[发明专利]一种高通量的血浆分离器件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高通量的血浆分离器件及其制备方法。该高通量的血浆分离器件包括芯片和与其键合的封盖，芯片上设有血液进样口、细胞出样口、血浆出样口、若干半圆形微流道以及布置于微流道中的微立柱栅栏；若干半圆形微流道中两两并联构成圆形结构，并联的两个半圆形微流道共用一个血液进样口和一个细胞出样口，所有半圆形微流道共用一个血浆出样口；微立柱栅栏将微流道分成内外两个流道，其中内流道的末端与细胞出样口相连，外流道的末端与血浆出样口相连，外流道的宽度从入口到出口逐渐增大；芯片上的微流道被封盖封闭。本发明的血浆分离器件具有通量高和可重复性高的特点，可以用于血浆和血细胞的分离，还可以用于其他功能微粒的分离。

技术领域

本发明属于微机电系统领域，具体涉及一种用于生物样品分离、检测、分析的高通量血浆分离器件及其制备方法。

背景技术

二十一世纪是交叉学科发展的时代，特别是生物芯片的研制和基于微流控技术的生化检测技术。利用生化传感技术获取微量生物样品之间生化反应的信息是生物检测技术发展的一个重要内容。

结合生物技术和微机电系统(MEMS)技术的BioMEMS(生物微机电系统)技术可以将生命科学研究中的不连续分析过程(如样品制备、化学反应和分析检测)实现连续化、集成化、微型化，从而获得所谓的微全分析系统。该系统包括进样、分离、反应和检测，广义的系统还涉及到输运，其最终目标是在微芯片上实现化学全分析，以之取代常规分析实验室的所有功能。与传统仪器相比，微全分析系统具有体积小、重量轻、成本低、便携带、防污染、分析过程自动化、分析速度快、所需样品和试剂少等诸多优点，对生物学、分析化学、医学等相关领域产生了革命性的影响，成为MEMS技术研究中的重要领域。

在微全分析系统的早期研究中，检测技术一直被研究得较多，获得了较快的发展。然而，样品分离等前处理技术作为该系统中不可或缺的组成部分，却发展相对缓慢，已经成为整个微全分析过程中的瓶颈，它制约着微量生化样品传感检测的发展。现有的样品前处理技术往往在片外实现，其主要缺点有费时、劳动强度大、难以实现自动化、精密度差、样品以及其他生化试剂消耗量大等，而且经常是测定误差的主要原因，进而影响微全分析系统的精度和应用的推广。传统的样品前处理技术已不能满足μTAS(Micro total analysissystem)发展的需要，有必要开发一种新的微量样品前处理技术。利用微加工技术制造的微型化生物样品预处理器，具有分析效率高、样品与试剂消耗少(微升级)、能耗低、集成度高等许多优点。这种微量样品前处理芯片在生物检测、毒物鉴定、DNA分析、细胞分离与富集、药物准备和药物输送等方面都会得到很广泛的应用，特别是在重大疾病检测方面，有时，需要2-3分钟内处理100-150mL的全血样品，直接分离出血清或血细胞，再进行相应的传感检测，并且保证细胞不破裂，因此，需要在片上分离芯片上实现高通量分离，同时，这也是当前样品片上高通量前处理技术在临床上应用的一个重大需求。

综上所述，高通量样品前处理技术是发展微全分析系统的关键技之一，其在临床重大疾病传感检测方面有广泛应用前景。因此，设计一种结构简单、体积小、便于集成的高通理全血样品前处理芯片，并开发这种高通量全血样品分离芯片的加工工艺，这种高通量分离技术具有广泛的应用前景和潜在社会经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高通量的片上血浆分离器件，可利用MEMS体硅工艺和表面微机械加工技术制备。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高通量的血浆分离器件，包括芯片和与其键合的封盖，所述芯片上设有血液进样口、细胞出样口、血浆出样口、若干半圆形微流道以及布置于微流道中的微立柱栅栏；所述若干半圆形微流道中两两并联构成圆形结构，并联的两个半圆形微流道共用一个血液进样口和一个细胞出样口，所有半圆形微流道共用一个血浆出样口；所述微立柱栅栏将微流道分成内外两个流道，其中内流道的末端与细胞出样口相连，外流道的末端与血浆出样口相连，外流道的宽度从入口到出口逐渐增大；所述芯片上的微流道被所述封盖封闭。