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CN101959602A - 分离血浆的设备 - Google Patents

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CN101959602A
CN101959602A CN200980106816XA CN200980106816A CN101959602A CN 101959602 A CN101959602 A CN 101959602A CN 200980106816X A CN200980106816X A CN 200980106816XA CN 200980106816 A CN200980106816 A CN 200980106816A CN 101959602 A CN101959602 A CN 101959602A
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CN
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passage
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blood
separator
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Application number
CN200980106816XA
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格特·布兰肯斯滕
霍尔格·巴托斯
拉尔夫-彼得·彼得斯
克里斯琴·舍恩
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Boehringer Ingelheim Microparts GmbH
Original Assignee
Boehringer Ingelheim Microparts GmbH
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Abstract

本发明涉及一种用于分离血液的设备，更具体地，涉及一种用于吸收血液(19)并分离作为样品液体(2)的诸如血浆的血液成分的设备(1)。该设备(1)包括：进料装置(13)，用于吸收血液(2)；装置(15)，用于分离作为样品液体(2)的血液成分；通道(3)，优选仅通过毛细作用力吸取所述样品液体(3)；以及填充装置，用于在所述通道(3)的入口或进料区域(18)使用所述样品液体(2)填充所述通道(3)。具体为膜(15)的所述分离装置(15)弯曲，尤其是呈凸起形状，所述弯曲形状尤其是凸起形状的顶端突出进入所述填充装置。

Description

分离血浆的设备
技术领域
本发明涉及吸收血液和分离血液成分(例如血浆)作为样品液体的设备。
本发明涉及微流体系统或设备。下述陈述适用于毛细作用力发挥作用并对操作尤其重要的设备。
背景技术
从血液分离血浆的设备见于US4906439和WO01/24931A1中，在各情况中，设置多个分开的槽状或毛细管状通道以接纳并运送血浆。其不足是：用呈血浆形式的样品液体填充通道的速率不一，或者根本不填充。因此不能获得一致的液体前沿。这对分析是个问题，因为在同一时刻没有明确的可用量，例如，干燥化学物质等不能以期望的或必要的量同时溶解于样品液体。
发明内容
本发明旨在提供一种改进设备和改进工艺，用于吸收血液并分离血液成分(例如血浆)作为样品液体，同时允许优化样品液体对通道的填充，提供分离构件和通道的毛细接触，并优选改进分析或研究几率。
本发明的基本构思是提供一种装置，在具体而言是膜的分离构件和传送通道之间产生液体毛细接触。这使得对通道的优化、快速且一致的填充，并防止不期望的夹杂的气泡。
优选地，样品液体由毛细作用力被吸收在至少在一窄侧或纵向侧具有开口结构的通道中，以便对于样品液体在通道中形成侧面液体阻挡，并使得在没有任何侧壁的情况下在通道中导流样品液体。具体地，一凹陷在侧面邻接通道的开口侧。
这通过简单的方法保证样品液体在原本应该设置有侧壁的区域不被向前推进(即通道被更迅速地填充)。这使得填充速度在整个通道截面变得一致，从而在填充通道时可以实现直线的或者至少基本上一致的液体前沿。
通道的侧面开口结构在样品液体填充通道时确保了改进的、尤其是优化的排放。
而且，被容纳或被导流的样品液体的表面在没有被任何侧壁下使得样品液体可以被直接检测，具体地，通过在其上聚光来直接检测，在没有原本应设置的侧壁等的情况下。
具体地，优选凹陷是槽状结构，完全环绕各侧都敞开的通道。从而，特别使用非常细微的结构，完全避免了内缘，该内缘通常产生于从平侧到窄侧的过渡处，且具有特别高的毛细作用力。然而，当通道在各侧仅部分敞开，也是如此。
替代地，与通道在侧向邻接的凹陷或侧壁也可以由样品液体或其它液体填充。凹陷或侧壁借助导流构件来构建(尤其是在尺寸、曲率或润湿性能方面)或配置，使得样品液体对通道的填充速度大于或等于对凹陷的填充速度或者在通道的填充方向(具体而言，纵向方向)沿侧壁的填充速度。以该方式，还能防止在填充样品液体时液体前沿向侧向推进。
用于测定血浆或血液成分中的参数的另一所提出程序的特征在于，在微流体系统中，血细胞被控制或分离立即之后，血浆的一种成分或参数能通过一种或多种化学物质的手段直接测定。这允许使用构造简单而紧凑的设备进行快速而廉价的参数分析或测定。
附图说明
从参照附图的优选实施例的以下描述以及权利要求，本发明的进一步的优势、特征、性质和方面将是明显的。这些显示：
图1是第一实施例所提出的设备的示意性截面；
图2是图1的已填充的设备的载体的示意性平面图；
图3是图2的设备的沿线III-III的示意性截面；
图4是图2的设备的沿线IV-IV的示意性纵向截面；
图5是第二实施例所提出的设备的载体的示意性平面图；
图6是第三实施例所提出的设备的载体的示意性平面图；
图7是第四实施例所提出的设备的载体的细节的示意性平面图；
图8是沿图7中的VIII-VIII线的设备的细节的示意性截面图；
图9是第五实施例所提出的设备的示意性纵向截面；
图10是第六实施例所提出的设备的示意性截面；
图11A、B、C和图12是具有凸起膜配置的实施例；
图13、图14、图15和图16是通过冲头将膜制成为凸起的实施例；
图17和图18是具有凸起载体底部的实施例；
图19和图19A、B、C是具有嵌入插件的实施例；
图20是具有排放口的实施例；
图21是具有焊接膜的实施例；
图22、图22A、图23和图23A是沟道的入口截面的放大。
具体实施方式
在图中，同一参照数字用于相同的或相近的零件，而即使不重复相关说明，也可实现相应的或可比的性质和优势。
图1以示意性截面，示出所提出的设备1的第一实施例，用于吸收和/或分析样品液体2(尤其为血浆等)。设备1具有通道3，通道3通过毛细作用力吸取样品液体。通道3至少在一窄侧或纵向侧4是敞开结构，在图1所示的实施例中在两窄侧或纵向侧4都是敞开结构。
最后，邻接敞开侧4的是凹陷5，凹陷5在所示实施例中优选是沟或槽状。
从而，样品液体2的侧向液体阻挡(因而是不能为毛细作用力克服的流动障碍)形成于通道3中，样品液体2可以在没有任何侧壁的情况下沿着通道3中的敞开侧4导流。在所示实施例中，设备1具有载体6和配备的盖7，在该二者之间形成有通道3和凹陷5。如果有必要，仅载体6被切削以形成所需结构；而盖7是平结构，优选至少基本上没有凹陷。然而，该构造可以颠倒。如果有必要，载体6和盖7然而都可以形成凹陷，且/或构建有凸起以形成所期望结构，并有选择地设计为接纳化学物质、试剂和研究手段等(未示出)。
凹陷5优选以清晰的边缘邻接通道3，如图1所示。在所示实施例中，凹陷5仅形成于载体6中，因而，如图1所示，相对于通道3的横向凸起，凹陷5基本上仅向下延伸。然而，凹陷5可向上或在通道3的横向凸起的两侧延伸，即具体地，如果期望，向上和向下延伸。凹陷5优选截面呈矩形，这导致截面具体以渐进或突然的方式增加，导致毛细作用力减小，以便在从通道3到凹陷5的过渡处形成样品液体2的上述液体阻挡，如图1所示。
通道3优选有两个相对的、特别是基本上平坦的表面或平坦侧面8和9定义或形成，在所示实施例中，表面或侧面8和9由载体6或盖7形成，彼此平行。因而，如果有必要，凹陷5可以一并略去，通道3可以由例如两个适当的长条等形成，该两个长条之间具有适当的距离以形成所期望的毛细作用力。
图2以示意性平面图，示出设备1的没有盖的载体6，被样品液体2部分填充至液体前沿V。在所示实施例中，凹陷5沿着通道3的敞开侧4延伸，优选至少沿相对的敞开的纵向侧4延伸。而且，在所示实施例中，通道3被构造为在各侧侧向敞开，从而凹陷5呈现环绕的图案。
通道3因而在各侧被凹陷5环绕。
优选地，凹陷5邻接通道3的窄侧或纵向侧4，通道3沿着至少基本上平行于样品液体2对通道3的主填充方向F延伸，如图2所示。结果，凹陷5优选至少部分沿平行于主填充方向F延伸。
根据将在后文参照图10说明的另一替代实施例，还可以用样品液体2或和样品液体2不能混合的其它液体填充凹陷5，具体地，诸如石油等。然而，在该情形，凹陷5被构造为其填充速度几乎和通道3的填充速度一样大，以使其被样品液体2填充时尽量均匀。各填充速度均相关于填充或液体前沿V在主填充方向F的推进。
替代地，在引入样品液体2之前，凹陷5还可以仅用其它液体冲洗。
通道3优选包括基本上呈矩形和/或平坦的截面，特别地和主填充方向F垂直。
如图1所示的通道3的高度H(即界定通道3的优选平行的表面8和9之间的空间距离)最大是2000微米，优选最大是500微米，尤其是约50至200微米。凹陷5优选导致高度H的渐进或突然增长，以便形成所期望的液体阻挡。具体地，凹陷5的高度H至少是通道3的高度H的两倍。
通道3的宽度B优选为约100至5000微米，特别是约200至4000微米。
通道3的高度H要小得多，具体是通道3的宽度B的1/5至1/10以下.
通道3的容量优选小于1ml，特别地，小于100μl，特别优选地不大于10μl。
这样，设备1形成了一种微流体系统。具体地，设备1用作医学、非医学或其它研究的微流体分析。
通道3及其主填充方向F和主延伸平面E优选在使用位置至少基本上水平延伸。然而，取决于设计用途或设计方案，也可以有不同的安排，尤其是在优选主要仅通过毛细作用力决定或进行通道3吸取或填充样品液体2的时候。
从而，主填充方向F可水平延伸或呈一角度延伸，而主延伸面E例如垂直延伸，以便通道3在边缘对准。
通道3优选形成至少一个用于样品液体2的贮液器，尤其是为了分析目的。通道3可选择性地包含化学物质(未示出)，具体地，干燥化学物质等。然而，对样品液体2的研究也可以以其它方式进行。
在所示实施例中，通道3包括至少一个导流构件，用以影响并特别地平均化用样品液体2填充通道3。根据一替代实施例，通道3优选包括规则分布的隆起10，作为导流构件。这些隆起10具体地以直角配置成行，优选相对于主填充方向F垂直或呈纵向，特别是交替地呈直角偏移。隆起10为在主填充方向F偏移的行。以此方式，使得样品液体2逐行地填充通道3，结果在主填充方向F以基本上呈直线的液体前沿V推进。
如果必要，隆起10的表面密度、间隔和/或大小可以变化，具体地根据各自离样品液体2进入通道3的入口的距离，其未在图1和2中示出。
隆起10优选呈网状、丘状或柱状，具体地，具有圆形或多边形的基面。然而，也可以替换成凹坑。
替代地或补充地，通道3可包括至少一个槽11或网，作为导流构件相对于通道3的主填充方向F横向或纵向延伸。优选设置凹槽状槽11，其截面具体呈矩形或半圆形，其深度比凹陷5小得多，因而形成一纯临时性的液体阻挡，用以平均化液体前沿V。此方式保证只有在填充了其整个截面的通道3之后才填充槽11以及接下来的通道区域。
应该强调，在没有使用侧壁的情况下，通过结合样品液体2和导流构件的导流作用，能通过毛细作用力获得高度均匀的填充，具有基本上呈直线或垂直于主填充方向F的液体前沿V。
替代地，由此形成的通道3和/或贮液器、收集室或收集区等可以也可以具有至少是基本上光滑或平整的结构，也即，具体地，没有导流构件。
图3示出了带盖的设备1的沿图2中的III-III线的另一个示意性截面。
设备1具有至少一个与通道3相关联的排放口12，排放口12不直接连至通道3，而是连至凹陷5，因而排放口12不需要额外的液体阻挡来防止样品液体2从排放口12逃逸。通道3的结构优选在各侧侧向敞开，该结构在用样品液体2填充通道3时允许最优排放，以便可靠地阻止有害空气的混入。
样品液体2可被传送给通道3，优选垂直于通道延伸E，具体地，在使用位置竖直。
设备1具有进料装置13，用于吸取并将样品液体2供给通道3。在所示实施例中，进料装置13包括开口，具体地，是在盖7中的孔14，优选用于接纳血液等；进料装置13还包括分离装置15，比如过滤器和膜等，用于分离出血浆作为样品液体2。在所示实施例中，分离装置15被插入盖7中的朝向载体6开口的间隙16，并覆盖孔14。
优选地，分离装置15被固定地连接至盖7，例如通过焊接或粘合，或者通过摩擦或互锁接合(interlocking engagement)。分离装置15通过所示实施例中的平坦侧与通道3直接接触，具体地，分离装置15平放在优选为通道3中的柱状结构17等上，位于在通道3的进料区18。结构17优选设置有楔状凹陷等，以通过毛细作用力将血浆或样品液体2引向与分离装置15相对的通道表面，在本例中，引向由载体6形成的通道3的基面8，从而保证样品液体2完全填充在基面8和盖7或进料区18之间。
结构17形成填充装置，用于用样品液体2(完全)填充盖7和基面8之间的通道3。然而，该填充装置还可以具有不同的结构，将在后面通过第五实施例解释。接下来，样品液体2(在所示实施例中越过第一槽11之后)由毛细作用力进一步吸入通道3，如图2中主填充方向F所示。
图4示出了第一实施例的所提出的设备1的优选结构的示意性纵向截面。其中，为例示目的示出了提供的血滴19。
分离装置15如果必要可含有化学物质，具体地，干燥化学物质，具体地，允许将血浆从血液19分离出来作为样品液体，如所示实施例中所期望的，或者辅助该分离和/或如果有必要允许细胞溶解。分离或进一步的传送具体仅由毛细作用力导致发生。优选地，只有用于接纳和传送样品液体2的单个通道3邻接进料装置13。通道3应当被理解为单个毛细管。然而，如果有必要，通道3可以引到不同方向、不同的区域或可以分支，如将在后文中参照图5的第二实施例和图6的第三实施例解释。
图5和图6分别示出第二或第三实施例的设备1的载体6的平面图，在各例中都没有盖7.
在如图5所示的第二实施例中，通道3从进料装置13或进料区18开始，例如朝相对的两侧延伸，或在相反的方向延伸，从而同时进行不同的研究或检测等。这制造了相当长的设置。
在如图6所示的第三实施例中，提供了十字状结构。通道3在四个不同方向延伸。从而，例如，可同时进行四个不同的研究、测试和反应等。
在第二实施例和第三实施例中，凹陷5优选也设置为至少部分引导通道3中的样品液体2，而没有使用侧壁。具体地，凹陷5完全环绕整个通道结构，而通道3优选可被构造为在各侧都侧向敞开。
图7和图8示出所提出的设备1的第四实施例，具体地，图7示出没有盖7的载体6的平面图，图8示出有盖7的沿图7中的VIII-VIII线的截面图。通道3此处形成样品液体2的收集室20。收集室因而在结构上基本平坦，如果必要，包括所示隆起，和/或其它导流构件等。
第四实施例的设备1包括装置21，具体地，是光线纤维等，用于将光导入样品液体2，具体地，用于测量荧光性。光在通道3的敞开侧4的区域中射至样品液体2的自由表面，作为陡峭的入射方向(优选为基本上垂直于液体表面)的相应结果，光如箭头22所示进入样品液体2。气体(空气)/样品液体2界面用于光的进入。这避免了光必须由通常存在的侧壁导向的必要，且由此避免了所不希望的散射或荧光。
如图7所示，入射光束22优选在样品液体2/气体(空气)界面全反射多次。这通过此方式获得：使表面垂线和入射光束之间的角大于全反射的临界角。收集室20的地面或基面由环绕的凹陷5界定或定义，对其作相应的设计，以通过所示实施例中的合适的多边形构造获得所期望的光束导向和全反射。入射光22被用于荧光测定或荧光光谱分析。样品液体2，具体地，包含其中的标记分子等，作为化学物质存在于通道3中并被样品液体溶解，由特定的波长激发。这导致分子中的电子迁移，这些分子在一定时间后回到初始状态，发出光子。所发的光由图8中的箭头23所示，可由探测器24探测。为排除隆起10或其它导流构件对入射光束22的影响，入射光的平面被设置在这些结果的上方或这远离这些结构一定的间隔。而且，光束平面大致上平行于主延伸面或在通道3或收集室20的主延伸面E中延伸。
所提供的光照射和光导向保证了样品液体2或其中所含的标记分子等的完全激发，同时允许使用诸如隆起10或类似的导流构件的微结构。在与入射方向22呈直角(也即垂直)的方向捕获发出的光束23相对于入射光的脱离是优化的。
图9示出通过所提出的设备1的第五实施例的示意性纵向截面。
与第一实施例相比，填充通道3的填充装置包括斜坡或斜面25，在两个平坦面8和9之间，具体地用于将血浆或样品液体2从分离装置15或从盖表面9导流至相对的基面8，以在两个表面或平坦面8和9之间形成空间上新月形空间，所述斜坡或斜面25替代或附加于结构17，相应地减小通道高度H，或甚至允许其变为零。具体地，分离装置15可以和斜面25直接接触，或可直接靠在其上。所述填充装置也可以被称为或理解为润湿盖和基面的装置。
如图10所示的示意性截面图示出提出的设备1的第六实施例。在此，凹陷5在侧向邻接通道3，凹陷5可由样品液体2填充，具体地，被构造在修圆的侧壁26的基础上，和/或由形成诸如隆起10等的导流构件构造，从而主填充方向F(垂直于图10所示的图面)中凹陷5的填充速度不超过通道3的填充速度，以防止所不希望的液体前沿的侧边推进。应注意，在所示实施例中，凹陷5的高度H仅约相当于通道3的高度H。然而，凹陷5的高度H优选大于通道3的高度H。所提出的设备1适合于各种检测或研究等。具体地，允许对例如血液10或血浆等的免疫学或生物化学检测。
根据一替代实施例，通道3可具有多个研究区域或收集区域20，其可逐个由检测液体2填充。
从而，样品能逐个地进行不同的研究，和/或将样品液体2连续暴露给不同的试剂(尤其是干燥化学物质)，所述试剂可逐个被溶解。
根据另一替代实例，第二研究或收集区域20可和第一研究或收集区域20相邻，该第二区域优选具有基本上较大的毛细现象，例如通过使用插入的非纺织的编织材料等。然后，样品液体2在第一区域被填充之后，尤其在设置其中的干燥化学物质被溶解(如果有必要)之后，可以被吸取或传送至第二区域，在干燥化学物质被清洗出第一区域，且以此方式，例如，可以在第一和/或第二区域进行进一步的研究。
根据另一替代实施例，第一化学物质(具体而言干燥化学物质)，优选设置在进料装置13或分离装置15中，至少一第二化学物质，具体而言干燥化学物质，优选设置在通道3或收集区域20中。这使得能有效处理或影响样品液体2或血液19等。优选地，为研究血浆，第一化学物质被设计为阻止或延迟血液19的凝结。为此目的，EDTA(乙二胺四乙酸)可用作第一化学物质，例如，为制造EDTA血液。EDTA与血液中的钙键合，钙作为第四因子对血液凝结必不可少。
然后，第二化学物质，优选化学物质的混合物，用于研究或用于测定血浆中的一个或多个参数，诸如葡萄糖、酮或乳酸。
优选地，为研究诸如血液19中的血红蛋白值或钙值的至少一个细胞内参数，第一化学物质被设计为溶解诸如血细胞的细胞并释放钙等。例如，溶解缓冲剂用于此目的。
然后，第二化学物质，优选化学物质的混合物，用于研究或测定参数，尤其为钙含量。混合物中的一种成分，优选为螯合试剂8-烃基喹啉，被用于从反应中清除镁离子，因其干涉反应。另一个配位试剂，优选为O-甲酚酞，在碱性条件下与钙形成有色络合物。在570nm的波长，有色络合物的消失和钙的浓度成比例。这直接在通道3或收集区域20中测定，或可选择地在移除后测定。然而，其它测量或程序也是可能的。具体地，消失也可用在不同的波长和/或用于确定不同的络合物或参数等。这也同样适用于其它的、优选为光学测量方法，比如荧光测量等。
根据又一替代实施例，移除开口(未示出)设置在盖7和/或载体6中，以允许移除具体为血浆等已经分离的样品液体2。该移除开口优选连接至通道3的至少相对是大容量的储存区域20，以提供所期望的或是足够的移除体积。
作为规则，从通道底部至膜表面的距离等于通道的高度，如图11A所示。那么问题在于用于血液分离的分离构件可能对血浆畅通流入通道构成液体阻挡。这是由使用膜或过滤构件作为分离构件而导致的，膜或过滤构件由编制的纤维网状物或多孔材料构成。所用材料可以是结合或压缩成毛片的人造纤维、多孔陶瓷或金属网状物。结果，过滤材料具有网状物结构膜分支沟道，其具有高毛细作用力，这导致液体成分残留在过滤器或膜中。膜具有0.01微米至1.2微米尤其是0.2至0.6微米的孔尺寸。膜密度在50微米至500微米之间，优选120μm至180μm之间。孔隙率，即没有材料占据的膜的体积的比率，为40％至90％，优选70％至80％。所使用的孔的材料可以是各种材料，例如尼龙，具体而言各向同性的泡沫尼龙60，其孔的体积大于70％，孔的尺寸是0.5微米，或者也优选孔的尺寸为0.6微米的亲水聚二氟乙烯。
接着，如果一血滴被放置于进料装置18的入口区域中，在膜15的表面上形成半球状的血滴，如在图11B可见。因为重力和液体压力，血浆流过膜15的通道，阻止更大的血液颗粒，并由于液压在下侧上形成血浆膜或血浆滴，其在粘附于膜。因为血液或血浆的数量小或者尤其当膜和通道的底部之间尚有大量的死空间需要填充，所以在血浆和通道之间可能没有液体粘附性。公认地，血浆流经常沿着通道壁流至通道底部，具体地，缓慢地填充通道3或收集区域20。然而，填充过程的开始由此被延误，导致所不希望的长流动时间，这对连接至流体通道结构的诊断或分析设备的功能有负面影响。
在分离构件和通道之间的填充区域的死空间因此对血浆的流速起阻碍或阻力作用。
本发明的进一步目的是将该阻碍设置在控制水平，特别地，将其减至最小。
有利地，流动阻碍可以通过构建如图11B中所示的分离构件15而最小化。为此，分离构件15在通道底部的方向被制成凸起，以便优选其安置在通道底部的中央区域，或者替代地，凸起形状的顶端延伸至接近通道底部。从填充装置的底部(具体地从通道底部)至分离构件的距离优选在1微米至100微米之间，尤其从10微米至25微米之间。
这保证从膜的下侧显现出来的血浆液体由于重力或液压而直接润湿通道，并从该润湿点起流入通道，如图11B和11C的示意所示。
在一优选实施例中，所使用的膜15的直径在2至10mm之间，尤其是250至350微米之间。
有利地，凸面或顶端的高度值W，如图12a所示意，处在膜厚度的范围中。在前面所示示例中，在膜厚为约250微米的情况下，值W优选在100微米至300微米之间。凸起的高度值应该优选地和入口区域中的通道或位于传送膜15的下方的室的高度大致对应。根据图1构建的通道的深度优选为50-200微米，凸起的高度W也可以根据槽的深度在50至200微米的范围中变动。
有利地，通道壁尤其是通道底部包括构件10，构件10以如图2中所示的毛细方式增加体积流动。尤其有利地，具有垂直凹口的构件17被插在通道底部上，如AP1013341B1中所批露的。凹口的几何形状引起并辅助从填充区域经过分离构件至通道底部的垂直流动。
图12示出通道底部上的此类构件，多个构件彼此相对配置在通道的底部上，以便由于空隙的毛细缠绕，在通道的方向在收集室20中存在液体或血浆的水平体积流。
有利地，膜的凸起弯曲通过以下方式获得：将膜颠倒并将其固定在其中心方向，以便其弯曲至中心。这还能通过以下方式获得：使膜的直径大于固定(具体而言粘贴)膜的空间的直径。使用相应的具有凸起表面形状的保留工具(未示出)，将膜放置并粘贴在固定区域。工具的凸起形状导致形成膜的偏斜。
作为粘贴的替代，诸如焊接的热工艺，尤其是超声焊接，可用来固定膜，而在此情况下，膜也有利地被压在具有预先定型的保留工具的设备的两个塑性构件之间。
作为固定程序中的膜的分离构件的成形的替代，分离构件的凸起倾斜还能事先通过将形状压印至分离构件而获得。
使用金属过滤构件，可以例如将分离构件压制或弯曲成穹顶状，具体地是凸起形状。
在非编织材料的情形，使用相应的成型工具时，施加压力和/或温度和/或附加的化学固定试剂或粘贴剂的压制操作也是可能的。替代地，即使是从合成纤维生产非编织材料时，也能有利地在针织和固化非编织纤维时印制凸起形状。
在另一优选的实施例中，分离构件呈现为两个或更多的部分，具体地呈现为两层；而柔性膜设置在固定支撑构件上，具体为膜支撑31，如图12A所示。优选地，膜被粘贴在漏斗状保持构件的外部区域中，但是也可由夹持构件固定。漏斗状膜支撑器或成形插件29在中央区域具有通孔或钻孔32，以便在用血液填充漏斗时，血液能穿过开口32进入膜。
在图13的本发明的另一个优选实施例中，设置膜15作为分离装置15。当血滴19被加入盖6的进料区18和开口14时，血滴安置在膜15上，膜15在图13A中是平的。
在以下步骤中，如从图13B中可见，活塞28插在开口14中，该活塞使膜表面朝向通道内部变型，以便制造凸起膜形状。
活塞28也优选在和膜接触的端部呈穹顶形。
活塞28的插入既可通过操作人员手工进行，也可通过具有致动驱动装置的自动操作装置进行。在后者的情况下，活塞28被安装在定位驱动器上，该定位驱动器移动活塞以便其将膜向下压向通道的底部。定位驱动器可由压电定位部件或步进电动机或其它合适的机械或电子驱动装置操作。优选地，活塞28根据即将进行的分析步骤向下移动。
在设备上，可为活塞28的自动移动设置传感器。这些传感器探测血滴19的送入并通过控制装置致动活塞或冲头28，所述控制装置具体为记录和处理传感器信号的微处理器。
在图14所示的本发明的另一实施例中，通道3由载体6中的凹陷5和盖7中的适合的图案形成。盖7在通道3的端部区域具有开口。开口14通过压力构件33朝向盖7的顶部封口。
盖构件33包括冲头28和开口14，血滴19通过开口14送入进料区域18。在盖的图案16中设置有分离构件15，具体是紧固于盖中的过滤膜。该固定例如通过粘贴或焊接至盖7的方法进行。在图14所示设备1的制造中，在第一步中，膜被附着至盖7。在接下来的制造步骤中，设置有膜的盖7和载体6被结合在一起。
在第一步骤之后的另一制造步骤中，覆盖构件33被附着于盖7，结果活塞28使膜凸起变形，以便加料装置13中的死空间减小而且凸起膜27的顶端延伸接近通道的底部。这导致设备1中膜27和通道3之间的液体阻力显著减小。
在如图15所示的本发明的一实施例中，冲头28在进料区域插入载体6的钻孔中。为此，冲头的柄具有和冲头的头邻接的第一部分，该柄在长度上和载体6在钻孔区域的厚度相当，当冲头插入时将钻孔密封。
冲头的柄的第二部分设置有凹口或造型或具有贯穿柄的纵向方向的穿孔。该冲头的柄的第二部分从进料区域18的底部(具体地，通道3或收集室20的底部)向上延伸至分离构件15并和分离构件15接触，以便冲头的造型柄在底部和膜15之间建立垂直液体连接。
尤其有利地，冲头的柄可在其优选为柱状的外表面上设置有隆起或导流构件，辅助分离出的血浆的毛细流动。
图16示出一设备，在该设备中盖构件33设置有中央钻孔32，通过该钻孔，血滴19被引入进料区域18。覆盖构件33附着于盖7，例如通过超声波焊接。
加压构件33、盖7和载体6优选由塑料制造。
膜27被夹持在盖7和载体6之间，具体地，被焊接在合适的位置上。
在图16所示的实施例中，加压构件33呈现为定型插件29的形式，定型插件29在通道3的方向是3维结构，以便膜凸起弯曲并和通道3的底部流体接触，具体地，和通道的底部上的导流构件10流体接触。
在图17所示的实施例中，在设备1的制造中，分离构件15首先连接至盖7并向下朝通道的入口区域关闭进料装置13的进料区域18。
载体构件6具有通道3形式的图案，在盖7的开口区域，即在被平地安装在盖7上的膜27的区域中被设计为：在与开口的中部区域相对设置的载体6的区域中，载体的表面延伸至载体6和盖7之间的接合面之外。这能通过例如以下方式获得：通过使得载体6的表面向内凸出突入该区域，如图17所示，压靠膜27并相应地使其变形以匹配载体6的形状。
有利地，载体表面在该区域中还设置有导流构件10，其保证血浆具有水平液体流。
在图18所示的实施例中，设备1被构造为三层。载体6通过中间构件34连接至盖，在此情形，中间构件34是形成通道的通道构件34。为此目的，例如中间构件34被粘贴至载体6和盖7。中间构件34优选为双面粘性膜。通道结构，具体而言通道3，形成为中间构件中的图案，例如以模制或铸造工艺形成为突出于完成的形状或作为凹陷。
有利地，在该实施例中，所有的引导通道和液体室都设置在中间构件中，盖7和载体6可被构造为平面构件，该平面构件不具有用于液体传送结构的凹陷5，从而显著减小对精密的高成本的微制造工具的使用，使制造简化。
在图18所示的实施例中，为建立流体接触并减小通道的入口区域的流动阻力，载体构件6在膜27的方向成形，具体地，至少一个栓被插在载体构件6中，该栓从通道构件34和载体构件6之间的接合面朝向膜突出，且提供和膜的流体接触。
栓37可以例如在通过模制或接下来通过机械或热压纹直接引入载体构件。
在如图19所示的实施例中，通道3形成为载体6中的凹陷5.
分离构件15，在此情形为过滤构件15，被设置在凹陷16中，并和嵌入构件或插件35一起形成拉伸的已染色装置13。如果血滴19被加入进料区域18，血液被过滤器15吸收过滤，在通道方向出现的血浆被设置在过滤器15的通道侧的插件35吸取。
插件35在几何形状上被设计为：其高度大致相当于通道基面和过滤器15的下侧之间的间隙的高度，插件35既和入口区域中的通道基面或室基面接触，也和过滤器的下侧接触。优选地，插件35是嵌入构件35，这意味着当载体6连接至盖7时，插件35通过被过滤器和载体6之间的接触压力而被紧固。
插件可以由弹性塑料材料或橡胶制造为例如O环。
在图19B所示的插件35的优选实施例中，插件35由另一过滤材料构成，该材料可以是多孔陶瓷材料、纤维材料制成的海绵状物、金属栅格或网状物构件或者一些由具有通道的结构制成的其他适合的构件。
其它可使用的材料是胶状海绵状物或诸如聚糖(polysaccherides)或硅树脂的聚合物。该聚合物的示例是蔗糖、聚芳酰胺(polyarylamid)或琼脂糖(agarose)。
有利地，诸如抗凝血剂(K2EDTA)的试剂可以加入海绵状或胶状材料。
在图19A所示的另一优选实施例中，插件35呈现出马蹄状嵌入构件35的形式。嵌入构件可由无孔塑料材料构成，但也可以由上述承载通道的材料之一制造嵌入构件。
尤其优选地，嵌入构件在其边缘区域具有至少一个凹口36，具体地，多个凹口36，辅助将血浆垂直排放至通道3的血浆室20。有利地，嵌入部件的截面也可以是楔状的，如图19A中的A-A截面所示，楔子的顶端和膜表面接触，从而建立流体接触。
在加入血滴时，填充区域可能包括存在于进料区域的空间中的空气。
一方面，这具有迫使空气离开过滤器15下方区域进入通道的效果，过滤器15靠在栓37上，如图20所示。这些空气气泡构成主要的流动阻力，因而是所不期望的。而且，气泡可能积累，这将逐渐建立血浆液压的反压力，构成严重的流动障碍。因此，有利地，侧向排放口12设置在收集室20中，和通道3成直角。进料装置13上的此类排放口可以设置在图1至23中的所有实施例中。
为保证过滤器15在具有载体6、盖7和中间构件34的结构中被紧密密封，过滤器在其固定区域中设置有压缩部件38，压缩部件38在压缩部件的区域中压缩的过滤材料。在图21的此类设备中，凹陷5形成在载体构件6中，以形成通道3。中间构件是呈现为在两面都设置有粘合剂的膜的形式的塑料部件，粘合剂通过粘贴于盖7和载体6并使其彼此附着而建立接触。被设置为和过滤器接触的是插件35，插件35呈现为在进料装置区域中的嵌入部件35的形式。
在图18的实施例中，分离构件或过滤器15被粘贴或焊接至盖7中，焊接由例如超声或热焊接进行。
在图22的该设置的一个实施例中，进料区从上方示出。平面图示出中间构件34，中间构件34是例如通道构件，具有形成在进料区域中的样品收集室20以及通道3的图案。关于下方的载体6，导流构件10在样品室20的区域中可见。
在中间构件的平面上方示意性示出焊接线(固定线)39，其平放在上盖7上，阻隔过滤器或过滤膜15与盖。具体地，中间构件是在两面都设置有粘合剂的膜。
加入血滴时，所分离出的血浆流入收集室20并在导流构件的辅助下被传送进入通道3。通道3的入口区域在流动截面中构成清晰而突然的减小。
如图22A所示，空气可能流入通道3，结果空气气泡流可能进入通道，显著地增加流动阻力或使流动完全停滞。具体地，在固定线39的区域中，可能有作为过滤材料的空气40横向流入，这是由于在焊接时的压缩遗留下空穴，空气可流入空穴。
在一关于从样品室20至通道3的过渡的有利实施例中，因而根据图23，流动截面沿着过渡区域从收集室至通道连续减小。减小可以步进进行，例如，通过减小截面区域，如图22所示，直至减小厚度的截面41约为通道3的截面的2至5倍。
如图23A所示，截面台阶41被设置为：环绕的固定线39从截面台阶区域中的收集室20使得出口区域减慢，不形成对于通道3的跨越，从而防止空气40直接流入通道3。
公认地，在流动的该实施例中，空气流入截面台阶的区域41中，但其具有较大的截面，因而流入的空气气泡阻挡该截面并可能导致液体流的中断相应地需花更长时间。
在所示的多个实施例中，通道3的底部或进料装置18的底部包括导流构件10。这些导流构件通过液体的垂直流动辅助润湿。当彼此间定位合适时，具有导流构件10之间的毛细作用的空隙也辅助液体的水平流动。
所有这些实施例的一个公共特征是，导流构件不是关键的操作构件。存在于过滤器或膜15和通道3或进料装置18的底部之间的毛细间隙也和导流构件10起相同的作用，因为底部在接触表面或进料表面向膜的弯曲导致低高度和高毛细作用的楔状毛细间隙。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于吸收血液(19)并分离诸如血浆的血液成分以作为样品液体(2)的设备(1)，具有：
进料装置(13)，用于接纳所述血液(2)；
膜(15)，用于分离血液成分，作为所述样品液体(2)；
通道(3)，通过毛细作用力吸取所述样品液体(2)；以及
填充装置，用于在所述通道(3)的入口或进料区域(18)使用所述样品液体(2)填充所述通道(3)，
其特征在于：
所述膜(15)和/或所述进料区域的底部呈穹顶形，更具体地，凸地弯曲且凸起，凸起形状的顶端在填充方向突出进入所述填充装置，以及，所述膜(15)安置在所述填充装置底部的中央区域，使得从所述膜下侧流出的所述样品液体(2)直接润湿所述底部。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述填充装置的底部是所述通道(3)的底部和/或一个收集室(20)的底部。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述膜(15)在被插入所述设备之前形成为所述凸起形状。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述膜(15)附着于漏斗状保持构件(31)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于所述保持构件(31)包括中部区域中的开口(32)。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述凸起形状通过可移动冲头或锤(28)制造。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于所述冲头可通过定位部件移动，所述血浆流体通过所述定位部件的作用开始运动。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于所述冲头(28)在和所述膜接触的端部呈穹顶形。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述设备(1)包括载体(6)和盖(7)，在该二者之间或通过该二者形成所述通道(3)。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于所述设备包括盖构件(33)，所述盖构件(33)具有冲头(28)。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于所述盖构件(33)在制造所述设备(1)时被附着于所述盖(7)。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于所述盖构件(33)包括：在所述冲头(28)侧向的通孔(14)，液体可以通过所述通孔(14)引入所述进料区域(18)。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于所述冲头(28)具有通孔(32)，样品液体(2)可以通过所述通孔(32)引入所述进料区域(18)。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述冲头的所述侧壁(26)包括：在内壁表面上的诸如隆起(10)的导流构件。
15.根据权利要求10至14中一项所述的设备，其特征在于所述冲头(28)或所述盖构件(33)被构造为成形插件，压印所述膜(15)的三维形状。
16.一种用于吸收血液(19)并分离诸如血浆的血液成分以作为样品液体(2)的设备(1)，具有：
进料装置(13)，用于接纳所述血液(2)；
膜(15)，用于分离血液成分，作为所述样品液体(2)；
通道(3)，优选仅通过毛细作用力吸取所述样品液体(2)；以及
填充装置，用于在所述通道(3)的入口或进料区域(18)使用所述样品液体(2)填充所述通道(3)，
其特征在于：
所述通道(3)的底部或所述收集室(20)的底部在所述进料区域(18)中超过所述膜(15)的固定平面呈穹顶形，以便所述底部压在所述膜(15)上并由此使所述膜呈填充方向的反方向的穹顶形。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于所述通道(3)的底部或所述收集室(20)的底部在所述进料区域(18)中呈栓状的穹顶形，尤其被压纹。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于所述设备包括载体(6)、盖(7)和中间构件(34)。
19.根据权利要求17或18所述的设备，其特征在于所述栓状的区域引起所述膜(15)向填充方向的反向突起。

Claims (44)

1.一种用于吸收血液(19)并分离诸如血浆的血液成分以作为样品液体(2)的设备(1)，具有：
进料装置(13)，用于接纳所述血液(2)；
分离装置(15)，用于分离血液成分，作为所述样品液体(2)；
通道(3)，优选仅通过毛细作用力吸取所述样品液体(2)；以及
填充装置，用于在所述通道(3)的入口或进料区域(18)使用所述样品液体(2)填充所述通道(3)，
其特征在于：
具体为膜(15)的所述分离装置(15)和/或所述进料区域的底部呈穹顶形，更具体地，凸地弯曲且凸起，凸起形状的顶端在填充方向突出进入所述填充装置，以及
具体为所述膜(15)的分离装置(15)距所述填充装置的底部，尤其所述通道(3)的底部的距离为1微米至100微米，尤其是10微米至24微米。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述分离装置(15)在被插入所述设备之前形成为所述凸起形状。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述分离装置(15)附着于漏斗状保持构件(31)。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述保持构件(31)包括中部区域中的开口(32)。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述凸起形状通过可移动冲头或锤(28)制造。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于所述冲头可通过定位部件移动，所述血浆流体通过所述定位部件的作用开始运动。
7.根据权利要求5或6所述的设备，其特征在于所述冲头(28)在和所述膜接触的端部呈穹顶形。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述设备(1)包括载体(6)和盖(7)，在该二者之间或通过该二者形成所述通道(3)。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于所述设备包括盖构件(33)，所述盖构件(33)具有冲头(28)。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于所述盖构件(33)在制造所述设备(1)时被附着于所述盖(7)。
11.根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于所述盖构件(33)包括：在所述冲头(28)侧向的通孔(14)，液体可以通过所述通孔(14)引入所述进料区域(18)。
12.根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于所述冲头(28)具有通孔(32)，样品液体(2)可以通过所述通孔(32)引入所述进料区域(18)。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于所述冲头的所述侧壁(26)包括：在内壁表面上的诸如隆起(10)的导流构件。
14.根据权利要求9至13中一项所述的设备，其特征在于所述冲头(28)或所述盖构件(33)被构造为成形插件，压印所述分离装置(15)的三维形状。
15.一种用于吸收血液(19)并分离诸如血浆的血液成分以作为样品液体(2)的设备(1)，具有：
进料装置(13)，用于接纳所述血液(2)；
分离装置(15)，用于分离血液成分，作为所述样品液体(2)；
通道(3)，优选仅通过毛细作用力吸取所述样品液体(2)；以及
填充装置，用于在所述通道(3)的入口或进料区域(18)使用所述样品液体(2)填充所述通道(3)，
其特征在于：
所述进料区域(18)的下界面在所述分离装置(15)的方向呈穹顶形，从而减小所述界面和所述分离装置之间的毛细距离。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于所述通道(3)的底部或所述收集室(20)的底部在所述进料区域(18)中超过所述分离装置(15)的固定平面呈穹顶形，以便所述分离装置呈填充方向的反方向的穹顶形。
17.根据权利要求15所述的设备，其特征在于所述通道(3)的底部或所述收集室(20)的底部在所述进料区域(18)中呈栓状的穹顶形，尤其被压纹。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于所述设备包括载体(6)、盖(7)和中间构件(34)。
19.根据权利要求17或18所述的设备，其特征在于栓状的区域引起具体为所述膜的所述分离装置(15)向填充方向的反向突起。
20.一种用于吸收血液(19)并分离诸如血浆的血液成分以作为样品液体(2)的设备(1)，具有：
进料装置(13)，用于接纳所述血液(2)；
分离装置(15)，用于分离血液成分，作为所述样品液体(2)；
通道(3)，优选仅通过毛细作用力吸取所述样品液体(2)；以及
填充装置，用于在所述通道(3)的入口或进料区域(18)使用所述样品液体(2)填充所述通道(3)，
其特征在于：
所述分离装置(15)和所述进料区域(18)的下界面之间设置有具体为嵌入构件(35)的插件(35)。
21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于所述插件(35)是海绵体或O形环或者承载多孔通道的构件。
22.根据权利要求20或21所述的设备，其特征在于所述插件(35)的高度大致对应于通道(3)的底部和/或所述收集室(20)的底部距所述分离构件(15)的下侧的距离。
23.根据权利要求20至22中一项所述的设备，其特征在于所述插件(35)是大致圆形嵌入部件，该嵌入部件在其侧缘具有至少一个凹口。
24.根据权利要求20至22中一项所述的设备，其特征在于所述插件(35)由具体为栅格状过滤材料的网状材料构成。
25.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于排放口(12)设置在所述进料区域(18)上。
26.一种用于吸收血液(19)并分离诸如血浆的血液成分以作为样品液体(2)的设备(1)，具有：
进料装置(13)，用于接纳所述血液(2)；
分离装置(15)，用于分离血液成分，作为所述样品液体(2)；
通道(3)，优选完全通过毛细作用力吸取所述样品液体(2)；以及
填充装置，用于在所述通道(3)的入口或进料区域(18)使用所述样品液体(2)填充所述通道(3)，
其特征在于：
所述设备包括用于所述样品液体的收集室(20)，其中，设置与所述收集室(20)邻接的区域(41)，该区域(41)的截面面积比收集室(20)的截面面积小，而比所述通道的截面面积大。
27.根据权利要求26所述的设备，其特征在于所述截面台阶(41)与所述分离构件的固定线(39)以大致上直角交叉。
28.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述通道(3)包括：在与其进料区域(18)相邻的入口区域中，大致上是矩形和/或平坦截面，具体地与样品液体(2)的填充主方向(F)成直角。
29.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述通道(3)具有至少500微米的高度(H)，尤其是约50至200微米之间的所述高度(H)。
30.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述通道(3)具有约100微米至5000微米的宽度(B)，尤其是200至4000微米之间的所述宽度(B)。
31.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述通道(3)的高度(H)小于所述通道(3)的宽度(B)，具体地，所述通道(3)的宽度(B)至少是所述通道(3)的高度(H)的5倍。
32.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述通道(3)的接纳体积小于1ml，尤其是小于100微升，尤其优选地不大于10微升。
33.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述通道(3)在使用位置至少大致上水平地延伸。
34.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述通道(3)的所述样品液体(2)的填充主方向(F)在使用位置至少大致上水平地延伸。
35.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述通道(3)形成用于所述样品液体(2)的至少一个储存区域。
36.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述通道(3)包含具体为干燥化学物质的化学物质。
37.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述通道(3)包括优选规则分布的隆起(10)作为导流构件，具体地被布置为相对于填充主方向(F)呈直角或纵向的行。
38.根据权利要求37所述的设备，其特征在于所述隆起(10)呈现为凸起或柱子的形状，具体地具有圆形或多边形基面。
39.根据权利要求37或38所述的设备，其特征在于所述导流构件的表面密度、间距和/或大小变化，具体地取决于从样品液体(2)的入口到所述通道(3)的相应距离。
40.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述设备(1)包括与所述通道(3)相关联的至少一个排放口(12)，所述通道(3)连接于与所述通道(3)相关联的凹陷(5)。
41.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述样品液体(2)在使用位置可以被垂直于所述主延伸平面(E)，更具体地在竖直方向，的通道(3)吸取。
42.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述分离装置(15)包括过滤器或膜，以将血浆分离，作为样品液体(2)。
43.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于所述通道(3)包括收集区域(20)。
44.根据前述权利要求中一项所述的设备，其特征在于仅有一个单独的用于接纳和/或传送所述样品液体(2)的通道(3)与所述进料装置(13)或分离装置(15)邻接，所述通道(3)可选择地导向或者分叉到不同的方向或不同的区域。
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