CN204544220U - 一种旋转离心全血分离芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种旋转离心全血分离芯片，通过施加离心力绕一旋转轴旋转，它包括芯片基体、全血取血管道、全血隔离腔、微流体通道、试剂池、血清分离管道、储血池、血清试剂混合池、反应池和废液池；沿与旋转轴垂直的径向方向，在芯片基体一端设有全血取血管道；位于全血取血管道出口处设置有全血隔离腔，全血隔离腔另一端沿与旋转轴垂直的径向方向通过微流通道和血清分离管道中部连通；试剂池通过微流体管道和血清分离管道中部连通；血清分离管道一端连接储血池，另一端连接血清试剂混合池；血清试剂混合池一侧通过微流通道依次连接反应池和废液池。本实用新型能使血清分离的操作整合到芯片上，简化血清分离步骤，能广泛在微流控芯片领域中应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微流控芯片，特别是关于一种旋转离心全血分离芯片。
背景技术
在微流控技术中，如何检测样本的研究一直发展迅速并且成为当前检测方法中不可或缺的一部分。同时，样本分离等前处理技术同样作为微流控技术中不可或缺的一部分，而如何在样本检测前将样本进行分离的技术却一直发展缓慢，并已经成为制约整个分析过程中的瓶颈，阻碍着微流控芯片技术的发展。现有的样品前处理技术往往只能在芯片外处理，无法整合到芯片上，因此需要多个分离操作步骤以及较多的样品才能完成对样品的分离，所以对样品和试剂的消耗非常大，尤其对一些珍贵的样品，检测变得十分困难。
现有的全血血清分离技术只能在芯片外处理，无法整合到芯片上，因此往往操作繁琐费时，劳动强度大，难以实现自动化，并且所需较多的全血样品才能完成对血清的分离，因此对全血样品和试剂的消耗非常大，尤其对一些珍贵的血液样品，检测变得十分困难。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种旋转离心全血分离芯片，其能使血清分离的操作整合到芯片上，大大简化了血清分离的各个步骤，避免了以往微量全血血清分离的繁琐操作。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种旋转离心全血分离芯片，通过施加离心力绕一旋转轴旋转，其特征在于：它包括芯片基体、全血取血管道、全血隔离腔、微流体通道、试剂池、血清分离管道、储血池、血清试剂混合池、反应池和废液池；沿与旋转轴垂直的径向方向，在所述芯片基体一端设有所述全血取血管道；位于所述全血取血管道出口处设置有所述全血隔离腔，所述全血隔离腔另一端沿与旋转轴垂直的径向方向通过所述微流通道和血清分离管道中部连通；所述试剂池通过微流体管道和血清分离管道中部连通；所述血清分离管道一端连接所述储血池，另一端连接所述血清试剂混合池；所述血清试剂混合池一侧通过微流通道依次连接所述反应池和废液池。
所述芯片基体采用扇形结构。
位于所述全血取血管道的内壁设置有亲水膜。
所述微流通道包括第一连接管、连接支管、第二连接管和第三连接管，所述全血隔离腔通过所述第一连接管与所述血清分离管道中部连通，所述第一连接管中部侧壁通过所述连接支管与所述试剂池连通；所述血清试剂混合池一侧通过所述第二连接管连接所述反应池入口，所述反应池出口通过所述第三连接管连接所述废液池。
所述全血取血管道采用内腔体积为固定的管道；所述血清分离管道和储血池的总体积小于等于所述全血取血管道的内腔体积；储血池总体积为全血取血管道总体积的40％～60％。
所述血清分离管道呈倾斜设置，所述血清分离管道上用于连接所述储血池的一端与所述旋转轴间的距离大于用于连接所述血清试剂混合池的一端与所述旋转轴间的距离。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型采用在芯片基体上设置储血池、全血隔离腔、全血取血管道、亲水膜、试剂池、血清试剂混合池、反应池、废液池和血清分离管道，实现了微量血液的采集、血液分离、血清提取、血清定量、试剂预装、血清与试剂混合、混合液体分配等多种功能的相集合，使得血清分离的操作整合到芯片上，克服了现有的血液样本前处理技术只能在芯片外处理，无法整合到芯片上，从全血中分离血清的步骤往往操作复杂繁琐，效率低的问题。2、本实用新型由于全血取血管道采用内腔体积为固定的管道，因此可以实现定量采集全血。3、本实用新型的全血分离芯片中血清分离管道倾斜设置能够一次性完成对微量血液样品的分离、提取、定量，简化了后续的血清与试剂的混合，使得血清分离的操作整合到芯片上，大大简化了血清分离芯片的结构，避免了以往微量全血血清分离的繁琐操作。4、本实用新型的全血分离芯片具有成本低、体积小、重量轻、易携带、防污染、所需样品和试剂少等多种优点，同时操作简便、集成度高，工艺简单、易于实现。本实用新型可以广泛在微流控芯片领域中应用。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是本实用新型全血取血通道采集全血的过程示意图；
图3是本实用新型全血取血通道内的全血进入储血池和血清分离管道的过程示意图；
图4是本实用新型试剂池注入试剂的过程示意图；
图5是本实用新型缓冲液池内试剂进入血清分离管和血清试剂混合池的过程示意图；
图6是本实用新型混合池中的混合液体进入反应池和废液池的过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型提供一种旋转离心全血分离芯片，通过施加离心力使芯片绕一旋转轴旋转，其包括芯片基体1、全血取血管道2、亲水膜3、全血隔离腔4、微流体通道、试剂池5、血清分离管道6、储血池7、血清试剂混合池8、反应池9和废液池10。沿与旋转轴垂直的径向方向，在芯片基体1一端设置有全血取血管道2，位于全血取血管道2的内壁设置有亲水膜3，用于更好的将全血吸入全血取血管道2内。位于全血取血管道2出口处设置有全血隔离腔4，全血隔离腔4另一端沿与旋转轴垂直的径向方向通过微流通道与血清分离管道6中部连通，试剂池5通过微流体管道和血清分离管道6中部连通。血清分离管道6一端连接储血池7，另一端连接血清缓冲液混合池8。血清试剂混合池8一侧通过微流通道依次连接反应池9和废液池10。
上述实施例中，芯片基体1采用扇形结构。
上述各实施例中，全血取血管道2采用内腔体积为固定的管道，以实现定量采集全血的作用；并且血清分离管道6和储血池7的总体积小于等于全血取血管道2的内腔体积，且储血池7总体积为全血取血管道2总体积的40％～60％。
上述各实施例中，微流通道包括第一连接管11、连接支管12、第二连接管13和第三连接管14，全血隔离腔4通过第一连接管11与血清分离管道6中部连通，第一连接管11中部侧壁通过连接支管12与试剂池5连通。血清试剂混合池8一侧通过第二连接管13连接反应池9入口，反应池9出口通过第三连接管14连接废液池10。上述各实施例中，血清分离管道6呈倾斜设置，血清分离管道6上用于连接储血池7的一端与旋转轴间的距离大于用于连接血清试剂混合池8的一端与旋转轴间的距离。
如图2～图6所示，本实用新型在使用时，其工作流程如下：
1)如图2所示，通过全血取血通道2和亲水膜3的作用，全血被定量的吸入全血取血通道2；
2)如图3所示，将吸入全血的芯片基体1以3000rpm进行离心后，全血取血管道2内的全血进入储血池7和血清分离管道6，由于离心力作用以及血清分离管道6的倾斜角度，血细胞与血清分离，血细胞进入储血池7，血清进入血清分离管道6。
3)如图4所示，在试剂池5内加入试剂。
4)如图5所示，将加入试剂后的芯片基体1再次以3000rpm进行离心后，试剂进入血清分离管6，与分离得到的血清一起进入血清试剂混合池8。
5)如图6所示，将芯片基体1再次以6000rpm进行离心，血清试剂混合池8中的混合液体进入反应池9与废液池10。
通过上述步骤1)至步骤5)可知，本实用新型的全血分离芯片能够在同一张芯片上一次性完成微量血液样品的采集、定量、分离、提取、试剂预装、样品与试剂混合、混合液体分配等多种功能的相集合，简化了血清分离的各个步骤，避免了以往微量全血血清分离的繁琐操作。
上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
Claims (10)
1.一种旋转离心全血分离芯片，通过施加离心力绕一旋转轴旋转，其特征在于：它包括芯片基体、全血取血管道、全血隔离腔、微流体通道、试剂池、血清分离管道、储血池、血清试剂混合池、反应池和废液池；沿与旋转轴垂直的径向方向，在所述芯片基体一端设有所述全血取血管道；位于所述全血取血管道出口处设置有所述全血隔离腔，所述全血隔离腔另一端沿与旋转轴垂直的径向方向通过所述微流通道和血清分离管道中部连通；所述试剂池通过微流体管道和血清分离管道中部连通；所述血清分离管道一端连接所述储血池，另一端连接所述血清试剂混合池；所述血清试剂混合池一侧通过微流通道依次连接所述反应池和废液池。
2.如权利要求1所述的一种旋转离心全血分离芯片，其特征在于：所述芯片基体采用扇形结构。
3.如权利要求1所述的一种旋转离心全血分离芯片，其特征在于：位于所述全血取血管道的内壁设置有亲水膜。
4.如权利要求2所述的一种旋转离心全血分离芯片，其特征在于：位于所述全血取血管道的内壁设置有亲水膜。
5.如权利要求1～4任一项所述的一种旋转离心全血分离芯片，其特征在于：所述微流通道包括第一连接管、连接支管、第二连接管和第三连接管，所述全血隔离腔通过所述第一连接管与所述血清分离管道中部连通，所述第一连接管中部侧壁通过所述连接支管与所述试剂池连通；所述血清试剂混合池一侧通过所述第二连接管连接所述反应池入口，所述反应池出口通过所述第三连接管连接所述废液池。
6.如权利要求1～4任一项所述的一种旋转离心全血分离芯片，其特征在于：所述全血取血管道采用内腔体积为固定的管道；所述血清分离管道和储血池的总体积小于等于所述全血取血管道的内腔体积；储血池总体积为全血取血管道总体积的40％～60％。
7.如权利要求5所述的一种旋转离心全血分离芯片，其特征在于：所述全血取血管道采用内腔体积为固定的管道；所述血清分离管道和储血池的总体积小于等于所述全血取血管道的内腔体积；储血池总体积为全血取血管道总体积的40％～60％。
8.如权利要求1～4、7任一项所述的一种旋转离心全血分离芯片，其特征在于：所述血清分离管道呈倾斜设置，所述血清分离管道上用于连接所述储血池的一端与所述旋转轴间的距离大于用于连接所述血清试剂混合池的一端与所述旋转轴间的距离。
9.如权利要求5所述的一种旋转离心全血分离芯片，其特征在于：所述血清分离管道呈倾斜设置，所述血清分离管道上用于连接所述储血池的一端与所述旋转轴间的距离大于用于连接所述血清试剂混合池的一端与所述旋转轴间的距离。
10.如权利要求6所述的一种旋转离心全血分离芯片，其特征在于：所述血清分离管道呈倾斜设置，所述血清分离管道上用于连接所述储血池的一端与所述旋转轴间的距离大于用于连接所述血清试剂混合池的一端与所述旋转轴间的距离。
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