[发明专利]血细胞分析芯片及应用该芯片的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于微流控技术的血细胞分析芯片及应用该芯片的系统。

背景技术

血液流经人体的各个组织与器官，人体的各个组织与器官之间的相互作用、相互影响是通过神经、体液的调节及平衡来实现的，这种平衡反映在血液的各种物理参数、生理参数等方面。血液学检验所获得的信息可有助于诊断、鉴别诊断与血液系统有关的疾病，有助于分析病情、观察疗效、判断预后，为预防疾病提供依据，指导临床用药并开展临床医学研究。血液细胞学分析不仅是诊断造血系统各种疾病的主要依据，对其他系统疾病的诊断和鉴别诊断也可提供重要信息，因此血细胞检验(即血常规检验)已成为临床检验中三大常规检验(血常规、尿常规、便常规)之首，其临床应用也最为广泛。

在血细胞检验领域，自20世纪50年代初库尔特先生发明了粒子计数技术，制造了第一台血细胞分析仪并应用于临床以来，血细胞分析仪的发展已有50年的历史。目前，血细胞分析仪已成为医院临床检验应用非常广泛的仪器之一，其主要可分为三分类和五分类血细胞分析仪，检测原理主要是电阻抗、射频和激光散射等。

目前的三分类血细胞分析仪多采用电阻抗法。电阻抗检测的原理是：根据血细胞非传导性的性质，对电解质溶液中悬浮颗粒在通过计数小孔时引起的电阻变化进行检测。具体做法是，在待测细胞悬液中设置一计数小孔，计数小孔的两侧各有一个施加一定电压的电极，如果供给的电流和阻抗是稳定的，根据欧姆定律，通过计数小孔的电压也是不变的。当悬液中的一个细胞通过计数小孔时，由于血细胞的传导性极小，血细胞的导电性质比等渗的电解液要低，使得在电路中计数小孔感应区内的电阻增加，瞬间引起电压变化而出现一个脉冲信号。电压增加的程度取决于细胞的体积，细胞的体积越大，引起的电压变化越大，产生的脉冲振幅越高。通过对脉冲振幅的测量可以测出细胞的体积，记录脉冲的数目可以得到细胞计数的结果。经过对各种血细胞所产生脉冲大小的电子选择，可以区分不同种类的血细胞并进行分析。

目前的血细胞分析普遍通过市售的血细胞分析仪经特定人员在特定条件下进行。这类血细胞分析仪的体积大、成本高、修护费时费力、每次只能分析一个样品，同时对操作者有严格要求，需要经过专业培训，局限性较大，难以普及。

为解决上述问题，业界现正着力开发基于微流控技术的血细胞分析仪。微流控分析技术的最初形态是20世纪90年代初瑞士的Manz和Widmer首次提出的以微机电加工技术为基础的微型全分析系统(miniaturized total analysis systems，μTAS)，其目的是将分析实验室的功能转移到便携的分析设备中，甚至集成到方寸大小的芯片上，适应分析仪器微型化、集成化、便携化、自动化的发展要求，为“个人化”、“家庭化”分析实验室的实现创造了有利条件。微流控芯片(microfluidic chip)是μTAS中最活跃的领域和发展前沿，并广泛应用于免疫分析、DNA分析、蛋白分析、聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)、细胞分选和单细胞分析等领域。在微流控芯片上进行细胞研究越来越受到人们的重视，已应用于细胞培养，细胞计数和分类筛选，胞内成分分析、分子离子和细胞的相互作用的研究以及单细胞分析等方面，微流控芯片在疾病诊断方面展现出较好的应用潜力，成为发展快速、高效、低成本疾病诊断技术的理想平台。

基于微流控芯片的血细胞分析仪可以改善传统血细胞分析仪体积大、价格贵、修护费时费力、通量低、操作难度大等缺点，从而提高分析通量、降低操作难度、减小体积，并且微流控芯片成本低，可一次性使用，用过即可丢弃，而降低血细胞分析仪的价格和维护成本，因此微流控芯片在血细胞分析方面具有较好的应用前景，适合普及社区诊所、个人家庭等进行血细胞分析测定。

发明内容

因此，本发明提供一种基于微流控技术的血细胞分析芯片及应用该芯片的系统。

本发明提供的血细胞分析芯片包括至少一微流控芯片，该微流控芯片包括第一储液池、第二储液池、第三储液池、第一液体通道、第二液体通道以及检测通道，第一储液池用于储存血细胞悬液，第二储液池用于储存可改变血细胞悬液特定性能的溶液，第三储液池用于储存废液，第一储液池通过第一液体通道和检测通道与第三储液池相连，第二储液池通过第二液体通道和检测通道与第三储液池相连，第一液体通道和第二液体通道与检测通道在同一位置交汇，检测通道上设有可使血细胞通过的检测小孔。