立體式離心裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型關(guān)于一種立體式離心裝置，尤指一種在離心系統(tǒng)下傳送定量流體的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)生化檢測中，樣本備制是一項繁瑣費力的工作，需依賴大型儀器與專業(yè)人員方能取得檢測所需的樣本。這些設(shè)備成本及人事成本大幅提高檢測部門的建設(shè)門檻，往往只有大型醫(yī)院才具備足夠的能力及資金自行完成生化檢測；相反地，處于醫(yī)療第一線的地方性診所礙于建設(shè)門檻，只能委托醫(yī)學(xué)檢驗所等專業(yè)檢驗機(jī)構(gòu)間接取得檢測報告，如此一來一往之下將耗費大量的時間成本，使得第一線醫(yī)療無法確實落實。
[0003]在傳統(tǒng)醫(yī)療場所中，患者為取得一份生化檢測報告需往返醫(yī)院多次，先掛號就診抽血，待數(shù)日后再次掛號以取得檢測結(jié)果。慢性病患者如高血壓、心臟病、糖尿病患者等，須長期、定時監(jiān)控其血中多種生化、血液、血清的檢測數(shù)值；而這些耗時的檢測將阻礙患者配合醫(yī)院長期追蹤病情的意愿，特別是對那些行動不便者、年長者、偏遠(yuǎn)區(qū)域就診者而言，舟車勞頓的過程可能導(dǎo)致患者減少就診次數(shù)，從而造成診所、醫(yī)院無法確切掌控患者病情發(fā)展和用藥狀況。為了克服上述缺點，近年來業(yè)界發(fā)展出一系列的POCT(Point-of-careTesting，近患者生物醫(yī)學(xué)檢測)產(chǎn)品，具有檢驗快速、儀器體積小、樣本需求量小、成本低廉等優(yōu)勢，除了醫(yī)療機(jī)構(gòu)和病床旁檢測外，也可以應(yīng)用在各種意外現(xiàn)場替?zhèn)咦龀隹焖贆z測，或是在偏遠(yuǎn)地區(qū)就近完成醫(yī)療服務(wù)。目前這類產(chǎn)品在美國以及世界各地均已被廣泛采用，可望能將便宜可靠的生化檢測設(shè)備推廣至世界上任一角落，以使得第一線醫(yī)療得以落實。
[0004]對于POCT產(chǎn)品而言，樣本備制步驟一樣是檢測精準(zhǔn)度的關(guān)鍵之一。市面上可見較簡易的可攜帶式檢測儀器如血脂檢測器、血糖檢測器等，盡管儀器本身具有小巧、快速、方便等優(yōu)點，但礙于血液樣本未經(jīng)過任何備制步驟，直接使用全血進(jìn)行檢測，同時須依賴毛細(xì)現(xiàn)象來運(yùn)輸全血至儀器內(nèi)部的檢驗槽，故無法提供良好的檢驗精準(zhǔn)度，檢驗結(jié)果參考價值低，不適合用在需要嚴(yán)謹(jǐn)數(shù)據(jù)判斷、決定用藥劑量、進(jìn)行綜合醫(yī)療評估的正規(guī)醫(yī)療場所。
[0005]在醫(yī)療場所中，最常見的樣本備制手續(xù)為離心處理。離心處理能快速純化出合適的檢驗樣本以提高檢驗準(zhǔn)確度。利用密度差的原理，離心處理可以在短時間內(nèi)分離樣本中的高密度物質(zhì)及低密度物質(zhì)，并利用微流道結(jié)構(gòu)將上層懸浮液傳送至偵測槽中。然而，過去文獻(xiàn)記載的傳送方法大多利用毛細(xì)現(xiàn)象或蠟閥來傳送經(jīng)離心處理后的上層懸浮液，由于毛細(xì)現(xiàn)象的不穩(wěn)定性以及蠟閥制作的技術(shù)難度，目前依然缺乏一個價格低廉、制造容易、穩(wěn)定性高三者兼具的方法。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為改善上述問題，本實用新型至少一實施例的目的在于提供一種立體式離心裝置，具備價格低廉、制造容易、穩(wěn)定性高、樣本需求量小等優(yōu)勢，其特征在于利用離心力與彈性固體的形變來傳送流體至立體式傾注結(jié)構(gòu)中的收集槽，因此傳送效果穩(wěn)定，有利于進(jìn)行快速、高精準(zhǔn)度的生化檢測。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實用新型至少一實施例采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種立體式離心裝置，包括:一微流道碟片，包括至少一組微流道結(jié)構(gòu)及一旋轉(zhuǎn)中心；一變速動力裝置，與該旋轉(zhuǎn)中心相連接，可帶動該微流道碟片旋轉(zhuǎn)。其中該微流道結(jié)構(gòu)，以該旋轉(zhuǎn)中心為內(nèi)并以該微流道碟片的邊緣為外，分別包含:一注入槽，設(shè)有一注入口 ；一連接道，與該注入槽的外側(cè)相連接；一立體式傾注結(jié)構(gòu)，相較于該注入槽設(shè)置于該微流道碟片上的外處，其由上自下分別包含一儲存槽、一溢流孔與一收集槽；其中，該儲存槽是由具有彈性的一固體材料所制成，且與該連接道相連接，并具有一第一儲存容積；該溢流孔與該儲存槽相連接，設(shè)置于該儲存槽的下方，且相較于該儲存槽位于該微流道碟片的內(nèi)處；該收集槽與該溢流孔相連接，設(shè)置于該溢流孔的下方，且相較于該溢流孔位于該微流道碟片的外處。
[0009]在本實用新型一實施例中，立體式離心裝置的該旋轉(zhuǎn)中心可以設(shè)置于該微流道碟片的圓心；而該變速動力裝置為一馬達(dá)，可控制該微流道碟片的旋轉(zhuǎn)速度及旋轉(zhuǎn)方向；最后，該第一儲存容積為該儲存槽于靜止時的儲存容積。在此實施例中，注入該注入孔的樣本可以為一流體樣本，例如一血液樣本、一尿液樣本、一唾液樣本、一水質(zhì)樣本或一液態(tài)食品樣本，且該流體樣本的體積大于該第一儲存容積，其中該流體樣本包含一高密度物質(zhì)與一低密度物質(zhì)；而該固體材料可以為一高分子材料，例如聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚甲基丙稀酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)或聚苯乙稀(Polystyrene，PS)。
[0010]承上述實施例，該立體式離心裝置的運(yùn)作可分成三個步驟。在第一個步驟中，當(dāng)該變速動力裝置啟動時，注入該注入孔的樣本藉由離心力快速通過該連接道并進(jìn)入該儲存槽中，同時對該儲存槽施予壓力使得該儲存槽產(chǎn)生形變，以容納體積大于該第一儲存容積的樣本。在第二個步驟中，該變速動力裝置的轉(zhuǎn)速提升至一第一轉(zhuǎn)速，此時該儲存槽的儲存容積因形變而提高到一第二儲存容積，其中該第二儲存容積大于該第一儲存容積，而該第一轉(zhuǎn)速大于Orpm ;同時，該儲存槽中的樣本因離心力使得該高密度物質(zhì)及該低密度物質(zhì)逐漸分離，其中該高密度物質(zhì)堆積在該儲存槽中較外側(cè)，而該低密度物質(zhì)則滯留在該儲存槽較內(nèi)側(cè)。在第三個步驟中，該變速動力裝置的轉(zhuǎn)速降至一第二轉(zhuǎn)速，此時該儲存槽的儲存容積為一第三儲存容積，其中該第三儲存容積大于該第一儲存容積并小于該第二儲存容積，而該第二轉(zhuǎn)速大于Orpm并小于該第一轉(zhuǎn)速；同時，一部分的該低密度物質(zhì)通過該溢流孔進(jìn)入該收集槽，其中進(jìn)入該收集槽的該低密度物質(zhì)體積為該第二儲存容積與該第三儲存容積的差。
[0011]本實用新型立體式離心裝置的一特征在于重現(xiàn)性及穩(wěn)定性極高。由于該儲存槽的形變是透過離心力所產(chǎn)生的液體壓力導(dǎo)致而成，因此可以藉由控制轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)自儲存槽傳送到收集槽的樣本體積。例如，當(dāng)該第一轉(zhuǎn)速為5000rpm而該第二轉(zhuǎn)速為500rpm時，可以傳送3 μ L的樣本進(jìn)入該收集槽；當(dāng)該第一轉(zhuǎn)速為5000rpm而該第二轉(zhuǎn)速為3000rpm時，可以傳送I yL的樣本進(jìn)入該收集槽。其中，傳送的樣本體積與儲存槽的形變回復(fù)量成正比，例如在5000rpm降至500rpm的例子中，其壓力下降較多，進(jìn)而導(dǎo)致其碟片形變回復(fù)程度較大，故傳送的樣本體積量較高；而在5000rpm降至3000rpm的例子中，其壓力下降較少，進(jìn)而導(dǎo)致其碟片形變回復(fù)程度較小，故傳送的樣本體積量較低。
[0012]本實用新型立體式離心裝置的另一特征在于具備分離并運(yùn)送高泊值(poise，粘度單位)流體的能力。一般而言，全血(Whole blood)于37°C時，其泊值約在3?4cP之間；當(dāng)溫度降至20°C時，其粘度會上升至10cP。正常人的血漿(Plasma)的泊值在0.8?1.8cP之間，血清(Serum)的泊值則為1.4?1.8cP之間。由此可知，全血的組成復(fù)雜，而其泊值會受到溫度、蛋白質(zhì)及脂質(zhì)含量等因素影響，使得粘度系數(shù)高的部分不易通過傳統(tǒng)微流閥中的毛細(xì)管進(jìn)入收集槽中。在一實施例中，當(dāng)立體式離心裝置從該第一轉(zhuǎn)速降至該第二轉(zhuǎn)速時，由于該儲存槽所受到的液體壓力降低，該儲存槽的儲存容積縮減成該第三儲存容積，溢滿而出的該樣本則藉由重力通過該溢流孔進(jìn)入該收集槽內(nèi)。
[0013]本實用新型立體式離心裝置具備價格低廉、制造容易、穩(wěn)定性高、樣本需求量小等優(yōu)勢，除可用于生化檢測及醫(yī)學(xué)檢測外，亦可使用于化學(xué)檢測、水質(zhì)檢測、環(huán)境檢測、食品檢測、國防工業(yè)等范疇。同時，本實用新型的立體式離心