一种血气分析仪微流控芯片及其配套装置和使用方法与流程

1.本发明涉及医用血气生化检测设备技术领域，具体涉及一种血气分析仪微流控芯片及其配套装置和使用方法。


背景技术：

2.血气分析仪主要检测人体动脉血中的氧分压(po2)、二氧化碳分压(pco2)、红细胞压积(hct)、酸碱度(ph)、氯离子(cl-)、钠离子(na
+
)、钾离子(k
+
)、钙离子(ca
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)，常用于重症监护室和急诊检验室。微流控芯片是将生物和化学领域所涉及的基本操作单位集成在一块小型芯片上；这种芯片一般是由各种储液池和相互连接的微通道网络组成，能很大程度缩短样本处理时间，并通过精密控制液体流动，实现试剂耗材的最大利用效率；目前，在血气分析仪发展趋势上，已有将微流控芯片广泛应用在采样、加试剂、反应、分离、检测等各种功能上的新动向；例如：申请号为201910917654.3的中国发明专利，申请公开了一种微流控芯片及血细胞检测装置，该微流控芯片在样本微流道内设置有至少一对微电极，能够在待测样本通过所述样本微流道时，产生信号变化以检测所述待测样本；但目前并未见其微流控芯片相关结构及性能参数的研究报道。


技术实现要素：

3.本发明的目的：为了解决现有国内微流控芯片研究和应用存在的不足，本发明提供一种血气分析仪微流控芯片及其配套装置，可使样本制备、试剂导入和传送以及检测步骤实现最少化和最简化。
4.技术方案：为解决上述存在的问题，本发明提供的血气分析仪微流控芯片及其配套装置，具有如下创新和新颖亮点：一种血气分析仪微流控芯片及其配套装置，由采样针、操作柄、微流控芯片总成、蠕动泵转轮、泵管、输液接口组成；其中，采样针安装在操作柄内部管路上，操作柄内部管路再通过接管与微流控芯片总成左端输液接口相连，微流控芯片总成右端输液接口通过接管和联结座与泵管相连，泵管再紧密地贴合和环绕在蠕动泵转轮上，最后泵管再与输液接口联结，形成一个分析仪的样本传送、测量、定标和冲洗的液路系统；当蠕动泵转轮顺时针旋转时，通过采样针将血液样本输送到微流控芯片总成中，进行采样和测量，然后分别经过泵管和输液接口排出；当蠕动泵转轮逆时针旋转时，通过泵管分别将清洗液和试剂输送到微流控芯片总成中，进行清洗和定标，同时也对采样针进行冲洗，并从采样针排出。
5.具体地，所述微流控芯片总成由微流控模块外壳、微流控模块液路板、微流控传感器板、微流控电路板及其输出信号接口组件组成；其中，微流控模块外壳是一个精密注塑成型的长方形塑料槽，左右两端中心线上各有一个输液管出口；微流控模块液路板是一个厚度在1mm左右、精密注塑成型的长方形塑料薄片，在其中一面中心线上从薄片左端面到右端面贯穿有一条半圆形液路槽，槽上制出12个孔，沿长边方向一字等距排列，孔间距2.3mm；上述微流控模块外壳上输液管中心线与微流控模块液路板上半圆形液路槽中心线重合；微流
控模块液路板、微流控传感器板、微流控电路板及其输出信号接口组件等3个部件最大外轮廓长宽尺寸相同，并按先后顺序分别紧贴安装在微流控模块外壳内；微流控模块液路板和微流控模块外壳采用超声波塑料焊接技术密封焊接贴合在一起；而微流控模块液路板和微流控传感器板、微流控传感器板与微流控电路板及其输出信号接口组件之间接合面，均采用特殊非极性粘接剂密封贴合在一起。
6.具体地，所述微流控芯片总成还包括电极底座、氧分压(po2)传感器、其他传感器、二氧化碳分压(pco2)传感器、参比电极、红细胞压积(hct)传感器、酸碱度(ph)传感器、电导率(sc)传感器、氯离子(cl-)传感器、钠离子(na
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)传感器、钾离子(k
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)传感器、钙离子(ca
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)传感器、葡萄糖(glu)传感器、电导率(sc)传感器；其中，电极底座其中一面中心线上，有12个锥形孔，沿长边方向一字等距排列，孔间距2.3mm，上述锥形孔每个孔中心线与微流控模块液路板相接合面上12个孔每个孔中心线一一精确对应、对齐、重合；上述传感器除了参比电极以外，其余全部位于电极底座其中一面中心线上，并分别位于上述12个锥形孔内。
7.具体地，所述微流控电路板及其输出信号接口组件还包括电路板座、电极针固定板、输出信号接头；其中，电路板座电路板上面焊接有12对等距、对称的电极针座条，每对电极针座条之间距离均为2.3mm；电极针固定板上也制有12对等距、对称的t形孔，每对孔之间距离也均为2.3mm，上述每对电极针座条对称中心线和每对孔对称中心线均在一条线上，也与电极底座上12个锥形孔中心线重合；输出信号接头紧密安装在上述电极针固定板上12对t形孔内；从微流控传感器板上各传感器传送过来的传感器电子信号，通过电路板座上成对电极针座条直接传导到输出信号接头，然后传送到分析仪内专用模拟电子设备上。
8.本发明还提供一种血气分析仪微流控芯片及其配套装置的使用方法，具体如下：s1：血气分析仪微流控芯片及其配套装置环境温度保持室温水平，只在定标和样本测量期间微流控芯片总成测量区被加热到37℃；s2：准备接受病人样本，启动分析仪蠕动泵转轮逆时针旋转，将采样针管内空气排除；s3：然后，控制蠕动泵转轮顺时针旋转，通过采样针将血液样本输送到微流控芯片总成中，进行采样和测量，然后分别经过泵管和输液接口排出；s4：拿走样本，擦净采样针，同时执行样本测量，完成样本分析报告；s5：再次启动蠕动泵转轮逆时针旋转，通过泵管分别将清洗液和试剂输送到微流控芯片总成中，进行清洗和两点定标，同时也对采样针进行冲洗，并从采样针排出；s6:以上步骤循环往复进行，软件编程后可以完全按指定的程序进行工作；整个检测过程，可在血气分析仪触摸屏上操作。
9.实施本发明专利，具有以下有益效果：(1)可使样本、试剂导入和传送以及检测步骤实现最少化和最简化。(2)整个血气分析仪可以设计的小巧、轻便、简单，性能稳定性比较好。
附图说明
10.图1是本发明实施例的一种血气分析仪微流控芯片及其配套装置装配示意图。
11.图2是本发明实施例的一种血气分析仪微流控芯片总成装配示意图。
12.图3是本发明实施例的一种血气分析仪微流控芯片电极底座结构示意图。
13.图4是本发明实施例的一种血气分析仪微流控芯片电路板及其输出信号接口组件装配示意图。
14.图5是本发明实施例的一种血气分析仪微流控芯片传感器布局示意图。
15.上述图中，1.采样针、2.操作柄、3.微流控芯片总成、4.蠕动泵转轮、5.泵管、6.输液接口、7.微流控模块外壳、8.微流控模块液路板、9.微流控传感器板、10.微流控电路板及其输出信号接口组件、101.电路板座、102.电极针固定板、103.输出信号接头、903.电极底座、301.氧分压(po2)传感器、302.其他传感器、303.二氧化碳分压(pco2)传感器、304.参比电极、305.红细胞压积(hct)传感器、306.酸碱度(ph)传感器、307.电导率(sc)传感器、308.氯离子(cl-)传感器、309.钠离子(na
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)传感器、310.钾离子(k
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)传感器、311.钙离子(ca
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)传感器、312.葡萄糖(glu)传感器、313.电导率(sc)传感器。
具体实施方式
实施例1
16.下面结合附图，对本发明的具体实施方式做详细的说明。
17.本发明提供了一种血气分析仪微流控芯片及其配套装置，包括采样针1、操作柄2、微流控芯片总成3、蠕动泵转轮4、泵管5、输液接口6；其中，采样针1安装在操作柄2内部管路上，操作柄2内部管路再通过接管与微流控芯片总成3左端输液接口相连，微流控芯片总成3右端输液接口通过接管和联结座与泵管5相连，泵管5再紧密地贴合和环绕在蠕动泵转轮4上，最后泵管5再与输液接口6联结，形成一个分析仪的样本传送、测量、定标和冲洗的液路系统；当蠕动泵转轮4顺时针旋转时，通过采样针1将血液样本输送到微流控芯片总成3中，进行采样和测量，然后分别经过泵管5和输液接口6排出；当蠕动泵转轮4逆时针旋转时，通过泵管5分别将清洗液和试剂输送到微流控芯片总成3中，进行清洗和定标，同时也对采样针1进行冲洗，并从采样针1排出。
18.所述微流控芯片总成3由微流控模块外壳7、微流控模块液路板8、微流控传感器板9、微流控电路板及其输出信号接口组件10组成；其中，微流控模块外壳7是一个精密注塑成型的长方形塑料槽，左右两端中心线上各有一个输液管出口；微流控模块液路板8是一个厚度在1mm左右、精密注塑成型的长方形塑料薄片，在其中一面中心线上从薄片左端面到右端面贯穿有一条半圆形液路槽，槽上制出12个孔，沿长边方向一字等距排列，孔间距2.3mm；上述微流控模块外壳7上输液管中心线与微流控模块液路板8上半圆形液路槽中心线重合；微流控模块液路板8、微流控传感器板9、微流控电路板及其输出信号接口组件10等3个部件最大外轮廓长宽尺寸相同，并按先后顺序分别紧贴安装在微流控模块外壳7内；微流控模块液路板8和微流控模块外壳7采用超声波塑料焊接技术密封焊接贴合在一起；而微流控模块液路板8和微流控传感器板9、微流控传感器板9与微流控电路板及其输出信号接口组件10之间接合面，均采用特殊非极性粘接剂密封贴合在一起。
19.所述微流控芯片总成3还包括电极底座903、氧分压(po2)传感器301、其他传感器302、二氧化碳分压(pco2)传感器303、参比电极304、红细胞压积(hct)传感器305、酸碱度(ph)传感器306、电导率(sc)传感器307、氯离子(cl-)传感器308、钠离子(na
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)传感器309、钾离子(k
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)传感器310、钙离子(ca
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)传感器311、葡萄糖(glu)传感器312、电导率(sc)传感器313；其中，电极底座903其中一面中心线上，有12个锥形孔，沿长边方向一字等距排列，孔间
距2.3mm，上述锥形孔每个孔中心线与微流控模块液路板8相接合面上12个孔每个孔中心线一一精确对应、对齐、重合；上述传感器除了参比电极304以外，其余全部位于电极底座903其中一面中心线上，并分别位于上述12个锥形孔内。
20.所述微流控电路板及其输出信号接口组件10还包括电路板座101、电极针固定板102、输出信号接头103；其中，电路板座101电路板上面焊接有12对等距、对称的电极针座条，每对电极针座条之间距离均为2.3mm；电极针固定板102上也制有12对等距、对称的t形孔，每对孔之间距离也均为2.3mm，上述每对电极针座条对称中心线和每对孔对称中心线均在一条线上，也与电极底座903上12个锥形孔中心线重合；输出信号接头103紧密安装在上述电极针固定板102上12对t形孔内；从微流控传感器板9上各传感器传送过来的传感器电子信号，通过电路板座101上成对电极针座条直接传导到输出信号接头103，然后传送到分析仪内专用模拟电子设备上。实施例2
21.本发明还提供一种血气分析仪微流控芯片及其配套装置的使用方法，具体如下：s1：血气分析仪微流控芯片及其配套装置环境温度保持室温水平，只在定标和样本测量期间微流控芯片总成3测量区被加热到37℃；s2：准备接受病人样本，启动分析仪蠕动泵转轮4逆时针旋转，将采样针1管内空气排除；s3：然后，控制蠕动泵转轮4顺时针旋转，通过采样针1将血液样本输送到微流控芯片总成3中，进行采样和测量，然后分别经过泵管5和输液接口6排出；s4：拿走样本，擦净采样针1，同时执行样本测量，完成样本分析报告；s5：再次启动蠕动泵转轮4逆时针旋转，通过泵管5分别将清洗液和试剂输送到微流控芯片总成3中，进行清洗和两点定标，同时也对采样针1进行冲洗，并从采样针1排出；s6:以上步骤循环往复进行，软件编程后可以完全按指定的程序进行工作；整个检测过程，可在血气分析仪触摸屏上操作。
22.本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的；本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。