[发明专利]一种基于微流控技术的血液粘度检测装置及方法

说明书

本发明提出一种基于微流控技术的血液粘度检测装置及方法，解决了当前基于微加工和微流体技术的凝血检验装置成本高且操作复杂的问题，考虑在凝血过程中，血液样本粘度逐渐增加，导致血液样本流速降低，而鞘液粘度不变，流速不变，血液样本在生成的油包水液滴中的占比逐渐减小，引起油包水液滴的颜色改变的现象；利用图像采集装置对流过血液粘度检测区域的油包水液滴进行实时动态成像，并传输至中央处理器，中央处理器对油包水液滴实时动态图像进行处理，油包水液滴成像后有明显的圆形边界可以检测，中央处理器处理时更加方便，从而获取油包水液滴的颜色强度数值，以此计算血液粘度，整个装置结构简单，而且操作简易，成本低。

技术领域

本发明涉及血液粘度检测装置设计的技术领域，更具体地，涉及一种基于微流控技术的血液粘度检测装置及方法。

背景技术

正常的凝血功能对人体的正常运行至关重要，凝血功能不足可能导致失血过多，凝血功能过强则有产生血栓的风险。凝血功能检验可对患者的凝血水平进行评估，指导促、抗凝剂的使用，因此，凝血功能检验在手术期的护理、脓毒症、产科出血和血栓性疾病等的治疗方面有着重要应用。

评价凝血功能强弱的两个主要指标是凝血发生的速度和凝块的机械强度(如粘弹性)。目前，临床上的凝血功能检验以基于时间的凝血四项为主，但凝血四项存在三个较为明显的缺点：一是仅检测了凝块响应所需的时间和纤维蛋白原浓度；二是检测使用的样本为血浆，无法检测细胞成分(如血小板)对凝血功能的影响；三是部分凝块在产生后又会出现纤溶现象，使用该方法无法检测到此现象。

为弥补凝血四项的不足，研究者提出了血栓弹力图仪，可以监测凝血过程中血液粘弹性的动态变化，其检测结果充分考虑了细胞组成对凝血的影响，并且涵盖了从凝血到溶血的全过程，从而完成凝血检验，但血栓弹力图仪存在仪器体型较大、操作较复杂且成本高等缺点。

微加工和微流体技术的发展为小型化的仪器提供了基础，2017年8月18日，公开号为CN10706733A的发明专利中公开了一种基于微流控芯片的通用凝血测定装置，可用于测量全血或血液衍生物的凝血时间、确定抗凝药物对凝血动力学的影响、以及评估抗凝剂逆转剂的效果通过集成电极的血液阻抗和/或通过分别使用红外(IR)LED和光电二极管测量光透射来检测凝血，展示了即时检验的潜力，但是操作复杂，且很难实现小型化和低成本。

发明内容

为克服当前基于微加工和微流体技术的凝血检验装置成本高且操作复杂的问题，本发明提出一种基于微流控技术的血液粘度检测装置及方法，可用于凝血功能的即时检验，具有成本低、便携的优点。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于微流控技术的血液粘度检测装置，包括：

若干个微流体通道、载玻片、负压驱动结构、光源、图像采集装置及中央处理器，任意一个微流体通道包括：鞘液入口、血液样本入口、油相入口、用于连通鞘液入口与血液样本入口的Y型通道、油相通道及汇合通道，所述Y型通道、油相通道及汇合通道连通汇合于a点；

所述若干个微流体通道均嵌合于载玻片上，负压驱动结构通过软管连通微流体通道的一端出口处，负压驱动结构驱动油、鞘液、血液样本分别从油相入口、鞘液入口、血液样本入口输入，油从油相入口流入油相通道，鞘液与血液样本在Y型通道混合后，与油相通道的油在a点混合，形成油包水液滴，液滴颜色随血液样本粘度改变而改变，油包水液滴流入汇合通道，所述汇合通道上方设有光源，下方设有图像采集装置，图像采集装置采集汇合通道中油包水液滴的实时图像并传输至中央处理器，实现油包水液滴颜色的动态监测，中央处理器对油包水液滴的实时图像进行处理，从而分析血液样本粘度的变化。

优选地，若干个微流体通道的制作过程为：

首先利用光刻技术加工出具有凸通道的硅片，在硅片上加入基质和固化剂比列为10:1的聚二甲基硅氧烷PDMS后加热固化，得到凹通道，将PDMS层揭下打孔并与载玻片进行键合，并使用硅烷对内部通道进行疏水处理，得到微流体通道。