微流控离心盘制造技术

本发明专利技术属于生物医学技术领域，具体涉及一种微流控离心盘，该离心盘包括底板和与底板相配合的盖板，底板和盖板上均周向设置有分离反应单元，分离反应单元包括相间设置的分离区和反应区，分离区包括分离池和血细胞池，反应区包括反应池和废液池，底板的分离池、血细胞池、反应池和废液池均为下沉式结构；盖板的分离池、血细胞池、反应池、废液池以及通道的外周均设置有凸起以与底板配合；盖板的反应池和盖板的废液池之间的通道上设置有第一挡板，第一挡板中设置有非直线形连通流道；盖板的分离池和盖板的反应池中均开设有通孔。本发明专利技术通过底板和盖板的结构优化和表面改性实现了微流控离心盘精准高效地采样、预处理、混合、加样、分离和检测等流程。和检测等流程。和检测等流程。

【技术实现步骤摘要】
微流控离心盘


[0001]本专利技术属于生物医学
，具体涉及一种利用离心力驱动的微流控方法将血液进行血浆和血细胞分离之后取得血浆，同时能将分离的血浆进行化学发光免疫分析的CD盘式微流控离心盘。

技术介绍

[0002]微流控是指使用数十到数百微米的管道处理或操纵微流体的技术，该技术涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程。
[0003]化学发光免疫分析(chemiluminescence immunoassay，CLIA)是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合，用于各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶和药物等的检测分析技术。
[0004]离心微流控是以微机电技术为依托，将化学分析的采样、预处理、衍化、混合及检测等过程中涉及的阀、流动管道、混合反应器、加样、分离、检测等部件集成到CD形状的盘片上，以离心力为液流的驱动力，实现对液流检测分析的微流控体系。利用离心转速控制的原理，便可以通过程序轻易的控制实验的操作流程，对于检测人员只需要加入试剂，运行程序，便可以完成整个实验的流程得到实验结果。
[0005]在微流控盘的设计中，现有技术中通常是依据检验项目的不同（有单组份，双组份，多组份等），设计每种检验项目配套的微流控盘，造成设计和制作成本上升，同时用户在使用的时候要挑选配套的盘，这给用户带来了一定的技术要求。为此设计一个全血通用型的化学发光盘片，用以解决由于组份不同、步骤不同（一步法，两步法多步法等）需要配不同微流控盘的问题则尤为必要。

技术实现思路
<br/>[0006]为了克服现有的微流控盘配套复杂、检测麻烦、检测结果难以保证一致性的不足，本专利技术提供一种微流控离心盘，该微流控离心盘不仅能全血通用，且尽量达到了接近大发光检验仪每次反应同样数量级的样本的和试剂用量，能仅通过相应的控制程序便可以完成整个流程得到结果。
[0007]本专利技术提供的微流控离心盘包括底板和与底板相配合的盖板，所述底板和盖板的中心设置有与离心转盘相匹配的安装通孔。所述底板和盖板上均周向设置有分离反应单元，所述分离反应单元包括相间设置的分离区和反应区，分离区包括分离池和血细胞池，分离池和血细胞池之间设置有通道，反应区包括反应池和废液池，反应池和废液池之间设置有通道，分离池和反应池靠近底板和盖板的中心，血细胞池和废液池远离底板和盖板的中心；底板的分离反应单元为下沉式结构，即底板的分离池、血细胞池、反应池和废液池的上平面均低于底板的上平面。
[0008]盖板的反应分离单元用以实现对底板的密封，盖板上对应底板的反应分离单元处
设置有凸起，这些凸起的边缘配合底板上分离池、血细胞池、反应池和废液池的边缘，达到一定的密封效果，同时在盖板的凸起之外涂胶液，利用凸起的高度可以有效地将胶液阻挡在池外，即凸起的设置有效解决解决使用中底板和盖板中可能存在缝隙使反应溶液漏出的问题，以及涂胶时胶液可能进入流道引起堵塞或进入底板池内引起反应误差的问题。同时，微流控盘面尺寸较大，在进行离心分离或反应时盘内会产生很大的压强，传统用两个平面贴合来进行密闭的方法很难满足实际使用时的密闭要求，从而使两块平面板之间产生气泡或缝隙而导致漏液，采用底板轮廓包住盖板凸起轮廓的方法可以很容易地满足微流控盘使用时地密封性要求。具体的，盖板的分离池、血细胞池、反应池、废液池、以及通道的外周均设置有凸起，盖板的血细胞池、反应池、废液池以及盖板的分离池和血细胞池之间的通道的上平面均与盖板的上平面齐平，盖板的分离池的上平面低于盖板的上平面，盖板的反应池和盖板的废液池之间的通道上设置有第一挡板，第一挡板中设置有非直线形连通流道。盖板的分离池和盖板的反应池中均开设有通孔，该通孔用于分别向分离池和反应池注入或取出液体。
[0009]本专利技术设计有专门的全血分离池，与化学发光检测所需的反应池以及废液池物理隔离。此部分设计是为了在进行全血分离这一步骤时，可以用1500转每分钟的高转速进行全血分离，而不必担心在此转速下离心力过大使全血混入到化学发光检所需的反应池或者废液池中去，保证高转速的分离效果。
[0010]本专利技术为了解决全血分离中可能存在的血浆与血细胞分离后再次混合的问题，同时为了保证分离后所需血清的纯度和降低混入血细胞对检测结果的干扰，底板的分离池和底板的血细胞池之间的通道上设置有第二挡板，底板的反应池和底板的废液池之间的通道上设置有第三挡板，所述第二挡板和第三挡板的上平面低于底板的上平面；第二挡板的设置用以实现在分离时血细胞能顺利地进入血细胞池，同时在分离结束后血浆能通过第二挡板而血细胞被第二挡板阻挡在血细胞池内。
[0011]另外，盖板的血细胞池中设置有弧形挡块，挡块的弧形凹面朝向分离池。该挡块与第二挡板共同作用，保证了分离时血细胞能顺利地进入血细胞池，同时在分离结束后，血浆能通过第二挡板而血细胞被第二挡板阻挡在血细胞池内。
[0012]为保证分离后血浆在分离池内的位置可以实现高效迅速地取出分离后的血浆，本专利技术对微流控离心盘中的底板的血细胞池的容积控制在底板的分离池的容积的二分之一以下，保证分离后的血浆不会过多地留在血细胞池内而不回流。
[0013]另外，本专利技术的底板的分离池底部为斜面，底板的分离池底部朝向底板中心的一端低于远离底板中心的一端，使分离后的血浆能通过斜面更容易地从第二挡板上流至底板的分离池的最底部以方便采集。
[0014]现有的微流控盘大多采用疏水性质的材质，这样使得注液自动化时难以注满盘内空间，造成测量误差和资源浪费。本专利技术对底板分离池使用聚多巴胺进行亲水改性，使分离池的亲水性远大于血细胞池，以保证分离后的血浆能更迅速地从挡板上流回。
[0015]为保证液体注入和取出的流畅性，以及解决在本专利技术相配套使用的机器中针头对孔难的问题，本专利技术微流控离心盘的注液孔和取液孔统一为直径3mm的通孔，使相配套的机器中针头对孔的容错率更高，同时可以解决因为气压不平衡造成的注液难和取液不流畅的问题。
[0016]为保证微流控离心盘在转速500转每分钟的条件下反应池内的反应物充分反应而不被甩至废液池中，同时离心盘在转速达到1500转每分钟时反应池内的反应物可以完全被甩至废液池中而不余留，本专利技术将反应池设计为圆形，使得在旋转时反应池内的反应物更容易混合。同时将盖板的反应池与废液池之间的连通流道设计成一个“N”字形，使得连通流道内有一定的阻力，可以满足微流控离心盘在转速500转每分钟的条件下反应池内的反应物充分反应而不被甩至废液池中，而连通流道内的阻力无法阻挡离心盘在转速达到1500转每分钟时反应池内的反应物完全被甩至废液池中，使得旋转完之后反应池内不再留有反应物。
[0017]传统微流控做化学发光项目大多一直存在一个CV值非常差的问题，产生这个问题的根本原因在于传统微流控做化学发光的微流控盘的设计总是把样本量做到10ul以内，而化学发光后续要经过4次磁分离清洗，最后的采光也是所有磁珠的总光强，如果样本量太低则操作步骤中所存在微小的样本量随机损失则对最终的测试结果造成大的偏差。为了提高反应的CV本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微流控离心盘，其特征在于，包括底板（1）和与底板（1）相配合的盖板（2），所述底板（1）和盖板（2）的中心设置有与离心转盘相匹配的安装通孔（0），所述底板（1）和盖板（2）上均周向设置有分离反应单元，所述分离反应单元包括相间设置的分离区和反应区，分离区包括分离池（3）和血细胞池（4），反应区包括反应池（5）和废液池（6），所述分离池（3）和血细胞池（4）之间、以及反应池（5）和废液池（6）之间均设置有通道，分离池（3）和反应池（5）靠近底板（1）和盖板（2）的中心，血细胞池（4）和废液池（6）远离底板（1）和盖板（2）的中心；底板（1）的分离池（3）、血细胞池（4）、反应池（5）和废液池（6）的上平面均低于底板（1）的上平面；盖板（2）的分离池（3）、血细胞池（4）、反应池（5）、废液池（6）以及通道的外周均设置有凸起（12），盖板（2）的血细胞池（4）、反应池（5）、废液池（6）以及盖板（2）的分离池（3）和血细胞池（4）之间的通道的上平面均与盖板（2）的上平面齐平，盖板（2）的分离池（3）的上平面低于盖板（2）的上平面；盖板（2）的反应池（5）和盖板（2）的废液池（6）之间的通道上设置有第一挡板（8），第一挡板（8）中设置有非直线形连通流道（81）；盖板（2）的分离池（3）和盖板（2）的反应池（5）中均开设有通孔（7）。2.根据权利要求1所述的微流控离心盘，其特征在于，所述底板（1）的分离池（3）和底板（1）的血细胞池（4）之间的通道上设置有第二挡板（9），底板（1）的反应池（5）和底板（...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾凡荣，肖勇，胡非凡，陈建锋，洪金华，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：