一种基于声流体力学的血液分离装置制造方法及图纸

本申请涉及生物医学技术领域，提供一种基于声流体力学的血液分离装置。该血液分离装置包括微流控芯片、微流泵和声波驱动系统，微流泵通过软管连接微流控芯片的微流道，微流道底面设置有阵列排布的微孔，声波驱动系统的压电换能器固定在微流控芯片的玻璃基片上。微流体在微流泵的作用下进入微流道，微流体中的微粒基于不同粒径的微粒在声流场所受的声流场力不同来进行分离，通过控制微粒所受声流捕获力与外加流场推力的大小，以实现粒径相对大的微粒被微孔捕获，粒径相对小的微粒随流场游走。本申请所述的血液分离装置不仅对血液中的微粒无损伤、可控性强，且能够简单高效地将目标细菌从血液中分离出来。细菌从血液中分离出来。细菌从血液中分离出来。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声流体力学的血液分离装置


[0001]本申请涉及生物医学
，尤其涉及一种基于声流体力学的血液分离装置。

技术介绍

[0002]细菌感染往往会引发多种疾病，不仅发病率高而且经常引发危重病情，因而需要及时诊治。目前，寻找细菌性疾病的根源大多需要先从细胞和细菌的混合物(如血液)中分离出特定细菌，再对该特定细菌进行分析处理，因而细菌分离技术在临床医学、生物工程等领域具有重大意义。
[0003]传统的细菌分离技术是在琼脂培养基中进行培养分离，此种方法需耗费大量时间，且要求操作人员具有较高的技术水平。目前，常采用离心技术对试样进行分离，然而试样在操作过程中经常会由于所受离心力过大而出现破裂的情况，导致细胞失活；且在分离时，需频繁开启和关闭设备来观察试样，了解试样分离的进展，由此也增大了设备的运行负担，缩减了设备的使用寿命；并且，离心技术需手动拿取试管进行观察，不仅操作繁琐，还增大了试样被污染的风险，影响试样的分离效果；再者，离心技术的分离精度较低。
[0004]此外，还有基于光镊技术的分离方法，但长时间激光照射会大量产热，从而损伤试样的活性；而基于磁场技术的方法，则需要被操作对象具备磁性；且上述两种方法的系统复杂，成本昂贵，因此上述两种方法实用性也较低。
[0005]在临床血液样本中，血液粘度高、成分复杂，却又急需分析结果，因此如何在不破坏试样结构的前提下，还能简单且高效地将细菌等目标对象从血液中分离出来，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本申请旨在提供一种基于声流体力学的血液分离装置，所述血液分离装置不仅对血液中的微粒无损伤、可控性强，且能够简单高效地将目标细菌从血液中分离出来。
[0007]为了实现上述目的，本申请提供一种基于声流体力学的血液分离装置，包括：微流控芯片、微流泵和声波驱动系统。
[0008]所述微流控芯片包括微流道和玻璃基片，所述微流道键合在所述玻璃基片上。
[0009]所述微流道包括进口端、微流道腔室和出口端，所述微流道腔室的底面设置有阵列排布的微孔。
[0010]所述微流泵连接所述进口端，用于控制所述微流道中微流体的流速，并形成流场推力。
[0011]所述声波驱动系统包括压电换能器，所述压电换能器固定于所述玻璃基片表面，用于驱动阵列排布的微孔振动，产生声流捕获力。
[0012]所述微流体在所述微流泵的作用下，通过所述进口端进入所述微流道中，由阵列排布的微孔将所述微流体中大粒径的微粒捕获。
[0013]优选的，所述微流道腔室为矩形，长度为10mm、宽度为1mm、深度为0.2mm。
[0014]优选的，所述微孔的直径为100μm，深度为80μm；相邻的所述微孔之间的间距为100μm。
[0015]优选的，所述微流道腔室的棱角及棱边处均采用倒圆角设计。
[0016]优选的，所述压电换能器通过环氧树脂固定于所述玻璃基片表面，且紧贴所述微流道。
[0017]优选的，所述微流道采用聚二甲基硅氧烷材质，并利用模具一体成形。
[0018]优选的，所述进口端包括进口通道，所述进口通道的一端连接于所述微流道腔室的一端，所述进口通道的另一端构造有圆孔状的进管接口，所述进管接口连接所述微流泵；所述出口端包括出口通道，所述出口通道的一端连接于所述微流道腔室的另一端，所述出口通道的另一端构造有圆孔状的出管接口。
[0019]优选的，述进口通道和所述出口通道的宽度设置为200μm，深度与所述微流道腔室的深度一致；所述进管接口和所述出管接口的直径均为1mm。
[0020]优选的，所述声波驱动系统还包括连接所述压电换能器的信号发生器，用于产生设定波形的信号。
[0021]优选的，所述声波驱动系统还包括电压放大器，所述电压放大器连接于所述信号发生器和所述压电换能器之间，用于放大所述信号发生器所产生的信号。
[0022]本申请基于不同粒径的微粒在声流场所受的声流场力不同来进行分离，通过控制微粒所受声流捕获力与外加流场推力的大小，以实现粒径相对大的微粒被捕获，粒径相对小的微粒随流场游走。本申请所述的血液分离装置不仅对血液中的微粒无损伤、可控性强，且能够简单高效地将目标细菌从血液中分离出来。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
[0024]图1为本申请实施例提供的应用场景图；
[0025]图2为本申请实施例提供的基于声流体力学的血液分离装置的结构示意图；
[0026]图3为本申请实施例提供的微流道的结构示意图；
[0027]图4为本申请实施例提供的基于声流体力学的血液分离装置的侧视图；
[0028]图5为本申请实施例提供的基于声流体力学的血液分离装置的分离示意图。
[0029]图中：1
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微流控芯片，11
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微流道，12
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玻璃基片，111
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进口端，1111
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进口通道，1112
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进管接口，112
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微流道腔室，1121
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微孔，113
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出口端，1131
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出口通道，1132
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出管接口，2
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微流泵，3
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声波驱动系统，31
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压电换能器，32
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电压放大器，33
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信号发生器。
具体实施方式
[0030]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行完整、清楚的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0031]参见图1，为本申请实施例提供的应用场景图。本申请实施例提供一种基于声流体力学的血液分离装置，包括：微流控芯片1、微流泵2和声波驱动系统3。在实际使用过程中，所述微流控芯片1设置于显微镜载物台上，所述微流泵2通过软管连接所述微流控芯片1，所述声波驱动系统3的压电换能器31固定于所述微流控芯片1上。所述微流泵2通过软管将微流体注入所述微流控芯片1中，所述微流体中的微粒在流场推力和所述声波驱动系统3产生的声流捕获力作用下进行分离，具体分离情况可以通过显微镜进行观察。
[0032]具体的，参见图2，所述微流控芯片1包括微流道11和玻璃基片12，所述微流道11键合在所述玻璃基片12上。
[0033]参见图3，本申请实施例中，所述微流道11包括进口端111、微流道腔室112和出口端113。所述微流道腔室112为矩形，且底面设置有阵列排布的圆柱体状微孔1121。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于声流体力学的血液分离装置，其特征在于，包括：微流控芯片、微流泵和声波驱动系统；所述微流控芯片包括微流道和玻璃基片，所述微流道键合在所述玻璃基片上；所述微流道包括进口端、微流道腔室和出口端，所述微流道腔室的底面设置有阵列排布的微孔；所述微流泵连接所述进口端，用于控制所述微流道中微流体的流速，并形成流场推力；所述声波驱动系统包括压电换能器，所述压电换能器固定于所述玻璃基片表面，用于驱动阵列排布的微孔振动，产生声流捕获力；所述微流体在所述微流泵的作用下，通过所述进口端进入所述微流道中，由阵列排布的微孔将所述微流体中大粒径的微粒捕获。2.根据权利要求1所述的一种基于声流体力学的血液分离装置，其特征在于，所述微流道腔室为矩形，长度为10mm、宽度为1mm、深度为0.2mm。3.根据权利要求1所述的一种基于声流体力学的血液分离装置，其特征在于，所述微孔的直径为100μm，深度为80μm；相邻的所述微孔之间的间距为100μm。4.根据权利要求1所述的一种基于声流体力学的血液分离装置，其特征在于，所述微流道腔室的棱角及棱边处均采用倒圆角设计。5.根据权利要求1所述的一种基于声流体力学的血液分离装置，其特征在于，所述压电换能器通过环氧树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志军，冯林，
申请(专利权)人：宁夏医科大学总医院，
类型：新型
国别省市：