專利名稱：一種血液細(xì)胞檢測(cè)的裝置及其微孔傳感器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細(xì)胞檢測(cè)裝置，尤其涉及的是一種血液細(xì)胞體積檢測(cè) 裝置的改進(jìn)。本發(fā)明還同時(shí)涉及一種血液細(xì)胞檢測(cè)裝置中的微孔傳感器組 件的改進(jìn)。技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)的血液細(xì)胞檢測(cè)及分析技術(shù)中，對(duì)血液細(xì)胞的分析是醫(yī)學(xué)實(shí) 驗(yàn)室最常采用的檢驗(yàn)項(xiàng)目之一，可用于對(duì)疾病的診斷、鑒別診斷、治療觀 察、預(yù)后分析以及對(duì)健康狀態(tài)的分析等。目前，采用coulter原理的電阻抗檢測(cè)方法是血液分析儀分類計(jì)數(shù)的 主要方法之一，目前國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)三分類血液分析儀器都采用的是 coulter原理，又稱微孔傳感器電阻抗法血細(xì)胞計(jì)數(shù)，例如Sysmex的 KX-21、 Coulter的AC.T diff、 Nihon Kohden的MEK-516K、 HoribaAABX 的Micros 60/CT、邁瑞的BC-3000Plus等等。所謂Coulter原理(庫(kù)爾特原理)是指根據(jù)流體中通過一微孔的不同 體積顆粒的電阻抗不同而進(jìn)行對(duì)流體中顆粒的測(cè)量，例如血液中的血細(xì)胞 是相對(duì)不良導(dǎo)體，當(dāng)其懸浮于電解質(zhì)溶液中通過檢測(cè)微孔時(shí)，會(huì)改變微孔 內(nèi)外原來(lái)的恒定電阻，由微孔內(nèi)的傳感器感應(yīng)并經(jīng)過處理電路產(chǎn)生電脈 沖，根據(jù)脈沖的大小就可以判斷細(xì)胞的體積，根據(jù)脈沖的數(shù)量可以判斷細(xì) 胞的數(shù)量。上述電脈沖信號(hào)經(jīng)過對(duì)應(yīng)的處理電路可以繪制成直觀的分布圖 表，如血液分析儀在測(cè)定紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板的多種數(shù)據(jù)的同時(shí)，把 它們體積的大小(橫軸)、出現(xiàn)的相對(duì)頻率(縱軸)以坐標(biāo)曲線圖表示出 來(lái)，形成血細(xì)胞體積分布直方圖。 如圖la所示為傳統(tǒng)微孔傳感器及其等電位線示意圖，圖中假設(shè)了四條粒子軌跡路徑pi、 pii、 piii、 piv和三條粒子回流路徑ri、 rii、 Rin,圖lb為圖la中所示各粒子的不同路徑所產(chǎn)生的脈沖波形圖，從圖中可以 看出，越是靠近微孔孔道壁面的粒子，其測(cè)量信號(hào)受到的干擾越大，如圖 lb所示的，PIV路徑的粒子產(chǎn)生了較明顯的"M"波形信號(hào)，PI路徑的粒子 測(cè)量結(jié)果最為準(zhǔn)確，而PII、 PIII路徑粒子的測(cè)量信號(hào)稍有變化，但不致 變形嚴(yán)重。圖lc為圖la所示各回流粒子的不同路徑所產(chǎn)生的小肥胖信號(hào)， 從該圖lc中可見RIII路徑的粒子產(chǎn)生出了幅值較大的肥胖信號(hào)，與最佳 測(cè)量信號(hào)的PI路徑的粒子相比，RIII路徑粒子的肥胖信號(hào)將會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié) 果造成嚴(yán)重影響，如圖ld所示的，由于不規(guī)則路徑及回流導(dǎo)致的所檢測(cè) 的微粒的直方圖不準(zhǔn)確，如上述PIV —類路徑粒子的不規(guī)則路徑以及RIII 回流路徑粒子的累加影響，就導(dǎo)致圖ld的直方圖中的疊加變形，如圖中 陰影部分所示為累加影響導(dǎo)致的疊加直方圖。這樣就導(dǎo)致了測(cè)量結(jié)果的嚴(yán) 重變形。目前的血液細(xì)胞分析儀中，計(jì)數(shù)微孔傳感器大多采用如圖3所示的系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將所述微孔傳感器設(shè)置在兩液體池110和120中間，通過對(duì)所述 兩液體池內(nèi)的壓力調(diào)整，如在液體池110內(nèi)施加正壓而同時(shí)在所述液體池 120內(nèi)施加負(fù)壓，使液體流過所述微孔傳感器組件結(jié)構(gòu)100上的微孔傳感 器時(shí)，利用coulter原理進(jìn)行測(cè)量。但現(xiàn)有的微孔傳感器組件結(jié)構(gòu)中，所述微孔傳感器之間的微孔孔道 130通常采用了在每一液體池側(cè)為垂直于微孔孔道的平直壁面，液體在流 經(jīng)微孔傳感器組件時(shí)由于流體的聚流效應(yīng)，會(huì)攜帶其中的顆粒加速進(jìn)入所 述微孔孔道130，或粘附在所述微孔孔道的壁面上，從而會(huì)造成如圖lb 所示的不規(guī)則路徑及圖1 c所示的回流等不良測(cè)量結(jié)果。常見的血細(xì)胞計(jì)數(shù)信號(hào)存在圖2a至圖2d分解所示的缺陷，即圖2a 和圖2b的信號(hào)上升沿緩慢而下降沿陡峭，圖2c所示的信號(hào)"M"波、多峰
波及圖2d所示的莫名信號(hào)過多，信號(hào)噪聲嚴(yán)重。為此，現(xiàn)有技術(shù)的 US6111398中提出了一種微粒檢測(cè)的微孔傳感器組件，如圖4 (a)至圖4 (d)所示的四種微孔傳感器組件樣式，所述組件主要由絕緣薄片50 (寶 石、陶瓷或者玻璃等不絕緣材料)及其兩側(cè)的導(dǎo)體薄片52、 53(金屬、 導(dǎo)電陶瓷等)組成，除此該專利文獻(xiàn)同時(shí)公開了微粒檢測(cè)設(shè)備的特征、微 孔結(jié)構(gòu)尺寸、微孔選材、驅(qū)動(dòng)電路等。上述美國(guó)專利文獻(xiàn)中所公開的庫(kù)爾特微孔傳感器組件在某種程度上 解決了部分上述問題，如圖4 (a) - (d)所示的各實(shí)施例，就使細(xì)胞回流 問題、不規(guī)則路徑產(chǎn)生的"M，，波信號(hào)等得到了較好的解決，然而其庫(kù)爾特 微孔傳感器組件的前后較厚的導(dǎo)電材料52、 53使得微孔的等效孔深加大， 這樣在工作過程中，血液中的一些蛋白質(zhì)以及細(xì)胞碎片容易粘附在微孔周 圍，除了影響細(xì)胞計(jì)數(shù)脈沖的信號(hào)質(zhì)量，更容易引起計(jì)數(shù)過程中的"堵孑L" 現(xiàn)象。對(duì)此，該技術(shù)方案中的庫(kù)爾特血液細(xì)胞分析儀采取了較昂貴的排堵 孔附加設(shè)施。由此，現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案中，并沒有完好的解決上述測(cè)量信號(hào)畸變 和噪聲問題；為解決該技術(shù)問題所公開的方案中，為裝配導(dǎo)電材料，微孔 組件的加工工藝水平要求過高；且為防止其所產(chǎn)生的新的技術(shù)問題"堵孑L" 現(xiàn)象，須額外配置價(jià)格昂貴的排堵孔附加設(shè)施，引入了新的難于實(shí)現(xiàn)工業(yè) 應(yīng)用的技術(shù)問題，增加了儀器的生產(chǎn)成本。所以，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種血液細(xì)胞檢測(cè)的裝置及其微孔傳感器組 件，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，即為能解決血細(xì)胞信號(hào)上升沿緩慢、下降 沿陡峭、信號(hào)的大"M"波、多峰波等不明信號(hào)的問題，提高信號(hào)的信噪比， 且實(shí)現(xiàn)抑制計(jì)凄K敖孔后液體池血細(xì)月包的回流，改善細(xì)月包流經(jīng)傳感器孩i孔的
流場(chǎng)特性，還可同時(shí)保證微孔孔道的暢通。本發(fā)明的技術(shù)方案包括一種血液細(xì)胞檢測(cè)的裝置，包括一微孔傳感器組件，設(shè)置在前池和后 池之間； 一陽(yáng)極電極設(shè)置在所述前池側(cè)，以及， 一陰極電極設(shè)置在所述后電阻抗變化； 一外部處理電路，連接所述陽(yáng)極電極和陰極電極，用于處理 其感應(yīng)信號(hào)以用于顯示其檢測(cè)結(jié)果；所述微孔傳感器組件還包括一微孔傳 感器，其上設(shè)置有一連通前池和后池的微孔；其中，所述微孔傳感器的微 孔的前端入口端面為從前池向后池方向收縮擴(kuò)張延伸的導(dǎo)流面，后端出口 端面為向后池方向擴(kuò)張延伸的順流面，并且在所述導(dǎo)流面底端和所述順流 面的底端為一孔徑內(nèi)平直的有效孔區(qū)。所述的裝置，其中，所述微孔的前端入口端面處設(shè)置為一導(dǎo)流板，其 前端面形成所述導(dǎo)流面，其后端面與所述微孔傳感器的前端面相匹配安 裝，并且在與所述^:孔對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置為一加速液流的有效孔區(qū)。所述的裝置，其中，所述導(dǎo)流板為良導(dǎo)電體，且設(shè)置為所述陽(yáng)極電極。所述的裝置，其中，所述微孔的后端出口端面還連接設(shè)置有一固定座， 該固定座從所述微孔出口端面向外擴(kuò)張延伸設(shè)置為所述順流面。所述的裝置，其中，所述后池設(shè)置為密封池，對(duì)應(yīng)所述微孔的位置向 外設(shè)置有負(fù)壓吸取出口以及所述陰極電極；沿所述順流面設(shè)置為至少一沖 洗后池的入口。所述的裝置，其中，所述微孔傳感器的有效孔區(qū)厚度為導(dǎo)流板的有效 孔區(qū)厚度的1.1倍-4倍。所述的裝置，其中，所述導(dǎo)流面和所述順流面分別可設(shè)置為喇叭形、 圓形、凸形、錐形或者凹形旋轉(zhuǎn)曲面。一種血液細(xì)胞4企測(cè)的孩￡孔傳感器組件，^沒置在前池和后池之間，包括 一微孔傳感器，其上設(shè)置有一連通前池和后池的微孔；其中，所述微孔傳
感器的微孔的前端入口端面為向前擴(kuò)張延伸的導(dǎo)流面，在所述導(dǎo)流面底端 為一孔徑內(nèi)平直的有效孔區(qū)。所述的微孔傳感器組件，其中，所述微孔傳感器的微孔的后端出口端 面為向后擴(kuò)張延伸的順流面。所述的微孔傳感器組件，其中，所述微孔的前端入口端面處設(shè)置為一 導(dǎo)流板，其前端面形成導(dǎo)流面，其后端面與所述^f敖孔傳感器的前端面相匹 配安裝，與所述微孔對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置為一加速液流的有效孔區(qū)。所述的微孔傳感器組件，其中，所述導(dǎo)流板為良導(dǎo)電體，且設(shè)置為一 陽(yáng)才及電才及。所述的微孔傳感器組件，其中，所述微孔的后端出口端面還連接設(shè)置 有一固定座，該固定座從所述微孔出口端面向外擴(kuò)張延伸設(shè)置為所述順流 面。所述的微孔傳感器組件，其中，所述導(dǎo)流面和所述順流面分別可設(shè)置 為喇叭形、圓形、凸形、錐形或者凹形旋轉(zhuǎn)曲面。一種血液細(xì)胞檢測(cè)的微孔傳感器組件，設(shè)置在前池和后池之間，包括一微孔傳感器，其上設(shè)置有一連通前池和后池的微孔；其中，所述微孔傳 感器的微孔的后端出口端面為向后擴(kuò)張延伸的順流面，在所述順流面的底 端為一孔徑內(nèi)平直的有效孔區(qū)。所述的微孔傳感器組件，其中，所述微孔的后端出口端面還連接設(shè)置 有一固定座，該固定座從所述微孔出口端面向外擴(kuò)張延伸設(shè)置為所述順流 面。所述的微孔傳感器組件，其中，所述順流面可設(shè)置為喇叭形、圓形、 凸形、錐形或者凹形旋轉(zhuǎn)曲面。.本發(fā)明所提供的一種血液細(xì)胞檢測(cè)的裝置及其微孔傳感器組件，由于 采用了改進(jìn)的微孔孔道結(jié)構(gòu)，使被測(cè)流體血細(xì)胞向孔道中心匯集流動(dòng)，并 且其出口釆用了減少回流的擴(kuò)展式出口 ，改善了血細(xì)胞微粒流經(jīng)傳感器微
孔的流場(chǎng)特性，減少了測(cè)量信號(hào)的干擾程度，提高了血細(xì)胞計(jì)數(shù)信號(hào)的質(zhì) 量，減少了微孔孔道被堵的可能，并且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了生產(chǎn)成本。


圖la-圖ld為現(xiàn)有技術(shù)的庫(kù)爾特原理的微孔血液分析儀的測(cè)量原理， 其中圖la所示為傳統(tǒng)計(jì)凄t微孔孔道中的電位線分布圖，圖lb所示為圖 la中所示各不同路徑的粒子所產(chǎn)生的脈沖波形圖，圖lc為圖la中所示各 回流粒子在不同路徑上回流導(dǎo)致小肥胖信號(hào)圖，圖ld所示為圖la各粒子 的缺陷導(dǎo)致帶疊加成分的測(cè)量結(jié)果直方圖；圖2a-圖2d所示為現(xiàn)有技術(shù)中庫(kù)爾特微孔感應(yīng)器測(cè)量時(shí)常見的偏差測(cè) 量結(jié)果，圖2a所示為信號(hào)上升沿緩慢的脈沖圖而圖2b所示為信號(hào)下降沿 陡哨的脈沖示意圖，圖2c所示為信號(hào)多"M"波、多峰波的信號(hào)示意圖， 其中的①-⑧顯示的是各"M"波，圖2d所示為莫名信號(hào)過多，信號(hào)噪聲嚴(yán) 重時(shí)的信號(hào)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)的檢測(cè)血液細(xì)胞體積的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4 (a) - (d)所示出的為現(xiàn)有技術(shù)的四種庫(kù)爾特微孔感應(yīng)器的結(jié)構(gòu) 示意圖；圖5為本發(fā)明的檢測(cè)血液細(xì)胞體積的裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明庫(kù)爾特;微孔感應(yīng)器組件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7a為圖6所示本發(fā)明庫(kù)爾特微孔感應(yīng)器組件的原理結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7b為圖7a所示本發(fā)明庫(kù)爾特微孔感應(yīng)器組件原理中粒子在微孔孔 道中的速度圖表；圖7c為圖7a所示本發(fā)明庫(kù)爾特微孔感應(yīng)器組件進(jìn)行處理后的信號(hào)圖 示意；圖8a為現(xiàn)有技術(shù)的庫(kù)爾特微孔感應(yīng)器組件的流場(chǎng)示意圖，與之相比, 圖8b和圖8c為本發(fā)明的庫(kù)爾特微孔感應(yīng)器組件的流場(chǎng)示意圖9a-j為本發(fā)明的庫(kù)爾特微孔感應(yīng)器的各較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10a為現(xiàn)有技術(shù)的檢測(cè)血液細(xì)胞體積時(shí)的結(jié)果顯示示意圖，與之相 比，圖10b為本發(fā)明的檢測(cè)血液細(xì)胞體積的結(jié)果顯示示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，將對(duì)本發(fā)明的各較佳實(shí)施例進(jìn)行更為詳細(xì)的說(shuō)明。如圖5所示的，其檢測(cè)計(jì)數(shù)裝置原理框圖中所示出的，所述裝置包括微 孔傳感器組件1,及位于該微孔傳感器組件1前的前池IIA和位于其后的 后池IIB，通過該微孔傳感器組件1通道連接；其后池11B的具有喇叭形 的擴(kuò)張順流面19，該擴(kuò)張順流面底部固定在一固定座2上，如圖6所示。在所述前池11A中設(shè)置有鉑金材料陽(yáng)極電極3，在后池IIB設(shè)置有陰 極電極4;并在所述前池IIA的上方設(shè)置有加液系統(tǒng)入口 5,通過該加液 系統(tǒng)入口 5可以將懸浮有血細(xì)胞的溶液6加入到前池11A中；在前池11A 的底側(cè)位排空及打氣泡入口 7,用于檢測(cè)完畢排空前池內(nèi)的溶液和在測(cè)試 過程中向前池內(nèi)打入氣泡，保持溶液的懸浮狀態(tài)，以便于檢測(cè)。所述懸浮有血細(xì)胞的溶液6通過所述微孔傳感器組件1流向所述后池 11B,在所述后池11B內(nèi)設(shè)置有沖洗后池的入口 8a和8b,較好的是，將 該兩入口設(shè)置為沿所述擴(kuò)張順流面19的方向，沖洗時(shí)逆著流出溶液的方 向，可以更快捷有效的清洗整個(gè)后池。所述后池IIB設(shè)置為一密封池，并在其內(nèi)還設(shè)置有負(fù)壓吸取出口 9, 以利于溶液從前池11A向后池11B的流動(dòng)。通過所述前池11A中的陽(yáng)極 電極3和后池11B的陰極電極4可以感應(yīng)溶液中細(xì)胞顆粒的電阻抗變化， 實(shí)際上，上述感應(yīng)電極即陽(yáng)極電極3和陰極電極4是可以設(shè)置在所述微孔 傳感器組件l前后的，較好的是，貼近所述微孔傳感器17設(shè)置，其連線 經(jīng)過所述微孔傳感器17的微孔中央，如此，所述感應(yīng)電極可以通過所述溶液6形成一恒流導(dǎo)電體，由于所述微孔傳感器17的微孔限制，保持該 恒流導(dǎo)電過程中的穩(wěn)定電阻抗。當(dāng)有不良性導(dǎo)電顆粒，如血細(xì)胞，經(jīng)過該 微孔傳感器17的微孔中時(shí)，經(jīng)過微孔傳感器的電阻抗發(fā)生變化，由所述 感應(yīng)電極感應(yīng)到電壓脈沖，輸出到外部處理電路?？拷鑫⒖讉鞲衅?17設(shè)置所述感應(yīng)電極時(shí)，可以減少干擾信號(hào)。本發(fā)明的微孔傳感器17的微孔尺寸是非常小的，有幾十微米級(jí)，因 此，所述感應(yīng)電極可以貼近所述微孔傳感器設(shè)置，如圖6所示的，可將導(dǎo) 流板18設(shè)置為所述陽(yáng)極電極3，所述陰極電極可以設(shè)置在固定座2的表 面。在本發(fā)明檢測(cè)裝置的電路中還設(shè)置有微孔傳感器電源驅(qū)動(dòng)單元12， 用于驅(qū)動(dòng)所述感應(yīng)電極即陽(yáng)極電極3和陰極電極4對(duì)電阻抗變化進(jìn)行感 應(yīng)，并輸出感應(yīng)信號(hào)； 一信號(hào)提取、整形處理單元13對(duì)該感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行 整形處理，并經(jīng)信號(hào)A/D采樣單元14和信號(hào)算法識(shí)別處理單元15的處 理后，顯示到顯示記錄單元16上，如圖5所示，圖示箭頭示意了電流或 者信號(hào)流向，上述電路的處理過程為現(xiàn)有技術(shù)所周知，因此，不再贅述。本發(fā)明裝置同時(shí)提供了一種微孔傳感器組件1,如圖6所示的，其出 口端面設(shè)置具有喇叭形的向后池方向擴(kuò)張延伸的順流面19,其作用在于 降低微孔出口的流體速度和防止回流，可以改善信號(hào)后沿陵峭和信號(hào)干 擾，該擴(kuò)張順流面底部固連一固定座2，所述孩t孔傳感器組件1的結(jié)構(gòu)包 括微孔傳感器17、導(dǎo)流板18以及固定座2，其中所述微孔傳感器17中設(shè) 置有一微孔，其孔徑中設(shè)置有一段平直區(qū)域的有效孔區(qū)，該微孔的前端入 口處端面邊緣旋轉(zhuǎn)曲面設(shè)置，形成逆液流方向從前池向后池方向收縮的導(dǎo) 流面，該導(dǎo)流面可以由 一沿所述微孔的前端入口處端面邊緣設(shè)置的導(dǎo)流板 18形成；在所述微孔的后端出口處設(shè)置為所述固定座2，該固定座向外連 接設(shè)置有喇叭形的擴(kuò)張順流面19，如此，流經(jīng)所述微孔傳感器17的溶液 可以在所述微孔內(nèi)的平直區(qū)域段內(nèi)形成勻速平直的流場(chǎng)。所述導(dǎo)流板18 對(duì)應(yīng)微孔的位置也設(shè)置為一段加速液流的有效孔區(qū)，所迷導(dǎo)流板18的前 端導(dǎo)流面的作用是對(duì)流體進(jìn)行聚焦和順流，改善信號(hào)前沿緩慢和提高信號(hào) 質(zhì)量。須說(shuō)明的是，本發(fā)明所述微孔傳感器17可以獨(dú)立設(shè)置為前端為導(dǎo)流 面，后端為順流面，而不設(shè)置所述導(dǎo)流板18，如此可以簡(jiǎn)化配件的結(jié)構(gòu)， 使生產(chǎn)更容易。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可以知 道，在某些情況下可以僅保留導(dǎo)流面設(shè)置，而不設(shè)置順流面，或僅保留順 流面設(shè)置而不設(shè)置導(dǎo)流面，如此雖然信號(hào)質(zhì)量不是最好，但能保證信號(hào)的 前沿或后沿符合要求即可，這樣就可以減少設(shè)備生產(chǎn)的復(fù)雜度，在滿足實(shí) 際要求的同時(shí)降低其設(shè)備成本。由于理想的微孔傳感器是當(dāng)細(xì)胞從傳感器微孔的入口處勻速移動(dòng)到 出口處，以產(chǎn)生理想電壓脈沖波形，該波形應(yīng)呈現(xiàn)上升沿與下降沿相等且 形狀左右對(duì)稱(T1=T2 )的形狀。然而由于傳統(tǒng)傳感器微孔在實(shí)際工作中， 受到微孔傳感器中間微孔的小孔聚流效應(yīng)，使得液流進(jìn)入微孔的速度會(huì)加 速，在微孔入口處的速度都比較小，在微孔中的速度達(dá)到最大，由此產(chǎn)生 對(duì)應(yīng)前沿緩慢的脈沖信號(hào)(T1>T2)。導(dǎo)致細(xì)胞信號(hào)前沿緩慢的主要原因 是細(xì)胞進(jìn)入微孔敏感區(qū)的速度提升的較緩慢，使得細(xì)胞從微孔的弱敏感區(qū) 向最強(qiáng)敏感區(qū)移動(dòng)的時(shí)間較長(zhǎng)，從而導(dǎo)致細(xì)胞信號(hào)前沿緩慢。前沿緩慢增 大了信號(hào)重疊的概率，影響了信號(hào)幅度的準(zhǔn)確識(shí)別。本發(fā)明的微孔傳感器組件如圖7a所示，該組件在微孔傳感器17前端 附加導(dǎo)流板18,且傳感器前端面在流體動(dòng)力學(xué)上具有光滑的喇叭形前端 曲面21 (也可以用其他形狀的旋轉(zhuǎn)曲面)，導(dǎo)流板改善了微孔傳感器入口 處的電場(chǎng)分布，將電場(chǎng)敏感區(qū)更小范圍地限制在了傳感器微孔入口區(qū)附 近。當(dāng)血細(xì)胞樣本懸浮液在后池的負(fù)壓作用下，液流開始流經(jīng)該微孔傳感 器組件時(shí)，在導(dǎo)流板18的作用下，液流聚焦迅速加速，使得樣本液流進(jìn) 入微孔的速度在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到一個(gè)較大的值，從而提高了細(xì)胞在微孔
入口的速度。然后，在所述微孔傳感器的入口 iii和出口 iir之間的速度 基本保持恒定。如圖7b所示，本發(fā)明的微孔傳感器入口 iii處速度與出口 iir處速 度基本持平，使得細(xì)胞進(jìn)出傳感器微孔的過程處于相同或近似的速度狀 態(tài)，起到了改善血細(xì)胞信號(hào)前沿緩慢上升的作用。此外，本發(fā)明的導(dǎo)流板還改善了所述微孔入口的不規(guī)則路徑，使得大 部分細(xì)胞沿著與所述微孔傳感器17的微孔中心軸線平行且靠近中心區(qū)域通過微孔，這樣就減少了"M"波發(fā)生的概率，提高了信號(hào)的信噪比，如圖 7c所示的。本發(fā)明所述微孔傳感器17的出口后端面22采用了喇叭形向外擴(kuò)張延 伸的順流面，具體的可設(shè)置為一旋轉(zhuǎn)曲面(也可采用其他旋轉(zhuǎn)曲面)，如 圖7a所示。如圖8a和圖8b、圖8c所示的，為所述微孔傳感器組件的出 口是否設(shè)置喇叭形擴(kuò)張順流面時(shí)的流場(chǎng)對(duì)比示意，圖8a所示為沒有設(shè)置 的情形，可以看出微孔出口兩側(cè)有回流，這會(huì)影響檢測(cè)信號(hào)。圖8b為設(shè) 置為喇叭形旋轉(zhuǎn)曲面時(shí)的情形，可以看出流場(chǎng)特點(diǎn)，已經(jīng)消除了回流的影 響；但更好的是，圖8c所示的，設(shè)置固定座，連接一喇p八形的擴(kuò)張順流 面，如此，可以保證流場(chǎng)特點(diǎn)更為穩(wěn)定，在所述微孔傳感器的微孔內(nèi)的流 場(chǎng)均勻平直，使得樣本液流經(jīng)微孔傳感器組件形成穩(wěn)定液體流線。實(shí)驗(yàn)分 析表明，本發(fā)明所提供的微孔傳感器組件能有效改善計(jì)數(shù)信號(hào)的前沿緩慢、減少"M"波發(fā)生的幾率、提高信噪比，有效提高了血液分析的準(zhǔn)確性， 而且本發(fā)明的微孔傳感器的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，更容易生產(chǎn)，且不會(huì)出現(xiàn)微孔 被堵的情形?？紤]到加工工藝，本發(fā)明的所述微孔傳感器組件可設(shè)計(jì)加工成但不限 于圖9a-j所示的幾種結(jié)構(gòu)，所述微孔傳感器17的前端面21可以設(shè)置為采 用喇叭形、圓形、凸形、錐形、凹形旋轉(zhuǎn)曲面或者直角平面，傳感器的后 端面22可以設(shè)置為采用喇p八形、圓形、凸形或者錐形旋轉(zhuǎn)曲面。所述導(dǎo)
流板18的前端面24可采用為喇"八形、圓形、凸形、錐形或者凹形旋轉(zhuǎn)曲 面，導(dǎo)流板的后端面25與所述微孔傳感器17的前端面21的形狀相匹配。 如圖9a中所示的，所述微孔傳感器17的前端面平直，后端面為凸形 旋轉(zhuǎn)曲面，所述導(dǎo)流板18前端為凸形旋轉(zhuǎn)曲面，后端面為與所述微孔傳 感器17前端面匹配的平直面。如圖9b所示，所述微孔傳感器17的前端 面為錐形旋轉(zhuǎn)面，后端面為凸形旋轉(zhuǎn)曲面，所述導(dǎo)流板18前端為凸形旋 轉(zhuǎn)曲面，后端面為與所述微孔傳感器17前端面匹配的錐形旋轉(zhuǎn)曲面。如 圖9c所示，所述微孔傳感器17的前端面平直，后端面為凸形旋轉(zhuǎn)曲面， 所述導(dǎo)流板18前端為錐形旋轉(zhuǎn)曲面，后端面為與所述微孔傳感器17前端 面匹配的平直面。如圖9d所示，所述微孔傳感器17的前端面為平直面， 后端面為凸形旋轉(zhuǎn)曲面，所述導(dǎo)流板18前端為凹形旋轉(zhuǎn)曲面，后端面為 與所述微孔傳感器17前端面匹配的平直面。如圖9e所示，所述微孔傳感 器17的前端面為喇叭形，后端面為一組合面，前段為錐形旋轉(zhuǎn)曲面，后 段為喇叭形旋轉(zhuǎn)曲面，所述導(dǎo)流板18前端為喇叭形，后端面為與所述微 孔傳感器17前端面匹配的喇。八形，并且該導(dǎo)流板厚度均勻與所述微孔傳 感器的前端面適配。如圖9f所示，所述^t孔傳感器17的前端面為平直面， 后端面為錐形旋轉(zhuǎn)曲面，所述導(dǎo)流板18前端為凸形旋轉(zhuǎn)曲面，后端面為 與所述微孔傳感器17前端面匹配的平直面。如圖9g所示，所述微孔傳感 器17的前、后端面都是錐形旋轉(zhuǎn)面，所述導(dǎo)流板18前端為凸形旋轉(zhuǎn)曲面， 后端面為與所述微孔傳感器17前端面匹配的錐形旋轉(zhuǎn)曲面。如圖9h所示， 所述微孔傳感器17的前、后端面都是錐形旋轉(zhuǎn)面，所述導(dǎo)流板18前、后 端面也都是錐形旋轉(zhuǎn)曲面，其厚度均勻，且后端面與所述微孔傳感器17 前端面相匹配。如圖9i所示，所述微孔傳感器17的前端面為平直面，后 端面為錐形旋轉(zhuǎn)曲面，所述導(dǎo)流板18前端為凹形旋轉(zhuǎn)曲面，后端面為與 所述微孔傳感器17前端面匹配的平直面。如圖9j所示，所述^f敞孔傳感器 17的前端面為凹形旋轉(zhuǎn)面，后端面為喇叭形旋轉(zhuǎn)曲面，所述導(dǎo)流板18前
端為凹形旋轉(zhuǎn)曲面，整個(gè)導(dǎo)流板厚度均勻，后端面為與所述微孔傳感器17前端面相匹配的凸形旋轉(zhuǎn)曲面。本發(fā)明所述微孔傳感器17的材料與現(xiàn)有技術(shù)類似，可選用寶石、陶 瓷、本征半導(dǎo)體或玻璃等絕緣材料，要求熱穩(wěn)定性、機(jī)械加工工藝性良好， 且熱膨脹系數(shù)小、耐磨、耐酸堿、不易銹蝕、具備一定的硬度和剛度；所 述微孔傳感器端面光潔度應(yīng)足夠高，以確保與前端導(dǎo)流板18粘結(jié)緊密、 牢靠；微孔出口逐漸敞開，以便形成具有良好流場(chǎng)特性的喇叭形或者凸形 曲面的后端面22,使得出口液流緩慢向四周擴(kuò)散，以削減和防止液體回流o所迷導(dǎo)流板18的材料應(yīng)采用電的良導(dǎo)體，該導(dǎo)流板可做為陽(yáng)極，在 作陽(yáng)極時(shí)在較高直流電壓的電解液中不能被電解，因此可選擇鉑族金屬如 金、鎳、鈦等，或者選擇鉑族金屬的合金；該導(dǎo)流板熱穩(wěn)定性、機(jī)械工藝 性應(yīng)良好，且耐磨、耐較強(qiáng)酸堿、不易銹蝕；其與微孔傳感器材料的熱膨 脹系數(shù)應(yīng)盡可能接近，避免因環(huán)境溫度變化引起二者交接面脫離，以確保 二者交接嚴(yán)密、緊湊、可靠。該導(dǎo)流板具有以下功能改善傳感器微孔入 口的電場(chǎng)分布特性和流場(chǎng)特性、解決細(xì)胞進(jìn)入傳感器微孔的不規(guī)則路徑問 題、抑制細(xì)胞在靠近微孔邊緣進(jìn)入孔區(qū)的發(fā)生、提高微粒進(jìn)入微孔敏感區(qū) 的速度。所述固定座2可選用高分子有機(jī)塑料等絕緣材料，熱穩(wěn)定性良好且耐 磨、耐較強(qiáng)酸堿、不易銹蝕即可。 日7流板的有效孔區(qū)厚度的1.1-4倍，以保證測(cè)量信號(hào)的精確性。同時(shí)，本發(fā)明的導(dǎo)流板與微孔傳感器的組合應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)應(yīng)力均勻的條 件，譬如凹形前端面的導(dǎo)流板不能與凸形前端面的微孔傳感器組合。所述 微孔傳感器的前端面21與導(dǎo)流板的后端面25緊密交接，并且所述^(鼓孔傳 感器的微孔管道23與導(dǎo)流板的微孔管道26同軸同孔徑，并形成統(tǒng)一光滑
管道曲面27，如圖7a所示。所述微孔傳感器固定座2的順流曲面19可 采用喇叭形、圓形、凸形、錐形或者凹形旋轉(zhuǎn)曲面，以保證固定座順流曲 面與傳感器組件配套，形成穩(wěn)定液體流線20即可。上述端面22、 24和擴(kuò) 張順流面19均可采用組合曲面，即可選用圖9各實(shí)施例示范的，采用錐 形面與喇叭形面結(jié)合的方式。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，本發(fā)明裝置的方案改善信號(hào)質(zhì)量的效果非常顯 著，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比如圖10a、圖10b所示，圖10a為現(xiàn)有技術(shù)的血細(xì)胞計(jì) 數(shù)信號(hào)波形圖，可見信號(hào)中存在較多"M"波28、后沿陡峭29、上升沿緩 慢30以及較大尖峰噪聲31;圖10b為采用本發(fā)明微孔傳感器組件后計(jì)數(shù) 檢測(cè)得到的信號(hào)波形圖，從圖中可知細(xì)胞信號(hào)質(zhì)量得到了明顯提高。綜上，本發(fā)明所提供的血細(xì)胞檢測(cè)計(jì)數(shù)裝置采用了微孔傳感器組件1 及其具有喇叭形順流面19的固定座2，該部件能改善細(xì)胞懸浮液流經(jīng)傳 感器的流場(chǎng)特性和微孔進(jìn)出口速度特性，進(jìn)一步使細(xì)胞脈沖信號(hào)更趨于理 想 同時(shí)，采用微孔傳感器17與導(dǎo)流板18組合的微孔傳感器組件，有效 的改善了傳感器微孔入口的電場(chǎng)分布和流場(chǎng)特性、抑制了細(xì)胞在靠近傳感 器微孔敏感區(qū)邊沿進(jìn)入孔區(qū)的發(fā)生、提高了微粒進(jìn)入傳感器微孔敏感區(qū)的 速度，兼加上該微孔傳感器的出口喇叭形旋轉(zhuǎn)曲面的后端面22和固定座 2的喇叭形擴(kuò)張順流面19進(jìn)一步優(yōu)化流場(chǎng)特性，有效抑制了細(xì)胞微粒的 回流問題，減少了回流產(chǎn)生的虛假脈沖對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。而且，本發(fā)明的微孔傳感器組件結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單，其微孔傳感器的微孔 等效孔區(qū)長(zhǎng)度大大縮短，減小了計(jì)數(shù)"堵孔"發(fā)生的概率，對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)， 本發(fā)明提供了 一種廉價(jià)且有效的微孔傳感器組件。應(yīng)當(dāng)指出的是，上述針對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述較為具體，并不能因此 而理解為對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，例如，本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)并不僅限 于對(duì)血細(xì)胞的檢測(cè)，也可以用于對(duì)其它體液的檢測(cè)如尿液等，因此，本發(fā) 明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種血液細(xì)胞檢測(cè)的裝置，包括一微孔傳感器組件，設(shè)置在前池和后池之間；一陽(yáng)極電極設(shè)置在所述前池側(cè)，以及，一陰極電極設(shè)置在所述后池一側(cè)，所述陽(yáng)極電極和所述陰極電極用于感應(yīng)所述微孔傳感器組件中的電阻抗變化；一外部處理電路，連接所述陽(yáng)極電極和陰極電極，用于處理其感應(yīng)信號(hào)以用于顯示其檢測(cè)結(jié)果；所述微孔傳感器組件還包括一微孔傳感器，其上設(shè)置有一連通前池和后池的微孔；其特征在于，所述微孔傳感器的微孔的前端入口端面為從前池向后池方向收縮的導(dǎo)流面，后端出口端面為向后池方向擴(kuò)張延伸的順流面，并且在所述導(dǎo)流面底端和所述順流面的底端為一孔徑內(nèi)平直的有效孔區(qū)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述微孔的前端入口 端面處設(shè)置為一導(dǎo)流板，其前端面形成所述導(dǎo)流面，其后端面與所述微孔 傳感器的前端面相匹配安裝，并且在與所述微孔對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置為一加速 液流的有效孔區(qū)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流板為良導(dǎo)電 體，且設(shè)置為所述陽(yáng)極電極。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述微孔的后端出口 端面還連接設(shè)置有一固定座，該固定座從所述微孔出口端面向外擴(kuò)張延伸 設(shè)置為所述順流面。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述后池設(shè)置為密封 池，對(duì)應(yīng)所述微孔的位置向外設(shè)置有負(fù)壓吸取出口以及所述陰極電極；沿 所述順流面設(shè)置為至少一沖洗后池的入口 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述微孔傳感器的有 效孔區(qū)厚度為導(dǎo)流板的有效孔區(qū)厚度的1.1倍-4倍。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流面 和所述順流面分別可設(shè)置為喇叭形、圓形、凸形、錐形或者凹形旋轉(zhuǎn)曲面。
8、 一種血液細(xì)胞檢測(cè)的孩吏孔傳感器組件，設(shè)置在前池和后池之間， 包括一微孔傳感器，其上設(shè)置有一連通前池和后池的微孔；其特征在于， 所述微孔傳感器的微孔的前端入口端面為向前擴(kuò)張延伸的導(dǎo)流面，在所述 導(dǎo)流面底端為 一 孔徑內(nèi)平直的有效孔區(qū)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的微孔傳感器組件，其特征在于，所述微孔 傳感器的微孔的后端出口端面為向后擴(kuò)張延伸的順流面。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的微孔傳感器組件，其特征在于，所述微孔 的前端入口端面處設(shè)置為一導(dǎo)流板，其前端面形成導(dǎo)流面，其后端面與所 述微孔傳感器的前端面相匹配安裝，與所述微孔對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置為 一加速 液流的有效孔區(qū)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的微孔傳感器組件，其特征在于，所述導(dǎo) 流板為良導(dǎo)電體，且設(shè)置為一陽(yáng)極電極。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的微孔傳感器組件，其特征在于，所述微 孔的后端出口端面還連接設(shè)置有 一 固定座，該固定座從所述微孔出口端面 向外擴(kuò)張延伸設(shè)置為所述順流面。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9至12任一所述的微孔傳感器組件，其特征在于， 所述導(dǎo)流面和所述順流面分別可設(shè)置為喇p八形、圓形、凸形、錐形或者凹 形旋轉(zhuǎn)曲面。
14、 一種血液細(xì)胞檢測(cè)的微孔傳感器組件，設(shè)置在前池和后池之間， 包括一微孔傳感器，其上設(shè)置有一連通前池和后池的微孔；其特征在于， 所述微孔傳感器的微孔的后端出口端面為向后擴(kuò)張延伸的順流面，在所述 順流面的底端為 一孔徑內(nèi)平直的有效孔區(qū)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的微孔傳感器組件，其特征在于，所述微 孔的后端出口端面還連接設(shè)置有一固定座，該固定座從所述微孔出口端面 向外擴(kuò)張延伸設(shè)置為所述順流面。
16、根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的微孔傳感器組件，其特征在于，所 述順流面可設(shè)置為喇叭形、圓形、凸形、錐形或者凹形旋轉(zhuǎn)曲面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種血液細(xì)胞檢測(cè)的裝置及其微孔傳感器組件，所述裝置包括一微孔傳感器組件，設(shè)置在前池和后池之間；所述微孔傳感器組件還包括一微孔傳感器，其上設(shè)置有一連通前池和后池的微孔；所述微孔傳感器的微孔的前端入口端面為向前擴(kuò)張延伸的導(dǎo)流面，后端出口端面為向后擴(kuò)張延伸的順流面，在所述導(dǎo)流面底端和所述順流面的底端為一孔徑內(nèi)平直的有效孔區(qū)。本發(fā)明裝置及其微孔傳感器組件由于采用了改進(jìn)的微孔孔道結(jié)構(gòu)，使被測(cè)流體血細(xì)胞向孔道中心匯集流動(dòng)，并且其出口采用了減少回流的擴(kuò)展式出口，改善了血細(xì)胞微粒流經(jīng)傳感器微孔的流場(chǎng)特性，減少了測(cè)量信號(hào)的干擾程度，提高了血細(xì)胞計(jì)數(shù)信號(hào)的質(zhì)量。
文檔編號(hào)G01N33/49GK101165485SQ200610063209
公開日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2006年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
發(fā)明者安 李, 許華明, 趙天鋒 申請(qǐng)人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司