CN205176030U - 全集成血液生化检测芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全集成血液生化检测芯片，包括一主体和一扣合在所述主体的顶面的盖板；在所述主体的顶面分别开设有一样品定量池、一样品定量分离池、一稀释液池、一稀释液定量池和一混合池；所述样品定量池的进口开设在所述主体的侧壁上，所述样品定量池的出口通过一第一微流道连接所述样品定量分离池的进口，所述样品定量分离池的出口通过一第二微流道连接所述混合池的进口；所述稀释液定量池的出口通过一第三微流道连接所述混合池的另一个进口；在所述主体的顶面还间隔设置有多个反应检测池，各所述反应检测池的进口均与一第四微流道连接，所述第四微流道的始端连接所述混合池的出口，所述第四微流道的末端延伸至所述主体的侧壁且与大气相通。

Description

全集成血液生化检测芯片

技术领域

本实用新型涉及一种全集成血液生化检测芯片，属于医用器械领域。

背景技术

随着人们对自身健康水平、环境污染、食品及药品安全等问题的日益关注，构建集成、自动化、便携的检测系统已成为疾病快速诊断、人们自身健康和所处环境污染情况监测的重要发展方向。

目前医院及检验机构使用的全自动生化分析仪采用机械手来完成各种移液操作，具有操作步骤多、使用的耗材独立多样等不足。虽然这类仪器能对多样品的多个指标进行快速、自动化分析，但系统体积庞大、价格昂贵、操作复杂，需要配备多样的耗材、复杂的样品前处理设备和专业的操作人员，并需要由专业人员定期进行试剂的校正和仪器维护。其中若分析全血样本，则需独立的离心机来分离血清或血浆，然后人工转移到全自动生化分析仪上完成后续操作，需要较多的人工干预，不符合“样品进-结果出”的自动化检测需求。此外，虽然现有的自动化生化分析仪每小时能进行几百个反应的检测，但对每个样品来说检测周期仍然很长，因此不合适快速现场检测的需求。

另一方面，随着环境污染和人们生活方式的改变，各种慢性病如糖尿病的发病率居高不下。这些慢病患者需要时常监测自身的生理指标以控制和延缓病情的发展。如糖尿病患者需要较频繁地监测血糖等生化指标，频繁去医院进行常规生化检测是不现实的。目前市场上已有成熟的便携式血糖检测产品，但这些装置检测指标单一，不能满足糖尿病等慢性病患者较为全面监控自身生化指标的需要。

综上所述，针对血液生化检测，医院等检验机构采用的全自动生化分析仪虽然具有高通量等特点，但难以满足快速现场检测及患者自检的需求。而市场上现有的一些便携式检测装置如血糖仪，虽然可以个人使用，但检测指标单一，不能满足患者较为全面监控自身健康水平的目的。因此急需开发适合现场检测的便携式、自动化、全集成、多指标的血液生化分析装置。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够实现全自动、多指标的快速检测且便携的全集成血液生化检测芯片。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种全集成血液生化检测芯片，其特征在于：包括一主体和一扣合在所述主体的顶面的盖板；在所述主体的顶面分别开设有一样品定量池、一样品定量分离池、一稀释液池、一稀释液定量池和一混合池；所述样品定量池的进口开设在所述主体的侧壁上，所述样品定量池的出口通过一第一微流道连接所述样品定量分离池的进口，所述样品定量分离池的出口通过一第二微流道连接所述混合池的进口；所述稀释液定量池的出口通过一第三微流道连接所述混合池的另一个进口；在所述主体的顶面还间隔设置有多个反应检测池，各所述反应检测池的进口均与一第四微流道连接，所述第四微流道的始端连接所述混合池的出口，所述第四微流道的末端延伸至所述主体的侧壁且与大气相通。

所述主体呈扇形，所述样品定量池、样品定量分离池和混合池顺次沿所述主体的径向分布，所述样品定量池的进口开设在所述主体的靠近圆心处的侧壁上；所述稀释液池和稀释液定量池顺次沿所述主体的径向分布且所述稀释液池靠近所述主体的圆心；各所述反应检测池靠近所述主体的边缘且沿周向均匀分布。

所述主体呈环形，所述样品定量池、样品定量分离池和混合池顺次沿所述主体的径向分布，所述样品定量池的进口开设在所述主体的内圈侧壁上；所述稀释液池和稀释液定量池顺次沿所述主体的径向分布且所述稀释液池靠近所述主体的内圈；各所述反应检测池靠近所述主体的外圈边缘且沿周向均匀分布。

在所述主体的侧壁上开设两个排气孔，其中一所述排气孔通过一第五微流道与所述混合池连接，另一所述排气孔通过一第六微流道与所述稀释液定量池连接。

所述稀释液池与所述稀释液定量池通过一石蜡阀连接。

所述稀释液池与所述稀释液定量池紧邻；在所述盖板与所述主体之间还设置一中层，所述中层为透明粘性薄膜；在位于所述稀释液池上方的所述盖板上设置有一第一镂空结构，在位于所述稀释液池与所述稀释液定量池紧邻部分上方的所述盖板上设置有一第二镂空结构。

所述主体和盖板均由透明的塑料材质制成。

位于每一所述反应检测池上方的所述盖板上设置一第三镂空结构。

各所述反应检测池按照职能划分为反应池、样品空白对照池、校正池和溢流池；其中，所述溢流池为最靠近所述第四微流道末端的一个所述反应检测池；各所述反应池中固定有冻干的血液生化指标的检测试剂。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型将血样采集、血清或血浆分离、定量输运和混合、反应和检测等功能全部集成在一起，无需额外的血液前处理设备，并且操作过程简便，无需专业人员操作。2、本实用新型适合与小型化的检测设备配合使用，适合现场检测和患者自检。

附图说明

图1是实施例一的外部结构示意图；

图2是实施例一省略部分盖板后的结构示意图；

图3是实施例一主体的结构示意图；

图4是本实用新型在使用时的示意图；

图5是实施例二主体的结构示意图；

图6是实施例三主体的结构示意图；

图7是实施例三省略部分盖板和部分中层的结构示意图；

图8是实施例三被挤压柱挤压的变形示意图，其中，图(a)代表挤压前，图(b)代表挤压过程中，图(c)代表挤压完成；

图9是实施例四主体的结构示意图。

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。

实施例一：

如图1、图2所示，本实施例包括一呈扇形的主体1和一扣合在主体1顶面上的盖板2。

如图3所示，在主体1的顶面分别开设有一样品定量池3、一样品定量分离池4、一稀释液池5、一稀释液定量池6和一混合池7。其中，样品定量池3、样品定量分离池4和混合池7顺次沿主体1的径向分布，并且样品定量池3的进口开设在主体1的靠近圆心处的侧壁上。样品定量池3的出口通过一微流道8连接样品定量分离池4的进口，样品定量分离池4的出口通过一微流道9连接混合池7的进口。稀释液池5和稀释液定量池6顺次沿主体1的径向分布且稀释液池5靠近主体1的圆心方向。稀释液池5与稀释液定量池6之间通过一阀10连接。稀释液定量池6的出口通过一微流道11连接混合池7的另一个进口。在主体1的顶面沿圆周方向间隔分布多个反应检测池12，各反应检测池12的进口均与一微流道13连接，微流道13的始端连接混合池7的出口，末端延伸至主体1的侧壁且与大气连通。

进一步地，样品定量池3具有亲水特性，当样品定量池3的进口与液体样品接触时能通过毛细作用将样品自动吸入样品定量池3内。微流道8具有不亲水的特性，具有界面阀的作用，确保样品只停留在样品定量池3中，因此样品定量池3的容积决定了自动进样的样品体积。

进一步地，在主体1的侧壁上还开设两个排气孔14，其中一个排气孔14通过一微流道15与混合池7连接，另一个排气孔14通过一微流道16与稀释液定量池6连接。

进一步地，各反应检测池12按照其职能划分为反应池、样品空白对照池、校正池和溢流池，其中，溢流池为最靠近微流道13末端的一个反应检测池12，而反应池、样品空白对照池和校正池的位置可以根据实际需要进行排布。反应池中含有预先固定的生化反应底物，是生化反应所在区域；样品空白对照池中用于测量溶液的本底信号；校正池中预固定有仪器检测所需的校正物质。

进一步地，各反应池中的生化反应底物为不同的冻干的血液生化指标的检测试剂，包括谷丙转氨酶、谷草转氨酶、谷氨酰转肽酶、碱性磷酸酶、胆碱酯酶、丙氨酸氨基转移酶、天门冬氨酸氨基转移酶、γ-谷氨酞基转移酶、总蛋白、白蛋白、糖化白蛋白、总胆红素、直接胆红素、氨、尿素、肌酐、尿酸、葡萄糖、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度低蛋白、极低密度脂蛋白、载脂蛋白A1、载脂蛋白B、钙、氯、铁、磷、钠、钾、二氧化碳。

进一步地，主体1和盖板2均由透明的塑料材质制成，以便于检测过程中的观察。

进一步地，阀10采用石蜡阀。

进一步地，在稀释液池5中预先封装有稀释液；另外，也可以在稀释液池5处留有稀释液进样孔，在芯片使用时才加入稀释液。

利用本实用新型所述的芯片进行检测的过程如下：

1)将芯片样品定量池3的进口与血液样本接触几秒，血液样品自动吸入样品定量池3，然后将芯片放置在托盘17上(如图4所示)，托盘17与一电机(如图未示出)的转轴连接。

2)打开阀10，并启动电机，芯片在电机的带动下以3000转/分钟的速度旋转；血液样品在离心力的作用下由样品定量池3进入样品定量分离池4，血液样品中的固态颗粒在离心力作用下沉降到样品定量分离池4的底部；同时阀10打开后，稀释液在离心力作用下由稀释液池5进入稀释液定量池6。

3)关闭电机，停止旋转后血清会在毛细力的作用下进入微流道9；稀释液会进入微流道11。

4)再次启动电机，旋转芯片，定量的血清进入混合池7，同时稀释液由稀释液定量池6进入混合池7与分离出的血清或血浆混合。

5)静置芯片，混合池7中的混合液会充满微流道13。

6)再次启动电机，旋转芯片，混合池7中的溶液会在离心力的作用下经过微流道13将反应检测池12逐个填满，多余的样品进入溢流池中，完成样品的分配。微流道13中不残留液体，避免了不同反应检测池12之间溶液的接触，杜绝了交叉污染的可能。

7)其后分配的样品会溶解反应检测池12中预装的反应试剂，在37摄氏度的温度孵育下进行生化反应并被检测。

实施例二：

如图5所示，本实施例与实施例一的区别在于：本体1为环形；样品定量池3的进口开设在主体1的内圈侧壁上，内圈的直径比手指的直径略大，以便于在手指上采集血液样品。微流道13的末端亦延伸至主体1的内圈侧壁且与大气连通。

进一步地，与微流道15、微流道16连接的两个排气孔14开设在本体1的内圈侧壁上。

实施例三：

如图6、图7所示，本实施例与实施例一的区别在于：稀释液池5与稀释液定量池6之间紧邻但不连通(不再设置阀10)；在主体1与盖板2之间还设置一中层18，中层18为透明粘性薄膜；在位于稀释液池5上方的盖板2上设置有一镂空结构19，在位于稀释液池5与稀释液定量池6紧邻部分上方的盖板2上设置有一镂空结构20。在芯片工作过程中，稀释液池5与稀释液定量池6的紧邻部分能够充当“阀”的作用，如图8所示，芯片放置在托盘17上后，挤压柱21将通过镂空结构19下压，使得中层18变形剥离，从而实现稀释液池5与稀释液定量池6的连通。

进一步地，在位于每一反应检测池12上方的盖板2上设置一镂空结构22，其一个作用是当盖板2采用不透明材料时，镂空结构22便于检测位置光通过而其它位置光被屏蔽，另一个作用是避免芯片加工及用户使用时直接接触光学采集位置影响吸光度检测。

实施例四：

如图9所述，本实施例与实施例三的区别仅在于，本体1为环形；样品定量池3的进口开设在主体1的内圈侧壁上，内圈的直径比手指的直径略大，以便于在手指上采集血液样品。微流道13的末端亦延伸至主体1的内圈侧壁且与大气连通。

进一步地，与微流道15、微流道16连接的两个排气孔14开设在本体1的内圈侧壁上。

本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接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 (9)

1.一种全集成血液生化检测芯片，其特征在于：包括一主体和一扣合在所述主体的顶面的盖板；在所述主体的顶面分别开设有一样品定量池、一样品定量分离池、一稀释液池、一稀释液定量池和一混合池；所述样品定量池的进口开设在所述主体的侧壁上，所述样品定量池的出口通过一第一微流道连接所述样品定量分离池的进口，所述样品定量分离池的出口通过一第二微流道连接所述混合池的进口；所述稀释液定量池的出口通过一第三微流道连接所述混合池的另一个进口；在所述主体的顶面还间隔设置有多个反应检测池，各所述反应检测池的进口均与一第四微流道连接，所述第四微流道的始端连接所述混合池的出口，所述第四微流道的末端延伸至所述主体的侧壁且与大气相通。

2.如权利要求1所述的全集成血液生化检测芯片，其特征在于：所述主体呈扇形，所述样品定量池、样品定量分离池和混合池顺次沿所述主体的径向分布，所述样品定量池的进口开设在所述主体的靠近圆心处的侧壁上；所述稀释液池和稀释液定量池顺次沿所述主体的径向分布且所述稀释液池靠近所述主体的圆心；各所述反应检测池靠近所述主体的边缘且沿周向均匀分布。

3.如权利要求1所述的一种全集成血液生化检测芯片，其特征在于：所述主体呈环形，所述样品定量池、样品定量分离池和混合池顺次沿所述主体的径向分布，所述样品定量池的进口开设在所述主体的内圈侧壁上；所述稀释液池和稀释液定量池顺次沿所述主体的径向分布且所述稀释液池靠近所述主体的内圈；各所述反应检测池靠近所述主体的外圈边缘且沿周向均匀分布。

4.如权利要求1或2或3所述的全集成血液生化检测芯片，其特征在于：在所述主体的侧壁上开设两个排气孔，其中一所述排气孔通过一第五微流道与所述混合池连接，另一所述排气孔通过一第六微流道与所述稀释液定量池连接。

5.如权利要求1或2或3所述的全集成血液生化检测芯片，其特征在于：所述稀释液池与所述稀释液定量池通过一石蜡阀连接。

6.如权利要求1或2或3所述的全集成血液生化检测芯片，其特征在于：所述稀释液池与所述稀释液定量池紧邻；在所述盖板与所述主体之间还设置一中层，所述中层为透明粘性薄膜；在位于所述稀释液池上方的所述盖板上设置有一第一镂空结构，在位于所述稀释液池与所述稀释液定量池紧邻部分上方的所述盖板上设置有一第二镂空结构。

7.如权利要求1所述的全集成血液生化检测芯片，其特征在于：所述主体和盖板均由透明的塑料材质制成。

8.如权利要求6所述的全集成血液生化检测芯片，其特征在于：位于每一所述反应检测池上方的所述盖板上设置一第三镂空结构。

9.如权利要求1或2或3所述的全集成血液生化检测芯片，其特征在于：各所述反应检测池按照职能划分为反应池、样品空白对照池、校正池和溢流池；其中，所述溢流池为最靠近所述第四微流道末端的一个所述反应检测池；各所述反应池中固定有冻干的血液生化指标的检测试剂。