一种用于血栓弹力图仪的前处理设备

摘要

本申请公开一种用于血栓弹力图仪的前处理设备。该前处理设备包括：进样装置，用于与待进样体系连接，使所述待进样体系中的样品经由所述进样装置输送到所述前处理设备；鹅形管，所述鹅形管与所述进样装置流体相通；样品暂存腔，所述样品暂存腔中设置有样品入口和样品出口，所述样品入口与所述鹅形管连接；所述样品暂存腔中还设置有一个或多个通气口，通过所述通气口在所述样品暂存腔内产生正压或负压；单向阀机构，所述单向阀机构一侧与所述样品暂存腔的样品出口连接，另一侧与所述血栓弹力图仪的检测腔连接。该前处理设备能够代替目前市售血栓弹力图仪的手动添加试剂的操作，采用正压/负压变化的方式，可以实现检测样品的自动化操作流程。

说明书

技术领域

本申请涉及检测仪器，特别是涉及用于血栓弹力图仪的前处理设备。

背景技术

血栓形成与血栓栓塞是导致死亡的直接原因，并且也是发生心脑血管事件的关键因素和重要环节。近几年，疾病管理计划(DMP)作为应对糖尿病、心脏病和哮喘等慢性疾病的解决方案而备受推崇。然而，由于常规疾病管理手段(临床实验室/临床监测)具有一系列的弱点，需要更加快速、简便、准确的的监测设备进行替代。在这种背景下，即时检测(point-of-care test，POCT)领域获得了巨大的发展空间。2015年，全球体外诊断市场规模达到600亿美元，其中凝血检测相关的市场份额达到18亿美元。

血凝分析仪在POCT凝血检测领域有着比较广泛的应用，并且各项指标有着明确的临床学和生理学意义。血栓弹力图仪也获得了广泛的推广。

血栓弹力图(thrombelastogram，TEG)是血栓弹力仪描绘出的图形，是反映血液凝固动态变化(包括纤维蛋白的形成速度，溶解状态和凝状的坚固性，弹力度)的指标。虽然血栓弹力图已具备一系列在检测方法、检测流程以及检测准确性上的先进性、便捷性和创新性，但其基于本身检测原理前提下的固有特征，目前的血栓弹力图仪在患者感受、检测效率、自动化程度等方面仍然存在一系列的缺点和不足，极大地限制了其在医院、专业临床检测机构，特别是患者家庭健康监测领域的应用前景。

发明内容

本发明内容主要针对目前市售血栓弹力图仪存在的种种问题，采用一体化、模块化设计，将检测试剂固定在该样品前处理设备中，实现检测样本的自动化操作(自待进样体系至检测腔)，并且在现有检测原理不变的基础上，用于实现血栓弹力图的完整检测过程。

本申请提供一种用于血栓弹力图仪的前处理设备，包括：

进样装置，用于与待进样体系连接，使所述待进样体系中的样品经由所述进样装置输送到所述前处理设备；

鹅形管，所述鹅形管与所述进样装置流体相通；

样品暂存腔，所述样品暂存腔中设置有样品入口和样品出口，所述样品入口与所述鹅形管连接；所述样品暂存腔中还设置有一个或多个通气口，通过所述通气口在所述样品暂存腔内产生正压或负压；

单向阀机构，所述单向阀机构一侧与所述样品暂存腔的样品出口连接，另一侧与所述血栓弹力图仪的检测腔连接。

在一种实施方式中欧冠，在所述进样装置和所述鹅形管之间设置有U型缓冲管，其目的是有两个：限制进样针进入样品管(芯片)的深度以及减缓样品管插入和阀开启瞬间样品的促动。

在一种实施方式中，所述样品暂存腔通过所述通气口与压力系统连通。

在一种实施方式中，所述压力系统包括气泵，正压罐和负压罐，所述气泵分别与所述正压罐和所述负压罐连接，所述正压罐通过正压阀与所述通气口连接，所述负压罐通过负压阀与所述通气口连接。

在一种实施方式中，所述样品暂存腔靠近所述样品出口处还设置有用于存放试剂的试剂区。

在一种实施方式中，所述样品暂存腔中还设置有试剂入口，用于向所述试剂区输送试剂。

在一种实施方式中，样品入口设置在所述样品暂存腔的上部，所述样品出口设置在所述样品暂存腔的下部。

在一种实施方式中，所述前处理设备还包括进样检测器，所述进样检测器设置在所述单向阀机构和所述样品暂存腔之间。

在一种实施方式中，所述进样装置为采血管插针。

在一种实施方式中，所述检测腔包括杯体和杯盖，所述杯体的下部与所述单向阀机构连接。

本申请的前处理设备能够代替目前市售血栓弹力图仪的手动添加试剂的操作，采用正压/负压变化的方式，可以实现检测样品的自动化操作流程。本申请的前处理设备还具有如下优点：

1)避免人工操作误差，提高样间操作一致性；

2)本设备为封闭体系，可以减小对操作人员的传染风险；

3)检测完毕后，简化废弃样本的处理流程；

4)减少耗材的使用(试剂是封闭在芯片中的)量及成本，减少样品由于暴露在环境中而造成的污染。

附图说明

图1示出了本申请前处理设备的示意图；

图2示出了压力系统的示意图；

图3示出本申请一种实施方式的单向阀机构的结构示意图；

图4示出图3所示单向阀机构在下腔体处于负压时的图示；

图5示出图3所示单向阀机构在下腔体处于正压时的图示；

图6示出了在单向阀机构中的下腔体产生正压时的情形，显示出打开上腔体与下腔体的连通通道；

图7示出了在单向阀机构中的下腔体产生负压(或者无压力)时的情形，显示出关闭上腔体与下腔体的连通通道；

图8示出一种实施方式的单向阀机构的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本申请提供一种用于血栓弹力图仪的前处理设备，该前处理设备可以与血栓弹力图仪的检测腔连接，从而通过该前处理设备将待检测样品输送到血栓弹力图仪的检测腔中，供血栓弹力图仪进行检测。

如图1-2所示，本申请提供的前处理设备包括：

进样装置1，用于与待进样体系连接，使所述待进样体系中的样品经由所述进样装置1输送到所述前处理设备；

鹅形管2，所述鹅形管与所述进样装置1流体相通；

样品暂存腔3，所述样品暂存腔中设置有样品入口31和样品出口32，所述样品入口31与所述鹅形管2连接；所述样品暂存腔3中还设置有一个或多个通气口33，通过所述通气口33在所述样品暂存腔3内产生正压或负压；

单向阀机构4，所述单向阀机构一侧与所述样品暂存腔的样品出口32连接，另一侧与所述血栓弹力图仪的检测腔8连接。

在本申请的前处理设备中，该进样装置1可以为本领域的各种进样装置，例如管线、进样针等。不过本申请的前处理设备用于血栓弹力图仪，所需处理的样品通常为血液样品，在一种实施方式中，待进样体系为采血管，该进样装置1为采血管插针，用于直接与采血管(待进样体系)连接，可以直接将采血管中的血液样品经过本申请的前处理设备输送到最终的血栓弹力图仪中进行相应的检测。

本申请的前处理设备包括鹅形管2，该鹅形管2为微流控管路，其作用是防止管路内为正压时，样品仓中的样品回流。虽然直接连接样品暂存仓和进样针理论上可以(比如进样针放在暂存仓正上方)，但由于该位置上还要设置气路系统(芯片上空间太小)，另外还需要配合检测设备原件的内部结构，因此采用目前的布局。

在一种实施方式中，在所述进样装置1和所述鹅形管2之间设置有U型缓冲管5，其目的是有两个：限制进样针进入样品管的深度，以及减缓样品管插入和阀开启瞬间样品的促动。

本申请的前处理设备包括样品暂存腔3，所述样品暂存腔3中设置有样品入口31和样品出口32，所述样品入口31与所述鹅形管2连接；所述样品暂存腔3中还设置有一个或多个通气口33，通过所述通气口33在所述样品暂存腔3内产生正压或负压。所述样品入口31与所述鹅形管2连接，用于将样品通过样品入口31输入到样品暂存腔3中；而设置样品出口32的目的是将样品暂存腔3中的样品从样品暂存腔3中排出。

样品暂存腔实际就是一个暂时存放样本的腔室，可以将“试剂”预先放入该腔室，在样品进入该腔室时即与试剂进行混合溶解。该腔室的目的主要有两个：1)保证充足的样品进样量，最终可以有足够的样品量进入到最后的检测腔中；2)在该腔室内，样品与试剂发生混合(该混合要求的时间不严格，例如可以大于1min，小于5min)。该样品暂存腔的尺寸、形状等可以根据具体需要进行选择。

在本申请中，样品输入和输出样品暂存腔3的方式可以通过样品暂存腔3中的压力变化来实现。所述样品暂存腔3中还设置有一个或多个通气口33，通过所述通气口33在所述样品暂存腔3内产生正压或负压。当样品暂存腔3内产生负压时，样品通过样品入口31输入到样品暂存腔3中；当样品暂存腔3内产生正压时，样品通过样品出口32从样品暂存腔3中输出。为此，样品入口31设置在样品暂存腔3的上部，而样品出口32设置在样品出口32的下部。并且，控制样品暂存腔3的样品量不能超过样品入口31，这样当样品暂存腔3内产生正压时，样品只能通过样品出口32从样品暂存腔3中输出，而不会从样品入口31输出。

在一种实施方式中，所述样品暂存腔3通过通气口33与压力系统连通。在一种实施方式中，图2示出了压力系统，所述压力系统包括气泵63，正压罐62和负压罐65，所述气泵63分别与所述正压罐62和所述负压罐65连接，所述正压罐62通过正压阀61与所述通气口33连接，所述负压罐65通过负压阀64与所述通气口33连接。正、负压的产生是由正压罐62和负压罐65，配合气泵63形成的：气泵63的抽气方向是从“负压罐65”抽向“正压罐62”，相当于不停往正压罐62中打气，当正压罐62中的气压足够时，正压阀61打开，气体向样品暂存腔3排出，从而在样品暂存腔3中形成正压；当负压罐65中的气压足够时，负压阀64打开，从样品暂存腔3中抽吸气体，从而在样品暂存腔3中形成负压。在一种实施方式中，压力系统可以直接与通气口33连接，因而可以在样品暂存腔3设置2个通气口33，一个通气口与正压阀61连接，另一个通气口与负压阀64连接。在优选的实施方式中，样品暂存腔3设置1个通气口33，在与通气口33连接的管线上设置正压接口331和负压接口332；如图2所示，正压阀61与正压接口331连接，负压阀64与负压接口332连接；这种方式只需在样品暂存腔3上设置一个通气口，样品暂存腔3的制作更为简便，因而是优选的。

在一种实施方式中，所述样品暂存腔3靠近所述样品出口处还设置有用于存放试剂的试剂区34。在一种实施方式中，在该试剂区34装有血栓弹力图测定用的试剂，包括血液凝固激活剂例如高岭土，其他试剂如肝素酶、巴曲酶、XIII因子等。该高岭土是采用液体滴入-冻干的方法进行固定(其实也可以不冻干，直接滴在试剂区34，该试剂区34位于样品暂存腔3的左下部区域)，血液经鹅形管2进入到试剂区时，在动力作用下与高岭土试剂混合，该过程是比较容易的(例如，高岭土量只有10ul，而血液有400ul左右，这个溶解过程是比较快的)。在一种实施方式中样品暂存腔3中还可以设置有试剂入口(未示出)，用于向所述试剂区输送试剂。

所述前处理设备还包括单向阀机构4，所述单向阀机构一侧与所述样品暂存腔的样品出口连接。在样品暂存腔3中保持负压时，该单向阀机构4关闭，使得单向阀机构4中样品不会回流到样品暂存腔3中；当样品暂存腔3中保持正压时，该单向阀机构4开启，从而使得样品暂存腔3中样品在压力作用下通过该单向阀机构4进而向检测腔8提供样品。

所述前处理设备还包括进样检测器7，所述进样检测器7设置在所述单向阀机构4和所述样品暂存腔3之间。该进样检测器的作用是监控最终流入检测杯的样品体积，通过该位置上光学传感器判断所需体积的血液是否全部流过该位置(流过该位置即表明进入了检测仓)。

该进样检测器7可以内置光珠元件，照射单向阀机构4和所述样品暂存腔3之间的管路中的特定位置，用于检测该位置之前的样品是否完全进入单向阀机构4，以保证进入到单向阀机构4的样品达到设定值。

如前所述，该单向阀机构4与血栓弹力图仪的检测腔8连接，使得可以在检测腔8中收集来自样品暂存腔的样品。取出该检测腔8，而后使用血栓弹力图仪进行相应的测试。最终的检测过程与常规的血栓弹力图仪检测过程相同，这里不再赘述。在一种实施方式中，检测腔8为检测杯，包括杯体和杯盖，所述杯体的下部与所述单向阀机构4连接，使得来自样品暂存腔3的样品最终输送到检测腔8中。

在一种实施方式中，当本申请的前处理设备用于处理血液样品时，在所述前处理设备中还设置有氯化钙。该氯化钙与高岭土一样，是需要内置在样品前处理设备中的液体/干粉试剂(是激活血液样本凝固的不可或缺的试剂组分，不能用其他试剂替代)，血液在从进样针开始进入到该样品前处理设备时，需要按顺序先与高岭土混合、再与氯化钙混合，血液才会开始凝固。在一种实施方式中，氯化钙可以以溶液或干粉试剂的形态预先存在于以下的一个或多个中：连接样品出口32与单向阀机构4的管路，单向阀机构4，以及检测腔8；由此，可以使得进样过程中不再需要注入氯化钙试剂。在一种实施方式中，在连接样品出口32与单向阀机构4的管路中设有氯化钙注入口(未示出)，使得可以在进样过程中注入氯化钙试剂。

以下说明可以用于本申请的单向阀机构4的结构。图3示出本申请一种实施方式的单向阀机构的结构示意图；图4示出图3所示单向阀机构在下腔体处于负压时的图示；图5示出图3所示单向阀机构在下腔体处于正压时的图示；图6示出了在单向阀机构中的下腔体产生正压时的情形，显示出打开上腔体与下腔体的连通通道；图7示出了在单向阀机构中的下腔体产生负压(或者无压力)时的情形，显示出关闭上腔体与下腔体的连通通道；图8示出一种实施方式的单向阀机构的结构示意图。

如图3-8所示，可以用于本申请的单向阀机构4是一种微流控单向阀，其包括单向阀腔体10，其特征在于，所述微流控单向阀还包括：

设置在所述单向阀腔体10的内部的阀片结构101，所述阀片结构101将所述单向阀腔体10的内部分隔为上腔体102和下腔体103；所述阀片结构101经配置为单向开启所述上腔体102与所述下腔体103的连通通道，

与所述单向阀腔体的下腔体103流体相通的进口管道104；以及

与所述单向阀腔体的上腔体102流体相通的出口管道105。

如图3-7所示，在一种实施方式中，所述单向阀腔体的下腔体103经配置为正压，所述阀片结构101开启所述上腔体102与所述下腔体103的连通通道。该正压可以通过与进口管道104流体相通的压力系统(未示出)产生。该压力系统可以包括气泵等。由气泵等压力系统向与进口管道104相连接的体系产生正压，进而可以在单向阀腔体的下腔体103中产生正压。在该正压下，阀片结构101可以开启所述上腔体102与所述下腔体103的连通通道，使得上腔体102与下腔体103连通，从而下腔体103中的流体(气体或者液体)流入到上腔体102中，并经出口管道105流出单向阀。

在一种实施方式中，所述单向阀腔体的下腔体103经配置为负压，所述阀片结构101封闭所述上腔体102与所述下腔体103的连通通道。该负压同样可以通过与进口管道104流体相通的压力系统(未示出)产生。该压力系统可以包括气泵等。由气泵等压力系统向与进口管道104相连接的体系产生负压，进而可以在单向阀腔体的下腔体103中产生负压。在该负压下，阀片结构101关闭所述上腔体102与所述下腔体103的连通通道，使得上腔体102与下腔体103之间不连通，从而下腔体103中的流体(气体或者液体)不能流入到上腔体102中，且上腔体102中的流体(气体或者液体)也不能回流到下腔体103中。

在一种实施方式中，阀片结构101包括设置在所述单向阀腔体10的内壁上的固定部1011，以及与所述固定部1011连接的阀片1012，所述阀片1012关闭或者开启所述上腔体102与所述下腔体103的连通通道。该阀片1012与固定部1011连接，并可以围绕固定部1011在单向阀腔体10内转动。同时，阀片1012还接触所述单向阀腔体10内壁，与所述单向阀腔体内壁接触的部位与所述单向阀腔体内壁的形状相适应。由此，阀片1012可以在下腔体103内的负压作用下与单向阀腔体内壁形成接触，从而关闭上腔体102与下腔体103的连通通道，下腔体103中的流体(气体或者液体)不能流入到上腔体102中。同时，阀片1012可以在下腔体103内的正压作用下与单向阀腔体内壁相互间隔，从而开启了上腔体102与下腔体103的连通通道，使得下腔体103内的流体(气体或者液体)可以由阀片1012与单向阀腔体内壁之间的间隙流入到上腔体102中。

在一种实施方式中，在单向阀腔体10的内壁上设置有阀片挡片，该阀片挡片可以支撑所述阀片1012。同时，该阀片挡片的上表面端部与所述阀片1012的下表面端部可以相匹配，由此该阀片挡片的上表面与阀片的下表面可以连接在一起，使得上腔体102与所述下腔体103被阀片结构隔开，从而关闭两者之间的连通通道。而且，该阀片挡片与阀片可以容易地分开，使得又可以开启上腔体102与所述下腔体103的连通通道。采用如此的设置，可以使得该阀片可以在下腔体103内的负压作用下关闭上腔体102与下腔体103的连通通道，下腔体103中的流体(气体或者液体)不能流入到上腔体102中。同时，该阀片还可以在下腔体103内的正压作用下开启上腔体102与下腔体103的连通通道，从而下腔体103内的流体(气体或者液体)流入到上腔体102中。

如图8所示，当样本自下而上流经阀片1012，可以向上推起阀片1012，阀片1012会向上弯曲形成空隙，样品可以流经阀片继续向上运动。如果样品自上而下流经阀片1012，阀片1012会覆盖下腔体103的通道口且通过阀片1012形变在该位置形成密封，从而阻止上方样品向下运动。在这种实施方式中，对于阀片、上腔体和下腔体的形状等没有具体限制，阀片为软性材质，且对于样品来说是惰性材质。不过需要阀片1012的面积大于下腔体103的横截面积，同时所述上腔体102下端部的截面积大于所述阀片1012的截面积，且所述阀片1012的截面积大于所述下腔体103上端部的截面积。

在一种实施方式中，本申请的单向阀机构可以容易地将单向阀内部的腔体隔开，且可以在压力作用下开启或关闭上腔体与下腔体的连通通道。如图4-图7所示，通过阀片结构在单向阀腔体内运动，阀片结构可以容易地打开/关闭上腔体与下腔体的连通通道。图6示出了在单向阀中的下腔体103产生正压时的情形，显示出打开上腔体与下腔体的连通通道，由此实现流体从下腔体流入到上腔体；图7示出了在单向阀中的下腔体103产生负压(或者无压力)时的情形，显示出关闭上腔体与下腔体的连通通道，由此流体不能在上下腔体之间流动。本申请的单向阀机构的结构简单，控制方便，可以容易地引入到血栓弹力图仪的前处理设备中。

在本申请中，对于如上所述的单向阀机构，下腔体103的进口管道104与样品暂存腔3的样品出口32通过管路连接，而上腔体102的出口管道105与检测腔8通过管路连接，由此使得样品暂存腔3由样品出口32流出的样品经单向阀机构进样到检测腔8中。

以下说明该前处理设备的使用过程：

将待检测样品与进样装置1连接，开启负压阀64，在样品暂存腔3中产生负压，由此将样品经由进样装置1、U型缓冲管5以及鹅形管2进样到样品暂存腔3中，此时，单向阀机构4关闭；

当进样设定量之后，开启正压阀61，同时关闭负压阀64，在样品暂存腔3中产生正压，此时单向阀机构4开启，由此将样品暂存腔3中的样品经由单向阀机构4进样到检测腔8中；同时，进样检测器7可以监控进样到单向阀机构4进而进样到检测腔8中的样品量。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于本申请工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上结合了优选的实施方式对本申请进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本申请进行多种替换和改进，这些均落入本申请的保护范围内。