CN214863648U - 用于血浆分离的微流控芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于血浆分离的微流控芯片，属于微流控芯片技术领域，包括由上至下依次密封连接的分流板、过滤膜及汇流板；分流板的上表面设有多条呈阵列状分布的一次分流通道；多条一次分流通道的首端汇集于分流板的中心部位；每条一次分流通道具有多个呈点阵式分布的末端，每个一次分流通道的末端设有一次出液口；汇流板的中心部位设有样品液出口，汇流板的上表面以样品液出口为中心呈圆形阵列状分布有多条汇流通道，每条汇流通道均与样品液出口连通。本实用新型提供的用于血浆分离的微流控芯片，可以提升过滤膜的有效过滤面积，避免过滤膜出现集中堵塞现象，改善过滤膜的利用率，提升血浆分离效率。

Description

用于血浆分离的微流控芯片

技术领域

本实用新型属于微流控芯片技术领域，更具体地说，是涉及一种用于血浆分离的微流控芯片。

背景技术

在生物微流控芯片检测或临床上，通常需要测定血液中某些物质的浓度或存在。由于全血中含有大量的红细胞，使血液呈红色或深红色，所以，在测试中如果采用全血，将很难或无法直接判断检测精确结果。为此，需要从全血中分离出血浆，再对血浆进行测定。

现有用于分离血浆的微流控芯片的实施方案中，以垂向滤血最为常见，将血液注入微流控芯片的密闭腔体然后加压，分子大的红细胞被阻挡在密闭腔体内，分子小的血浆穿过过滤膜，从而达到滤血的目的。现有的垂向滤血机构中，由于红细胞滞留在密闭腔体并且沉积在密闭腔体底部过滤膜上，随着滤血的进行，密闭腔体内红细胞的浓度越来越高，从而容易堵塞过滤膜造成滤血不充分，过滤单位量的样本需要的时间变长，效率降低，甚至有可能压破红细胞，造成样本失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于血浆分离的微流控芯片，旨在解决现有技术中存在的过滤膜易堵塞而导致的过滤效率低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种用于血浆分离的微流控芯片，包括由上至下依次密封连接的分流板、过滤膜及汇流板；

所述分流板的上表面设有多条呈阵列状分布的一次分流通道；多条所述一次分流通道的首端汇集于所述分流板的中心部位；每条所述一次分流通道具有多个呈点阵式分布的末端，每个所述一次分流通道的末端设有一次出液口；

所述汇流板的中心部位设有样品液出口，所述汇流板的上表面以所述样品液出口为中心呈圆形阵列状分布有多条汇流通道，每条所述汇流通道均与所述样品液出口连通。

在一种可能的实现方式中，所述一次分流通道的各个末端至该所述一次分流通道的首端的路径长度相同。

在一些实施例中，所述一次分流通道包括多级支路；每一级所述支路具有一个首端及多个末端，并且每一级所述支路的末端至该级所述支路的首端的路径长度相同；

其中，上一级所述支路的任意一个末端连接至少两条下一级所述支路的首端；

第一级所述支路的首端位于所述分流板的中心部位；最后一级所述支路的末端连接一个所述一次出液口。

在一些实施例中，所述分流板的侧面设有注液口，所述分流板的上表面还设有分流主路，所述分流主路的首端与所述注液口连通，所述分流主路的末端延伸至所述分流板的中心部位，并且与第一级所述支路的首端连通。

在一种可能的实现方式中，所述微流控芯片还包括密封连接在所述分流板与所述过滤膜之间的点阵板；所述点阵板的上表面设有多条呈阵列状分布的二次分流通道；

其中，所述二次分流通道具有中心端，以及以该中心端为中心呈圆形阵列分布的多条分路，每条所述分路的末端设有二次出液口；每条所述二次分流通道的中心端与其中一个所述一次出液口上下对应且连通。

一些实施例中，所述点阵板由上至下依次密封连接有至少两层，其中，上层所述点阵板的二次出液口与下层所述点阵板的中心端上下对应且连通。

一些实施例中，所述汇流板的上表面于多条所述汇流通道的外围设有环槽，所述过滤膜设置在所述环槽内，并且所述过滤膜的外周侧面与所述环槽的内周槽壁相接；所述过滤膜的上表面与所述汇流板的上表面共面。

一些实施例中，所述汇流板的上表面设有集液腔，所述集液腔的腔底壁的中心部位设置所述样品液出口；所述集液腔的腔底壁还连接有以所述样品液出口为中心呈圆形阵列状分布有多个导流板，其中，每相邻的两个所述导流板之间形成所述汇流通道。

一些实施例中，所述集液腔的腔底壁由四周至中心向下倾斜设置。

一些实施例中，所述微流控芯片还包括密封连接在所述分流板的上表面的上层膜，以及密封连接在所述汇流板的下表面的下层膜。

本实用新型提供的用于血浆分离的微流控芯片分离血浆的过程如下：

全血首先被注入到分流板上，并通过多条一次分流通道分流至各个一次出液口，全血由一次出液口经过过滤膜后被分离出血浆，血浆进入汇流通道，并最终汇流至样品液出口，进入微流控芯片的下一层检测模块。

本实用新型提供的用于血浆分离的微流控芯片的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型用于血浆分离的微流控芯片，由于在分流板上设置多条一次分流通道，使得血液能够通过多条一次分流通道分流至各个一次出液口，并且每条一次分流通道具有多个呈点阵式分布的末端，每个末端设有一个一次出液口，也就是说，分流板上设有呈点阵式分布的多个一次出液口，点阵式分布的一次出液口使得血液能够均匀的通过过滤膜，从而提升了过滤膜的有效过滤面积，避免了过滤膜出现集中堵塞现象，改善了过滤膜的利用率，提升了血浆分离效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的用于血浆分离的微流控芯片的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的用于血浆分离的微流控芯片的分流板的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的用于血浆分离的微流控芯片的点阵板的结构示意图；

图4为图3中圆A处的放大结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的用于血浆分离的微流控芯片的汇流板的结构示意图。

图中：1、分流板；11、一次分流通道；110、支路；111、第一级支路；112、第二级支路；113、第三级支路；12、一次出液口；13、注液口；14、分流主路；2、点阵板；21、二次分流通道；211、中心端；212、分路；22、二次出液口；3、过滤膜；4、汇流板；41、样品液出口；42、汇流通道；43、环槽；44、集液腔；45、导流板；5、上层膜；6、下层膜。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的用于血浆分离的微流控芯片进行说明。所述用于血浆分离的微流控芯片，包括由上至下依次密封连接的分流板1、过滤膜3及汇流板4。分流板1的上表面设有多条呈阵列状分布的一次分流通道11；多条一次分流通道11的首端汇集于分流板1的中心部位；每条一次分流通道11具有多个呈点阵式分布的末端，每个一次分流通道11的末端设有一次出液口12。汇流板4的中心部位设有样品液出口41，汇流板4的上表面以样品液出口41为中心呈圆形阵列状分布有多条汇流通道42，每条汇流通道42均与样品液出口41连通。

需要说明的，汇流板4的下表面设有与样品液出口41连通的出液流道，出液流道与微流控芯片的检测模块连接。

本实用新型提供的用于血浆分离的微流控芯片分离血浆的过程如下：

全血首先被注入到分流板1上，然后被加压，全血并通过多条一次分流通道11分流至各个一次出液口12，全血由一次出液口12出分流板1再经过过滤膜3，被分离出血浆，血浆进入汇流通道42，汇流至样品液出口41，而后流入出液流道，进入微流控芯片的下一层检测模块。

本实用新型提供的用于血浆分离的微流控芯片的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型用于血浆分离的微流控芯片，由于在分流板1上设置多条一次分流通道11，每个一次分流通道11的末端均连接有一次出液口12，使得血液能够通过多条一次分流通道11分流至各个一次出液口12，并且每条一次分流通道11具有多个呈点阵式分布的末端，每个末端设有一个一次出液口12，也就是说，分流板1上设有呈点阵式分布的多个一次出液口12，点阵式分布的一次出液口12使得血液在单位面积内能够均匀的通过过滤膜3，从而提升了过滤膜3的有效过滤面积，避免了过滤膜3出现集中堵塞现象，改善了过滤膜3的利用率，提升了血浆分离效率。

需要说明的是，本实施例中对于多条一次分流通道11的具体阵列形式不做限定，可以是矩形阵列，也可以是圆形阵列，只要每条一次分流通道11具备多个呈点阵式分布的末端即可。

为了使血液能够均匀通过各条一次分流通道11，并均匀分布至各个一次出液口12，在一些实施例中，一次分流通道11的各个末端至该一次分流通道11的首端的路径长度相同。

需要说明的是，本实施例不对一次分流通道11的路径具体结构做限定，无论一次分流通道11的具体路径为何样，只要各个一次分流通道11的路径长度相同，那么血液从一次分流通道11的首端流入各个一次出液口12的时间基本上相同的，从而保证血液能够均匀的分配至各个一次出液口12，以提升过滤膜3单位时间内的过滤面积及过滤效率。

在一些实施例中，上述一次分流通道11可以采用如图2所示结构。参见图2，一次分流通道11包括多级支路110；每一级支路110具有一个首端及多个末端，并且每一级支路110的末端至该级支路110的首端的路径长度相同；其中，上一级支路110的任意一个末端连接至少两条下一级支路110的首端；第一级支路110的首端位于分流板1的中心部位；最后一级支路110的末端连接一个一次出液口12。

由于一次分流通道11设计成多级支路110，上一级支路110与下一级支路110依次连通，才能使多个一次出液口12在分流板1上呈点阵式分布。

优选地，本实施例中的每一级支路110都可以设计成倒放的“T”字形结构，如图2所示，每级支路110具有一个首端，以及两个末端。图2中一次分流通道11分成了三级支路110，分别为第一级支路111、第二级支路112及第三级支路113。

其中，第一级支路111设有两条，以分流板1的中心线呈对称分布；第一级支路111具有相对于首端对称分布的两个末端，每个末端呈对称式连接两条第二级支路112，第二级支路112的每个末端又呈对称式连接两条第三级支路113。

由于每级支路110均为倒“T”字形结构，并且上一级支路110的末端对称连接两条下一级支路110，也就是说，各个对应级的支路110是呈矩形阵列式分布的，使得对应到最后一级支路110的末端能够呈点阵式分布。

在一些实施例中，分流板1的其中一个侧面设有注液口13，分流板1的上表面还设有分流主路14，分流主路14的首端与注液口13连通，分流主路14的末端延伸至分流板1的中心部位，并且与第一级支路111的首端连通，如图2所示。设置注液口13，可以方便向分流板1注入血液。

优选地，分流板1的其中一个侧面设有向外部凸出的凸台，注液口13可以是沿分流板1的板面方向贯通凸台的贯通腔。

为了进一步提升过滤膜3单位面积的过滤效率，请参阅图1，作为本实用新型提供的用于血浆分离的微流控芯片的一种具体实施方式，微流控芯片还包括密封连接在分流板1与过滤膜3之间的点阵板2；点阵板2的上表面设有多条呈阵列状分布的二次分流通道21；其中，二次分流通道21具有中心端211，以及以该中心端211为中心呈圆形阵列分布的多条分路212，每条分路212的末端设有二次出液口22，如图3及图4所示；每条二次分流通道21的中心端211与其中一个一次出液口12上下对应且连通。

血液通过一次出液口12后进入二次分流通道21的中心端211，然后均匀分配至各个分路212，再从二次出液口22出点阵板2,进入过滤膜3。由于每条二次分流通道21的中心端211与其中一个一次出液口12上下对应且连通，并且中心端211还连接多条分路212，也就是说，一个一次出液口12对应了多个二次出液口22，二次出液口22在单位面积内排布更加紧密，那么血液在经过点阵板2时能够被进一步的分流，提升了过滤膜3单位面积内的使用效率。

在一些可能的实施例中，点阵板2由上至下依次密封连接有至少两层。每层点阵板2上均排布有二次分流通道21。以上下相邻的两层点阵板2为例，上层点阵板2的二次出液口22对应下层点阵板2的中心端211，血液经过上层点阵板2的二次出液口22进入下层点阵板2的中心端211，再被分流至各个分路212后，通过下层点阵板2的二次出液口22再进入下下层点阵板2的中心端211，依次分流，直至接触过滤膜3。

设置多层点阵板2，一方面可使血液再次分流，进一步提升过滤膜3的单位面积利用率，另一方面还可以简化分流板1的一次分流通道11的结构，一次出液口12在单位面积内的数量无需过于密集，血液经过多层点阵板2，能成倍数(该倍数是各层点阵板2的中心端211对应的分路212的数量的乘积)的被分流，从而保证过滤膜3的单位面积的过滤效率。

在一些实施例中，上述汇流板4可以采用如图5所示结构。参见图5，汇流板4的上表面于多条汇流通道42的外围设有环槽43，过滤膜3设置在环槽43内，并且过滤膜3的外周侧面与环槽43的内周槽壁相接，过滤膜3被限制在环槽43内，避免产生平移；过滤膜3的上表面与汇流板4的上表面共面。

在装配时，过滤膜3嵌装在环槽43内，位于最下层的点阵板2的下表面与汇流板4的上表面密封连接，也就是说，过滤膜3被压紧在点阵板2与汇流板4之间，这样可使过滤膜3装配稳定，能够避免因受自身结构的限制而发生平移、弯折、褶皱等问题。

如图5所示，在上述实施例的基础上，汇流板4的上表面设有集液腔44，集液腔44的腔底壁的中心位置设置样品液出口41，且集液腔44的腔底壁由四周至中心向下倾斜设置，这样可以保证血浆顺畅地向样品液出口41汇集。集液腔44的腔底壁还连接有以样品液出口41为中心呈圆形阵列状分布有多个导流板45，其中，每相邻的两个导流板45之间形成上述的汇流通道42。

利用两个导流板45形成汇流通道42，简化了汇流通道42的成型方式，并且还方便在汇流通道42的外围形成环槽43。

请参阅图1，作为本实用新型提供的用于血浆分离的微流控芯片的一种具体实施方式，微流控芯片还包括密封连接在分流板1的上表面的上层膜5，以及密封连接在汇流板4的下表面的下层膜6。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于血浆分离的微流控芯片，其特征在于，包括由上至下依次密封连接的分流板、过滤膜及汇流板；

所述分流板的上表面设有多条呈阵列状分布的一次分流通道；多条所述一次分流通道的首端汇集于所述分流板的中心部位；每条所述一次分流通道具有多个呈点阵式分布的末端，每个所述一次分流通道的末端设有一次出液口；

所述汇流板的中心部位设有样品液出口，所述汇流板的上表面以所述样品液出口为中心呈圆形阵列状分布有多条汇流通道，每条所述汇流通道均与所述样品液出口连通。

2.如权利要求1所述的用于血浆分离的微流控芯片，其特征在于，所述一次分流通道的各个末端至该所述一次分流通道的首端的路径长度相同。

3.如权利要求2所述的用于血浆分离的微流控芯片，其特征在于，所述一次分流通道包括多级支路；每一级所述支路具有一个首端及多个末端，并且每一级所述支路的末端至该级所述支路的首端的路径长度相同；

其中，上一级所述支路的任意一个末端连接至少两条下一级所述支路的首端；

第一级所述支路的首端位于所述分流板的中心部位；最后一级所述支路的末端连接一个所述一次出液口。

4.如权利要求3所述的用于血浆分离的微流控芯片，其特征在于，所述分流板的侧面设有注液口，所述分流板的上表面还设有分流主路，所述分流主路的首端与所述注液口连通，所述分流主路的末端延伸至所述分流板的中心部位，并且与第一级所述支路的首端连通。

5.如权利要求1-4任一项所述的用于血浆分离的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括密封连接在所述分流板与所述过滤膜之间的点阵板；所述点阵板的上表面设有多条呈阵列状分布的二次分流通道；

其中，所述二次分流通道具有中心端，以及以该中心端为中心呈圆形阵列分布的多条分路，每条所述分路的末端设有二次出液口；每条所述二次分流通道的中心端与其中一个所述一次出液口上下对应且连通。

6.如权利要求5所述的用于血浆分离的微流控芯片，其特征在于，所述点阵板由上至下依次密封连接有至少两层，其中，上层所述点阵板的二次出液口与下层所述点阵板的中心端上下对应且连通。

7.如权利要求5所述的用于血浆分离的微流控芯片，其特征在于，所述汇流板的上表面于多条所述汇流通道的外围设有环槽，所述过滤膜设置在所述环槽内，并且所述过滤膜的外周侧面与所述环槽的内周槽壁相接；所述过滤膜的上表面与所述汇流板的上表面共面。

8.如权利要求7所述的用于血浆分离的微流控芯片，其特征在于，所述汇流板的上表面设有集液腔，所述集液腔的腔底壁的中心部位设置所述样品液出口；所述集液腔的腔底壁还连接有以所述样品液出口为中心呈圆形阵列状分布有多个导流板，其中，每相邻的两个所述导流板之间形成所述汇流通道。

9.如权利要求8所述的用于血浆分离的微流控芯片，其特征在于，所述集液腔的腔底壁由四周至中心向下倾斜设置。

10.如权利要求5所述的用于血浆分离的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括密封连接在所述分流板的上表面的上层膜，以及密封连接在所述汇流板的下表面的下层膜。

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