[发明专利]基于离心力及欧拉力驱动确定性侧向位移的三维微流芯片

权利要求书

1.一种基于离心力及欧拉力驱动确定性侧向位移的三维微流芯片，其特征在于：包括两组以上的呈中心对称的流道，每一组流道包括全血输入的储血腔(1)，储血腔(1)出口和对全血进行白细胞过滤的白细胞过滤腔(2)入口连接，白细胞过滤腔(2)上连接有封装盖(14)，白细胞过滤腔(2)出口和将血液分离成红细胞悬液及血浆的离心腔(3)入口连接，离心腔(3)出口和暂时存放血浆或提供反应环境的储液腔(4)入口连接，储液腔(4)出口通过螺旋形流道和提供细胞筛选或层析环境的小内径流道(5)入口连接；

所述的白细胞过滤腔(2)纺锤形腔(2-1)，纺锤形腔(2-1)外壁有法兰状脊(2-2)，法兰状脊(2-2)有通孔(2-3)，纺锤形腔(2-1)法线与径向呈45°角；与水平面呈10°角向下放置，纺锤形腔(2-1)出口以长导管(3-1)与离心腔(3)连接；

所述的离心腔(3)为哑铃型腔，其法线与竖直线呈小角度锐角，锐角为5～15°，与径向呈23°角放置；离心腔(3)能够容纳150μL至250μL的去白细胞血液进行密度梯度离心操作；离心腔(3)的上半部分为血浆储存腔(3-2)，下半部分为红细胞悬液储存腔(3-3)，血浆储存腔(3-2)通过螺旋管流道(3-4)与储液腔(4)连接；

所述的储液腔(4)包括球形腔(4-1)，球形腔(4-1)通过输液口(4-2)与外界空气相连，球形腔(4-1)通过小内径流道(5)与下一个储液腔相连；

所述的储血腔(1)、白细胞过滤腔(2)、离心腔(3)、储液腔(4)、小内径流道(5)均为采用光敏树脂材料3D打印SLA法制作而成。

2.根据权利要求1所述的一种基于离心力及欧拉力驱动确定性侧向位移的三维微流芯片，其特征在于：所述的储血腔(1)包括空心球形腔(1-1)，空心球形腔(1-1)顶部开口(1-2)为全血入口，空心球形腔(1-1)径向向外侧开口通过弧形管道(1-3)连接白细胞过滤腔(2)。

3.根据权利要求1所述的一种基于离心力及欧拉力驱动确定性侧向位移的三维微流芯片，其特征在于：所述的白细胞过滤腔(2)内设置的滤材采用二氧化硅静电纺丝材料。

4.一种利用权利要求1所述的一种基于离心力及欧拉力驱动确定性侧向位移的三维微流芯片的驱动及控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将全血注入到储血腔(1)中，运转状态为300～1000r/min的低速匀速顺时针，血液随弧形管道(1-3)进入白细胞过滤腔(2)；

第二步，在顺时针状态下，血液流经过白细胞过滤腔(2)中滤材，红细胞顺利通过，白细胞因其细胞直径特征及吸附特性留存在滤材中；

所述的滤材为二氧化硅静电纺丝纤维棉，采用高压直流静电纺丝制造；

第三步，去白细胞血液进入离心腔(3)，运转状态变化为2000～4000r/min高速匀速顺时针，血液经密度梯度离心后上下分层为上层血浆与下层红细胞悬液；

第四步，运转状态变化为逆时针，以10rad/s²以上的高加速度达到300～1000r/min低速，并以1rad/s²以下的低加速度回复为静止，不断循环；血浆进入储液腔(4)并与添加进来的试剂反应。