阅读说明：本技术 一种全血过滤和血浆定量微流控芯片 (Whole blood filtration and plasma quantitative micro-fluidic chip ) 是由 陈锦河 龙晓君 何丽珍 于 2020-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种微流控芯片,具体涉及一种全血过滤和血浆定量微流控芯片。包括芯片基板、硅胶盖、下压柱a、下压柱b；其中芯片基板由全血过滤区、血浆定量区、储气区、反应区、多余血浆聚集槽组成,其中各个区域通过气孔互连接通；全血过滤区内有全血滤膜,血浆定量区包括S型定量通道,储气区包括储气仓a、储气仓b,为半封闭圆柱结构；反应区包括磁微粒抗体储存池、碱性磷酸酶储存池、清洗液储存池a、清洗液储存池b、化学发光底物储存池。本发明兼具全血过滤和血浆定量功能,解决临床定量提取血浆的通病,满足临床快速诊断需求,与现有技术相比,具有操作简便、快速、成本低、用量少、污染少等特点。(The invention relates to a microfluidic chip, in particular to a whole blood filtration and plasma quantification microfluidic chip. The chip comprises a chip substrate, a silica gel cover, a lower pressing column a and a lower pressing column b; the chip substrate consists of a whole blood filtering area, a plasma quantifying area, a gas storage area, a reaction area and an excess plasma gathering groove, wherein all the areas are communicated with each other through air holes; the whole blood filtering area is internally provided with a whole blood filtering membrane, the plasma quantifying area comprises an S-shaped quantifying channel, and the gas storage area comprises a gas storage bin a and a gas storage bin b and is of a semi-closed cylindrical structure; the reaction area comprises a magnetic particle antibody storage pool, an alkaline phosphatase storage pool, a cleaning solution storage pool a, a cleaning solution storage pool b and a chemiluminescent substrate storage pool. The invention has the functions of whole blood filtration and plasma quantification, solves common problems of clinical quantitative plasma extraction, meets the clinical rapid diagnosis requirement, and has the characteristics of simple and convenient operation, rapidness, low cost, small dosage, less pollution and the like compared with the prior art.)

一种全血过滤和血浆定量微流控芯片

技术领域

本发明涉及一种微流控芯片，具体涉及一种全血过滤和血浆定量微流控芯片。

背景技术

对人体血液进行生化医学检测，可以提供反应人体健康状况的重要信息。目前临床上人血液检测的样本大多数是血浆，而血浆提取大部分需要依赖额外的设备，如离心机等。离心机设备大多体积大，不方便携带，既造成了检测地点的受限，又费时，不利于疾病的快速检测；市面上虽已有成熟化的滤膜产品，但同时缺少合适的过滤装置来配套滤膜对全血进行分离。

临床上目前定量取样方式主要包括两种，一种是临床人员使用移液枪手动取样，二是自动化仪器采用机械加样针取样。这两种方法都存在一定的不足，手动取样存在取样不准确的缺陷，机械取样则对仪器的要求高、操作复杂，成本高。

微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程中样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。它具有集小型化与自动化、高通量、检测试剂耗量少、样本用量少、污染少等优点，十分适用于医疗器械领域。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述缺陷，提供一种全血过滤和血浆定量微流控芯片，兼具全血过滤和血浆定量功能，解决临床定量提取血浆的通病，满足临床快速诊断需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种全血过滤和血浆定量微流控芯片，包括芯片基板、硅胶盖、下压柱a、下压柱b。

其中芯片基板由全血过滤区、血浆定量区、储气区、反应区、多余血浆聚集槽组成，其中各个区域通过气孔互连接通；全血过滤区内有全血滤膜，血浆定量区包括S型定量通道，储气区包括储气仓a、储气仓b，为半封闭圆柱结构；反应区包括磁微粒抗体储存池、碱性磷酸酶储存池、清洗液储存池a、清洗液储存池b、化学发光底物储存池；储气仓a、储气仓b、全血过滤区、反应区、多余血浆聚集槽位于上层，S型定量通道位于下层，微流控芯片的上下层分别通过气孔a、气孔b、气孔c、血浆进样口、血浆聚集槽口、血浆出样口接通。

本方案中，储气仓a、储气仓b分别聚集一定体积的气体，通过按压下压柱a，产生一定的压力，通过气孔传输到过滤区域，推动全血过滤区内的全血样本过滤，过滤后的血浆在毛细管作用原理下，自动充满S型定量通道，多余的血浆将进入多余血浆聚集槽储存，多余气体通过排气孔排出；通过按压下压柱b，产生一定的压力，推动S型定量通道中的血浆，泵入反应区；此时从S型定量通道泵入反应区的血浆即此微流控芯片的定量血浆，这个过程可快速实现全血过滤和血浆定量。

在一个实施方式中，芯片基板上设置了硅胶盖定位孔、硅胶槽，与硅胶盖结构嵌和，用于固定硅胶盖。

在一个实施方式中，全血过滤区有一凹槽，为挖空结构，允许气体通过。

在一个实施方式中，储气仓a内有气孔b，和气孔c连接，再通过凹槽接通全血过滤区；储气仓b内有气孔a，连接S型定量通道；血浆出样口在S型定量通道上，连通反应区。

在一个实施方式中，全血滤膜采用双层膜的过滤方式，上层滤膜为大孔径的滤膜，孔径优选1μm-10μm，滤膜类型种类为玻璃纤维素膜或聚四氟乙烯滤膜；下层滤膜为小孔径的滤膜，孔径优选0.1μm-3μm的聚四氟乙烯滤膜或聚醚砜滤膜。

在一个实施方式中，全血过滤区底部为凹面，相对于上方的滤膜；在红细胞等杂质通过滤膜时，该设计能有效地缓存压力，有效防止溶血的发生。

在一个实施方式中，血浆定量区中S型定量通道，通道宽度优选为0.1-2mm，通道深度优选为0.1-1mm；血浆定量区主要采用毛细管自动定量方式，血浆出样口和气孔a孔径均有一定的高度，优选2mm-20mm,由于重力的作用，防止定量血浆的继续流动，从而实现精准定量。

在一个实施方式中，S型定量通道上有一开口为血浆聚集槽口，其作用一是将多余的空气和多余的血浆排出至多余血浆聚集槽，防止空气进去定量区，减少气泡的产生和帮助血浆定量。

在一个实施方式中，下压柱a能够有效压缩一定体积的空气，使全血通过滤膜，变成血浆，无需蠕动泵等辅助装置，成本低廉。

在一个实施方式中，下压柱a和下压柱b上均设置了硅胶圈定位槽，确保通道气密性。

本发明提供一种全血过滤和血浆定量微流控芯片，所述的微流控芯片，可以在同一张芯片上实现全血过滤及血浆定量功能，解决临床定量提取血浆的通病，满足临床快速诊断需求，与现有技术相比，具有操作简便、快速、成本低、用量少、污染少等特点。

附图说明

图1为本发明实施例中提出的全血过滤和血浆定量微流控芯片整体结构示意图。

图2为本发明实施例中提出的全血过滤和血浆定量微流控芯片上层结构示意图。

图3为本发明实施例中提出的全血过滤和血浆定量微流控芯片下层结构示意图。

图4为本发明实施例中提出的下压柱结构示意图。

图5为本发明实施例中提出的硅胶盖结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

如图1至图5所示，所述的全血过滤和血浆定量微流控芯片，包括芯片基板1、硅胶盖2、下压柱a 3、下压柱b 4。其中芯片基板由全血过滤区21、血浆定量区、储气区、反应区、多余血浆聚集槽23组成，其中各个区域通过气孔互连接通；全血过滤区21内有全血滤膜，血浆定量区包括S型定量通道22，储气区包括储气仓a 16、储气仓b 18，为半封闭圆柱结构；反应区包括磁微粒抗体储存池5、碱性磷酸酶储存池6、清洗液储存池a 7、清洗液储存池b 8、化学发光底物储存池9。芯片基板1上设置了硅胶盖定位孔12、硅胶槽20，与硅胶盖结构嵌和，25为固定柱，用于固定硅胶盖。下压柱上均设置了硅胶圈定位槽24，确保通道气密性。

如图2所示，在微流控芯片上层，储气仓a 16内的气孔b 15和气孔c 14连接，其中凹槽19为全血过滤区一开口，储气仓a 16内气体可由凹槽19进去全血过滤区，再经由血浆进样口13接通S型定量通道22。

将一定体积的全血加到全血过滤区21，盖上硅胶盖2。根据气泵原理，按压下压柱a3将储气仓a 16一定体积的空气依次通过气孔b 15、气孔c 14、凹槽19，最终进入全血过滤区21，使全血依次通过双层的全血滤膜，上层滤膜将红细胞等大的颗粒进行拦截，下层滤膜将小颗粒杂质进行拦截，使得通过滤膜的液体为血浆状态，由此实现全血过滤功能。

实施例2

本发明提供一种可实现全血过滤和血浆定量微流控芯片，与前述实施例相同的是所述的全血过滤和血浆定量微流控芯片，包括芯片基板1、硅胶盖2、下压柱a 3、下压柱b 4。其中芯片基板由全血过滤区21、血浆定量区、储气区、反应区、多余血浆聚集槽组成，其中各个区域通过气孔互连接通；全血过滤区21内有全血滤膜，血浆定量区包括S型定量通道22，储气区包括储气仓a 16、储气仓b 18，为半封闭圆柱结构；反应区包括磁微粒抗体储存池5、碱性磷酸酶储存池6、清洗液储存池a 7、清洗液储存池b 8、化学发光底物储存池9。芯片基板1上设置了硅胶盖定位孔12、硅胶槽20，与硅胶盖结构嵌和，25为固定柱，用于固定硅胶盖。下压柱上均设置了硅胶圈定位槽24，确保通道气密性。

在微流控芯片上层，储气仓a 16内的气孔b 15和气孔c 14连接，其中凹槽19为全血过滤区一开口，储气仓a 16内气体可由凹槽19进去全血过滤区，再经由血浆进样口13接通S型定量通道22。

如图2至图3所示，全血滤膜将全血过滤分离得到的血浆，通过血浆进样口13流出，在毛细管作用原理下，自动充满S型定量通道22，多余的血浆将通过血浆聚集槽口11进入多余血浆聚集槽23储存，多余的气体通过排气孔25排出。本微流控芯片的S型定量通道22宽度优选为0.1-2mm,通道的深度优选为0.1-1mm。按压下压柱b 4将储气仓b 18内一定体积的空气通过气孔a 17，推动S型定量通道22中的血浆通过血浆出样口10泵入反应区，继续之后的化学发光反应。从S型定量通道22泵入反应区的血浆即此微流控芯片的定量血浆，此过程可实现血浆定量功能。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或者变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。