[發明專利]血細胞分析芯片及應用該芯片的系統

有效

• 申請號: 201110430735.4
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN103170377A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 李芳芳;游璠;周樹民;黃石;樊建平
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院;深圳中科強華科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N15/10
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武

技術領域

本發明涉及一種基于微流控技術的血細胞分析芯片及應用該芯片的系統。

背景技術

血液流經人體的各個組織與器官，人體的各個組織與器官之間的相互作用、相互影響是通過神經、體液的調節及平衡來實現的，這種平衡反映在血液的各種物理參數、生理參數等方面。血液學檢驗所獲得的信息可有助于診斷、鑒別診斷與血液系統有關的疾病，有助于分析病情、觀察療效、判斷預后，為預防疾病提供依據，指導臨床用藥并開展臨床醫學研究。血液細胞學分析不僅是診斷造血系統各種疾病的主要依據，對其他系統疾病的診斷和鑒別診斷也可提供重要信息，因此血細胞檢驗(即血常規檢驗)已成為臨床檢驗中三大常規檢驗(血常規、尿常規、便常規)之首，其臨床應用也最為廣泛。

在血細胞檢驗領域，自20世紀50年代初庫爾特先生發明了粒子計數技術，制造了第一臺血細胞分析儀并應用于臨床以來，血細胞分析儀的發展已有50年的歷史。目前，血細胞分析儀已成為醫院臨床檢驗應用非常廣泛的儀器之一，其主要可分為三分類和五分類血細胞分析儀，檢測原理主要是電阻抗、射頻和激光散射等。

目前的三分類血細胞分析儀多采用電阻抗法。電阻抗檢測的原理是：根據血細胞非傳導性的性質，對電解質溶液中懸浮顆粒在通過計數小孔時引起的電阻變化進行檢測。具體做法是，在待測細胞懸液中設置一計數小孔，計數小孔的兩側各有一個施加一定電壓的電極，如果供給的電流和阻抗是穩定的，根據歐姆定律，通過計數小孔的電壓也是不變的。當懸液中的一個細胞通過計數小孔時，由于血細胞的傳導性極小，血細胞的導電性質比等滲的電解液要低，使得在電路中計數小孔感應區內的電阻增加，瞬間引起電壓變化而出現一個脈沖信號。電壓增加的程度取決于細胞的體積，細胞的體積越大，引起的電壓變化越大，產生的脈沖振幅越高。通過對脈沖振幅的測量可以測出細胞的體積，記錄脈沖的數目可以得到細胞計數的結果。經過對各種血細胞所產生脈沖大小的電子選擇，可以區分不同種類的血細胞并進行分析。

目前的血細胞分析普遍通過市售的血細胞分析儀經特定人員在特定條件下進行。這類血細胞分析儀的體積大、成本高、修護費時費力、每次只能分析一個樣品，同時對操作者有嚴格要求，需要經過專業培訓，局限性較大，難以普及。

為解決上述問題，業界現正著力開發基于微流控技術的血細胞分析儀。微流控分析技術的最初形態是20世紀90年代初瑞士的Manz和Widmer首次提出的以微機電加工技術為基礎的微型全分析系統(miniaturized?total?analysis?systems，μTAS)，其目的是將分析實驗室的功能轉移到便攜的分析設備中，甚至集成到方寸大小的芯片上，適應分析儀器微型化、集成化、便攜化、自動化的發展要求，為“個人化”、“家庭化”分析實驗室的實現創造了有利條件。微流控芯片(microfluidic?chip)是μTAS中最活躍的領域和發展前沿，并廣泛應用于免疫分析、DNA分析、蛋白分析、聚合酶鏈式反應(Polymerase?Chain?Reaction，PCR)、細胞分選和單細胞分析等領域。在微流控芯片上進行細胞研究越來越受到人們的重視，已應用于細胞培養，細胞計數和分類篩選，胞內成分分析、分子離子和細胞的相互作用的研究以及單細胞分析等方面，微流控芯片在疾病診斷方面展現出較好的應用潛力，成為發展快速、高效、低成本疾病診斷技術的理想平臺。

基于微流控芯片的血細胞分析儀可以改善傳統血細胞分析儀體積大、價格貴、修護費時費力、通量低、操作難度大等缺點，從而提高分析通量、降低操作難度、減小體積，并且微流控芯片成本低，可一次性使用，用過即可丟棄，而降低血細胞分析儀的價格和維護成本，因此微流控芯片在血細胞分析方面具有較好的應用前景，適合普及社區診所、個人家庭等進行血細胞分析測定。

發明內容

因此，本發明提供一種基于微流控技術的血細胞分析芯片及應用該芯片的系統。

本發明提供的血細胞分析芯片包括至少一微流控芯片，該微流控芯片包括第一儲液池、第二儲液池、第三儲液池、第一液體通道、第二液體通道以及檢測通道，第一儲液池用于儲存血細胞懸液，第二儲液池用于儲存可改變血細胞懸液特定性能的溶液，第三儲液池用于儲存廢液，第一儲液池通過第一液體通道和檢測通道與第三儲液池相連，第二儲液池通過第二液體通道和檢測通道與第三儲液池相連，第一液體通道和第二液體通道與檢測通道在同一位置交匯，檢測通道上設有可使血細胞通過的檢測小孔。