[發(fā)明專利]基于離心力及歐拉力驅(qū)動確定性側(cè)向位移的三維微流芯片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711479612.3
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108251297B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦咸明;王萬軍;陳花玲;呂社民;賈書海;秦浩晨
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: C12M1/36
• 分類號: C12M1/36;C12M1/12
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種基于離心力及歐拉力驅(qū)動確定性側(cè)向位移的三維微流芯片，其特征在于：包括兩組以上的呈中心對稱的流道，每一組流道包括全血輸入的儲血腔(1)，儲血腔(1)出口和對全血進(jìn)行白細(xì)胞過濾的白細(xì)胞過濾腔(2)入口連接，白細(xì)胞過濾腔(2)上連接有封裝蓋(14)，白細(xì)胞過濾腔(2)出口和將血液分離成紅細(xì)胞懸液及血漿的離心腔(3)入口連接，離心腔(3)出口和暫時(shí)存放血漿或提供反應(yīng)環(huán)境的儲液腔(4)入口連接，儲液腔(4)出口通過螺旋形流道和提供細(xì)胞篩選或?qū)游霏h(huán)境的小內(nèi)徑流道(5)入口連接；

所述的白細(xì)胞過濾腔(2)紡錘形腔(2-1)，紡錘形腔(2-1)外壁有法蘭狀脊(2-2)，法蘭狀脊(2-2)有通孔(2-3)，紡錘形腔(2-1)法線與徑向呈45°角；與水平面呈10°角向下放置，紡錘形腔(2-1)出口以長導(dǎo)管(3-1)與離心腔(3)連接；

所述的離心腔(3)為啞鈴型腔，其法線與豎直線呈小角度銳角，銳角為5～15°，與徑向呈23°角放置；離心腔(3)能夠容納150μL至250μL的去白細(xì)胞血液進(jìn)行密度梯度離心操作；離心腔(3)的上半部分為血漿儲存腔(3-2)，下半部分為紅細(xì)胞懸液儲存腔(3-3)，血漿儲存腔(3-2)通過螺旋管流道(3-4)與儲液腔(4)連接；

所述的儲液腔(4)包括球形腔(4-1)，球形腔(4-1)通過輸液口(4-2)與外界空氣相連，球形腔(4-1)通過小內(nèi)徑流道(5)與下一個(gè)儲液腔相連；

所述的儲血腔(1)、白細(xì)胞過濾腔(2)、離心腔(3)、儲液腔(4)、小內(nèi)徑流道(5)均為采用光敏樹脂材料3D打印SLA法制作而成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于離心力及歐拉力驅(qū)動確定性側(cè)向位移的三維微流芯片，其特征在于：所述的儲血腔(1)包括空心球形腔(1-1)，空心球形腔(1-1)頂部開口(1-2)為全血入口，空心球形腔(1-1)徑向向外側(cè)開口通過弧形管道(1-3)連接白細(xì)胞過濾腔(2)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于離心力及歐拉力驅(qū)動確定性側(cè)向位移的三維微流芯片，其特征在于：所述的白細(xì)胞過濾腔(2)內(nèi)設(shè)置的濾材采用二氧化硅靜電紡絲材料。

4.一種利用權(quán)利要求1所述的一種基于離心力及歐拉力驅(qū)動確定性側(cè)向位移的三維微流芯片的驅(qū)動及控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，將全血注入到儲血腔(1)中，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為300～1000r/min的低速勻速順時(shí)針，血液隨弧形管道(1-3)進(jìn)入白細(xì)胞過濾腔(2)；

第二步，在順時(shí)針狀態(tài)下，血液流經(jīng)過白細(xì)胞過濾腔(2)中濾材，紅細(xì)胞順利通過，白細(xì)胞因其細(xì)胞直徑特征及吸附特性留存在濾材中；

所述的濾材為二氧化硅靜電紡絲纖維棉，采用高壓直流靜電紡絲制造；

第三步，去白細(xì)胞血液進(jìn)入離心腔(3)，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變化為2000～4000r/min高速勻速順時(shí)針，血液經(jīng)密度梯度離心后上下分層為上層血漿與下層紅細(xì)胞懸液；

第四步，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變化為逆時(shí)針，以10rad/s²以上的高加速度達(dá)到300～1000r/min低速，并以1rad/s²以下的低加速度回復(fù)為靜止，不斷循環(huán)；血漿進(jìn)入儲液腔(4)并與添加進(jìn)來的試劑反應(yīng)。