[发明专利]基于微流控芯片影像技术的便携式地中海贫血病筛查装置

说明书

技术领域

本发明涉及便携式地中海贫血病筛查装置，特别是一种基于微流体芯片影像技术的便携式地中海贫血病筛查装置。 

背景技术

地中海贫血(Thalassemias)隶属于血红蛋白病，但并不涉及血红蛋白结构的异常，它是由于某类珠蛋白合成障碍而引起的遗传性血液病。地中海贫血主要的实验室检验方法包括血常规测定、红细胞形态学检查、变性血红蛋白包涵体检查、异丙醇试验、微量血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳、红细胞渗透脆性试验(一管法)。在地中海贫血的多种检查方法中，红细胞渗透脆性试验(一管法)是地中海贫血群体筛查的一种简便方法，操作简单、快速，也具有较高的敏感度和准确性，配合红细胞平均体积(MCV)及红细胞平均血红蛋白(MCH)等指标，可进行地中海贫血病筛查。 

微流控芯片是在一块几平方厘米的芯片上构建的一个生化实验室，它以MEMS(Micro Electro Mechanicalsystems)加工工艺为基础，在硅片、玻璃或PDMS等材料上制造微管道，并由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，实现生物和化学领域中所涉及的反应、分离、检验、细胞培养等基本操作，用以取代常规生物或化学实验室的各种功能，因此也被称为“芯片上的实验室(Lab-on-a-chip)”。具有明显的微型化、集成化和便携性等特点。 

在微流控芯片上使用的吸收光度检测是一种应用广泛的通用光学检测方法，它具有可测定的物质种类多、仪器结构较简单等优点。该检测方法是基于被测物质的分子对光具有选择性吸收的特性而建立起来的分析方法。测定下限可达10-5～10-6mol/L相当于含量10-4％～10-5％的微量组分。吸收光度法对于物质的定量定性分析的一个重要依据就是物质对光的吸收程度即吸光度。当一束平行的单色光照射到均匀物质的溶液时，光的一部分被吸收，另一部分透过溶液，对光的吸收程度即吸光度(光经度D或消光度E)。朗伯比尔定理是吸收光度法定量分析的基础。 

发明内容

本发明的目的是提供一种小型、便携、低成本的地中海贫血病筛查装置，该筛查装置通过采集被检对象少量血液，与一定浓度的NaCl盐溶液注入微流控芯 片，混合后用光学方法检测血液中红细胞基本的特征参数，即可反映被检对象的健康状况。 

本发明基于微流控芯片影像技术的便携式地中海贫血病筛查装置，包括： 

微流控芯片，具有至少两个入口和至少一个出口，其内设置微通道，所述微通道包括液体混合段和检测段，液体混合段的输入端与所述入口连通，检测段与所述出口连通； 

微量注射泵，与所述微流控芯片的入口连通，用于将待测血液和盐溶液泵入微流控芯片内的微通道中；所述微通道的液体混合段用于将从所述入口泵入的待测血液和盐溶液充分混合后输送至所述检测段； 

光学检测器件，包括光源和图像传感器，它们分别固定于所述微流控芯片的微通道检测段的上下两侧，且光源、微通道检测段和图像传感器位于同一光轴上； 

数字信号处理器，与所述图像传感器连接，对检测到的信号进行灰度值和细胞边缘的提取，得到吸收光度检验方法所需要的吸收光度值和诊断所需的细胞特征值；和， 

显示屏，与所述数字信号处理器连接，用于显示检查结果。 

所述微通道的液体混合段可以是S形、或Z形、或弓字形等形状的蜿蜒结构，其内径为5～200微米。所述微通道的检测段可以设计成横截面为圆形、三角形、半圆形或多边形的储液池，储液池的深度可设计为20～100微米，深度优选30～60微米。 

上述微流控芯片由两片透光的基片封合制成，其中一个基片上成型有构成所述微通道的微结构，另一个基片紧贴在所述微结构的开口一侧，两个基片封合后将所述微结构的开口侧封闭形成所述微通道(包括液体混合段和检测段)，其中，基片可以采用PDMS、玻璃或者其它高分子材料制成。 

所述光源为LED光源，所述图像传感器采用CMOS图像传感器，象素尺寸可以达到2μm。