本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)設(shè)備，更具體地說是一種多任務(wù)全自動(dòng)生化檢測(cè)芯片。

背景技術(shù)：

生化分析就是采用光電比色原理來測(cè)量血液或其他體液中特定化學(xué)成分的濃度，反映機(jī)體的健康狀況，臨床用于輔助疾病的診斷、病情演變的動(dòng)態(tài)觀察等。將需要檢測(cè)的物質(zhì)通過生物化學(xué)反應(yīng)，形成另外一種對(duì)紫外光、可見光、紅外光或激光等不同光源具有特定吸收光譜的物質(zhì)，采用分光光度計(jì)檢測(cè)吸光度值從而對(duì)被檢測(cè)物質(zhì)進(jìn)行定量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前分光光度計(jì)已基本上被自動(dòng)化、高通量的生化分析儀所替代，極大提高了檢驗(yàn)效率。但是，這些儀器一般體積龐大、價(jià)格及維保費(fèi)用昂貴、需要專業(yè)人員操作，并且完成一個(gè)測(cè)試所需時(shí)間較長(zhǎng)，因此，不能用于需要快速、現(xiàn)場(chǎng)出報(bào)告的即時(shí)檢測(cè)（poct），更是無法用于家庭檢測(cè)。

poct是為了實(shí)現(xiàn)快速便捷的臨床現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，具有檢測(cè)實(shí)時(shí)性高、綜合成本低、不依賴專業(yè)設(shè)備等優(yōu)勢(shì)，廣泛用于臨床監(jiān)護(hù)、檢驗(yàn)檢疫、家庭保健等領(lǐng)域。微流控芯片技術(shù)是把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程的樣品制備、分離、反應(yīng)、檢測(cè)等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動(dòng)完成分析全過程，具有微型化、集成化、自動(dòng)化和便攜化等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為實(shí)現(xiàn)poct的重要技術(shù)手段?；谖⒘骺匦酒瑱z測(cè)分析技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是對(duì)微升量級(jí)的樣本和反應(yīng)試劑的精準(zhǔn)定量、兩者反應(yīng)前的充分混勻，以及檢測(cè)的質(zhì)控問題，這三個(gè)環(huán)節(jié)直接影響微流控芯片檢測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、可操控性及結(jié)果的可靠性。目前一般都采用離心式的辦法進(jìn)行微流體的定量和混勻，這就需要外接離心設(shè)備，并且樣本的分離、定量、試劑的定量、混勻等需要多次離心，增加了芯片的復(fù)雜性和操作的繁瑣，另外芯片整體為連通的微管和腔室系統(tǒng)，無法接入獨(dú)立的質(zhì)控系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了避免上述現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備存在的不足，提供一種對(duì)樣本和試劑精準(zhǔn)定量、反應(yīng)體系充分混勻、同時(shí)實(shí)現(xiàn)多任務(wù)檢測(cè)的全自動(dòng)生化檢測(cè)芯片，功能高度集成、操作簡(jiǎn)便、體積小巧、成本低廉，適合于醫(yī)院poct、兒科和急診，尤其是家庭的檢測(cè)。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種多任務(wù)全自動(dòng)生化檢測(cè)芯片的特點(diǎn)是：所述芯片由定量單元、混勻單元和反應(yīng)單元組成；在定量單元，血標(biāo)本在定量負(fù)壓泵的吸引下通過過濾池去除血細(xì)胞和血凝塊，通過過濾池的血漿/血清在定量負(fù)壓泵的驅(qū)動(dòng)下流入混合池，與從試劑池流入的試劑混合；設(shè)在微流控通道末端的定量負(fù)壓泵和定量增壓泵往復(fù)驅(qū)動(dòng)混合試劑，使試劑在微柱陣列作用下充分混勻；在定量負(fù)壓泵的驅(qū)動(dòng)下，與試劑充分混勻后的血漿/血清再分別定量流入各樣本檢測(cè)微管，混合試劑迅速溶解預(yù)置在管腔內(nèi)的檢測(cè)試劑微球，并開始反應(yīng)過程；在規(guī)定的溫度條件下，反應(yīng)一定時(shí)間后，光電比色法檢測(cè)各微管的吸光度值，計(jì)算樣本中特定物質(zhì)的濃度。

本發(fā)明一種多任務(wù)全自動(dòng)生化檢測(cè)芯片的特點(diǎn)也在于：

所述血標(biāo)本進(jìn)樣口周圍的芯片表面具有親樣品屬性，進(jìn)樣管道開口位置低，保證全部樣本被吸走；

所述血細(xì)胞過濾裝置是間距在100μm—1μm范圍逐漸變小的微陣列結(jié)構(gòu)，定量負(fù)壓泵提供的流體通道內(nèi)負(fù)壓促進(jìn)血標(biāo)本通過濾過池，去除血細(xì)胞和血凝塊，獲得血漿或血清；

在血細(xì)胞過濾池內(nèi)加入抗凝物質(zhì)，如肝素、枸櫞酸鈉、edta等，阻止進(jìn)入的血標(biāo)本凝固，過濾后獲得血漿樣本；或者增加血細(xì)胞過濾池內(nèi)表面的粗糙度，促進(jìn)血標(biāo)本凝固，負(fù)壓吸引濾過去除血凝塊后獲得血清；

所述血漿/血清樣本的定量是通過定量負(fù)壓泵實(shí)現(xiàn)，在定量負(fù)壓泵的吸引下，定量的血漿/血清樣本流入樣本混勻池，通過混勻池內(nèi)微柱陣列充分混勻，在定量負(fù)壓泵和定量增壓泵往復(fù)作用下，血漿/血清樣本與試劑充分混勻；

所述檢測(cè)單元，根據(jù)檢測(cè)任務(wù)的要求，樣本檢測(cè)微管的數(shù)量為1根或多根，管腔內(nèi)預(yù)置了對(duì)應(yīng)檢測(cè)項(xiàng)目的試劑微球，混合試劑流入微管后迅速溶解試劑微球，并開始反應(yīng)過程；在規(guī)定的溫度條件下，反應(yīng)一定時(shí)間后，光電比色法檢測(cè)各微管的吸光度值，計(jì)算樣本中特定物質(zhì)的濃度；

為了保證樣本檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，每一個(gè)樣本檢測(cè)微管都設(shè)置了對(duì)應(yīng)的質(zhì)控檢測(cè)微管，質(zhì)控試劑流入質(zhì)控檢測(cè)微管后迅速溶解試劑微球，并開始反應(yīng)過程，反應(yīng)條件和檢測(cè)條件與樣本檢測(cè)微管相同，通過吸光度值計(jì)算質(zhì)控品的濃度。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明采用微流控技術(shù)，將樣本的分離、定量、樣本與檢測(cè)試劑的充分混勻、多個(gè)生化檢測(cè)項(xiàng)目的反應(yīng)都集成到一張芯片上，具有集成度高、體積小巧、成本低廉，非專業(yè)人員均可操作；

2、本發(fā)明血標(biāo)本中血細(xì)胞和血凝塊的去除，通過濾過池中間距從大到小排列的微柱陣列，定量負(fù)壓泵提供濾過的動(dòng)力，有效去除血標(biāo)本中各種血細(xì)胞和血凝塊的干擾；

3、本發(fā)明中濾過的血漿/血清標(biāo)本通過定量負(fù)壓泵的負(fù)壓吸引到混勻池，定量加入到反應(yīng)試劑中，定量精準(zhǔn)且比傳統(tǒng)離心式的微流體定量方式操作簡(jiǎn)便；

4、定量吸取的血漿/血清與試劑同時(shí)在混勻池內(nèi)設(shè)置的微柱陣列中流動(dòng)，使混勻池內(nèi)的血漿/血清與試劑充分混勻；

5、每張芯片上每一根樣本檢測(cè)微管完成一項(xiàng)生化檢測(cè)，拓展檢測(cè)微管的數(shù)量可以完成多個(gè)生化項(xiàng)目的檢測(cè)，在芯片上同時(shí)設(shè)置獨(dú)立的、與檢測(cè)微管對(duì)應(yīng)的質(zhì)控檢測(cè)微管，反應(yīng)條件與檢測(cè)條件與樣本檢測(cè)微管一致，通過比對(duì)質(zhì)控結(jié)果，保證樣本檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1本發(fā)明一種多任務(wù)全自動(dòng)生化檢測(cè)芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)號(hào)：1生化檢測(cè)芯片，2過濾池，3過濾微柱陣列，4微閥，5混勻池，6混合微柱陣列，7a定量增壓泵，7b定量負(fù)壓泵，8定量采血器，10質(zhì)控池，11試劑池，12質(zhì)控反應(yīng)微管，13樣本反應(yīng)微管。

具體實(shí)施方式

參見圖1，本實(shí)施例中一種多任務(wù)全自動(dòng)生化檢測(cè)芯片由定量單元、混勻單元和反應(yīng)單元組成；帶有定量血標(biāo)本的定量采血器8插入生化檢測(cè)芯片1的入口，開啟微閥4a、4d和定量負(fù)壓泵7b，使血樣本流入過濾池2，在定量負(fù)壓泵7b的作用下，血樣本流過過濾微柱陣列3，血樣本中的細(xì)胞和血凝塊被過濾微柱陣列3阻擋，血漿/血清流入混勻池5，隨后關(guān)閉微閥4a，定量負(fù)壓泵7b繼續(xù)工作，打開微閥4c，使試劑池11中的試劑流入混勻池5的左側(cè)，打開微閥4a，使定量負(fù)壓泵7b驅(qū)動(dòng)血漿/血清和試劑通過混合微柱陣列6，到達(dá)混合池的右側(cè)，然后關(guān)閉微閥4d和定量負(fù)壓泵7b；打開微閥4b、4a和定量增壓泵7a，驅(qū)動(dòng)血漿/血清和試劑通過混合微柱陣列6，到達(dá)混合池的最左側(cè)；重復(fù)上述兩個(gè)過程，使血漿/血清和試劑混合液在混合微柱陣列中往復(fù)流動(dòng)，達(dá)到充分混勻；打開微閥4a，并依次打開微閥4j、4i、4h和定量負(fù)壓泵7b，使混勻后的血漿/血清和試劑混合液定量流入樣本反應(yīng)微管13c、13b、13a，迅速溶解預(yù)置在反應(yīng)微管內(nèi)的檢測(cè)試劑微球，關(guān)閉微閥4a、4j、4i、4h；隨后依次打開微閥4e、4f、4g，保持定量減壓泵7b開啟，使質(zhì)控池10中的質(zhì)控液依次定量流入質(zhì)控放應(yīng)管12a、12b、12c，并迅速溶解預(yù)置在質(zhì)控反應(yīng)管內(nèi)的檢測(cè)試劑微球，隨后關(guān)閉所有的微閥和微泵；在規(guī)定的溫度條件下，反應(yīng)一定時(shí)間后，光電比色法檢測(cè)各微管的吸光度值，計(jì)算樣本和質(zhì)控品中特定物質(zhì)的濃度。

具體實(shí)施中，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置包括：

如圖1所示，定量采血器8周圍的芯片表面具有親水性，進(jìn)樣管道開口位置低，確保全部血標(biāo)本被吸走；

如圖1所示，血細(xì)胞過濾池2內(nèi)有過濾微柱陣列3，去除血細(xì)胞和血凝塊；

如圖1所示，樣本反應(yīng)微管的數(shù)量為1根或多根，每一根樣本檢測(cè)微管完成一項(xiàng)生化檢測(cè)，同時(shí)設(shè)置獨(dú)立的、與檢測(cè)微管對(duì)應(yīng)的質(zhì)控檢測(cè)微管，反應(yīng)條件和檢測(cè)條件與樣本檢測(cè)微管一致，通過比對(duì)質(zhì)控結(jié)果，保證樣本檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

以上所述實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。