測(cè)定與分析液體中粒子的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及粒子分析【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種測(cè)定與分析液體中粒子的裝置及方法。所述裝置包括進(jìn)樣池、進(jìn)樣閥、混合池、試劑檢測(cè)器、測(cè)試閥、傳感器芯片和氣泡消除器；其中，進(jìn)樣池、混合池和氣泡消除器分別與進(jìn)樣閥相連接；氣泡消除器用于在與進(jìn)樣閥導(dǎo)通時(shí)消除進(jìn)樣閥中試劑樣本的氣泡；試劑檢測(cè)器用于當(dāng)檢測(cè)到試劑樣品充滿進(jìn)樣閥后，調(diào)整進(jìn)樣閥開口方向，將進(jìn)樣閥設(shè)置的導(dǎo)水管中試劑樣品排入至混合池；試劑池用于添加試劑池中試劑至混合池；混合池和傳感器芯片分別與測(cè)試閥相連接，通過調(diào)整測(cè)試閥的開口方向，傳感器芯片與混合池導(dǎo)通，用于測(cè)定與分析流過所述傳感器芯片的試劑樣品。本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施提升了測(cè)定與分析液體中粒子的準(zhǔn)確度。
【專利說明】測(cè)定與分析液體中粒子的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粒子分析【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種測(cè)定與分析液體中粒子的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)階段，對(duì)液體中粒子進(jìn)行測(cè)定與分析在多個(gè)領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。例如在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，通過分析全血樣本、血清、精液中相應(yīng)粒子的個(gè)數(shù)或粒子的性質(zhì)，進(jìn)而可以獲取全血樣本或血清的實(shí)際狀況。又如，在環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域，通過對(duì)采集的相應(yīng)區(qū)域的水進(jìn)行取樣分析，進(jìn)而可以根據(jù)分析與測(cè)定的樣品中的水獲取環(huán)境狀況信息。其中，測(cè)定是指測(cè)定液體中粒子的個(gè)數(shù)、體積、內(nèi)部組成等等；分析是指通過測(cè)定液體中粒子的個(gè)數(shù)、體積、內(nèi)部組成等實(shí)現(xiàn)對(duì)粒子性質(zhì)的判斷與分析。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，常采用微流控技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)液體中粒子的測(cè)定與分析。微流控技術(shù)為在尺度與介觀尺度（納升級(jí)）上研究流體行為，以及相關(guān)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用的，由物理、化學(xué)、微加工與生物技術(shù)等學(xué)科組成的領(lǐng)域。通過采用微流控技術(shù)，將待測(cè)定與分析的試劑樣品形成微流體，進(jìn)而通過控制微流體通過相應(yīng)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)粒子的測(cè)定與分析，例如，控制微流體經(jīng)過激光計(jì)數(shù)器設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)試劑樣品中粒子的計(jì)數(shù)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，采用微流控技術(shù)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)液體中粒子進(jìn)行測(cè)定與分析，但現(xiàn)有技術(shù)存在如下問題：采用微流控技術(shù)對(duì)液體中粒子進(jìn)行分析與測(cè)定，當(dāng)試劑樣品中存在氣泡等現(xiàn)象時(shí)，在定量固定量的液體后因氣泡的存在造成測(cè)定與分析的不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種測(cè)定與分析液體中粒子的裝置及方法，能夠使得對(duì)粒子的測(cè)定與分析更準(zhǔn)確。
[0006]在第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種測(cè)定與分析液體中粒子的裝置，包括：進(jìn)樣池、設(shè)置有一導(dǎo)水管的進(jìn)樣閥、設(shè)置有至少一個(gè)試劑池的混合池、試劑檢測(cè)器、測(cè)試閥、傳感器芯片和氣泡消除器；其中，
[0007]所述進(jìn)樣池、混合池和所述氣泡消除器分別與所述進(jìn)樣閥相連接，通過調(diào)整進(jìn)樣閥的開口方向，分別實(shí)現(xiàn)所述進(jìn)樣池、混合池和所述氣泡消除器與所述進(jìn)樣閥的導(dǎo)通；
[0008]所述氣泡消除器用于在與進(jìn)樣閥導(dǎo)通時(shí)消除進(jìn)樣閥中試劑樣本的氣泡；
[0009]所述試劑檢測(cè)器連接于所述進(jìn)樣閥，用于當(dāng)檢測(cè)到試劑樣品充滿所述進(jìn)樣閥后，調(diào)整所述進(jìn)樣閥開口方向，將進(jìn)樣閥設(shè)置的導(dǎo)水管中試劑樣品排入至混合池；
[0010]所述試劑池用于添加所述試劑池中試劑至混合池；
[0011]所述混合池和傳感器芯片分別與所述測(cè)試閥相連接，通過調(diào)整測(cè)試閥的開口方向，所述傳感器芯片與所述混合池導(dǎo)通，用于測(cè)定與分析流過所述傳感器芯片的試劑樣品。
[0012]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種測(cè)定與分析液體中粒子的方法，采用本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的測(cè)定與分析液體中粒子的裝置實(shí)現(xiàn)，所述方法包括：[0013]通過進(jìn)樣池添加試劑樣品至進(jìn)樣閥；
[0014]通過與進(jìn)樣閥導(dǎo)通的氣泡消除器，除去進(jìn)樣閥中的氣泡；
[0015]當(dāng)試劑檢測(cè)器檢測(cè)到所述進(jìn)樣閥中充滿所述試劑樣品后，通過進(jìn)樣閥中的導(dǎo)水管定量預(yù)定量的所述試劑樣品；
[0016]調(diào)整進(jìn)樣閥的開口方向，將定量的預(yù)定量的所述試劑樣品添加至混合池；
[0017]根據(jù)需要，添加試劑池中的預(yù)置試劑進(jìn)入所述混合池中；
[0018]根據(jù)預(yù)設(shè)方式將所述混合池中的試劑樣品通過傳感器芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)試劑樣品中粒子的測(cè)定與分析。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例公開的測(cè)定與分析液體中粒子的裝置和方法，能夠通過氣泡消除器消除進(jìn)樣閥試劑樣品的氣泡，且通過試劑檢測(cè)器對(duì)進(jìn)入進(jìn)樣閥中的試劑樣品進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定試劑樣品是否充滿進(jìn)樣閥，以及當(dāng)試劑檢測(cè)器檢測(cè)到試劑樣品充滿進(jìn)樣閥后，將進(jìn)樣閥導(dǎo)水管中的試劑樣品排入混合池，因進(jìn)樣閥中不存在氣泡，則同時(shí)進(jìn)樣閥中導(dǎo)水管中也不存在氣泡，以此實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)水管中的試劑樣品不存在氣泡，進(jìn)而提升了導(dǎo)水管中定量試劑樣品的準(zhǔn)確度，因定量的試劑樣品是分析與測(cè)定參考的基準(zhǔn)，進(jìn)而提高了測(cè)定與分析的準(zhǔn)確度。進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，設(shè)置了進(jìn)樣閥和測(cè)試閥，靈活地控制試劑樣品流向，使得結(jié)構(gòu)節(jié)湊，可減小裝置體積，便于攜帶。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中：
[0021]圖I所示是本發(fā)明實(shí)施例一中測(cè)定與分析液體中粒子的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2所示是本發(fā)明實(shí)施例一中廢液池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3所示是本發(fā)明實(shí)施例一中傳感器芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3A所示是本發(fā)明實(shí)施例一中傳感器芯片圖3中微通道區(qū)域放大示意圖；
[0025]圖3B所示是本發(fā)明實(shí)施例一中傳感器芯片中沿圖3中AA線截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4所示是本發(fā)明實(shí)施例二中測(cè)定與分析液體中粒子的方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)與完整的說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。
[0028]本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)是以微流控技術(shù)和庫爾特原理為基礎(chǔ)的。微流控技術(shù)是指在尺度與介觀尺度或納升級(jí)上研究流體行為，以及相關(guān)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用的，由物理、化學(xué)、微加工與生物技術(shù)等學(xué)科組成的領(lǐng)域，是一種精確控制和操控微尺度流體，尤其特指亞微米結(jié)構(gòu)的技術(shù)。微流控技術(shù)的發(fā)展使得對(duì)微尺度下流體中粒子的測(cè)定與分析成為可能。庫爾特原理，又稱電阻法、電脈沖法或電感應(yīng)區(qū)技術(shù)，是指懸浮在電解液中的顆粒隨電解液通過小孔管時(shí)，也即是微通道，取代相同體積的電解液，在恒電流設(shè)計(jì)的電路中導(dǎo)致小孔管內(nèi)外兩電極間電阻發(fā)生瞬時(shí)變化，產(chǎn)生電位脈沖。脈沖信號(hào)的大小和次數(shù)與顆粒的大小和數(shù)目成正比。以此，根據(jù)脈沖信號(hào)的大小和次數(shù)可以對(duì)電解液，也即是液體中的粒子進(jìn)行測(cè)定與分析。下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更進(jìn)一步的說明。
[0029]圖I所示是本發(fā)明實(shí)施例一中測(cè)定與分析液體中粒子的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；優(yōu)選的，本實(shí)施例中以測(cè)定與分析液體中單粒子和雙粒子為例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行說明。如圖I所示，所述裝置包括：
[0030]進(jìn)樣池101、試劑檢測(cè)器102、設(shè)置有一導(dǎo)水管（圖中未示出）的進(jìn)樣閥103、設(shè)置有至少一個(gè)試劑池104的混合池105、氣泡消除器106、測(cè)試閥107和傳感器芯片108。
[0031]進(jìn)樣池101、混合池105和氣泡消除器106分別與進(jìn)樣閥103相連接，通過調(diào)整進(jìn)樣閥103的開口方向，分別實(shí)現(xiàn)進(jìn)樣池101、混合池105和氣泡消除器106與進(jìn)樣閥103的導(dǎo)通。
[0032]所述氣泡消除器106用于在與進(jìn)樣閥103導(dǎo)通時(shí)消除進(jìn)樣閥103中試劑樣本的氣泡。進(jìn)一步的，在消除試劑樣本中氣泡的同時(shí)，氣泡消除器還用于消除整個(gè)管中的氣泡。當(dāng)消除整個(gè)管中的氣泡后，提升了管中液體的流動(dòng)速度，提升了測(cè)試速度和測(cè)量準(zhǔn)確度。
[0033]優(yōu)選的是，本實(shí)施例中采用氣泡消除器為廢液池106，設(shè)置有疏水透氣膜，所述廢液池106與進(jìn)樣閥103連通時(shí)，用于將外動(dòng)力源作用于廢液池106的疏水透氣膜，通過氣壓除去進(jìn)樣閥103中的氣泡。
[0034]試劑檢測(cè)器102連接于進(jìn)樣閥103，用于當(dāng)檢測(cè)到試劑樣品充滿進(jìn)樣閥103后，調(diào)整進(jìn)樣閥103開口方向，將進(jìn)樣閥103設(shè)置的導(dǎo)水管中試劑樣品排入至混合池105。該試劑檢測(cè)器102可以有多種形式來檢測(cè)試劑樣品是否充滿，優(yōu)選是為阻抗檢測(cè)器，以阻抗值的方式檢測(cè)試劑樣本的充滿位置。
[0035]試劑池104用于添加試劑池104中試劑至混合池105。在測(cè)試和分析的不同階段，可根據(jù)需要連通不同試劑池104，從而導(dǎo)入不同的試劑。
[0036]混合池105和傳感器芯片108分別與測(cè)試閥107相連接，通過調(diào)整測(cè)試閥107的開口方向，傳感器芯片108與混合池105導(dǎo)通，用于測(cè)定與分析流過傳感器芯片108的試劑樣品。
[0037]本發(fā)明實(shí)施例公開的測(cè)定與分析液體中粒子的裝置，能夠通過氣泡消除器消除進(jìn)樣閥試劑樣品的氣泡，進(jìn)而提升了導(dǎo)水管中定量試劑樣品的準(zhǔn)確度，因定量的試劑樣品是分析與測(cè)定參考的基準(zhǔn)，進(jìn)而提高了測(cè)定與分析的準(zhǔn)確度。進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，設(shè)置了進(jìn)樣閥和測(cè)試閥，靈活地與不同的器件相連，可控制試劑樣品流向，使得結(jié)構(gòu)節(jié)湊，可減小裝置體積，便于攜帶。
[0038]本實(shí)施例中，進(jìn)樣池101，或進(jìn)樣結(jié)構(gòu)是試劑樣品進(jìn)入裝置的通道，可以為與獲取樣品的針頭相匹配的小孔，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解其它將試劑樣品添加至裝置內(nèi)的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選為毛細(xì)管、移液管或注射器或其他樣品分配結(jié)構(gòu)，用于通過毛細(xì)作用或外部力量驅(qū)動(dòng)向進(jìn)樣池進(jìn)入試劑樣品。
[0039]進(jìn)樣閥103是控制裝置定量試劑樣品，與進(jìn)樣池101和廢液池106導(dǎo)通的裝置。進(jìn)樣閥103中設(shè)置有一導(dǎo)水管，根據(jù)具體的應(yīng)用方式及應(yīng)用場(chǎng)景，導(dǎo)水管設(shè)定有相應(yīng)的容納體積，相應(yīng)的容納體積為測(cè)定結(jié)果的確定提供可以參考的依據(jù)。導(dǎo)水管設(shè)置在進(jìn)樣閥103中用于試劑樣品充滿進(jìn)樣閥103后定量預(yù)定量的試劑樣品。具體的導(dǎo)水管可以和進(jìn)樣閥103共用一個(gè)導(dǎo)通管，也可以為獨(dú)立于進(jìn)樣閥103中導(dǎo)通管的一個(gè)導(dǎo)管。進(jìn)一步的，當(dāng)調(diào)整進(jìn)樣閥103開口方向，使進(jìn)樣池101和廢液池106連通后，用于將進(jìn)樣池101中或進(jìn)樣閥103中多余的試劑樣品排入廢液池106。由此，廢液池106可以兼具多種功能，如存儲(chǔ)廢液、驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)等，因此有效簡(jiǎn)化了裝置的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選是，廢液池106設(shè)置有疏水透氣膜，所述廢液池106通過傳感器芯片108與混合池105連接，用于將外動(dòng)力源作用于廢液池106的疏水透氣膜，通過氣壓作用驅(qū)動(dòng)混合池105中試劑樣品流入傳感器芯片108。
[0040]優(yōu)選的，本實(shí)施例中進(jìn)樣閥103中導(dǎo)通管和設(shè)置于進(jìn)樣閥103的導(dǎo)水管共用一個(gè)導(dǎo)管。
[0041]廢液池106是指用于接收進(jìn)樣池101、進(jìn)樣閥103和混合池105中多余的試劑樣品或待處理的試劑樣品，以及用于接收測(cè)定與分析后的試劑樣品或處理試劑樣品?？梢酝ㄟ^在廢液池106 口處抽排氣體的方式產(chǎn)生壓力驅(qū)動(dòng)混合池105中試劑樣品或處理試劑樣品流入傳感器芯片108。同時(shí)，通過外動(dòng)力源作用于廢液池106，當(dāng)調(diào)整進(jìn)樣閥103開口方向后，可以將進(jìn)樣閥103或進(jìn)樣池中多余的試劑樣品排入廢液池106，以及當(dāng)調(diào)整測(cè)試閥107開口方向后可以將混合池105中試劑樣品排入廢液池106。
[0042]圖2所示是本發(fā)明實(shí)施例一中廢液池結(jié)構(gòu)示意圖；如圖2所示,所述廢液池106包括：開口 201和疏水透氣膜202，廢液池106中存在廢液203。其中疏水透氣膜202是只能氣體小分子通過，而液體大分子不能通過的薄膜。該膜的材質(zhì)可以為聚四氟乙烯、聚四氟乙烯衍生物、聚四氟乙烯類似的材料等。
[0043]本實(shí)施例中，廢液池106設(shè)置有疏水透氣膜202 ;當(dāng)外動(dòng)力源作用于廢液池106后，可用于除去進(jìn)樣閥103中的氣泡或用于驅(qū)動(dòng)混合池105中試劑樣品流入傳感器芯片108。也即是，當(dāng)需要進(jìn)行測(cè)試、進(jìn)樣時(shí)或?qū)y(cè)試閥103中氣泡排除時(shí)，在開口 201施加外動(dòng)力源，進(jìn)而在外動(dòng)力源作用下實(shí)現(xiàn)裝置的液體的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)測(cè)試、進(jìn)樣或排氣泡等。
[0044]混合池105是當(dāng)獲取定量試劑樣品后，根據(jù)待測(cè)試劑樣品的性質(zhì)對(duì)試劑樣品進(jìn)行處理的區(qū)域。以此，與混合池105連接設(shè)置有相應(yīng)的試劑池，根據(jù)試劑應(yīng)用的需要可以設(shè)置有相應(yīng)個(gè)數(shù)的試劑池，例如2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)等；于此相應(yīng)的試劑池104中試劑溶液中匹配有相應(yīng)的試劑，將試劑池104中試劑和試劑樣品在混合池中相互作用，例如稀釋、化學(xué)反應(yīng)以及結(jié)合磁珠、鐵珠等，實(shí)現(xiàn)對(duì)試劑樣品的處理。處理后的試劑樣品為處理試劑樣品。其中，試劑池中試劑可以為乳膠顆粒、磁珠、鹽、抗原抗體等任意一種或幾種。
[0045]優(yōu)選的，本實(shí)施例中，試劑池104為4個(gè)試劑池。
[0046]測(cè)試閥107是控制廢液池106和傳感器芯片108與混合池105導(dǎo)通的閥口，通過調(diào)整測(cè)試閥107的開口方向可以相應(yīng)的導(dǎo)通廢液池106與混合池105或傳感器芯片108與混合池105。
[0047]傳感器芯片108是利用庫爾特原理對(duì)試劑樣品中粒子進(jìn)行測(cè)定與分析的裝置。
[0048]本實(shí)施例中，傳感器芯片108包括至少兩個(gè)電極、光膠層和絕緣層；其中
[0049]光膠層上設(shè)置有微通道，電極包埋于光膠層中，各所述電極通過彼此之間的絕緣層處于絕緣狀態(tài)；電極在微通道中具有觸點(diǎn)，用于當(dāng)試劑樣品的待測(cè)粒子經(jīng)過微通道時(shí)，通過電極在微通道中的觸點(diǎn)對(duì)粒子進(jìn)行測(cè)定與分析。具體的，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用方式和應(yīng)用場(chǎng)景，可以設(shè)置有相應(yīng)數(shù)量的電極，例如2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)電極等。
[0050]圖3所示是本發(fā)明實(shí)施例一中傳感器芯片結(jié)構(gòu)示意圖；如圖3所示，所述傳感器芯片包括：廢液池301、電極302和微通道區(qū)域303。
[0051]優(yōu)選的，本實(shí)施例中微通道區(qū)域303中有4個(gè)電極。[0052]圖3A所示是本發(fā)明實(shí)施例一中傳感器芯片圖3中微通道區(qū)域放大示意圖；微通道304和電極302的位置關(guān)系如圖3A所示。
[0053]優(yōu)選的，本實(shí)施例中，電極以疊放的方式包埋于光膠層中。
[0054]圖3B所示是本發(fā)明實(shí)施例一中傳感器芯片中沿圖3中AA線截面結(jié)構(gòu)示意圖；如圖3B所示，傳感器芯片包括電極302、微通道304、光膠層306和絕緣層305。光膠層306置于絕緣層305上，電極設(shè)置在絕緣層305中，并在微通道304中具有觸點(diǎn)。當(dāng)待測(cè)試劑樣品在廢液池的外動(dòng)力源的作用下流經(jīng)微通道304、并接觸電極在微通道中的觸點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)流經(jīng)微通道304試劑樣品中粒子的檢測(cè)。
[0055]優(yōu)選的，本實(shí)施例中，電極以疊放的方式包埋于所述光膠層中。
[0056]優(yōu)選的，本實(shí)施例中，微通道寬度為20微米-500微米。
[0057]優(yōu)選的，本實(shí)施例中，光膠層厚度為5微米-20微米。
[0058]本實(shí)施例中測(cè)定與分析裝置中試劑監(jiān)測(cè)器優(yōu)選阻抗檢測(cè)器102，阻抗檢測(cè)器102的兩個(gè)電極連接于進(jìn)樣閥103的兩個(gè)端部，用于當(dāng)進(jìn)樣閥103中進(jìn)入試劑樣品后與試劑樣品形成電性連接，以根據(jù)電極檢測(cè)到的阻抗值與設(shè)定閾值的關(guān)系識(shí)別試劑樣品是否充滿進(jìn)樣閥103。例如當(dāng)阻抗檢測(cè)器102檢測(cè)到阻抗值達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，則此時(shí)試劑樣品充滿了測(cè)試閥103。其中，設(shè)定閾值可以根據(jù)待測(cè)試劑樣品的具體特性而進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定。阻抗檢測(cè)器102的設(shè)置，可以對(duì)進(jìn)樣閥103中氣泡進(jìn)行檢測(cè)，例如，若檢測(cè)到的阻抗值發(fā)生變化，表明氣泡阻斷了電極的電性連接，或改變了電性連接之間的阻值，進(jìn)而可判斷處存在氣泡。當(dāng)阻抗檢測(cè)器102檢測(cè)到進(jìn)樣閥103中存在有氣泡時(shí)，通過在廢液池106 口處施加外動(dòng)力源的方式將進(jìn)樣閥中氣泡排出，進(jìn)而提高了進(jìn)樣閥103中倒水管定量試劑樣品的準(zhǔn)度。根據(jù)準(zhǔn)確的定量結(jié)果，進(jìn)而可以得到更準(zhǔn)確的測(cè)定與分析結(jié)果。
[0059]本實(shí)施例中，當(dāng)阻抗檢測(cè)器102檢測(cè)試劑樣品充滿所述進(jìn)樣閥后，調(diào)整進(jìn)樣閥開口方向，將進(jìn)樣閥設(shè)置的導(dǎo)水管中試劑樣品排入至混合池，并添加試劑池中試劑至混合池，形成處理試劑樣品；調(diào)整測(cè)試閥開口方向，測(cè)定與分析流過所述傳感器芯片的處理試劑樣品。
[0060]具體的，本實(shí)施例中當(dāng)需測(cè)定與分析的試劑樣品經(jīng)進(jìn)樣池進(jìn)入裝置內(nèi)；進(jìn)樣池和進(jìn)樣閥相連接，當(dāng)調(diào)整進(jìn)樣閥開口方向后，試劑樣品進(jìn)入進(jìn)樣閥內(nèi)，也即是進(jìn)入設(shè)置于進(jìn)樣閥中的導(dǎo)水管中。阻抗檢測(cè)器是利用待檢測(cè)對(duì)象的電阻大小及反應(yīng)的電流大小對(duì)待測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)的。當(dāng)試劑樣品進(jìn)入進(jìn)樣閥內(nèi)后，同時(shí)與進(jìn)樣閥相連接的阻抗檢測(cè)器開始檢測(cè)進(jìn)樣閥中是否充滿了試劑樣品，也即是進(jìn)樣閥試劑樣品中是否存在有氣泡。當(dāng)進(jìn)樣閥中充滿試劑樣品后，因試劑樣品充滿進(jìn)樣閥的導(dǎo)水管，則此時(shí)阻抗檢測(cè)器測(cè)得的電阻最小，電流最大。當(dāng)阻抗檢測(cè)器檢測(cè)到試劑樣品未充滿進(jìn)樣閥時(shí)，則此時(shí)調(diào)整進(jìn)樣閥的方向使其和廢液池導(dǎo)通，然后通過在廢液池中施加外動(dòng)力源實(shí)現(xiàn)排除進(jìn)樣閥中的氣泡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)試劑樣品充滿進(jìn)樣閥。
[0061]當(dāng)阻抗檢測(cè)器檢測(cè)試劑樣品充滿進(jìn)樣閥后，調(diào)整進(jìn)樣閥方向，將進(jìn)樣閥設(shè)置的導(dǎo)水管中試劑樣品排入至混合池，并添加試劑池中試劑，也即是預(yù)置試劑，至混合池，形成處理試劑樣品；調(diào)整測(cè)試閥方向，測(cè)定與分析流過所述傳感器芯片的處理試劑樣品。當(dāng)調(diào)整進(jìn)樣閥后，設(shè)置于進(jìn)樣閥中的導(dǎo)水管將定量的試劑樣品排入混合池。進(jìn)樣閥中的導(dǎo)水管在裝置設(shè)計(jì)時(shí)具有固定的容納體積，也即是導(dǎo)水管的容納體積是定量的試劑樣品的體積。當(dāng)導(dǎo)水管中的試劑樣品排入混合池后，根據(jù)需要可以將與混合池連接狀態(tài)設(shè)置的試劑池中預(yù)置試劑添加至混合池，混合池中試劑樣品和試劑池中試劑混合作用后形成處理試劑樣品。當(dāng)向廢液池開口處施加外動(dòng)力源后，混合池中的處理試劑樣品流經(jīng)傳感器芯片，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)試劑樣品中粒子的測(cè)定與分析，并將測(cè)定與分析后的粒子排入廢液池。
[0062]更具體的，在本實(shí)施例中，對(duì)于只存在一種粒子的液體。當(dāng)試劑樣品通過進(jìn)樣池進(jìn)入裝置后進(jìn)入進(jìn)樣閥，在進(jìn)樣閥中試劑樣品在阻抗檢測(cè)器的檢測(cè)下試劑樣品充滿進(jìn)樣閥中導(dǎo)水管后，將導(dǎo)水管充滿的試劑樣品排入至混合池。為了使試劑樣品充分的稀釋，在本實(shí)施例中單粒子液體中測(cè)定與分析的裝置中只需一個(gè)試劑池，用于盛放水或其它試劑。在混合池中將試劑池中的試劑添加至導(dǎo)水管排入混合池中的試劑樣品，經(jīng)試劑樣品和試劑作用后形成處理試劑樣品。調(diào)整測(cè)試閥的方向，使得混合池和傳感器芯片處于導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而在廢液池的開口處施加外動(dòng)力源，在外動(dòng)力源的作用下，混合池中的處理試劑樣品經(jīng)測(cè)試閥流經(jīng)傳感器芯片。以此，通過傳感器芯片中電極對(duì)流經(jīng)微通道的處理試劑樣品中粒子感觸所產(chǎn)生的電流大小或電流產(chǎn)生的波形測(cè)定與分析液體中粒子的性質(zhì)，或進(jìn)行計(jì)數(shù)。
[0063]更具體的，本實(shí)施例中，對(duì)于液體中需要對(duì)兩種粒子進(jìn)行測(cè)定與分析的。同上述一種粒子的定量方式一樣，通過進(jìn)樣閥中導(dǎo)水管定量預(yù)定量的試劑溶液進(jìn)入混合池。為使對(duì)液體中的兩種粒子進(jìn)行測(cè)定與分析，就需將液體中的兩種粒子分離開來?？梢酝ㄟ^在試劑池中添加相應(yīng)的試劑使得液體中兩種粒子分離開來。例如試劑池加入乳膠顆粒、磁珠、鐵珠等，以使試劑樣品中一種粒子能夠結(jié)合所施加的試劑溶液中的試劑，進(jìn)而可以起到固定的作用。當(dāng)向包含有需要測(cè)定兩種粒子的混合池中添加包含有相應(yīng)的試劑溶液后，經(jīng)過試劑池中相應(yīng)試劑的作用下，試劑樣品中一種粒子被試劑池中試劑固定下來，另一種粒子溶解在試劑樣品中，經(jīng)試劑池中試劑處理后的試劑樣品為處理試劑樣品。進(jìn)而在混合池周圍施加一定的電場(chǎng)或磁場(chǎng)，將處理試劑中固定下來的粒子固定在混合池的內(nèi)壁上，并在廢液池的開口處施加外動(dòng)力源，在外動(dòng)力源的作用下處理試劑溶液流經(jīng)傳感器芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)未固定的粒子的測(cè)定與分析。當(dāng)對(duì)未固定的粒子進(jìn)行測(cè)定與分析后，混合池配置的試劑池添加水或其他溶液進(jìn)入混合池，并撤去施加在混合池周圍的磁場(chǎng)或電場(chǎng)。以此，固定的粒子重新溶解在水或其他溶液中，再次在廢液池施加外動(dòng)力源，進(jìn)而在外動(dòng)力源的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)對(duì)固定粒子的測(cè)定與分析。
[0064]上述方案中，該裝置優(yōu)選還包括：磁性器件，與所述進(jìn)樣閥、混合池或傳感器芯片配合設(shè)置，用于吸附固定試劑樣品中的設(shè)定微粒。
[0065]本發(fā)明實(shí)施例公開的測(cè)定與分析液體中粒子的裝置，阻抗檢測(cè)器對(duì)進(jìn)入進(jìn)樣閥中的試劑樣品進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定試劑樣品是否充滿進(jìn)樣閥，以及當(dāng)阻抗檢測(cè)器檢測(cè)到試劑樣品充滿進(jìn)樣閥后，將進(jìn)樣閥導(dǎo)水管中的試劑樣品排入混合池，因進(jìn)樣閥中不存在氣泡，則進(jìn)樣閥中的導(dǎo)水管中的試劑樣品也不存在氣泡，以此實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)水管中的試劑樣品不存在氣泡，進(jìn)而提升了導(dǎo)水管中定量試劑樣品的準(zhǔn)確度，因定量的試劑樣品是分析與測(cè)定參考的基準(zhǔn)，進(jìn)而提高了測(cè)定與分析的準(zhǔn)確度。進(jìn)一步的，當(dāng)調(diào)整進(jìn)樣閥的方向，使導(dǎo)水管中的試劑樣品進(jìn)入混合池后，根據(jù)試劑樣品的特性及檢測(cè)的目的添加與混合池連接設(shè)置的試劑池中的預(yù)置試劑進(jìn)入混合池，實(shí)現(xiàn)對(duì)試劑樣品的處理，進(jìn)而將處理試劑樣品通過傳感器芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)試劑樣品的測(cè)定與分析。通過在混合池中添加試劑池中的試劑，增加了對(duì)試劑樣品處理的多樣性，提升了測(cè)試的靈活性。[0066]圖4所示是本發(fā)明實(shí)施例二中測(cè)定與分析液體中粒子的方法流程示意圖；本發(fā)明實(shí)施例的方法可以采用本發(fā)明任意實(shí)施例提供的測(cè)定與分析液體中粒子的裝置來實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選的，本實(shí)施例中以對(duì)離體血液中CD4+T細(xì)胞的測(cè)定與分析為例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行說明。為使本實(shí)例的說明更清楚，相關(guān)解釋或闡述參照實(shí)施例一中的說明，在此不再贅述。如圖4所示,所述方法包括：
[0067]步驟401、通過進(jìn)樣池添加試劑樣品至進(jìn)樣閥。
[0068]本步驟中即是通過進(jìn)樣池添加試劑樣品進(jìn)入進(jìn)樣閥。例如可以通過針管注射的方式實(shí)現(xiàn)。
[0069]步驟402、通過與進(jìn)樣閥導(dǎo)通的氣泡消除器，除去進(jìn)樣閥中的氣泡；
[0070]優(yōu)選是采用設(shè)置疏水透氣膜的廢液池，當(dāng)外動(dòng)力源作用于廢液池的疏水透氣膜后，通過連通的廢液池與進(jìn)樣閥，除去進(jìn)樣閥及管道中的氣泡。
[0071]本步驟是通過在廢液池疏水透氣膜處施加外動(dòng)力源的方式，除去系統(tǒng)中的氣泡。因?qū)芡瑫r(shí)設(shè)置在進(jìn)樣閥中，則此步驟也即是除去導(dǎo)水管中的氣泡。進(jìn)而定量出預(yù)定量的試劑樣品。
[0072]步驟403、當(dāng)試劑檢測(cè)器檢測(cè)到進(jìn)樣閥中充滿所述試劑樣品后，通過進(jìn)樣閥中的導(dǎo)水管定量預(yù)定量的試劑樣品。
[0073]本步驟是當(dāng)試劑樣品進(jìn)入進(jìn)樣閥后對(duì)試劑樣品進(jìn)行定量，定量出具有固定體積的試劑樣品。試劑檢測(cè)器優(yōu)選采用阻抗檢測(cè)器來實(shí)現(xiàn)。具體的步驟中通過以下步驟試下：
[0074]通過阻抗檢測(cè)器中與進(jìn)樣閥中試劑樣品電性連接的兩個(gè)電極，檢測(cè)阻抗值；
[0075]當(dāng)比較出所述阻抗值低于設(shè)定閾值時(shí)，識(shí)別試劑樣品充滿進(jìn)樣閥。
[0076]步驟404、調(diào)整進(jìn)樣閥的開口方向，將定量的預(yù)定量的試劑樣品添加至混合池。
[0077]本步驟是當(dāng)定量預(yù)定量的試劑樣品后，將定量的試劑樣品添加至混合池。
[0078]步驟405、根據(jù)需要，添加試劑池中的預(yù)置試劑進(jìn)入混合池中；
[0079]預(yù)置試劑是指在試劑池中預(yù)先放置的試劑。根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用方式或應(yīng)用場(chǎng)景預(yù)置試劑可以有相應(yīng)的選擇方式。本實(shí)施例中預(yù)置試劑可以包括乳膠顆粒、磁珠、鹽、抗原抗體等其中任意一種或幾種。
[0080]步驟406、根據(jù)預(yù)設(shè)方式將混合池中的試劑樣品通過傳感器芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)試劑樣品中粒子的測(cè)定與分析。
[0081]根據(jù)待檢測(cè)試劑樣品的性質(zhì)，設(shè)置有相應(yīng)的測(cè)定檢測(cè)方式。例如對(duì)于只有一種粒子的試劑樣品，不需要設(shè)置分離就直接進(jìn)行檢測(cè)。又如當(dāng)試劑樣品中有兩種待檢測(cè)粒子時(shí)通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0082]當(dāng)試劑樣品中存在兩種待檢測(cè)粒子，第一粒子和第二粒子時(shí)，分離試劑樣品中粒子;
[0083]將所述第一粒子和所述第二粒子依次通過傳感器芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)試劑樣品中粒子的測(cè)定與分析。
[0084]通過在混合池周圍施加磁場(chǎng)或電場(chǎng)，將所述第一粒子或第二粒子固定在混合池內(nèi)壁上，分離液體中粒子。也即是當(dāng)試劑樣品中存在兩種粒子時(shí)，將其中一種粒子固定在施加的預(yù)置試劑上，進(jìn)而通過電池或磁場(chǎng)將其中一種粒子固定。當(dāng)檢測(cè)完未固定的粒子后，也即是第一粒子后，撤去電場(chǎng)或磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)固定的第二粒子的檢測(cè)。[0085]具體的，本實(shí)施例中廢液池上的透氣膜處應(yīng)用真空動(dòng)力源，使液體經(jīng)進(jìn)樣池進(jìn)入進(jìn)樣閥。當(dāng)阻抗監(jiān)測(cè)器檢測(cè)到低阻抗值時(shí)，則此時(shí)進(jìn)樣閥中充滿了試劑樣品。允許試劑池中的抗原結(jié)合乳膠微球進(jìn)入，并同時(shí)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)水管中選定體積的待測(cè)樣本流入混合池。當(dāng)微球結(jié)合到表達(dá)CD4+分子的單核細(xì)胞上后，抗原結(jié)合磁珠和溶液從試劑池進(jìn)入混合池，從而與CD4+T細(xì)胞結(jié)合。當(dāng)洗滌溶液從試劑池進(jìn)入混合池進(jìn)行第一次洗滌時(shí)，施加磁場(chǎng)于混合池在混合池底部固定結(jié)合磁珠的T細(xì)胞。當(dāng)洗滌溶液從試劑池進(jìn)入混合池進(jìn)行在第二次洗滌時(shí)，結(jié)合的細(xì)胞可以重懸于稀釋液中。測(cè)試閥調(diào)整方向，使得被洗滌后的處理試劑樣品流入傳感器芯片進(jìn)行測(cè)定。
[0086]本發(fā)明實(shí)施例公開的測(cè)定與分析液體中粒子的方法，阻抗檢測(cè)器對(duì)進(jìn)入進(jìn)樣閥中的試劑樣品進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定試劑樣品是否充滿進(jìn)樣閥，以及當(dāng)阻抗檢測(cè)器檢測(cè)到試劑樣品充滿進(jìn)樣閥后，將進(jìn)樣閥導(dǎo)水管中的試劑樣品排入混合池，因進(jìn)樣閥中不存在氣泡，則進(jìn)樣閥中的導(dǎo)水管中的試劑樣品也不存在氣泡，以此實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)水管中的試劑樣品不存在氣泡，進(jìn)而提升了導(dǎo)水管中定量試劑樣品的準(zhǔn)確度，因定量的試劑樣品是分析與測(cè)定參考的基準(zhǔn)，進(jìn)而提高了測(cè)定與分析的準(zhǔn)確度。進(jìn)一步的，當(dāng)調(diào)整進(jìn)樣閥的方向，使導(dǎo)水管中的試劑樣品進(jìn)入混合池后，根據(jù)試劑樣品的特性及檢測(cè)的目的添加與混合池連接設(shè)置的試劑池中的預(yù)置試劑進(jìn)入混合池，實(shí)現(xiàn)對(duì)試劑樣品的處理，進(jìn)而將處理試劑樣品通過傳感器芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)試劑樣品的測(cè)定與分析。
[0087]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以有各種改動(dòng)和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)定與分析液體中粒子的裝置，其特征在于，包括:進(jìn)樣池、設(shè)置有一導(dǎo)水管的進(jìn)樣閥、設(shè)置有至少一個(gè)試劑池的混合池、試劑檢測(cè)器、測(cè)試閥、傳感器芯片和氣泡消除器；其中， 所述進(jìn)樣池、混合池和所述氣泡消除器分別與所述進(jìn)樣閥相連接，通過調(diào)整進(jìn)樣閥的開口方向，分別實(shí)現(xiàn)所述進(jìn)樣池、混合池和所述氣泡消除器與所述進(jìn)樣閥的導(dǎo)通； 所述氣泡消除器用于在與進(jìn)樣閥導(dǎo)通時(shí)消除進(jìn)樣閥中試劑樣本的氣泡； 所述試劑檢測(cè)器連接于所述進(jìn)樣閥，用于當(dāng)檢測(cè)到試劑樣品充滿所述進(jìn)樣閥后，調(diào)整所述進(jìn)樣閥開口方向，將進(jìn)樣閥設(shè)置的導(dǎo)水管中試劑樣品排入至混合池； 所述試劑池用于添加所述試劑池中試劑至混合池； 所述混合池和傳感器芯片分別與所述測(cè)試閥相連接，通過調(diào)整測(cè)試閥的開口方向，所述傳感器芯片與所述混合池導(dǎo)通，用于測(cè)定與分析流過所述傳感器芯片的試劑樣品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定與分析液體中粒子的裝置，其特征在于: 所述氣泡消除器為廢液池，設(shè)置有疏水透氣膜，所述廢液池與進(jìn)樣閥連通時(shí)，用于將外動(dòng)力源作用于廢液池的疏水透氣膜，通過氣壓除去所述進(jìn)樣閥中的氣泡。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定與分析液體中粒子的裝置，其特征在于: 所述試劑檢測(cè)器為阻 抗檢測(cè)器； 所述阻抗檢測(cè)器的兩個(gè)電極連接于進(jìn)樣閥的兩個(gè)端部，用于當(dāng)進(jìn)樣閥中進(jìn)入試劑樣品后與所述試劑樣品形成電性連接，以根據(jù)電極檢測(cè)到的阻抗值與設(shè)定閾值的關(guān)系識(shí)別試劑樣品是否充滿進(jìn)樣閥。
4.如權(quán)利要求1任一所述的測(cè)定與分析液體中粒子的裝置，其特征在于，所述進(jìn)樣池為:毛細(xì)管、移液管或注射器，用于通過毛細(xì)作用或外部力量驅(qū)動(dòng)向進(jìn)樣池進(jìn)入試劑樣品。
5.如權(quán)利要求1任一所述的測(cè)定與分析液體中粒子的裝置，其特征在于，所述傳感器芯片包括: 至少兩個(gè)電極、光膠層和絕緣層；其中 所述光膠層上設(shè)置有微通道，所述電極包埋于所述光膠層中，各所述電極通過彼此之間的絕緣層處于絕緣狀態(tài)； 電極在所述微通道中具有觸點(diǎn)，用于當(dāng)試劑樣品的待測(cè)粒子經(jīng)過所述微通道時(shí)，通過所述電極在微通道中的觸點(diǎn)對(duì)粒子進(jìn)行測(cè)定與分析。
6.一種測(cè)定與分析液體中粒子的方法，采用權(quán)利要求1 -5任一所述的測(cè)定與分析液體中粒子的裝置實(shí)現(xiàn)，其特征在于，所述方法包括: 通過進(jìn)樣池添加試劑樣品至進(jìn)樣閥； 通過與進(jìn)樣閥導(dǎo)通的氣泡消除器，除去進(jìn)樣閥中的氣泡； 當(dāng)試劑檢測(cè)器檢測(cè)到所述進(jìn)樣閥中充滿所述試劑樣品后，通過進(jìn)樣閥中的導(dǎo)水管定量預(yù)定量的所述試劑樣品； 調(diào)整進(jìn)樣閥的開口方向，將定量的預(yù)定量的所述試劑樣品添加至混合池； 根據(jù)需要，添加試劑池中的預(yù)置試劑進(jìn)入所述混合池中； 根據(jù)預(yù)設(shè)方式將所述混合池中的試劑樣品通過傳感器芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)試劑樣品中粒子的測(cè)定與分析。
7.如權(quán)利要求6所述的測(cè)定與分析液體中粒子的方法，其特征在于，所述預(yù)置試劑包括：乳膠顆粒、抗原抗體、磁珠和/或鹽。
8.如權(quán)利要求6所述的測(cè)定與分析液體中粒子的方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)方式將所述混合池中的試劑樣品通過傳感器芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體中粒子的測(cè)定與分析，包括： 當(dāng)試劑樣品中存在兩種待檢測(cè)粒子，第一粒子和第二粒子時(shí)，分離液體中粒子； 將所述第一粒子和所述第二粒子依次通過傳感器芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)試劑樣品中粒子的測(cè)定與分析。
9.如權(quán)利要求8所述的測(cè)定與分析液體中粒子的方法，其特征在于，所述當(dāng)試劑樣品中存在兩種粒子時(shí)，分離液體中粒子，形成第一粒子和第二粒子，包括： 通過在混合池周圍施加磁場(chǎng)或電場(chǎng)，將所述第一粒子或第二粒子固定在混合池內(nèi)壁上，分離試劑樣品中粒子。
10.如權(quán)利要求6所述的測(cè)定與分析液體中粒子的方法，其特征在于，所述試劑檢測(cè)器為阻抗檢測(cè)器時(shí)，當(dāng)阻抗檢測(cè)器檢測(cè)到所述進(jìn)樣閥中充滿所述試劑樣品后，通過進(jìn)樣閥中的導(dǎo)水管定量預(yù)定量的所述試劑樣品包括： 通過所述阻抗檢測(cè)器中與進(jìn)樣閥中試劑樣品電性連接的兩個(gè)電極，檢測(cè)阻抗值； 當(dāng)比較出所述阻抗值低于設(shè) 定閾值時(shí)，識(shí)別所述試劑樣品充滿進(jìn)樣閥。
【文檔編號(hào)】G01N15/00GK103558126SQ201310552320
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】王小英, 游璠, 周樹民, 黃石, 薛廣洲 申請(qǐng)人:深圳中科強(qiáng)華科技有限公司