一种血液成分自动平衡分离装置和方法与流程

本发明涉及血液成分处理技术领域，具体为一种血液成分自动平衡分离装置和方法。

背景技术：

目前的细胞技术得到了较快的发展，细胞技术研究和应用依然具有很大的空间。细胞技术相关研究和应用的必要步骤就是干细胞或者免疫细胞的获得，比如脐带血干细胞和外周血单个核细胞，采用离心技术将脐带血或者外周血离心分离获得。

离心分离的质量和效率直接影响着相关研究工作及应用的结果。目前，针对血液成分分离所采用的操作方法普遍采用简易离心机与开放式离心管，为降低操作过程中的细菌污染风险，需要操作人员在超净工作台等设备下进行复杂和尽量精确的血液成分和试剂的转移操作。这样的操作过程时间长，分离质量难以保障，容易由于操作失误造成血液资源的浪费，而且依然存在的染菌风险，为血液成分的应用埋下了隐患和造成更多资源的浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种血液成分自动平衡分离装置和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供如下技术方案：一种血液成分自动平衡分离装置和方法，包括机座，固设于所述机座上的电机，固设于所述电机的输出轴上的主轴，固设于所述主轴上的转子，呈环形均匀固设于所述转子上的吊桶，插设于所述吊桶中且关于所述主轴呈对称分布的离心管和配平管，所述机座上固设有双通道回转密封，所述双通道回转密封的一个通道的两端分别管道连接有所述离心管的下端口和双作用气泵，且所述双通道回转密封的另一个通道的两端分别管道连接有所述配平管的下端口和质量控制器，所述离心管的内壁活动配合有第一活塞，所述配平管的内壁活动配合有第二活塞，所述离心管上且位于所述第二活塞上方的端口管道连接有单通道回转密封，所述单通道回转密封管道连接有第一三通管，所述第一三通管管道连接第二三通管和第三三通管，所述第二三通管管道连接有血袋和血浆袋，所述第三三通管管道连接有试剂袋和有核细胞袋；

所述机座的底部固设有阻尼减震器，所述阻尼减震器的底部固设有机架，所述机架上固设有震动传感器，所述震动传感器的输出端电性连接有所述质量控制器的输入端。

可选的，所述单通道回转密封和所述第一三通管之间的管路上设有流体成分传感器，所述流体成分传感器包括血液成分传感器。

可选的，所述离心管内且位于所述第一活塞上方的端口固设有细菌过滤器，所述细菌过滤器包括纤维素膜滤器。

可选的，所述震动传感器包括惯性式动圈型电动传感器。

可选的，所述机架上固设有所述双通道回转密封；所述机架固设有离心机罩，所述离心机罩的顶部铰接有离心机上盖，所述离心机罩的顶部固设有所述单通道回转密封，所述单通道回转密封贯穿所述离心机上盖。

可选的，所述第一三通管上设有流体压差传感器；所述第二三通管和所述第三三通管上设有电磁阀或手动阀。

另一方面，本发明还提供如下技术方案：一种血液成分自动平衡分离方法，包括以下步骤：

s1、血样装袋：向血袋装入待分离的血样，向试剂袋中装入辅助分离血样的试剂；

s2、血样进管：启动双作用气泵，在离心管的上部形成负压，让血样和试剂进入离心管的上部；

s3、离心配平：启动电机，质量控制器根据震动传感器检测到的振动信号大小，向配平管内填充或者排除一定质量的液体；

s4、离心：保持电机的转速不变，直至离心管中血样分层结束，降低电机转速；

s5、分离配平：启动双作用气泵，第一活塞推动血样向离心管外排，质量控制器根据震动传感器检测到的振动信号大小，向配平管内填充或者排除一定质量的液体；

s6、分离装袋：流体成分传感器产生血样成分信号，根据信号，调整第二三通管和第三三通管的通断。

与现有技术相比，本发明提供了一种血液成分自动平衡分离装置和方法，具备以下有益效果：

1.本发明实现将不同的血液成分导向对应的流向，提高血液成分的分离效率和制品质量，并通过震动传感器和质量控制器，时刻保持转子质量分布的平衡，保证离心效果；

2.本发明的分离装置对血液分离的过程采用全封闭，操作过程中无细菌污染风险，血液成分和试剂的转移操作简单且高效，通过流体成分传感器识别血液成分，避免人为误操作导致血液浪费。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明中离心管的结构示意图；

图3为本发明中配平管的结构示意图。

图中：1电机、2机座、3主轴、4转子、5吊桶、6双通道回转密封、7单通道回转密封、8离心管、9配平管、10阻尼减震器、11震动传感器、12流体压差传感器、13离心机罩、14离心机上盖、15机架、16第一三通管、17流体成分传感器、18质量控制器、19双作用气泵、20第一活塞、21第二活塞、22第二三通管、23第三三通管、24血袋、25血浆袋、26试剂袋、27有核细胞袋、28细菌过滤器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：请参阅图1，本发明提供了一种血液成分自动平衡分离装置和方法，包括机座2，固设于机座2上的电机1，固设于电机1的输出轴上的主轴3，固设于主轴3上的转子4，呈环形均匀固设于转子4上的吊桶5，插设于吊桶5中且关于主轴3呈对称分布的离心管8和配平管9。机座2的底部固设有阻尼减震器10，阻尼减震器10的底部固设有机架15，机架15上固设有震动传感器11，震动传感器11选用惯性式动圈型电动传感器。

机座2上固设有双通道回转密封6，双通道回转密封6的一个通道的两端分别通过高压管连接有离心管8的下端口和双作用气泵19，且双通道回转密封6的另一个通道的两端分别通过高压管连接有配平管9的下端口和质量控制器18，震动传感器11的输出端电性连接有质量控制器18的输入端。质量控制器18选用带有比较器的泵体，比较器预先存储有参数，震动传感器11将其获取来自机架15的震动信号传递给质量控制器18，比较器将震动信号大小数据与参数进行比较，当将震动信号大于参数值时，泵体从外部泵入一定量的液体，使得转子4质量平衡；当将震动信号小于参数值时，泵体从配平管9泵走一定量的液体，使得转子4质量平衡。

请参阅图2，离心管8的内壁活动配合有第一活塞20，离心管8内且位于第一活塞20上方的端口固设有细菌过滤器28，细菌过滤器28选用纤维素膜滤器，纤维素膜滤器作为公知技术，其过滤微孔直径小于0.22微米，可以过滤细菌，避免细菌污染血液。请参阅图3，配平管9的内壁活动配合有第二活塞21。

请参阅图1，机架15上固设有双通道回转密封6，机架15固设有离心机罩13，离心机罩13的顶部铰接有离心机上盖14，离心机罩13的顶部固设有单通道回转密封7，单通道回转密封7贯穿离心机上盖14。离心管8上且位于第二活塞21上方的端口通过软管连接有单通道回转密封7，单通道回转密封7通过软管连接有第一三通管16，第一三通管16通过软管连接第二三通管22和第三三通管23，第二三通管22通过软管连接有血袋24和血浆袋25，第三三通管23通过软管连接有试剂袋26和有核细胞袋27。

单通道回转密封7和第一三通管16之间的管路为透明软管，透明软管上通过绑扎安装有流体成分传感器17，流体成分传感器17选用美国introtek血液成分传感器，对透明软管中血液成分执行基于光学的非侵入性的检测，可以分辨出富血小板血浆、有核细胞、试剂、红细胞等。第一三通管16上设有流体压差传感器12，第二三通管22和第三三通管23上设有手动阀，可以通过人工手动操作手动阀改变第二三通管22和第三三通管23的管路通断。

血液成分自动平衡分离方法：

s1、血样装袋：向血袋24装入待分离的血样，向试剂袋26中装入辅助分离血样的试剂；

s2、血样进管：启动双作用气泵19，在离心管8的上部形成负压，让血样和试剂进入离心管8的上部；

s3、离心配平：启动电机1，质量控制器18根据震动传感器11检测到的振动信号大小，向配平管9内填充或者排除一定质量的液体；

s4、离心：保持电机1的转速不变，直至离心管8中血样分层结束，降低电机1转速；

s5、分离配平：启动双作用气泵19，第一活塞20推动血样向离心管8外排，质量控制器18根据震动传感器11检测到的振动信号大小，向配平管9内填充或者排除一定质量的液体；

s6、分离装袋：流体成分传感器17产生血样成分信号，根据信号，调整第二三通管22和第三三通管23的通断。

双作用气泵19启动，并工作在排气状态，通过高压管使离心管8内第一活塞20两侧产生足够的压差，第一活塞20向下移动。离心管8上部形成负压状态，血袋24、试剂带25内的血样或者试剂经过第二三通管22和第三三通管23、单通道回转密封7进入离心管8

电机1驱动离主轴3带动转子4旋转，由于初始状态转子4的质量分布不平衡引起震动。经过震动传感器11产生震动信号。震动传感器11产生震动信号后，质量控制器18通过高压管向配平管9内填充或者排除一定质量的液体，当转子4趋于平衡至平衡后，震动传感器11震动信号减弱及消失，质量控制器18停止。

质量分布平衡的转子4按要求的转速对血样进行离心分离，离心结束后，离心管8内的血样和试剂在离心力等合力的作用下按照不同成分的密度分成不同高度位置的成分，例如富血小板血浆层、有核细胞层、试剂层、红细胞层等。

电机1减速并停机，根据离心管8中已知的血液成分的顺序调整第二三通管22和第三三通管23上的手动阀到对应的状态。将双作用气泵19并运行到补气状态，通过高压管使离心管8内第一活塞20的上下两侧产生足够的压差，第一活塞20向上移动。离心管上8部的血液成分向外排。当血液成分流经流体成分传感器17时，流体成分传感器17产生对应血液成分的相关信号，操作人员根据流体成分传感器17产生的相关信号和时间进行调整，将不同的血液成分导向对应的流向，如血浆袋25、有核细胞袋26、试剂袋27。

当电机1减速并不停机，血液成分分离过程和上述一致，但本过程中转子4的质量分布平衡将被打破，引起震动，震动传感器11产生震动信号，震动传感器11产生震动信号后，质量控制器18通过高压管向配平管9内填充或者排除一定质量的液体，当转子4趋于平衡后，震动传感器11震动信号减弱及消失，质量控制器18停止。上述转子4质量平衡调整的操作在整个血液成分排出的过程中或者在整个离心机运作过程中都在进行，时刻保持转子4质量分布的平衡以及控制离心过程稳定性，保证离心效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。