一种对称式平面鞘流池的制作方法

[0001]
本发明涉及医学体外诊断流式细胞形态分析技术领域，尤其涉及一种对称式平面鞘流池。


背景技术：

[0002]
在ai、数据高速传输与存储以及ccd技术高速发展的推动下，细胞形态学医学检测诊疗及研究也不断步入深水区，特别是精准医疗呼声日益高涨，对医疗检测技术提出新的标准及要求，目前全自动细胞形态分析系统基本采用鞘流与显微成像相结合的技术，其中鞘流池是全自动细胞形态分析仪的重要部件，是传送细胞流经显微成像视野区的核心，决定着通过视野区的鞘流细胞层平面稳定性，直接影响成像质量。通常是采取单侧渐变通道进行对鞘流的聚焦作用使得样本液体厚度变薄，或者是从两个及以上入口同时加注液体对样本液进行包裹、压缩和聚焦，从而达到样本液体变薄的目的。以上所述的两种结构都能使得样本液体变薄，但是无法获得流速稳定的样本流，并且在此过程中，样本流的位置会由于流道中上下或左右压差不一样使得其偏离流道的中心从而影响整个样本流中细胞流动的轨迹和翻滚程度，导致无法利用显微镜拍摄到清晰的细胞图像；
[0003]
所以，就以上问题，优化流道结构对拍摄出清晰图像以便观察血细胞的形态有着极大的帮助，对于分析血液病有着重要的意义。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种对称式平面鞘流池，旨在解决现有技术中的全自动细胞形态分析系统采用鞘流与显微成像相结合的技术无法获得流速稳定的样本流，并且在此过程中样本流的位置会由于流道中上下或左右压差不一样使得其偏离流道的中心从而影响整个样本流中细胞流动的轨迹和翻滚程度，导致无法利用显微镜拍摄到清晰的细胞图像的技术问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明采用的一种对称式平面鞘流池，包括池体结构，所述池体结构包括斜流道和直流道，所述斜流道上开设有鞘液入口和排气口，所述鞘液入口的进样端连接有第一管体，所述排气口的出气端连接有第二管体，所述直流道分别沿所述池体结构的轴向中心线和径向中心线呈对称结构设置，所述直流道上侧设置有样本液入口，所述直流道下侧设置有废液出口，所述样本液入口的轴向线与所述直流道轴向中心线重合，所述样本液入口连接扁口注样针，所述废液出口连接有第三管体，所述直流道由矩形通道、渐变通道和微流道依次连接而成。
[0006]
其中，所述斜流道与所述直流道之间的连接处形成0～180
°
的夹角a。
[0007]
其中，所述渐变通道沿液体流动方向依次设置有第一流动区、第二流动区和第三流动区，且所述第二流动区的横截面积均大于所述第一流动区和第三流动区的横截面积。
[0008]
其中，所述池体结构还包括气泡排出区、缓冲区、渐变区、整流区、聚焦区和层流区，所述气泡排出区位于所述斜流道的所述排气口处，所述缓冲区位于所述斜流道的内部，
所述渐变区位于所述斜流道和所述直流道的连接处，所述整流区设置在所述矩形通道和所述第二流动区处，所述聚焦区为所述第三流动区与所述微流道的连通处，所述层流区设置在所述微流道的内部。
[0009]
其中，所述聚焦区上设置有夹角b和夹角a，且所述夹角b的度数为所述夹角a的度数的2倍。
[0010]
其中，所述第一管体和所述第二管体的内径均大于所述扁口注样针的内径。
[0011]
本发明的有益效果体现在：通过利用所述斜流道的倾斜结构设置可以对加注进池体的鞘液进行缓冲作用，从而在流道内部形成速度和压强稳定的鞘液流；利用所述直流道增强鞘液对样本液的挤压聚焦作用，由于所述直流道的结构呈上下和左右对称，能够保证鞘液对样本液挤压聚焦过程中样本液始终保持在流道中心位置，获得流速稳定的样本流，避免影响整个样本流中细胞流动的轨迹和翻滚程度能利用显微镜有效的拍摄到清晰的细胞形态图像。
附图说明
[0012]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]
图1是本发明公开的一种对称式平面鞘流池结构示意图；
[0014]
图2是本发明公开的一种对称式平面鞘流池的区域示意图；
[0015]
图3是本发明公开的一种对称式平面鞘流池流道主视图；
[0016]
图4是本发明公开的一种对称式平面鞘流池流道左视图；
[0017]
图5为本发明公开的一种对称式平面鞘流池聚焦区结构角度示意图。
[0018]
1010-斜流道；1020-直流道；1021-矩形通道；1022-渐变通道；1023-微流道；1024-样本液入口；1025-废液出口；1030-鞘液入口；1040-排气口；1050-扁口注样针；1060-第二管体；1070-第一管体；1080-第三管体；1001-气泡排出区；1002-缓冲区；1003-渐变区；1004-整流区；1005-聚焦区；1006-层流区。
具体实施方式
[0019]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0020]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0021]
请参阅图1至图5，本发明提供了一种对称式平面鞘流池，包括池体结构，所述池体结构包括斜流道1010和直流道1020，所述斜流道1010上开设有鞘液入口1030和排气口
1040，所述鞘液入口1030的进样端连接有第一管体1070，所述排气口1040的出气端连接有第二管体1060，所述直流道1020分别沿所述池体结构的轴向中心线和径向中心线呈对称结构设置，所述直流道1020上侧设置有样本液入口1024，所述直流道1020下侧设置有废液出口1025，所述样本液入口1024的轴向线与所述直流道1020轴向中心线重合，所述样本液入口1024连接扁口注样针1050，所述废液出口1025连接有第三管体1080，所述直流道1020由矩形通道1021、渐变通道1022和微流道1023依次连接而成。
[0022]
在本实施方式中，所述第一管体1070、所述第二管体1060和所述第三管体1080均采用不锈钢材料制成，所述第一管体1070、所述第二管体1060和所述第三管体1080均为圆形结构，所述鞘液入口1030通过所述第一管体1070进行加注鞘液，所述排气口1040与所述第二管体1060之间形成的排气管路的压力可由泵产生，所述样本液入口1024轴线与所述直流道1020对称中心线重合；所述样本液入口1024通过所述扁口注样针1050进行加注样本；所述排气口1040开设于整个所述池体结构的顶端位置，方便收集融入样本液及鞘液中而进入所述直流道1020内的气体，并通过所述第二管体1060及管路进行排气；所述废液出口1025通过所述第三管体1080进行样鞘混合液的排出；所述直流道1020分别沿所述池体结构的轴向中心线和径向中心线呈对称结构设置，即所述直流道1020的结构呈上下和左右分别对称，所述渐变通道1022分别由对称的两个面通过一定的角度和曲线组成；所述渐变通道1022曲线部分由圆弧曲线和函数曲线组成的多类型曲线，所述微流道1023为沿所述渐变通道1022上下中心面对称的厚度较薄的狭窄流道，在微流道1023末端设有所述废液出口1025，用于排出池体中流过的液体；其中，通过利用所述斜流道1010的倾斜结构设置可以对加注进池体的鞘液进行缓冲作用，从而在流道内部形成速度和压强稳定的鞘液流；利用所述直流道1020增强鞘液对样本液的挤压聚焦作用，由于所述直流道1020的结构呈上下和左右对称，能够保证鞘液对样本液挤压聚焦过程中样本液始终保持在流道中心位置，获得流速稳定的样本流，避免影响整个样本流中细胞流动的轨迹和翻滚程度能利用显微镜有效的拍摄到清晰的细胞形态图像。
[0023]
进一步地，所述斜流道1010与所述直流道1020之间的连接处形成0～180
°
的夹角a。
[0024]
在本实施方式中，所述斜流道1010和所述直流道1020之间存在夹角a，所述夹角a的大小对流道中鞘液的缓冲作用存在一定的影响，所述夹角a的大小可以通过理论计算和仿真分析得出，其中所述斜流道1010与所述直流道1020之间形成的所述夹角a的度数为0～180
°
。利用所述斜流道1010的倾斜结构可以对加注进池体的鞘液进行缓冲作用，从而在流道内部形成速度和压强稳定的鞘液流。
[0025]
进一步地，所述渐变通道1022沿液体流动方向依次设置有第一流动区、第二流动区和第三流动区，且所述第二流动区的横截面积均大于所述第一流动区和第三流动区的横截面积。
[0026]
在本实施方式中，通过所述第一流动区、所述第二流动区和所述第三流动区，且所述第二流动区的横截面积均大于所述第一流动区和第三流动区的横截面积的设置，能够使得所述渐变通道1022沿液体流动方向的截面积先逐渐变大再逐渐变小，且其呈上下对称式结构。
[0027]
进一步地，所述池体结构还包括气泡排出区1001、缓冲区1002、渐变区1003、整流
区1004、聚焦区1005和层流区1006，所述气泡排出区1001位于所述斜流道1010的所述排气口1040处，所述缓冲区1002位于所述斜流道1010的内部，所述渐变区1003位于所述斜流道1010和所述直流道1020的连接处，所述整流区1004设置在所述矩形通道1021和所述第二流动区处，所述聚焦区1005为所述第三流动区与所述微流道1023的连通处，所述层流区1006设置在所述微流道1023的内部。所述聚焦区1005上设置有夹角b和夹角a，且所述夹角b的度数为所述夹角a的度数的2倍。
[0028]
在本实施方式中，所述气泡排出区1001位于所述斜流道1010最上端所述缓冲区1002位于所述斜流道1010中；所述渐变区1003位于所述斜流道1010和所述直流道1020转角交汇处；所述整流区1004包括了所述矩形通道1021和所述渐变通道1022的截面积先逐渐变大区域；所述整流区1004，从长方向截面进行切开，可以看到，在直流道1020中，从渐变区1003到层流区1006，其宽度相等；所述整流区1004，从厚度方向截面进行切开，可以看到，在直流道1020中，整流区1004其变化趋势是流道高度逐渐变大，从整流区1004到聚焦区1005再到层流区1006其流道高度逐渐变小。所述聚焦区1005为所述渐变通道1022的截面积先逐渐变小区域，所述聚焦区1005沿流道方向纵截面如图5所示，所述聚焦区1005呈上下和左右对称，且沿液体流动方向截面积逐渐变小最后汇聚至所述微流道1023，其中所述夹角b的度数为所述夹角a的度数的2倍；所述层流区1006位于所述微流道1023内；从所述第一管体1070注射鞘液流入所述斜流道1010中，同时在所述扁口注样针1050中注射样本液流入所述直流道1020中；鞘液在经过所述缓冲区1002时，由于截面积突然变大，能减缓鞘液在所述斜流道1010中的流速，从而防止因流速过大引起的湍流现象；鞘液在经过所述渐变区1003，由于所述渐变区1003位于所述斜流道1010和所述直流道1020转角交汇处，鞘液在此处的流动方向发生改变，所述夹角a的大小会影响鞘液在流道中的稳定性，可以通过理论计算和仿真分析得出最优夹角，所述夹角a在此处属于0-180
°
鞘液在流经所述整流区1004，由于整个所述区域流道上下和左右对称，能对鞘液起到良好的整流效果，使得液体内部流线趋于平行稳定，避免流体中湍流的产生。在所述聚焦区1005内，样本液从所述扁口注样针1050中喷出，由于在鞘液的压力作用下会被鞘液包裹形成鞘流，而在所述聚焦区1005中沿液体流动方向截面积逐渐变小，液体中的压强逐渐增大，在压强的作用下，样本液被上下的鞘液进行压缩，此过程中由于所述扁口注样针1050前端呈扁口形状，能有效加强鞘液对样本液的压缩作用，此压缩作用使得样本液的厚度不断被压薄，从而保证样本液中的血细胞尽可能在一个平面内进行流动。利用聚焦区1005中上下对称且逐渐缩小的渐变通道1022，对流道中的液体进行上下挤压，使得液体厚度变薄；由于整个所述直流道1020呈上下和左右对称，从而保证在所述直流道1020中上下压差相同、左右压差相同，从而能够保证样本流在压缩过程中能位于流道中心；同时可以控制鞘液和样本液注入流道中的流量比来控制样本液在所述聚焦区1005内被压缩的程度，以获得最清晰的细胞形态图像。
[0029]
进一步地，所述第一管体1070和所述第二管体1060的内径均大于所述扁口注样针1050的内径。
[0030]
在本实施方式中，所述第一管体1070和所述第二管体1060的内径均大于所述扁口注样针1050的内径的设置，有利于气泡更好的排出，以及鞘液对样本液进行更好的包裹，此外所述扁口注样针1050出口位置应位于所述聚焦区1005形成处，且其安装时，所述扁口注样针1050两侧倒角的对称面应与渐变通道1022渐变方向的对称面重合。利用沿中心线上下
对称倒角的所述扁口进样针，增强鞘液在上下对样本液的挤压聚焦作用，使层流区1006中的样本液厚度更薄，以适应光学系统的景深，从而达到对流经的样本液细胞进行绝对计数和拍摄。
[0031]
综上所述：通过利用所述斜流道1010的结构可以对加注进池体的鞘液进行缓冲作用，从而在流道内部形成速度和压强稳定的鞘液流；利用所述直流道1020的对称结构，增强鞘液对样本液的挤压聚焦作用，由于其结构呈上下和左右对称，能够保证鞘液对样本液挤压聚焦过程中样本液始终保持在流道中心位置；利用所述聚焦区1005中上下对称且逐渐缩小的渐变通道1022，对流道中的液体进行上下挤压，使得液体厚度变薄；利用沿中心线上下对称倒角的所述扁口注样针1050，增强鞘液在上下对样本液的挤压聚焦作用，使层流区1006中的样本液厚度更薄，以适应光学系统的景深，从而达到对流经的样本液细胞进行绝对计数和拍摄；自动细胞形态分析系统采用鞘流与显微成像相结合的技术能够获得流速稳定的样本流，避免影响整个样本流中细胞流动的轨迹和翻滚程度能利用显微镜有效的拍摄到清晰的细胞形态图像。
[0032]
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。