一个实施例中夹爪组件的另一个视角的示意图，图15所示本发明一个实施例中左侧滑块、右侧滑块与中间滑块的配合示意图，根据本发明的实施例，夹爪组件31包括左夹爪3101、右夹爪3102、左侧滑块3104、右侧滑块3105、中间滑块3113，以及滑块承载件3103。
左夹爪3101和右夹爪3102响应第二丝杆电机3111，相向运动夹持离心式微流控芯片，或者相背运动释放对离心式微流控芯片的夹持。
根据本发明的实施例，中间滑块3113布置于左侧滑块3104和右侧滑块3105之间。左侧滑块3104与左夹爪3101固定连接，右侧滑块3105与右夹爪3102固定连接，第二丝杆电机3111固定在滑块承载件3103上，中间滑块3113与第二丝杆电机3111的输出轴3112固定连接。
滑块承载件3103开设第一滑槽3114，左侧滑块3104和右侧滑块3105嵌入到第一滑槽3114内。中间滑块3113两侧形成倾斜的斜面3117，在斜面3117上设置滑头3116，左侧滑块3104和右侧滑块3105开设与滑头3116匹配的第二滑槽3115，滑头3116嵌入到第二滑槽3115内。
根据本发明的实施例，滑块承载件3103固定在连接架3106上，连接架3106可以以上下滑动的方式连接在第一连接板3107的一侧面上，第一连接板3107的另一侧面连接第二连接块3108。第一连接板3107的顶端连接第二连接板3109，第二连接板3109固定第三丝杆电机3110。
第三丝杆电机3110的丝杆固定在连接架3106上，第三丝杆电机3110驱动连接架3106沿第一连接板3107的侧面竖直方向上下移动，从而带动滑块承载件3103以及左夹爪3101和右夹爪3102沿竖直方向上下移动。当离心式微流控芯片运送至光学检测位，左夹爪3101和右夹爪3102在第三丝杆电机3110的带动下沿垂直方向运动，将离心式微流控芯片放至检测位置。
如图16所示本发明一个实施例中左侧滑块与右侧滑块相向运动的原理图，图17所示本发明一个实施例中左侧滑块与右侧滑块相背运动的原理图，图18所示图16中的A-A剖视图。
根据本发明的实施例，当需要左侧滑块3104和右侧滑块3105相向运动时，第二丝杆电机3111驱动中间滑块3113沿第一方向运动（中间滑块3113远离左侧滑块3104和右侧滑块3105的运动方向，图16中箭头x的方向），左侧滑块3104和右侧滑块3105响应中间滑块3113沿第二方向运动（图16中相向的箭头所示的方向）相向运动，使左夹爪3101和右夹爪3102相向运动，夹持离心式微流控芯片。
具体地实施例中，中间滑块3113具有斜面3117，斜面3117上设置滑头3116，左侧滑块3104和右侧滑块3105开设与滑头3116匹配的第二滑槽3115，滑头3116嵌入到第二滑槽3115内。滑头3116嵌入第二滑槽3115内的端头位置的宽度M，大于滑头3116连接中间滑块3113位置的宽度m。
当滑头3116在第二滑槽3115内滑动时，通过滑头3116挤压第二滑槽3115的内壁，从而实现中间滑块3113拉伸左侧滑块3104和右侧滑块3105，使左侧滑块3104和右侧滑块3105在第一滑槽3114内相向滑动。
根据本发明的实施例，当需要左侧滑块3104和右侧滑块3105相背运动时，第二丝杆电机3111驱动中间滑块3113沿第一方向运动（中间滑块3113靠近左侧滑块3104和右侧滑块3105的运动方向，图17中箭头x’的方向），左侧滑块3104和右侧滑块3105响应中间滑块3113沿第二方向运动（图17中相背的箭头所示的方向）相背运动，使左夹爪3101和右夹爪3102相背运动，释放对离心式微流控芯片的夹持。
具体地实施例中，中间滑块3113具有斜面3117，斜面3117上设置滑头3116，左侧滑块3104和右侧滑块3105开设与滑头3116匹配的第二滑槽3115，滑头3116嵌入到第二滑槽3115内。滑头3116嵌入第二滑槽3115内的端头位置的宽度M，大于滑头3116连接中间滑块3113位置的宽度m。
当滑头3116在第二滑槽3115内滑动时，通过滑头3116挤压第二滑槽3115的内壁，从而实现中间滑块3113挤压左侧滑块3104和右侧滑块3105，使左侧滑块3104和右侧滑块3105在第一滑槽3114内相背滑动。
回到图12所示的送盘模块，结合图12和图13，根据本发明的实施例，传送组件32包括承载板3201，承载板3201固定驱动滚筒3202、从动滚筒3203、滑轨3207。承载板3201通过第三连接板3206固定电机3205。应当理解，承载板3201作为一个载体，确保夹爪组件31工作的空间。
驱动滚筒3202与从动滚筒3203之间布置传送带3204，电机3205的输出轴连接驱动滚筒3202。传送带3204通过第二连接块3108固定夹爪组件31，带动夹爪组件31沿第二路径移动，即平行于左夹爪3101与右夹爪3102夹持的离心式微流控芯片平面的水平方向移动。
根据本发明的实施例，滑轨3207上设置有沿滑轨3207滑动的滑块3209，当传送带3204带动夹爪组件31沿第二路径移动时，滑块3209沿滑轨3207滑动。
具体的实施例中，第二连接块3108的下表面与传送带3204固定，第二连接块3108的一个侧面连接第一连接板3107，另一侧面连接滑块3209。滑轨3207上开设凹槽3208，滑块3209嵌入到凹槽3208中，沿凹槽3208滑动。
当传送带3204通过第二连接块3108带动夹爪组件31沿第二路径移动时，滑块3209在凹槽3208内沿滑轨3207滑动，从而保证夹爪组件31稳定的沿水平方向传送离心式微流控芯片。
当上盘模块2将离心式微流控芯片提升到与送盘模块3的左夹爪3101和右夹爪3102水平的位置时，第二丝杆电机3111驱动中间滑块3113远离左侧滑块3104和右侧滑块3105运动，左侧滑块3104和右侧滑块3105响应中间滑块3113相向运动，使左夹爪3101和右夹爪3102相向运动，夹持离心式微流控芯片。夹爪组件31夹持离心式微流控芯片后，整个夹爪组件31在传送带3204的带动下沿承载板3201上的滑轨3207进行水平运动，将离心式微流控芯片运送至光学检测位。第三丝杆电机3110驱动连接架3106沿第一连接板3107的侧面竖直方向运动，从而带动滑块承载件3103以及左夹爪3101和右夹爪3102沿垂直方向运动，将离心式微流控芯片放下等待后续操作。
根据本发明的实施例，提供一种离心式微流控芯片的血浆分离取样方法，包括如下方法步骤：
步骤S1、全血离心仓1101添加全血样本。
步骤S2、离心式微流控芯片旋转，对全血样本的血浆离心分离，使血浆进入血浆仓1102，血细胞沉淀物进入血细胞沉淀仓1103。
离心式微流控芯片以转速
Figure 807809DEST_PATH_IMAGE001
以逆时针方向旋转时间
Figure 449006DEST_PATH_IMAGE002
,从而实现血浆和 血细胞的完全分离，血浆进入血浆仓1102，血细胞沉淀物进入血细胞沉淀仓1103。
步骤S3、离心式微流控芯片停止旋转，取样针刺穿血浆仓1102上侧的第一覆膜13，定量抽取血浆，并将血浆添加至血浆加样仓1201。
如图19所示本发明一个实施例中取样针刺穿一第覆膜的过程示意图，待全血分离完全之后，取样针16在血浆仓1102的第一覆膜13处穿刺，实现由外部抽取血浆15。取样针16将取到的离心血浆样本通过血浆加样仓1201的第二加样孔1207添加到血浆加样仓1201内。
根据本发明的实施例，取样针定量抽取血浆包括如下方法步骤：
步骤S31、取样针16缓慢刺穿血浆仓1102上侧的第一覆膜13。
步骤S32、取样针16插入血浆仓1102内，下降至标定的安全采液位，定量抽取血浆15。
如图20所示本发明一个实施例中取样针下降至标定的安全采液位的示意图，取样针16在血浆仓1102内缓慢下降至标定的安全采液位。
考虑到刺穿型取样针的尖端采血特性，为了保护第二覆膜14，取样针16需要综合测试采血量以及对于第二覆膜14保护等因素，要进行安全液位标定取血。
如图21所示本发明一个实施例中取样针尖端斜面的竖直高度计算过程示意图，安全采液位按照如下方法标定计算：
计算取样针16尖端斜面的竖直高度，以及计算取样针16实际行程与理想行程的差值。
已知
Figure 807306DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 951980DEST_PATH_IMAGE017
，则
Figure 3112DEST_PATH_IMAGE018
可以进一步确定，其中
Figure 866026DEST_PATH_IMAGE018
为取样针16尖端斜面的竖直高度，
Figure 887072DEST_PATH_IMAGE016
为取 样针16的外径,
Figure 883322DEST_PATH_IMAGE017
为取样针16尖端斜面与竖直方向的夹角。
Figure 839777DEST_PATH_IMAGE019
在取样针16进行穿刺第一覆膜13时，取样针16接触到第一覆膜13时，会有轻微阻力，该阻力会影响取样针16下降至标定血浆液位的精准度，即
Figure 924407DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 890089DEST_PATH_IMAGE021
为取样针16的垂直方向实际行程与理想行程的差值，
Figure 743776DEST_PATH_IMAGE022
为第一覆膜13的 厚度，
Figure 730186DEST_PATH_IMAGE023
为误差系数，实施例中取
Figure 567692DEST_PATH_IMAGE024
。
标定的安全采液位为：取样针16尖端斜面的竖直高度
Figure 805907DEST_PATH_IMAGE018
与取样针16实际行程与理 想行程的差值
Figure 45258DEST_PATH_IMAGE021
之和：
Figure 98444DEST_PATH_IMAGE025
步骤S4、离心式微流控芯片旋转，使血浆进入反应仓1202。
离心式微流控芯片以转速
Figure 423246DEST_PATH_IMAGE003
以逆时针方向旋转时间
Figure 730731DEST_PATH_IMAGE004
，将血浆15运送 到反应仓1202。
步骤S5、离心式微流控芯片停止旋转，向试剂加样仓添加试剂。
根据本发明的实施例，试剂加样仓包括第一试剂加样仓1205和第二试剂加样仓1206，试剂加样过程为：
步骤S51、离心式微流控芯片停止旋转，向第一试剂加样仓1205添加试剂。
步骤S52、离心式微流控芯片旋转，使试剂进入反应仓1202，以及使反应仓1202内的血浆15与试剂充分混合。
离心式微流控芯片，以转速
Figure 90168DEST_PATH_IMAGE005
将试剂运送到反应仓1202后，以转速
Figure 965851DEST_PATH_IMAGE007
进行混合，持续时间
Figure 777949DEST_PATH_IMAGE006
，使试剂进入反应仓1202，以及使反应仓1202内的血浆15与试剂充 分混合。
步骤S53、离心式微流控芯片停止旋转，向第二试剂加样仓1206添加试剂。
步骤S54、离心式微流控芯片旋转，对试剂预热，并使试剂进入反应仓1202，与反应仓1202内的血浆15充分混合、反应。
离心式微流控芯片，以转速
Figure 889125DEST_PATH_IMAGE009
运行
Figure 568980DEST_PATH_IMAGE008
给试剂预温，之后以转速
Figure 474620DEST_PATH_IMAGE011
将试剂运送到反应仓1202，以转速
Figure 180538DEST_PATH_IMAGE007
进行混合，持续时间
Figure 829826DEST_PATH_IMAGE008
。
离心式微流控芯片，以转速
Figure 773642DEST_PATH_IMAGE012
持续时间
Figure 378411DEST_PATH_IMAGE010
进行反应和光学检测。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种离心式微流控芯片，其特征在于，所述离心式微流控芯片包括：
盘片，
所述盘片至少包括多个血浆分离单元，以及与多个所述血浆分离单元隔离的多个血浆反应单元，
当所述血浆分离单元分离出血浆后，通过外部取样针定量抽取血浆，加入到所述血浆反应单元；
第一覆膜和第二覆膜，
所述第一覆膜胶粘在所述盘片的上表面，所述第二覆膜胶粘在所述盘片的下表面；
其中，所述血浆分离单元包括：
血浆仓、全血离心仓、血细胞沉淀仓，以及回转通道，
所述血浆仓贯通所述盘片，并且，所述第一覆膜和所述第二覆膜分别覆盖所述血浆仓的上下两侧；
所述全血离心仓与所述血浆仓通过第一流道连通，所述血浆仓与所述血细胞沉淀仓通过第二流道连通；
所述回转通道通过回转的方式，连通所述血浆仓与所述血细胞沉淀仓，并且，所述回转通道的回转拐角距离盘片中心的距离，小于所述血浆仓距离盘片中心的距离。
2.根据权利要求1所述的离心式微流控芯片，其特征在于，所述血浆反应单元包括：
血浆加样仓和反应仓，所述血浆加样仓通过第三流道连通所述反应仓，并且，
所述第三流道靠近所述反应仓的位置设置前置仓，所述前置仓的深度大于所述第三流道的深度。
3.根据权利要求2所述的离心式微流控芯片，其特征在于，所述血浆反应单元还包括：
试剂加样仓，所述试剂加样仓与所述第三流道连通。
4.根据权利要求1所述的离心式微流控芯片，其特征在于，所述第一覆膜和/或所述第二覆膜包括：PET层，
沿所述PET层的第一侧面依次贴合第一胶层和第一离型膜，沿所述PET层的第二侧面依次贴合第二胶层和第二离型膜；
其中，所述第一离型膜为亲水性材质，亲水角为
Figure 182873DEST_PATH_IMAGE001
；所述第二离型膜为疏水性材 质，疏水角为
Figure 37696DEST_PATH_IMAGE002
。
5.一种送盘装置，其特征在于，所述送盘装置用于传送权利要求1至4中任意一项权利要求所述的离心式微流控芯片。
6.根据权利要求5所述的送盘装置，其特征在于，所述送盘装置包括：
上盘模块和送盘模块，
所述上盘模块，用于承载所述离心式微流控芯片，并带动所述离心式微流控芯片沿第一路径移动；
其中，所述上盘模块包括：盘仓、托盘块和第一丝杆电机，
所述盘仓开设滑道，所述托盘块穿过所述滑道伸入到所述盘仓内部，并在所述滑道内沿第一路径移动；
所述盘仓内容纳所述离心式微流控芯片，当所述托盘块沿第一路径移动时，将所述离心式微流控芯片抬起；
所述第一丝杆电机的丝杆与所述托盘块连接，驱动所述托盘块沿第一路径移动；
所述送盘模块，用于夹持所述离心式微流控芯片，并带动所述离心式微流控芯片沿第二路径移动；
其中，所述送盘模块包括：夹爪组件和传送组件，
所述夹爪组件，用于夹持所述离心式微流控芯片，并且，所述夹爪组件响应所述传送组件，带动所述离心式微流控芯片沿第二路径移动；
其中，所述夹爪组件包括：
左夹爪和右夹爪，左侧滑块和右侧滑块，以及布置于所述左侧滑块和所述右侧滑块之间的中间滑块；
所述左夹爪和所述右夹爪响应第二丝杆电机，相向运动夹持所述离心式微流控芯片，或者相背运动释放所述离心式微流控芯片；
所述左侧滑块与所述左夹爪固定，所述右侧滑块与所述右夹爪固定，所述中间滑块与所述第二丝杆电机的输出轴连接；
当所述第二丝杆电机驱动所述中间滑块沿第一方向运动时，所述左侧滑块和所述右侧滑块响应所述中间滑块沿第二方向运动，使所述左夹爪和所述右夹爪相向或相背运动。
7.根据权利要求6所述的送盘装置，其特征在于，所述夹爪组件还包括：
滑块承载件，
所述滑块承载件开设第一滑槽，所述左侧滑块和所述右侧滑块嵌入到所述第一滑槽内；
所述中间滑块两侧形成倾斜的斜面，在所述斜面上设置滑头，所述左侧滑块和所述右侧滑块开设与所述滑头匹配的第二滑槽；
当所述滑头在所述第二滑槽内滑动时，挤压或者拉伸所述左侧滑块和所述右侧滑块，使所述左侧滑块和所述右侧滑块在所述第一滑槽内滑动。
8.根据权利要求6所述的送盘装置，其特征在于，所述传送组件包括：
承载板，
所述承载板固定驱动滚筒和从动滚筒，所述驱动滚筒与所述从动滚筒之间布置有传送带；
所述传送带上固定所述夹爪组件，带动所述夹爪组件沿第二路径移动；
其中，所述承载板上固定电机，所述电机的输出轴连接所述驱动滚筒；
所述承载板上还固定滑轨，所述滑轨上设置有沿所述滑轨滑动的滑块，
当所述传送带带动所述夹爪组件沿第二路径移动时，所述滑块沿所述滑轨滑动。
9.一种血浆分离取样方法，其特征在于，所述取样方法利用如权利要求1-4任意一项所述的离心式微流控芯片，所述方法包括如下方法步骤：
全血离心仓添加全血样本；
离心式微流控芯片旋转，对所述全血样本的血浆离心分离，使血浆进入血浆仓，血细胞沉淀物进入血细胞沉淀仓；
离心式微流控芯片停止旋转，取样针刺穿血浆仓上侧的第一覆膜，定量抽取血浆，并将血浆添加至血浆加样仓；
离心式微流控芯片旋转，使血浆进入反应仓；
离心式微流控芯片停止旋转，向试剂加样仓添加试剂；其中，所述试剂加样仓包括第一试剂加样仓和第二试剂加样仓，试剂加样过程为：
离心式微流控芯片停止旋转，向第一试剂加样仓添加试剂；
离心式微流控芯片旋转，使试剂进入反应仓，以及使反应仓内的血浆与试剂充分混合；
离心式微流控芯片停止旋转，向第二试剂加样仓添加试剂；
离心式微流控芯片旋转，对试剂预热，并使试剂进入反应仓，与反应仓内的血浆充分混合、反应。
10.根据权利要求9所述的血浆分离取样方法，其特征在于，取样针定量抽取血浆包括如下方法步骤：
取样针刺穿血浆仓上侧的第一覆膜；
取样针插入血浆仓内，下降至标定的安全采液位，定量抽取血浆；
其中，所述安全采液位按照如下方法标定计算：
计算取样针尖端斜面的竖直高度，以及计算取样针实际行程与理想行程的差值；
标定的安全采液位为：所述取样针尖端斜面的竖直高度与所述取样针实际行程与理想行程的差值之和。
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