CN213121338U - 一种全血检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全血检测装置，全血检测装置上设有样本容纳腔，所述样本容纳腔内设有隔离结构，隔离结构将所述样本容纳腔分隔形成全血区和血浆区，所述隔离结构包括隔离件以及设置在所述隔离件上的过滤结构，所述过滤结构用于将全血分离得到血浆。检测时将全血样本加入到全血区，全血样本中的血浆成分通过所述过滤结构过滤到所述血浆区，从血浆区取血浆样本进行反应，实现全血与血浆的快速分离。本实用新型的全血检测免疫分析全血检测装置结构简单、操作方便、性能优异，能够对全血直接进行快速体外免疫诊断。

Description

一种全血检测装置

技术领域

本实用新型涉及体外诊断检测技术领域，特别是涉及一种全血检测装置。

背景技术

体外诊断试剂是指在疾病的预防、诊断、治疗监测、预后观察、健康状态评价以及遗传性疾病的预测过程中，对人体样本进行体外检测的试剂，具体来说就是对人体的各种体液、细胞、组织样本进行检测的试剂，和人们健康息息相关，例如人们去体检时候检测病原、抗体、查询血型、基因以及遗传疾病都需要体外诊断试剂进行检测。体外诊断试剂包含血液、生化、免疫、分子生物、细菌、POCT等几大方面。从全球体外诊断试剂市场按照诊断方式细分，免疫诊断，临床生化诊断以及分子诊断占据前三，发达国家的临床生化诊断和免疫诊断市场已经接近成熟，而POCT和分子诊断是诊断市场的主要增长点。中国的免疫诊断试剂，临床生化诊断试剂是最主要的两大体外诊断试剂市场。

免疫诊断试剂按照技术的发展先后经历了放射性免疫分析技术、酶联免疫吸附试验分析(ELISA)技术、荧光免疫分析技术、胶体金免疫层析分析技术、化学发光免疫分析技术等。

在体外诊断领域，常用的血液样本类型为血清或血浆，由于不存在红细胞等干扰物质，检测结果准确可靠。但是血浆或血清样本通常需要将全血样本经过血液处理步骤得到，常常需要等待较长时间或需要经过繁琐的处理步骤。血清样本采用非抗凝采血管进行采集，至少需要30分钟的血液凝固时间得到血清样本。血浆样本虽然不需要等待凝固，但也需要静置或借助离心机离心5-10分钟，不能采血后马上用于检测，离心力也可能对红细胞造成损害导致溶血现象。但是目前临床上对快速检测的要求越来越高，特别是急诊科、ICU等科室，要求采血后20分钟内即能出具检测报告。因此，利用不用处理的全血进行检测在临床应用上具有切实的需求。

专利文献CN1243251A公开了一种全血过滤方法，通过红细胞凝集素将红细胞聚集后过滤使用。但是该方法需要额外的抗红细胞抗体或凝集素，稳定性较差且增加了试剂成本。专利文献CN2485656Y公开了一种层析试剂盒，通过多层滤膜层叠，血液通过水平迁移达到与血细胞进行分离的目的，该专利主要涉及层析产品，无法应用于液相反应试剂，产品检测灵敏度和重复性等性能均较低。专利文献CN109925884A公开了包括红细胞凝集素膜与亲水滤膜上下层叠的方式来进行全血过滤，该专利也存使用红包细胞凝集素的问题，稳定性较差。也有厂家的试剂采用含有表面活性剂的样本稀释液对全血样本进行稀释混匀，然后再取稀释后的样本进行免疫检测，但是这种方法仍然是全血样本跟后续试剂如磁珠和酶标记物试剂等进行反应，全血样本中存在红细胞等干扰物质容易造成假阳性或假阴性结果。

因此，本实用新型力求研发出一种能够采用全血进行检测，不需要全血处理过程，能够在短时间能进行检测的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种可实现快速进行全血检测的装置，该装置具有结构简单、操作方便、性能优异的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种全血检测装置，采取以下技术方案：

一种全血检测装置，其特征在于，所述全血检测装置上设有样本容纳腔，所述样本容纳腔内设有隔离结构，所述隔离结构将所述样本容纳腔分隔形成全血区和血浆区，所述隔离结构包括隔离件以及设置在所述隔离件上的过滤结构，所述过滤结构用于将全血分离得到血浆。

在其中的一个实施例中，所述过滤结构为过滤微孔或滤膜。

在其中的一个实施例中，所述过滤微孔的孔径为0.5μm～5μm。

在其中的一个实施例中，所述滤膜选自醋酸纤维膜、聚酰胺复合膜、醋酸纤维素膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚酰胺膜、聚丙烯腈膜、硝酸纤维素膜、复合膜、醋酸-硝酸纤维素复合膜、聚碳酸酯膜、玻璃纤维膜和滤纸中的至少一种。

在其中的一个实施例中，所述滤膜经过表面活性剂处理，以加快过滤速度，所述表面活性剂包括阴离子型、阳离子型、两性离子型或非离子型表面活性剂。

在其中的一个实施例中，所述非离子型表面活性剂为吐温或曲拉通。

在其中的一个实施例中，所述隔离件与竖直方向的夹角为0°～60°。

在其中的一个实施例中，所述隔离结构包括隔离件以及与所述隔离件的中部区域或下部区域连接的横板，所述过滤结构设置在所述横板上，所述隔离件与竖直方向的夹角为0°～60°，所述横板与所述隔离件的夹角为15°～180°。

在其中的一个实施例中，所述样本容纳腔为柱状，所述样本容纳腔的底部为一个球面、一个锥形面、两个球面或两个锥形面。

在其中的一个实施例中，所述全血检测装置上还设有试剂容纳腔，所述试剂容纳腔用于容纳免疫诊断试剂。

在其中的一个实施例中，所述全血检测装置，还包括压力装置，所述压力装置与所述全血区连接，从而对所述全血区形成正压，以加快滤过速度；

或者，所述压力装置与所述血浆区连接，从而对所述血浆区形成负压，以加快滤过速度。

在其中的一个实施例中，所述样本容纳腔与所述试剂容纳腔一体成型，或者，所述样本容纳腔嵌合于所述全血检测装置上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)全血样本上样检测，无需样本处理过程。在免疫诊断试剂，常规样本类型为血清或血浆。血清样本采血后需要等待0.5-1小时，以使血液凝固析出血清类型用于检测，或者使用血清促凝管，但是需要对促凝管进行离心操作，离心5-10分钟；血浆样本采血后需要使用特定转速离心机进行离心10分钟左右，以获取血浆样本。上述样本类型均存在操作步骤繁琐，耗时长(整个操作过程将近半小时)的弊端。而本实用新型所述的全血检测装置，采集抗凝血后无需任何处理过程，直接加全血样本，全血过滤后获得血浆标本进行上样检测。

(2)全血样本过滤速度快。加入150uL全血样本后，在1分钟左右完成全血过滤过程。或者在全血区通过连接加压装置，对全血区施加一定压力，或在血浆区连接抽压装置，使血浆区形成一定的负压，以加快滤过速度，10秒内即可完成全血过滤过程，从另一侧立即取血浆样本进行检测。该全血检测装置特别适合医院急诊科、ICU等科室对检测速度要求较高的场合。

(3)全血检测装置测试性能优异。全血过滤后最终以血浆样本进行检测，同常规免疫试剂完全相同，试剂的测试性能可媲美任何常规免疫诊断试剂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的全血检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的隔离件上过滤结构为过滤微孔时的隔离件剖视图；

图3为本实用新型一实施例的隔离件上过滤结构为滤膜时的隔离件剖视图；

图4为本实用新型一实施例的样本容纳腔的剖视图；

图5为本实用新型另一实施例的样本容纳腔的剖视图；

图6为本实用新型一实施例的全血区连接加压装置时的样本位的剖视图；

图7为本实用新型一实施例的血浆区连接抽压装置时的样本位的剖视图；

图8为本实用新型一实施例的全血检测装置同进口贝克曼试剂临床样本测定值相关性图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。

实施例1

如图1所示，一种全血检测装置100，该全血检测装置100上设有样本容纳腔111，样本容纳腔111内设有隔离结构120，隔离结构120将样本容纳腔111 分隔形成全血区130和血浆区140，隔离结构120包括隔离件以及设置在隔离件上的过滤结构150，过滤结构150用于将全血分离得到血浆。本实施方式中，全血检测装置100为长条形，包括多孔条状物110，条状物110上设置了多个容纳腔，容纳腔的开口位于条状物110的上表面，全血检测装置上还设有试剂容纳腔(未标号)，试剂容纳腔用于容纳免疫诊断试剂，试剂容纳腔为多个。

本实施方式中，样本容纳腔111为柱状，柱状的样本容纳腔的轴线与竖直方向平行，样本容纳腔111的底部为球面，当然在其他实施方式中，样本容纳腔111的底部可以为一个球面、一个锥形面、两个球面或两个锥形面。

如图2所示，本实施方式中，过滤结构150设置在隔离件的下部区域，过滤结构150为过滤微孔160，过滤微孔160的孔径为0.5μm～5μm，优选为5μm。进一步地，隔离件与竖直方向的夹角为0°～60°，该夹角可根据实际调整，优选为0°。

使用时，全血样本加入至全血区130，全血样本中的血浆成分经过过滤微孔 160过滤，在血浆区140得过滤后的血浆样本。通常150μL的全血样本在1分钟可以过滤完毕。试剂位包括标记试剂位210、第一清洗液位310、第二清洗液位410、第三清洗液位510、固相试剂位710、样本稀释液位810、底物液位910 及检测位930等。试剂位内含有预分装在其中的试剂，包括相应的免疫诊断试剂。其中的一个实施例中，标记试剂位210内含有酶标试剂，如辣根过氧化物酶或碱性磷酸酶标记的待测抗体，固相试剂位710中含有磁珠，磁珠的粒径为100nm～10μm，底物液为鲁米诺或AMPPD等。

检测方法包括，全血样本加入至全血区130，全血样本中的血浆成分经过过滤微孔160过滤，在血浆区140得过滤后的血浆样本，从血浆区140吸取过滤后的血浆样本50μL，然后吸取样本稀释液位810中的样本稀释液50μL，至空孔位920进行稀释混匀，然后吸取稀释混匀后的样本50μL，并依次吸取酶标试剂 50μL加入到固相试剂位710，混匀后进行免疫反应5分钟。反应结束后，反应物产物进行磁性分离，依次通过第一清洗液位310、第二清洗液位410、第三清洗液位510，经过清洗液洗涤3次，然后吸取底物液位910中的底物液至检测位930进行光电检测。仪器根据检测后的光电值自动计算出待测组分的含量。整个检测过程耗时15分钟左右，可以满足临床上快速诊断的需求。

实施例2

如图3所示，样本容纳腔111通过设有隔离结构120，将样本容纳腔111分隔形成全血区130和血浆区140两部分。隔离结构120包括隔离件及设置在隔离件上的过滤结构150，过滤结构150为滤膜170。滤膜170选自醋酸纤维膜、聚酰胺复合膜、醋酸纤维素膜、聚砜膜或聚醚砜膜、聚酰胺膜、聚丙烯腈膜、硝酸纤维素膜、复合膜、醋酸-硝酸纤维素复合膜、聚碳酸酯膜、玻璃纤维膜、滤纸中的至少一种，优选为聚醚砜膜、复合膜、玻璃纤维膜等。

进一步地，滤膜经过表面活性剂处理，以加快过滤速度，表面活性剂包括阴离子型、阳离子型、两性离子型或非离子型表面活性剂，优选为非离子型表面活性剂，如吐温、曲拉通等。

实施例3

如图4所示，作为优化设计，样本容纳腔111可适当增大孔深，形成有一定深度的柱状，该深度至少大于样本容纳腔口的直径，这种结构设计可加快全血样本的过滤速度。这种结构设计可能存在样本容纳腔111孔位较深，若样本容纳腔111与全血检测装置上的试剂容纳腔一体成型，存在体积较大的问题，从而影响全血检测装置的包装大小。作为更优化设计，样本容纳腔111嵌合于全血检测装置上，进一步地，样本容纳腔111设计为独立结构，储存时与全血检测装置分开存放，使用时将样本容纳腔111和全血检测装置嵌合到一起，然后进行正常的检测操作。

全血检测装置的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和丙烯腈─丁二烯─苯乙烯共聚合物中的至少一种。

实施例4

如图5所示，隔离结构120包括隔离件以及与隔离件的中部区域或下部区域连接的横板122，，横板122设置于血浆区140，过滤结构150设置在横板122 上，该过滤结构150为过滤微孔或滤膜。在本实施例中，隔离件为隔离板，隔离板下部距离样本容纳腔底面留有空隙121，全血样本可通过该空隙流到过滤结构150的下方。隔离件与竖直方向的夹角为0°～60°，优选为0°，横板122 与隔离件的夹角为15°～180°，优选为90°。这种结构设计可充分利用连通器的原理，利用重力的作用，使全血样本通过横板122上的过滤结构，在血浆区 140横板122上方得到血浆样本，该结构能够加快全血过滤速度，提高全血过滤效率。当然作为优化的深入，还有其他更优的结构设计均应属于本实用新型保护的范围。

实施例5

如图6所示，全血检测装置还包括压力装置，压力装置与所述全血区连接，从而对所述全血区形成正压，以加快滤过速度。或者，如图7所示，压力装置与所述血浆区连接，从而对所述血浆区形成负压，以加快滤过速度。这种设计方式在10秒内即可完成全血过滤过程，从血浆区140立即取血浆样本进行检测。该全血检测装置特别适合医院急诊科、ICU等科室对检测速度要求较高的场合。

实施例6

在一实施例中，采用表面活性剂对滤膜进行处理的步骤包括，用纯化水将表面活性剂配制成适合浓度的溶液，如吐温-20或曲拉通X-100配置成1％浓度的表面活性剂溶液，用配制好的表面活性剂溶液浸泡过滤膜，如聚醚砜膜、复合膜、玻璃纤维膜等，浸泡时间为0.5～1h，于35～38℃温度下进行干燥，然后将过滤膜裁切成合适尺寸，组装到隔离件上。

对不同的表面活性剂处理不同的过滤膜进行方法筛选试验，分别检测过滤时间、血浆得率及溶血情况，结果见表1：

表1

通过表1的数据可得到，选择聚醚砜膜用TW-40或TW-80进行处理，过滤时间在1分钟以内，血浆得率较高，且无溶血反应；选择复合膜用TW-80进行处理，过滤时间在1分钟左右，血浆得率较高，且无溶血反应；选择玻璃纤维膜用TW-80处理，过滤时间在1分钟以内，血浆得率较高，且无溶血反应。

实施例7

性能测试：使用实施例1-6中的全血检测装置，在试剂容纳腔中装入肌钙蛋白-I(cTnI)碱性磷酸酶酶促化学发光试剂，分别对试剂的检出限、线性范围、重复性及临床样本相关性等性能进行测试。

检出限测试：样本容纳腔中过滤得到的血浆样本用样本稀释液进行稀释后，按照实施例1中所述检测方法进行检测，采用三个批次的全血检测装置，每批次重复测定20次，得出20次结果的RLU值(相对发光值)，计算其平均值(X) 和标准差(SD)，得出X+2SD，根据样本稀释液和相邻校准品之间的浓度— RLU值结果进行两点线性回归拟合得出一次方程，将X+2SD的RLU值代入上述方程，求出对应的浓度值，即为空白限。结果如表2所示：

表2

如表2的数据可知，本实用新型所述的全血检测装置检测限均不大于 0.008ng/mL，灵敏度较高。

线性验证：将高浓度的cTnI样本用阴性血浆样本梯度稀释至50ng/mL、 25ng/mL、5ng/mL、1ng/mL、0.2ng/mL、0.01ng/mL。对每一浓度的样本采用本实用新型实施例中全血检测装置重复检测3次，计算其平均值，将结果平均值和稀释比例用最小二乘法进行直线拟合，并计算线性相关系数(R)。结果见表3：

表3

根据表3的数据，计算相关系数R＝1.0，即本全血检测装置的线性范围 0.01-50ng/mL，具有较宽的线性范围。

重复性测试：用实施例1中同一批号的全血检测装置，用急性心肌梗死临界值±50％水平的临床样本，样本重复检测10次，计算10次测量结果的平均值

和标准差(SD)，根据公式(1)求得变异系数(CV)。要求重复性样本变异系数CV值不超过10.0％。结果见表4。

式中：

——测量结果的平均值；

SD——标准差；

CV——变异系数。

表4

根据表4的数据，本全血检测装置的重复性CV均在6％以内，重复性较高。

临床样本相关性试验：选取40份临床样本(涵盖整个线性范围)，其中 50％样本浓度值在参考区间外，用本实用新型实施例所述的全血检测装置与贝克曼肌钙蛋白-I化学发光检测系统进行对比，计算两者检测结果的相关系数R。结果如表5：

表5

根据表5的数据，采用本实用新型全血检测装置测定的结果为纵坐标，以贝克曼试剂测定的结果为横坐标作回归分析，如图8所示，相关方程为： y＝1.0817X-0.0599，相关系数R＝0.998。经统计学处理结果表明，本实用新型全血检测装置同进口贝克曼试剂临床样本测定值相关性良好。

综上所述，本实用新型全血检测装置具有非常优良的检测性能。

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

Claims (7)

1.一种全血检测装置，其特征在于，所述全血检测装置上设有样本容纳腔，所述样本容纳腔内设有隔离结构，所述隔离结构将所述样本容纳腔分隔形成全血区和血浆区，所述隔离结构包括隔离件以及设置在所述隔离件上的过滤结构，所述过滤结构用于将全血分离得到血浆，所述全血检测装置上还设有试剂容纳腔，所述试剂容纳腔用于容纳免疫诊断试剂，所述过滤结构为过滤微孔或滤膜，所述过滤微孔的孔径为0.5μm～5μm，所述滤膜选自醋酸纤维膜、聚酰胺复合膜、醋酸纤维素膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚酰胺膜、聚丙烯腈膜、硝酸纤维素膜、复合膜、醋酸-硝酸纤维素复合膜、聚碳酸酯膜、玻璃纤维膜和滤纸中的至少一种，所述滤膜经过表面活性剂处理，以加快过滤速度，所述表面活性剂包括阴离子型、阳离子型、两性离子型或非离子型表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的全血检测装置，其特征在于，所述非离子型表面活性剂为吐温或曲拉通。

3.根据权利要求1～2中任意一项所述的全血检测装置，其特征在于，所述隔离件与竖直方向的夹角为0°～60°。

4.根据权利要求1～2中任意一项所述的全血检测装置，其特征在于，所述隔离结构还包括隔离件与所述隔离件的中部区域或下部区域连接的横板，所述过滤结构设置在所述横板上，所述隔离件与竖直方向的夹角为0°～60°，所述横板与所述隔离件的夹角为15°～180°。

5.根据权利要求1所述的全血检测装置，其特征在于，所述样本容纳腔为柱状，所述样本容纳腔的底部为一个球面、一个锥形面、两个球面或两个锥形面。

6.根据权利要求1所述的全血检测装置，其特征在于，还包括压力装置，所述压力装置与所述全血区连接，从而对所述全血区形成正压，以加快滤过速度；

或者，所述压力装置与所述血浆区连接，从而对所述血浆区形成负压，以加快滤过速度。

7.根据权利要求1所述的全血检测装置，其特征在于，所述样本容纳腔与所述试剂容纳腔一体成型，或者，所述样本容纳腔嵌合于所述全血检测装置上。

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