[發明專利]一種用于檢測凝塊收縮力的柔性微柱環陣列及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010260648.8
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN111551701B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 李自達;黃蘭蛛;鄭衛東
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N33/49
• 分類號: G01N33/49;B23K26/38;B23K26/402
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 李小婷

1.一種用于檢測凝塊收縮力的柔性微柱環陣列，其特征在于，所述微柱環陣列由若干個呈周期性排列的微柱行組成，每個所述微柱行上具有若干個微柱環，每個所述微柱環由四個或四個以上圍成環狀的微柱組成；所述微柱環內具有一定直徑的圓形孔隙，檢測凝塊收縮力時，將全血滴入該微柱環的圓形孔隙內進行凝血檢驗；所述微柱環的直徑為1～3mm，每個微柱環的間距為1～5mm；所述微柱的柱高為1.2～1.6mm，柱上表面直徑0.2～0.4mm。

2.根據權利要求1所述的柔性微柱環陣列，其特征在于，所述微柱環陣列為圓形陣列、橢圓形陣列或多邊形陣列中的任一種；所述微柱呈圓柱形、橢圓柱形或多邊形柱體中的任一種。

3.根據權利要求2所述的柔性微柱環陣列，其特征在于，每個所述微柱環由4～8個圍成環狀的微柱組成。

4.一種用于檢測凝塊收縮力的柔性微柱環陣列芯片，其特征在于，包括底層的柔性基底，以及權利要求1～3任一所述的柔性微柱環陣列，所述柔性微柱環陣列設置在所述底層柔性基底上。

5.一種制備權利要求4所述用于檢測凝塊收縮力的柔性微柱環陣列芯片的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.利用仿真軟件模擬微柱受力彎曲的場景，對微柱進行加工設計，確定微柱的可行性尺寸和實際彈簧系數，以及聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料的相關參數；

S2.根據S1的設計結果利用激光切割亞克力板得到模具，最后使用PDMS進行倒模制成所述用于檢測凝塊收縮力的柔性微柱環陣列芯片。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，S1所述確定微柱的可行性尺寸的方法為：在30～50μN范圍內改變邊界載荷的大小，并調整微柱尺寸的大小，仿真計算出微柱的彎曲位移，確定該彎曲位移對應下的理論可行性微柱尺寸，用于指導實際微柱尺寸的設計；

S1所述確定微柱的實際彈簧系數的方法為：給微柱半側施加不同大小的邊界載荷，仿真計算出微柱的彎曲位移，根據胡克定律對邊界載荷及彎曲位移進行線性擬合，所得斜率即為微柱的實際彈簧系數；

S2所述利用激光切割亞克力板得到模具的方法為：將亞克力板一側的膜撕下，并在該側貼上雙面膠，另一側則保留亞克力板膜；切割時將有雙面膠的一側朝向激光頭的另一側，在CAD軟件打點模式下切割亞克力板；

S2所述使用PDMS進行倒模的方法為：將PDMS基質與固化劑按質量比10～20：1混合攪拌均勻，抽真空脫氣得到混合液，然后在55～65℃下加熱固化6～10h使PDMS固化；冷卻后切割即得。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述PDMS材料的楊氏模量、泊松比、密度分別為200～400kPa、0.4～0.5、900～1000kg/m³。

8.一種用于權利要求4所述柔性微柱環陣列芯片的凝血檢驗系統，其特征在于，包括實驗記錄組件和控溫組件；其中，所述實驗記錄組件包括顯微鏡、攝像機以及計算機，所述顯微鏡通過攝像機與計算機連接，實時記錄微柱頂端的位移變化；所述控溫組件包括控溫器、加熱帶以及控溫盒，所述加熱帶位于控溫盒的四周，所述控溫器與加熱帶連接，檢測時將所述柔性微柱環陣列芯片放進控溫盒內即可。

9.權利要求1～3任一所述的柔性微柱環陣列、權利要求4所述的柔性微柱環陣列芯片、或權利要求8所述的凝血檢驗系統在血液檢測中的應用。