使用闭环调节的微型流量控制器制造技术

一种装置，能够对血液或者其他流体进行散射和多色荧光检测、分析和鉴别。测试样本输入到可置换式微流体卡盘（１４），该卡盘又可以插入到手持式或者可植入式微型便携式血细胞计数器设备（１０）。该血细胞计数器尤其是能够应用于生物战战剂检测、血液学以及其他临床和研究领域。

Micro flow controller using closed loop regulation

A device capable of scattering and multi-color fluorescence detection, analysis, and identification of blood or other fluids. The test sample is fed to a replaceable microfluidic chuck (14) that can be inserted into a hand-held or implantable micro portable blood cell counter (10). The blood cell counter especially can be used in biological warfare agent detection, hematology and other clinical and research fields.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用闭环调节的微型流量控制器本专利技术是2002年11月26日提交的美国专利申请10/304,773的继 续申请，而该在先美国专利申请又是2000年8月2日提交的美国专利 申请09/630,924以及美国专利6,597,438的部分继续申请，并且本申请 要求以上在先申请的优先权。上述专利文献在此被结合作为参考。相关共同未决申请的交叉引用本申请涉及Cabuz等人于2000年8月2日提交的、标题为"用 于流动血细胞计数器的光学检测系统"的共同未决美国专利申请序列 号09/630,927; Cabuz等人于2000年8月2日提交的、标题为"便携 式流动血细胞计数器"的共同未决美国专利申请序列号09/630,924; Cabuz等人于2000年8月2日提交的、标题为"用于流动血细胞计数 器的流体驱动系统"的共同未决美国专利申请序列号09/630，923; Fritz 于2001年6月29日提交的、标题为"用于流动血细胞计数器的光学检 测系统"的美国专利申请序列号09/896,230;以及Cabuz等人于1999 年9月23日提交的、标题为"用于比例压力或流量控制的可寻址阀门 阵列"的美国专利申请序列号09/404,560，以上所有专利申请文献均在 此被结合作为参考。
技术介绍
本专利技术总体上涉及流动血细胞计数器。更具体而言，本专利技术涉及 检测流体中的显微生物颗粒或成分的光学特性的便携式流动血细胞计 数器。流动血细胞计数器是一种通过检测颗粒或成分的特定光学特性来 测定显微生物颗粒或成分的特定物理和化学特性的技术。为此，例如， 利用外包体流体内的流动学聚焦方法将颗粒聚焦到单个存储器中。然 后通过光束分别辐射到这些颗粒上。每个颗粒散射光束并且产生散射 测线。通常通过测量不同散射角度的光强度来鉴别散射测线。然后通 过该散射测线就能够测定出每个颗粒的特定物理和/或化学特性。当前，流动血细胞计数器广泛应用于血液学、免疫学、遗传学、食品科学、药理学、微生物学、寄生虫学以及肿瘤学。许多市售流动 血细胞计数器系统的缺陷在于它们都是比较大工作台顶部器械，必须 保持在中心实验室环境中。因此，在远程位置或者对于连续血液监测的场合，通常不适合采 用这种流动血细胞计数器。
技术实现思路
本专利技术通过提供高度微型化的便携式且可佩戴式血细胞计数器， 其中该血细胞计数器能够用于远程位置，例如在家里或者在现场使 用，从而克服现有技术中的诸多缺陷。这种流动血细胞计数器通过提 供详细人体血液估测以及显露统计趋势，从而有助于改进对病人的医 护水平。通过早期就检测到感染，从而能够更加容易地医治该感染。在军用应用领域，本专利技术的便携式微型血细胞计数器通过早期检 测出因生物战剂导致的感染，从而有助于拯救生命。人们公知的是， 生物科学的蓬勃发展增加了突然受到危险生物战剂感染的可能性。由 于能够容易地制造出这种战剂，因而恐怖分子、地区势力或发展中第 三世界国家使用这种战剂将产生严重威胁。在宣布生物战争为非法的 国际公约中缺乏安全保障措施，以及缺乏违背这些公约时限定的强制 措施，从而非常必要增强生物防御的能力。可以结合采用预曝光检测 病菌制剂以及后曝光检测初始感染情况，从而确保在生物战争当中有 效进行保护。作为人体自然抵御抗体原的一部分，在感染突发时白血球数目会 增加。人体内有多种白血球，包括嗜中性白血球、淋巴球、单核细胞、嗜曙红白血球以及basofils。淋巴球产生抗体，抵御入侵细菌，并且将 它们标注为受嗜中性白血球和巨噬细胞的破坏。在没有慢性病(例如 肺结核或癌症)的人体中，整个白血球计数中的淋巴球百分比增加表 示受到病毒感染。另一方面，嗜中性白血球的百分比增加表示正在受 到细菌感染。通过对嗜中性白血球和淋巴球进行计数，可以通过病毒 或细菌起因之间的差异来发布清楚无误的感染警报。因某些细菌制剂例如杆菌炭疽引发的感染的第一临床症状会在一 至六天之后出现。在99%的情况下，示出因炭疽导致症状的病人不会 得到痊愈，而且很可能会死亡。然而，如果在第一症状出现之前就给予救治，则大多数病人会得到成功救治。因此，迫切期望提供一种在 症状出现之前就进行早期警报以及对血液异常情况进行潜在治疗介入 的医疗手段。在许多情况下，这种早期警报以及治疗会大大改进许多 病人的治疗效果。在本专利技术的示例性实施例中，提供一种便携式微型血细胞计数 器，用于鉴别和/或计数例如血液样本的流体样本中的选定颗粒。 一种 示例性微型便携式血细胞计数器包括用于接收流体样本的流体接收 器。设置一个或以上存储器来存储例如溶解细胞和外包体流体的支承 流体。对于许多市售流动血细胞计数器系统而言，采用精确流体驱动 系统来提供精确压力给流体。这种方法的缺陷在于，该精确流体驱动 系统体积大、结构复杂，以及需要大功率。为了避免这些缺陷， 一种示例性实施例采用非精确流体驱动器， 其受到闭合反馈路径的控制。该非精确流体驱动器连接到流体接收器 以及多种支承流体存储器，以及施加单独压力给样本流体以及支承流 体。为了控制样本流体和支承流体的速率，将一个或以上阀门连接到 该流体驱动器。该阀门用于调节通过非精确流体驱动器而施加到样本 流体和支承流体的非精确压力。为了实现反馈回路，在流体驱动器的下方设置流体传感器，用于 测量样本流体和支承流体的流动速率。控制器或处理器从流体传感器 接收信号，然后调节特定阀门，以使得实现样本流体和支承流体的期 望流体速率。流体传感器优选为热力风速型流体传感器。在一个示例性实施例中，手动对该非精确流体驱动器供电。手动 供电的流体驱动器例如包括具有止回阀或柱塞的球形体。在任意情况 下，优选提供手动产生的压力给第一压力室。然后设置第一阀门以可 控释放第一压力室中的压力到第二压力室。在第二压力室中设置第二 阀门以可控排释第二压力室中的压力。当下游流体中的液流下降到第 一预定值以下时，控制器开启第一阀门，当下游流体中的液流上升到 第二预定值以上时，控制器空气第二阀门。每个阀门优选为静电激励 的微阀门，它们可单独寻址以及可单独控制。将受控样本流体和支承流体提供给流体回路。该流体回路执行流 动聚焦，使得期望颗粒沿外包体流体包围的中心流落入单个存储体 中。 一个或以上光源或光源结构提供光穿过流体， 一个或以上测光器或测光器结构检测流体中颗粒的散射测线和荧光特性。 一个结构可以 具有一个或以上光源和/或一个或以上测光器。 一个结构可以包括单个 光学装置或元件或者这种光学装置或元件阵列。处理模块采用来自测 光器的输出信号来鉴别和/或计数中心流体中的选定颗粒。微型便携式血细胞计数器设置在外壳中，该外壳足够小以便使用 者可以舒适地"佩戴，，该血细胞计数器。在本专利技术的一个示例性实施 例中，外壳的尺寸类似于腕表。该可佩戴式外壳包括例如基座、盖体 以及连接固定基座到盖体的铰链。非精确流体驱动器和调节阀门可以 集成到盖体中，而流体存储器、流体传感器和流体回路可以集成到插 入到外壳中的可拆卸式卡盘中。优选的，流体回路稀释血液样本，执 行红细胞溶解细胞，以及执行流动聚焦以便形成流动流体和中心流 体。光源优选设置在基座或盖体中，并且和可拆卸式卡盘的流动流体 对齐。测光器优选设置成和光源大体相对。处理器和电池设置在外壳 的基座或者盖体中。光源可以包括一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从非精确压力源提供受控流动流体的方法，包括：　　　　利用非精确压力源提供压力到压力室，该压力室中的压力使得流动流体产生速率；　　　　检测流动流体的速率；以及　　　　响应于检测到的流动流体的速率调节压力室中的压力，从而控制流动流体的速率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C卡布茨，DJ朱克，C尤根，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]