CN103969170B - 具有集成光学器件的微成型血细胞计数器卡 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有集成光学器件的微成型血细胞计数器卡。血细胞计数器卡插入件包括微成型部件和塑料层压部件。所述微成型部件被嵌入所述塑料层压部件内。
Description
技术领域
本公开涉及血细胞计数器，在非限定性意义的实施例中，本公开涉及一种具有集成光学器件的微成型血细胞计数器卡。
背景技术
目前的血细胞计数器卡具有多个缺陷。目前的血细胞计数器卡需要比样本液体大两个数量级的鞘液。该鞘液的体积构成了废液的大部分，并且需要相对较大的卡尺寸。目前的血细胞计数器卡需要设置在血细胞计数仪上的光学系统，并且所述光学系统与血细胞计数仪和该仪器的光源和检测器精密对准。目前的卡还需要能够寻找在测定通道内的细胞流并锁定到所述细胞流上。目前的卡将能够被检测的散射角的范围局限于远小于30度的角度。目前的卡需要精密的样本过孔，以将样本注射到试剂通道中。此外，样本过孔的尺寸公差是血细胞计数器卡上的最小尺寸公差的之一。
附图说明
图1图示具有集成光学器件的微成型血细胞计数器卡的实施例。
图2是制造具有集成光学器件的血细胞计数器卡的示例性实施例的流程图。
具体实施方式
在以下说明中，参考附图，这些附图形成为本申请文件的一部分，其中通过说明示出了可以被实施的特定实施例。足够详细地描述这些实施例以使本领域技术人员能够实践本发明，应该理解的是，可以利用其他实施例并且在不偏离本发明范围的情况下能够作出结构、电学和光学的变化。因此，示例性实施例的下述说明被认为不是限定意义的，并且本发明的范围由所附权利要求限定。
在血细胞计数器卡插入件中，微成型部件包括测定通道和具有对准特征的一个或多个集成光学透镜。在实施例中，微成型部件嵌入血细胞计数器卡中，所述血细胞计数器卡为塑料层压卡。对准特征确保卡上的集成光学系统与仪器上的光源和检测器之间的对准(即，通过血细胞计数仪的管路实现)。微成型工艺确保集成光学系统的测定通道壁具有低的RMS平面度水平和良好的抛光特性。来自壁上的照射光束的光散射与该光束有相同的角度集合，因此仅占总角度预算的小立体角，将不会产生随机散射噪音。这允许细胞流靠近测定通道壁，这降低了对鞘液的需要，这是因为溶解和球化溶液将充分鞘流细胞流。对鞘液需要的免除大大降低了废液量和卡内废液腔的尺寸。
所述集成光学透镜还允许检测大至90度的散射角。如本领域所知的，越大的散射角提供关于细胞的越多信息，且越轻易分辨细胞类型。所述微成型部件也包括卡插入件的其他小公差特征，例如血红蛋白测定槽和样本过孔。所述微成型部件能够使用塑料层压卡以较低生产成本制造。所述微成型部件与其厚度相比来说的相对较小的占地面积允许使用注塑成型来制造该部件。比较而言，使用注塑成型来制造整个卡层将导致相对低效率的制造过程。
用于所提出的血细胞计数器卡的微成型插入件包括具有集成光学透镜的测定通道(例如，具有在20微米至200微米范围内的直径)、样本过孔、和血红蛋白测定槽。所述成型部件被集成于包括样本池、溶解/球化通道、血红蛋白试剂通道和废液腔的塑料层压卡内。固定激光器和光学检测器被安装在血细胞计数仪内的刚性管路内。当所述卡被载入所述仪器中时，微成型插入件上的配准表面接触血细胞计数仪的激光器和检测器组件的类似配准表面，以用于精确定位。
如上所述，不需要与所述血细胞计数器卡插入件相结合地使用鞘液。所述样本过孔使溶解和球化溶液充分鞘流样本液体，使得血细胞集中于通道的中心附近的流。集成的光学系统和测定通道的较小直径确保所有细胞都被激光器检测。随后，施用典型的血细胞计数器记录，不同的是在计数细胞前没有鞘液启动，因此没有鞘液气泡需要被清除，并且由于激光器和检测器被配准至卡内的微成型插入件，因此没有激光器对准步骤。
此外，由于光学透镜被实施为测定通道的一部分，所述光学透镜能够被精确地定向用于在最优角度(例如，在2-9度内、在9-20度内、和在90度)下的散射检测。血红蛋白测定槽和样本过孔两者都被构造在微成型插入件中，血红蛋白测定槽在其光路长度尺寸方面具有紧密公差，样本过孔在其直径和位置方面具有紧密公差。
图1图示具有集成光学器件的微成型血细胞计数器卡的示例性实施例。所述卡包括微成型部件100和塑料层压部件103。微成型部件100被嵌入进塑料层压部件103内。
如在图1中进一步所示，微成型部件100包括多个特征。样本过孔110从通道125传送血液样本至通道115。在实施例中，样本过孔110具有范围在从大约30微米至大约100微米的直径。借助于使用微成型技术而可能具有制造这样尺寸的样本过孔的能力。微成型部件100进一步包括具有集成光学透镜135的测定通道130。测定通道130借助于溶解和球化通道115联接至样本过孔110。测定通道130具有范围在从大约20微米至大约200微米的直径。测定通道130的长度范围可以在从大约100微米至2500微米。样本过孔110和测定通道130的直径允许不使用鞘液，并且该直径进一步得到单个细胞流。微成型部件100还包括槽120。在实施例中，该槽是血红蛋白测定槽。血液或其他样本通过通道123被供应至槽120。通道123也被联接至与通道125所连接的同一样本源。样本过孔110和槽120都包含相同的样本。槽120的直径范围可以在从大约250微米至大约3500微米。在实施例中，槽120在光检测器侧具有围绕其的光学掩模，以阻挡任何光散射。
血细胞计数器卡包括对准设备140，其用于将集成的光学透镜与光源和光检测器对准。该光源和光检测器通常位于血细胞计数仪上。在实施例中，该对准设备是三点配准表面，其被构造或制造成与血细胞计数仪的管路的匹配配准表面联接。此外，集成的光学透镜135与测定通道对准，以使来自光平滑测定通道壁上的照射光束的光散射仅占总角度预算的小立体角，将不会产生随机散射噪音。
塑料层压部件103包括废液腔150。该废液腔150联接至槽120和测定通道130，以使其作为样本在其在槽和测定通道内被分析后的容器。卡100的微成型制造允许非常小型化地制造样本过孔110、测定通道130、槽120和其他相关部件。在实施例中，所述废液腔具有大约3毫升的容积。塑料层压部件103进一步包括溶解与球化通道、试剂通道、和样本池。
图2是制造具有集成光学器件的血细胞计数器卡的方法200的示例性实施例的流程图。图2包括多个过程和特征块205-260。尽管所述块在图2的实施例中大致串联地布置，但是其他实施例也可以重新排列这些块、省略一个或多个块、和/或使用多个处理器或被组织为两个或更多个虚拟机的单个处理器或子处理器来并行地执行两个或更多个块。此外，还有其他实施例可以将块执行为一个或多个特定互连的硬件或集成电路模块，其具有在模块之间和通过模块进行通信的相关控制和数据信号。因此，任何处理流都适用于软件、固件、硬件、和混合实施方式。
现在参考图2，在210，通过形成塑料层压部件来制造血细胞计数器卡插入件，在220，将微成型部件嵌入塑料层压部件内。
在230，在微成型部件内形成样本过孔，使得该样本过孔的直径在从大约20微米至大约100微米的范围内。在231，在微成型部件中形成测定通道，使得该测定通道的直径在从大约20微米至大约200微米的范围内。在232，在测定通道内形成集成光学透镜。在233，在微成型部件内形成槽。如上所述，该槽联接至样本通道，样本通道还联接至样本过孔。如块235所述，该槽能够用于测定血红蛋白。在234，在塑料层压部件内形成溶解和球化通道。该溶解和球化通道将测定通道联接至样本过孔。
在236，在微成型部件内形成对准设备。该对准设备被制造或构造成将所述集成光学透镜与光源和光检测器对准。在237，在对准设备上形成配准表面。该配准表面被制造或构造成用于联接至血细胞计数仪的管路的配准表面。在240，将集成光学透镜对准测定通道，使得该测定通道壁不会产生随机散射噪音。如上所述，光学透镜和测定通道的这种对准确保了：来自光平滑测定通道壁上的照射光束的光散射仅占总角度预算的小立体角，并且将不会产生随机散射噪音。
在243，在塑料层压部件上形成废液腔，使得该废液腔联接至槽和测定通道。如上所述，在典型的实施例中，该废液腔具有大约3毫升的容积。与现有技术的血细胞计数器相比，缩小尺寸的微成型部件使得该小的容积成为可能。在250，在塑料层压部件内形成溶解和球化通道、试剂通道、和样本池。在260，通过注塑成型、软模压印、或热模压来形成微成型部件。
遵循37C.F.R§1.72(b)提供了摘要，摘要将使读者快速了解本技术公开的性质和主旨。提交的摘要不应理解为其用于解释或限制权利要求的范围或含义。
在实施例的前述说明中，为简化本公开，各种特征在单个实施例中被组合在一起。这种公开方法不应理解为反映如下意图：所要求保护的实施例具有比每条权利要求中明确记载的特征更多的特征。确切地说，如所附权利要求所反映的那样，本主题内容可能在于比单个公开的实施例的全部特征更少。因此在这里将所附权利要求结合到“具体实施方式”中，其中每个权利要求本身代表单独的示例性实施例。
Claims (8)
1.一种装置，包括：
血细胞计数器卡插入件，所述血细胞计数器卡插入件包括：
微成型部件（100）；和
塑料层压部件（103）；
其中，所述微成型部件被嵌入所述塑料层压部件内；
其中，所述微成型部件包括：
样本过孔（110），所述样本过孔具有范围在从30微米至100微米的直径；
具有集成光学透镜（135）的测定通道（130），所述测定通道借助于溶解和球化通道（115）联接至所述样本过孔，所述测定通道包括范围在从20微米至200微米的直径，所述集成光学透镜允许检测90度的散射角；和
槽（120），所述槽借助于样本通道（123）联接至所述样本过孔，所述槽包括光学掩模；
其中，所述集成光学透镜与所述测定通道对准，以使测定通道壁不产生随机散射噪音；且其中，所述测定通道壁具有低的RMS平面度水平和抛光特性，使得壁上的照射光束产生与所述照射光束具有相同的角度集合的光散射，因此仅占总角度预算的小立体角并且不产生随机散射噪音，由此使得细胞流靠近所述测定通道壁，因此降低了对鞘液的需要并且降低了废液量。
2.根据权利要求1所述的装置，包括对准设备（140），所述对准设备用于将所述集成光学透镜（135）与光源和光检测器对准。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述塑料层压部件包括联接至所述槽（120）和所述测定通道（130）的废液腔（150），所述废液腔包括3毫升的容积。
4.一种制造血细胞计数器卡插入件的方法，包括：
形成塑料层压部件（210）；
将微成型部件嵌入所述塑料层压部件（220）内；
在所述微成型部件内形成样本过孔，使得所述样本过孔的直径范围在从20微米至100微米（230）；
通过微成型工艺在所述微成型部件内形成测定通道，使得所述测定通道的直径范围在从20微米至200微米（231），并且使得所述测定通道的壁具有低的RMS平面度水平和抛光特性，使得壁上的照射光束产生与所述照射光束具有相同的角度集合的光散射，因此仅占总角度预算的小立体角并且不产生随机散射噪音；
在所述测定通道内形成集成光学透镜（232），所述集成光学透镜被定向用于在2-9度内、在9-20度内、和在90度下的角度的散射检测；
在所述微成型部件内形成槽，使得所述槽借助于样本通道联接至所述样本过孔，并且使得所述槽包括光学掩模（233）；
在所述塑料层压部件内形成溶解和球化通道，所述溶解和球化通道将所述测定通道联接至所述样本过孔（234）。
5.根据权利要求4所述的制造血细胞计数器卡插入件的方法，包括：在所述微成型部件中形成对准设备，所述对准设备构造成将所述集成光学透镜与光源和光检测器对准（236）。
6.根据权利要求5所述的制造血细胞计数器卡插入件的方法，包括：在所述对准设备上形成配准表面，所述配准表面被构造用于联接至血细胞计数器的管路的配准表面（237）。
7.根据权利要求6所述的制造血细胞计数器卡插入件的方法，包括：将所述集成光学透镜与所述测定通道对准，使得所述测定通道壁不会产生随机散射噪音（240）。
8.一种血细胞计数器卡插入件，包括：
微成型部件（100）；和
塑料层压部件（103）；
其中所述微成型部件被嵌入所述塑料层压部件内；并且
其中，所述微成型部件包括：
样本过孔（110），所述样本过孔包括范围在从20微米至100微米的直径；
具有集成光学透镜（135）的测定通道（130），所述测定通道借助于溶解和球化通道（115）联接至所述样本过孔，所述测定通道包括范围在从20微米至200微米的直径；和
槽（120），所述槽借助于样本通道（123）联接至所述样本过孔，所述槽包括光学掩模；
其中，所述集成光学透镜与所述测定通道对准，以使测定通道壁不产生随机散射噪音；且其中，所述测定通道壁具有低的RMS平面度水平和抛光特性，使得壁上的照射光束产生与所述照射光束具有相同的角度集合的光散射，因此仅占总角度预算的小立体角并且不产生随机散射噪音。
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