一种用于分离液体的各部分的微结构的分离装置，所述液体具有液体组分和至少一种类型的微粒和／或至少一种类型的相互结合微粒的复合物，具有下列特征：所述装置包括一个液体入口（２）、一个汇集段（１１）和一个从入口（２）到汇集段（１１）的输送路径（１５）；所述输送路径（１５）包括在输送方向上前后依次设置的一个重悬浮段（３）、一个培育段（４）、一个第一分离段（５）和一个第二分离段（８），所述第一分离段用以拦住至少一部分复合物和／或用以阻滞至少一部分复合物的和／或至少一部分微粒的运动，所述第二分离段用以拦住至少一部分复合物和／或至少一部分微粒和／或用于阻滞微粒的运动；第一分离段（５）以及第二分离段（８）都具有一种微结构，所述微结构具有一个或多个微结构元件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于分离液体的各部分的微结构的分离装置，该液体具有液体组分和至少一种类型的微粒和/或至少一种类型的相互结合微粒的复合物。
技术介绍
大多数临床化验是对无(血)细胞血液、血浆或血清进行的，这是因为，血细胞或其内含物质可能造成虚假检测结果。对于这种分离，目前在血液学中主要使用过滤分离技术和离心分离技术。例如通过15分钟的1500转/分钟的离心分离实现血细胞的全部分离，而不会破坏其膜，并且将其内含物送给到检验溶液里面。这种方法是费事且耗费时间的，因此人们寻求相应的可选替的系统。此外，在几微升范围内的小容积不能通过这里所述的方法进行操作，这在临床诊断的现场检验(Point-of-Care)领域以及在制药学的原料检验中尤为重要。而借助于微系统技术能够处理特别小的样品量。而且许多个分析系统组成部分可以集成于最小的空间内。由此能够使医学诊断经常更加简单、更加经济、对病人更有利地且主要是更接近患者地实现。例如由文献US 6,319,719 B1已知一种用于从原血(Vollblut)中分离血细胞(Haematokrit，血细胞比容)的微结构的分离装置。这个文献公开了一种分离装置，它具有一个入口，在入口上连接一个通向反应区的毛细输送路径。沿着输送路径设置许多障碍。为了从一个血滴大小的样品中分离血细胞，所述毛细输送路径含有约105个障碍。每个障碍在其相对于液体流动方向顺流的一侧具有一凹入的形状。在每个障碍的凹入处具有一10-4至10-5微升的容积，在其中有选择地拦住血细胞。所有凹入区域的容积基本等于要被分离的血细胞的体积。障碍之间的间隔一方面足够地大，以便不产生过滤效应，另一方面该间隔足够地小，以便使在毛细输送路径中含有的液体体积最小化。两个障碍之间的最小间隔优选约为10-5米。这些障碍优选六边形稠密地布置。
技术实现思路
本专利技术的目的是，建议一种分离装置，通过它可以快速地进行分离过程。本专利技术的另一目的是，建议一种分离装置，通过它可以从含有某些微粒的液体中分离液体的和微粒的组分。例如当对于某些分析目的只需要白血球和血浆时，要能够使血浆和白血球与其余血液分离。此外还要能够例如将包含在血液中的细胞组分、细菌或病毒与血液中的其余组分分离或者能够检验血浆贫少的液体—在该液体中微粒以富集形式存在。本专利技术的目的通过一种如权利要求1所述的分离装置得以实现。按照权利要求1，微结构的分离装置具有一个液体入口、一个汇集段和一个从入口到汇集段的输送路径。该输送路径除了包括一个第一分离段和一个第二分离段以外，还包括一个重悬浮段和一个培育段，它在输送方向上设置在第一分离段前面，所述第一分离段用以拦住复合物和/或用以阻滞复合物和/或至少微粒部分的运动，所述第二分离段用以拦住复合物和/或至少微粒部分和/或用以阻滞至少微粒部分的运动。不仅第一分离段而且第二分离段都具有一种微结构，该微结构具有一个或多个微结构元件。所述微结构元件不是必需以一定的类型和方式构成。它们仅需这样构成，即，使所述分离段能够满足为其所分配的任务。在按照本专利技术的分离装置中，按照权利要求1，所设的培育段用于在液体到达第一分离段之前，能够对液体添加物质，以便形成复合物。在输送路径的重悬浮段里面可以设置至少一种物质，用于由微粒制造复合物和/或用于促进由微粒制造复合物。因此，不必在用液体填充分离装置之前添加所述物质。确切地说，是将液体直接充进分离装置，并在到达重悬浮段之后使液体接受设置在重悬浮段里面的这种物质或这些物质—如果在那里设有多种不同的物质的话。所述输送路径的表面与微结构分离装置输送路径的封闭容积的比例与在一般的化验室中常见的检验容器不同，它被显著地加大。由此引起大的比例偏差。表面效应、毛细和吸附现象与体积效应相比经常具有更重要的作用。在100μm以下尺寸和100cm/sec以下的流动速度中，液体流动呈层状，即所谓的层流。不产生涡流。液体具有小的雷诺数，一般Re＝100以下。由此不产生液体在涡流上的混合。另一方面，由于尺寸微小，扩散是迅速而有效的混合机构。所述输送路径有利地这样构成，使液体通过毛细作用力移动。除此以外，为了输送液体可以充分利用其它的驱动力，如电渗透作用力(EOF)。为此相应地设计本装置的输送路径，通过该路径要输送液体。这要考虑到其横截面面积、横截面形状和表面特性。对于本专利技术意义上的微粒例如可以是由玻璃、塑料、树脂构成的固体微粒，或者是生物源微粒如原核的和真核的生物细胞、细胞键、细胞碎屑、细胞器、大分子如核酸、蛋白质等等或固体微粒与生物源微粒的组合例如用细胞覆层的玻璃载体。本专利技术意义上的复合物是在液体中多种相互结合微粒的各种聚集体。在此可以是均匀设置的微粒或任意相互结合的微粒。所述结合可以通过微粒之间的作用力产生。但是所述结合也可以通过一种附加的用于使各微粒结合的物质产生。一种复合物的微粒可以是相同或不同的类型。所述复合物原则上可以通过自然发展的过程产生。但是按照本专利技术通过在重悬浮段中对液体掺入物质或掺入多种物质形成复合物或加速其形成。按照权利要求1的按照本专利技术的分离装置足以满足对其提出的要求。它能够实现特别是明显更快地进行分离过程。通过第一分离段实现阻止复合物和/或例如较大的微粒或者使其运动这样阻滞，即，使得液体组分和不与复合物结合的微粒可以迅速地进入第二分离段，在第二分离段里面阻止或者阻滞要在汇集段中聚集的剩余微粒。在汇集段中，最终只有这些要与其余液体分离的液体组分和可能的微粒部分聚集。因为在汇集区域完全充满之后不可能有其它的在其中含有其它微粒的液体组分或者根本没有复合物可以进入充满的汇集段，因此可以实现一个快速和可靠的分离。在按照本专利技术的分离装置中，与由现有技术已知的分离装置不同，对于一个有效的分离过程，有5至100个微少数量的微结构元件就足够了。按照本专利技术的分离装置在输送路径中具有培育段，它在输送方向上设置在第一分离段前面。在重悬浮段中已经接受物质的液体被输送到培育段，液体以这样的速度通流培育段，即，使得在液体通流期间在培育段中所述物质引起或加速所期望的复合物形成。由此可以保证，所述复合物在到达第一分离段时由液体构成或绝大部分由液体构成。通过所述培育段的结构(横截面面积、长度、表面特性如粗糙度和润湿性)能够有利地反复调节通流速度并由此调节液体在培育段中的停留时间。所述第一分离段的微结构元件具有向着入口、即与输送方向相反的方向上敞开的凹袋和/或微结构元件，包括至少部分地通过与微结构元件相邻的输送路径边界面向着入口方向敞开的凹袋。一个优选的按照本专利技术的装置允许血液分离成血浆和血细胞，在不添加物质而充分利用包含在血液中的特性的条件下对于缓慢流动或不循环的血液形成细胞聚集，即复合物。一个用于在自然条件下(不添加化学药品)产生复合物的例子是红血球聚集、尤其是形成缗线状红血球簇(Rouleau)。在此约千分之八毫米(八微米)大的红血球(Erythrozyten)硬币滚动式地、部分分支地，以平侧面相互顶靠并形成长链。这些长链可以通过一般的显微技术(暗区照射或相位对比照射)无需大费用地在使用一个光显微镜条件下通过所连接的摄像机示出。这样设计该装置的结构，即，使流动速度并由此使剪切力这样微小，从而可以产生这种缗线状红血球簇。按照本专利技术对于第一分离段的微结本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于分离液体的各部分的微结构的分离装置，所述液体具有液体组分和至少一种类型的微粒和／或至少一种类型的相互结合微粒的复合物，具有下列特征：－所述装置包括一个液体入口（２）、一个汇集段（１１）和一个从入口（２）到汇集段（１１）的输送路径（１５）；－所述输送路径（１５）包括在输送方向上前后依次设置的一个重悬浮段（３）、一个培育段（４）、一个第一分离段（５）和一个第二分离段（８），所述第一分离段用以拦住至少一部分复合物和／或用以阻滞至少一部分复合物的和／或至少一部分微粒的运动，所述第二分离段用以拦住至少一部分复合物和／或至少一部分微粒和／或用于阻滞微粒的运动；－第一分离段（５）以及第二分离段（８）都具有一种微结构，所述微结构具有一个或多个微结构元件。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：格特布兰肯斯坦，克劳斯马阔特，
申请(专利权)人：伯林格英格尔海姆显微部件股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[]
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