微流体装置制造方法及图纸

本文中公开了用于输送和采样限定体积的血浆的微流体装置和方法，其提供从入口到出口的流体通路，该流体通路包括第一区域和第二区域，第一区域具有所述入口，具有第一高流动阻力，被配置为接收和收集全血样本并分离出血浆，第二区域具有所述出口，具有较低流动阻力。第二区域与第一区域流体连接并被配置为通过包括计量通道来计量分离出的血浆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微流体装置
本专利技术涉及在全血中进行微流体血浆提取并且对血浆进行计量。
技术介绍
从全血中分离出血浆是用于临床诊断和生物医学研究目的的全血检验中的关键步骤。常规地，通过进行静脉穿刺并在试管中收集5-10ml的全血来进行血液采样。为了进行分析，血浆常常是优选的物质并在分析之前通过在中心化实验室(centralizedlaboratory)中进行离心来获得。处理试管中的液体样本的替代采集方法是将血液涂在纸材料上，然后让样本在纸上干燥。在实验室中，干燥后的血液可被重新溶解，以备通过湿化学进行分析。这种方法称为干血斑(DBS)分析，并且在与针对保留血细胞的分离技术相结合时，也可获得干血浆斑点(DPS)。这种方法已广受欢迎，因为它带来的优势是在输送到实验室期间无需保持冷链。储藏格式的简单性也为通过手指刺入进行的毛细血管原位采样(capillaryhomesampling)打开了方便之门。微流体系统和芯片实验室(Lab-on-Chip)是减少生化分析时间和成本的解决方案。通过小型化，使待分析的体积减小，从而缩短了反应时间并减少了昂贵试剂的消耗，还有其他。微流体技术已被应用于血浆提取目的。可要么主动(诸如电场或磁场这样的外部施加的力)要么被动(由微特征引起的沉降、过滤或流体动力学效应)地实现血细胞与血浆的微观分离。也可应用其他基于纸的离心微流体。许多生化分析需要对分析物进行定量。为了确定样本中分析物的精确浓度，需要获悉精确的样本体积。在微流体层面上，液体的计量可再次被主动地或被动地实现。将一定体积的流体分成两个或更多个体积的主动装置的示例是通过引入诸如机械地干预液体体积以将其分割成多单元的主动阀或与可撕裂液体的部分的加压空气组合的被动阀这样的部件。在液滴微流体中，利用在某些微流体几何形状(T型结)中在两种不混溶的液相(油和水)之间出现的剪切力来进行液体分隔。被动计量在文献中报道得较少。WO2016/209147展示了使用集成在微通道中的两个可溶解膜进行的被动计量。另外，US2015/0147777A1在包含用于计量的吸收材料的溢流通道结构上使用交汇。WO2015/044454公开了用于收集和输送生物流体(优选地，全血)的微流体装置，该微流体装置包括用于收集所计量样本的计量通道。该装置具有包括入口特征的具有低流动阻力的第一区域以及包括具有高流动阻力的计量通道的第二区域，这是会引起与获得适于因血液特性差异造成的不同流动的稳定性能相关的问题的布置。期望的是使得用于血浆采样的完全自主系统能够带来的优点是，运行该过程对与用户的交互的要求最小，由此使用户的训练水平能够下降并使采样期间的误差风险能够降低。借助微流体层面的被动手段的自主系统将进一步降低系统的复杂性和成本，因为不需要要求电力源等的外部驱动力来运行微流体功能。然而，开发这样的系统将涉及为了适应因个体间差异大的不同的血细胞比容、脂质含量和凝血因子方面的各式各样的全血特性的容差的设计挑战，因为这些不同在通过允许主动流动操纵而将更容易操纵的系统中的流动特性差异。本专利技术涉及解决所提及问题的改进，同时得到限定体积的血浆样本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种输送和计量源自全血的样本的微流体装置，该装置的改进在于相对于血液特性变化的独立性。本专利技术的目的是提供一种输送和计量源自全血的样本的微流体装置，该装置不含时间依赖性的部件并且是自主的且自支撑的。在一个总体方面，本专利技术涉及一种用于输送和采样限定体积的血浆的微流体装置，该微流体装置提供从入口到出口的流体通路。该装置包括具有入口的第一区域，所述第一区域具有第一流动阻力，并且所述第一区域被配置为接收和收集全血样本并分离出血浆。该装置还包括具有出口的第二区域，所述第二区域具有第二流动阻力，并且所述第二区域与第一区域流体连接并被配置为对分离出的血浆进行计量。该装置还包括：用于分离第一区域与第二区域的装置；以及毛细管装置，该微流体装置与出口流体连通并被配置为施加足够强的毛细管作用力以在将第二区域中的血浆与第一区域中的血浆分离的同时输送和吸收第二区域中的计量出的血浆体积。第二区域布置有至少一个通气口，并且根据该方面的装置准许：在输送血浆的任何给定时间，第一区域中的有效的第一流动阻力是第二区域中的有效的第二流动阻力的值的至少两倍。在这个方面，术语“有效的流动阻力”涉及以下事实：因为在流体流中液体被替换为空气，所以在通过装置进行的整个微流体输送的过程中的流动阻力是动态的并逐渐改变。在本专利技术的该总体方面，装置的第一区域可包括含入口的血浆提取隔室。血浆提取隔室被配置为接收和收集全血样本，并从样本中分离出血浆，以供在装置中进一步输送。第二区域包括计量通道，所述计量通道与出口流体连接并借助流体连接器与血浆提取隔室流体连接，优选地，计量通道的容积在0.5μl和50μl之间。更优选地，计量通道的容积在1和30μl之间。计量通道的限定容积通常确定了根据本专利技术的微流体装置的背景和术语“微流体”。在本专利技术的该总体方面，血浆提取隔室包括全血容器、血浆分离膜和用于收集并进一步输送分离出的血浆的血浆滤液室中的至少一者。优选地，但并不一定是，该装置设置有全血容器、血浆分离膜和用于收集并进一步输送分离出的血浆的血浆滤液室中的每个。在微流体装置的一个实施方式中，用于分离第一区域与第二区域的装置是在血浆提取室和计量通道之间的连接通道。在该实施方式中，连接通道优选地具有从血浆提取隔室(例如，从血浆滤液室)到计量通道的线性延伸部。优选地，连接通道和计量通道具有不同的尺寸。这样的尺寸包括但不限于横截面面积和长度，优选地，连接通道的横截面面积小于计量通道的横截面面积。在一个实施方式中，连接通道以尺寸突变的方式连接到计量通道。在一个实施方式中，连接通道以尖拐角与计量通道相交，因此所述连接通道和所述计量通道的纵向对称轴以90°或更小的角度交叉。在一个实施方式中，该装置包括计量通道，计量通道具有带死端的至少一个分支。在一个实施方式中，该装置具有连接通道，连接通道与计量通道相交，使得将计量通道分成两个不对称部分，连接出口的第一部分比第二部分具有更长的填充时间。这样的系统可以被配置为大体T形。在该装置的一个实施方式中，计量通道的第一部分是连接到出口的较长部分(L1)，并且计量通道的第二部分是连接到死端的短部分(L2)，例如，L1：L2的关系为5:4或4:3或从5:4到4:3，或者在另一个示例中，与较短部分(L2)的长度相比，较长部分(L1)具有至少两倍的长度。在根据本专利技术的微流体装置的另一个实施方式中，用于分离第一区域与第二区域的装置是在血浆提取隔室的出口孔和计量通道的入口之间延伸的流体连接器，流体连接器设置有通气口(图8)。优选地，计量通道具有从计量通道的入口到计量通道的出口的线性延伸部。因此，计量通道未设置有分支。在根据本专利技术的微流体装置的另一个实施方式中，用于分离第一区域与第二区域的装置是位于血浆滤液室和计量通道之间的通气口，由此充当具有不同流动阻力的第一区域和第二区域之间的接口。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于输送和采样限定体积的血浆的微流体装置，该微流体装置提供从入口到出口的流体通路，所述微流体装置包括：/n具有所述入口的第一区域，所述第一区域具有第一流动阻力并被配置为接收和收集全血样本并分离出血浆；/n具有所述出口的第二区域，所述第二区域具有第二流动阻力并与所述第一区域流体连接，并且所述第二区域被配置为通过包括计量通道来对分离出的血浆进行计量；/n用于分离所述第一区域与所述第二区域的装置；以及/n毛细管装置，所述毛细管装置与所述出口流体连通并被配置为施加足够强的毛细管作用力以在将所述第二区域中的血浆与所述第一区域分离的同时输送和吸收所述第二区域中的计量出的血浆体积；/n其中，所述第二区域布置有至少一个通气口；并且/n其中，在输送血浆的任何给定时间，所述第一区域中的有效的第一流动阻力是所述第二区域中的有效的第二流动阻力的值的至少两倍。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180906 SE 1830253-9;20190208 SE 1950149-31.一种用于输送和采样限定体积的血浆的微流体装置，该微流体装置提供从入口到出口的流体通路，所述微流体装置包括：
具有所述入口的第一区域，所述第一区域具有第一流动阻力并被配置为接收和收集全血样本并分离出血浆；
具有所述出口的第二区域，所述第二区域具有第二流动阻力并与所述第一区域流体连接，并且所述第二区域被配置为通过包括计量通道来对分离出的血浆进行计量；
用于分离所述第一区域与所述第二区域的装置；以及
毛细管装置，所述毛细管装置与所述出口流体连通并被配置为施加足够强的毛细管作用力以在将所述第二区域中的血浆与所述第一区域分离的同时输送和吸收所述第二区域中的计量出的血浆体积；
其中，所述第二区域布置有至少一个通气口；并且
其中，在输送血浆的任何给定时间，所述第一区域中的有效的第一流动阻力是所述第二区域中的有效的第二流动阻力的值的至少两倍。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一区域包括含所述入口的血浆提取隔室，所述血浆提取隔室被配置为接收和收集全血样本并分离出血浆，并且其中，所述第二区域，并且其中，所述计量通道与所述出口流体连通并且借助所述用于分离所述第一区域与所述第二区域的装置与所述血浆提取隔室流体连通，优选地，所述计量通道的容积在0.5μl和50μl之间。


3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述血浆提取隔室包括全血容器、血浆分离膜和用于收集分离出的血浆的血浆滤液室中的至少一者。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述用于分离所述第一区域与所述第二区域的装置是连接通道。


5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述连接通道和所述计量通道具有不同的尺寸，所述尺寸包括但不限于横截面面积和长度，优选地，所述连接通道的横截面面积小于所述计量通道的横截面面积。


6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述连接通道以尺寸突变的方式连接到所述计量通道。


7.根据权利要求4至6中任一项所述的装置，其中，所述连接通道以尖拐角与所述计量通道相交，因此所述连接通道和所述计量通道的纵向对称轴以90°或更小的角度交叉。


8.根据权利要求4至6中任一项所述的装置，其中，所述计量通道具有带死端的至少一个分支。


9.根据权利要求4至8所述的装置，其中，所述连接通道将所述计量通道分成两个不对称部分，连接到所述出口的第一部分比第二部分具有更...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·奥兰德，H·P·斯塔克约翰逊，J·豪泽，G·斯特默，N·洛克希德，
申请(专利权)人：卡皮台内尔公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE