[实用新型]一种基于声流体力学的血液分离装置

说明书

本申请涉及生物医学技术领域，提供一种基于声流体力学的血液分离装置。该血液分离装置包括微流控芯片、微流泵和声波驱动系统，微流泵通过软管连接微流控芯片的微流道，微流道底面设置有阵列排布的微孔，声波驱动系统的压电换能器固定在微流控芯片的玻璃基片上。微流体在微流泵的作用下进入微流道，微流体中的微粒基于不同粒径的微粒在声流场所受的声流场力不同来进行分离，通过控制微粒所受声流捕获力与外加流场推力的大小，以实现粒径相对大的微粒被微孔捕获，粒径相对小的微粒随流场游走。本申请所述的血液分离装置不仅对血液中的微粒无损伤、可控性强，且能够简单高效地将目标细菌从血液中分离出来。

技术领域

本申请涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种基于声流体力学的血液分离装置。

背景技术

细菌感染往往会引发多种疾病，不仅发病率高而且经常引发危重病情，因而需要及时诊治。目前，寻找细菌性疾病的根源大多需要先从细胞和细菌的混合物(如血液)中分离出特定细菌，再对该特定细菌进行分析处理，因而细菌分离技术在临床医学、生物工程等领域具有重大意义。

传统的细菌分离技术是在琼脂培养基中进行培养分离，此种方法需耗费大量时间，且要求操作人员具有较高的技术水平。目前，常采用离心技术对试样进行分离，然而试样在操作过程中经常会由于所受离心力过大而出现破裂的情况，导致细胞失活；且在分离时，需频繁开启和关闭设备来观察试样，了解试样分离的进展，由此也增大了设备的运行负担，缩减了设备的使用寿命；并且，离心技术需手动拿取试管进行观察，不仅操作繁琐，还增大了试样被污染的风险，影响试样的分离效果；再者，离心技术的分离精度较低。

此外，还有基于光镊技术的分离方法，但长时间激光照射会大量产热，从而损伤试样的活性；而基于磁场技术的方法，则需要被操作对象具备磁性；且上述两种方法的系统复杂，成本昂贵，因此上述两种方法实用性也较低。

在临床血液样本中，血液粘度高、成分复杂，却又急需分析结果，因此如何在不破坏试样结构的前提下，还能简单且高效地将细菌等目标对象从血液中分离出来，是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请旨在提供一种基于声流体力学的血液分离装置，所述血液分离装置不仅对血液中的微粒无损伤、可控性强，且能够简单高效地将目标细菌从血液中分离出来。

为了实现上述目的，本申请提供一种基于声流体力学的血液分离装置，包括：微流控芯片、微流泵和声波驱动系统。

所述微流控芯片包括微流道和玻璃基片，所述微流道键合在所述玻璃基片上。

所述微流道包括进口端、微流道腔室和出口端，所述微流道腔室的底面设置有阵列排布的微孔。

所述微流泵连接所述进口端，用于控制所述微流道中微流体的流速，并形成流场推力。

所述声波驱动系统包括压电换能器，所述压电换能器固定于所述玻璃基片表面，用于驱动阵列排布的微孔振动，产生声流捕获力。

所述微流体在所述微流泵的作用下，通过所述进口端进入所述微流道中，由阵列排布的微孔将所述微流体中大粒径的微粒捕获。

优选的，所述微流道腔室为矩形，长度为10mm、宽度为1mm、深度为0.2mm。

优选的，所述微孔的直径为100μm，深度为80μm；相邻的所述微孔之间的间距为100μm。

优选的，所述微流道腔室的棱角及棱边处均采用倒圆角设计。

优选的，所述压电换能器通过环氧树脂固定于所述玻璃基片表面，且紧贴所述微流道。

优选的，所述微流道采用聚二甲基硅氧烷材质，并利用模具一体成形。