生物流体分离装置和生物流体分离与检验系统的制作方法 [0002] 采血是常见的医疗程序，包括从患者抽取至少一滴血。通常从住院患者、家庭护理 患者或者急诊室患者经指刺、踵刺或者静脉穿刺来取得血样。还可以经静脉管线或动脉管 线从患者取得血样。可以对收集后的血样加以分析以获得例如包括化学组成、血指标或者 凝固的医学有用信息。 [0003] 血检确定患者的生理状态和生化状态，例如疾病、矿物含量、药效和器官功能。血 检可以在检验科中进行，或者在患者附近即时进行。即时血检的一个示例是对患者的血糖 水平进行常规检验，包括经指刺抽血和将血液机械化收集到诊断盒中。之后，诊断盒分析血 样，并对临床医生提供对患者血糖水平的读数。还可获得分析血气电解质水平、锂水平和离 子钙水平的其它装置。一些其它的即时装置指明对急性冠脉综合症（ACS)和深静脉栓塞/ 肺栓塞（DVT/ΡΕ)的生物标志（marker)。 [0004] 虽然在即时检验和诊断方面进步快速，但采血技术仍相对保持不变。血样经常用 被附接至导管组件或者针的近侧端部的真空管或者皮下针来抽取。在一些情况中，临床医 生利用插入导管的注射器和针从导管组件来收集血液，以便将来自患者的血液抽出通过被 插入的导管。这些程序利用针以及真空管作为中间装置，所收集的血样通常在检验之前从 这些中间装置抽取。因此这些程序是装置密集型的，在获取、准备和检验血样的过程中要用 到多个装置。每个附加的装置都增加了检验过程的时间和成本。 [0005] 即时检验装置使得血样能够在无需将该血样送检分析的情况下得到检验。因此， 期望的是能够创造出一种装置，该装置借助即时检验系统提供简单、安全、可再生且精确的 处理过程。

[0006] 本发明提供了生物流体分离装置，例如血液分离装置，该装置适于接收具有细胞 部分和血浆部分的血样。在收集好血样之后，血液分离装置能够将血浆部分从细胞部分分 离。分离之后，血液分离装置能够将血样的血浆部分传送给即时检验装置。本发明的血液 分离装置还提供了闭合式采样与传送系统，其减少了对血样的暴露，并利用样本稳定剂提 供对血样的快速混合。样本稳定剂可以是抗凝剂或者经设计成保留血液内特殊成分(例如 RNA、蛋白质分析物或者其它成分)的物质。血液分离装置能够与血液检验装置接合，以便将 一部分血浆部分从血液分离装置闭合地传送给血液检验装置。血液检验装置适于接收血浆 部分以分析血样并获得检验结果。
[0007] 本发明的血液分离装置有利地允许实现以下方面：a)安全的闭合式系统，用于将 整个血液快速地分离成干净的血浆样本以传送给即时检验装置；b )通过将整个血液重复地 循环通过过滤器而有效地生成血楽；c)分离出的血楽经由隔膜使能（septum enabled)的出 口端口被安全地传送至即时检验装置；d)手动地操作泵和止回阀来确保在整个血液沿一个 方向循环通过过滤器时的使用简易性，从而改善从细胞样本生成血浆的有效性；e)能够经 机载血液入口端口从数个不同血液收集样式中容易地接纳整个血液的系统；和f)可选地， 用于将红血细胞在流体路径中朝着流动中心并远离过滤器集中的声学集中元件，从而进一 步增强过滤器中的血浆分离效率。
[0008] 本发明的血液分离装置和生物流体分离与检验系统超过现有系统的一些其它优 点在于，它是减少血样暴露的闭合式系统；它借助样本稳定剂提供对血样的被动且快速的 混合；它帮助将血样分离，而不用将血样传送给分离装置；并且它能够将纯净的血浆传送 给即时检验装置。本发明的血液分离装置使得能够在闭合式系统中实现整合的血液收集和 血浆造成，而无需离心操作。临床医生可以收集并分离血样，然后立刻传送血浆部分给即时 检验装置，而无需进一步的操纵。这使得能够将血浆收集并传送给即时检验装置，而无需暴 露血液。另外，本发明的血液分离装置使得能够在无需外部机械设备的情况下将血液分离 装置内处理血液所用的处理时间最少化。此外，对于仅需要少量血液的检验，它消除了与用 抽真空管收集血液和分离血浆相关联的浪费。
[0009] 根据本发明的一个实施例，适于接收多组分血样的生物流体分离装置包括外壳， 该外壳具有入口端口、流动通道和出口端口，所述入口端口和所述出口端口经由所述流体 通道进行流体联通。装置还包括：过滤器，该过滤器设置在流动通道内介于入口端口和出口 端口之间；第一储腔，该第一储腔被限定在流动通道内介于入口端口和过滤器之间；和第 二储腔，该第二储腔被限定在流动通道内介于过滤器和出口端口之间。过滤器适于将多组 分血样的第一部分捕获在第一储腔内，并适于允许多组分血样的第二部分经过过滤器并进 入第二储腔中。
[0010] 在某些构造中，多组分血样的第一部分是细胞部分，而多组分血样的第二部分是 血浆部分。在其它构造中，出口端口适于经由连接件将血样接收至血样收集装置。在又一些 其它构造中，过滤器包括切向流动过滤器。切向流动过滤器可以利用错流过滤（cross-f 1OW filtration)将第一部分与第二部分分离。装置还可以包括设置在外壳内的声学集中元件。
[0011] 可选地，出口端口适于连接至即时检验装置，以便将来自第二储腔的第二部分中 的至少一部分经由出口端口闭合地传送给即时检验装置。装置还可以包括设置在流动通道 内的单向阀。装置还可以包括与流动通道处于流体连通的泵，用于将被接收在流体通道内 的多组分血样推进通过单向阀。在又一些其它构造中，出口端口包括隔膜，该隔膜能够在关 闭位置和打开位置之间转换。
[0012] 根据本发明的另一实施例，用于分离多组分血样的生物流体分离系统包括血液分 离装置，该装置适于接收血样。血液分离装置包括外壳，该外壳具有出口端口、流体通道和 出口端口，所述出口端口经由所述流体通道与所述出口端口进行流体连通。血液分离装置 还包括：过滤器，该过滤器设置在流动通道内介于入口端口和出口端口之间；第一储腔，该 第一储腔被限定在流动通道内介于入口端口和过滤器之间；和第二储腔，该第二储腔被限 定在流动通道内介于过滤器和出口端口之间。过滤器适于将多组分血样的第一部分捕获 在第一储腔内，并适于允许多组分血样的第二部分经过过滤器并进入第二储腔中。该系统 还包括血液检验装置，该血液检验装置具有能够与血液分离装置的出口端口接合的接收端 口，用于将来自第二储腔的第二部分中的至少一部分经由出口端口闭合地传送给血液检验 装直。
[0013] 在某些构造中，多组分血样的第一部分是细胞部分，而多组分血样的第二部分是 血浆部分。可选地，血液检验装置包括即时检验装置。在某些构造中，过滤器包括切向流动 过滤器。该切向流动过滤器能够利用错流过滤将血浆部分与细胞部分分离。
[0014] 在又一些构造中，该系统包括设置在外壳内的声学集中元件。出口端口可以适于 经由连接件将血样接收至血液收集装置。分离系统还可以包括设置在流动通道内的单向 阀。在又一些构造中，系统包括与流体通道处于流体连通的泵，用于将被接收在流体通道内 的血样推进通过单向阀。出口端口可以包括隔膜，该隔膜能够在关闭位置和打开位置之间 转换。




[0015] 参考以下结合与附图对本发明实施例的描述，本发明的上述和其它特征及优点以 及获取它们的方式将而变得更加显然，并且本发明自身将更加容易理解。以下将详细地说 明本发明。本说明书中参照附图，在附图中：
[0016] 图1是根据本发明实施例的生物流体分离装置的立体图。
[0017] 图2是根据本发明实施例的生物流体分离装置的第二立体图。
[0018] 图3是根据本发明实施例的生物流体分离装置的俯视图。
[0019]图4是根据本发明实施例的生物流体分离装置的立体图，其中生物流体收集装置 附接至生物流体分离装置。
[0020] 图5是根据本发明实施例的生物流体分离装置和即时检验装置的立体图。
[0021] 图6是根据本发明实施例的生物流体分离装置的过滤器的剖视图，其中过滤器将 血样的血浆部分与血样的细胞部分分离。
[0022] 图7是根据本发明实施例的生物流体分离装置的隔膜的剖视图，其中隔膜处于关 闭位置。
[0023] 图8是根据本发明实施例的生物流体分离装置的隔膜的剖视图，其中隔膜处于打 开位置。
[0024] 在整套附图中，对应的附图标记指示对应的部件。在本文进行的举例说明示出了 本发明的示例性实施例，并且这种举例说明将不会以任何方式构成对本发明保护范围的限 制。


[0025] 提供以下说明以使得本领域技术人员能够做出并使用被构想用于实现本发明的 所描述实施例。然而，对本领域技术人员来说，各种修改、等同方案、变型和备选方案仍将是 很显然的。任何和所有这种修改、变型、等同方案和备选方案都意将落入本发明的精神和保 护范围之内。
[0026] 下文出于描述目的，术语"上"、"下"、"右"、"左"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"横 向"、"纵向"及其派生词应以其在附图中的取向与本发明联系起来。然而，将理解的是，本发 明可以采取备选的变型和步骤顺序，除非明确表述了相反情况之外。还将理解的是，附图中 示出且在下文描述的特定装置和处理过程仅是本发明的示例性实施例。再次，与本文披露 的实施例相关的特定尺寸和其它物理特征不被认为是限制性的。
[0027] 现有技术中已知各种即时检验装置。这种即时检验装置包括检验和分析用的试 纸、载玻片、诊断盒或者其它检验装置。试纸、载玻片和诊断盒是这样的即时检验装置，即它 们接收血样并检验血液的一种或者更多种生理和生化状态。有许多即时装置使用基于盒的 结构在床边分析非常少量的血液，而无需将样本送检分析。这节省了长期获取结果的时间， 但相比高度常规实验室环境却产生了不同系列的挑战。这种检验盒的示例包括来自Abbot 公司集团的i-STAT?检验盒。这种检验盒(诸如i-STAT?:检验盒之类河以用于检验多 种状况，包括化学物质和电解质的存在、血指标、血气浓度、凝固或者心脏生物标志。借助这 种盒产生的检验结果被快速地提供给临床医生。
[0028] 然而，被提供给这种即时检验盒的样本目前通过敞开式系统手动收集并传送给即 时检验盒，这种方式通常导致结果不一致或者盒出故障而需重复样本采集和检验过程，抹 杀了即时检验装置的优点。因此，需要这样一种用于收集和传送样本给即时检验装置的系 统，该系统提供安全的、可再生的、更加精确的结果。由此，将在下文描述本发明的即时收集 与传送系统。本发明的系统通过以下方面增强了即时检验装置的可靠性：1)结合有更加闭 合类型的采样和传送系统；2)使样品的敞开暴露最小化；3)改善样本质量；4)改进整体使 用简易性；5)在收集点处分离样本。
[0029] 图1-图4以及图6示出了本发明的示意性实施例。参见图1-图4,本发明的生 物流体分离与传送装置或者血液分离装置10适于接收血样12,该血样具有细胞部分14和 血浆部分16。在收集血样12之后，血样分离装置10能够将血浆部分16与细胞部分14分 离。分立后，血液分离装置10能够将血样12的血浆部分16传送给即时检验装置。本发明 的血液分离装置10还提供了闭合式采样与传送系统，该系统减少了血样的暴露，并借助样 本稳定剂提供了对血样的快速混合。
[0030] 图5示出了本发明的示例性实施例。参见图5,本发明的生物流体分离和检验系 统20 (例如血液分离与检验系统）包括血液分离装置10、以及血液检验装置或即时检验装 置22,该血液检验装置或即时检验装置可与血液分离装置10接合，以将血浆部分16(图6) 的一部分从血液分离装置10闭合地传送给血液检验装置22。血液检验装置22适于接收血 浆部分16以分析血样并获取检验结果。
[0031] 本发明的血液分离装置和血液分离与检验系统相比于现有系统的一些优点在于， 它是减少了血样暴露的闭合式系统；它借助样本稳定剂提供对血样的被动且快速的混合； 他帮助分离血样，而无需将血样传送给分离装置；并且它能够将纯净的血浆传送给即时检 验装置。本发明的血液分离装置使得能够在闭合式系统中实现整合的血液收集和血浆造 成，而无需离心操作。临床医生可以收集并分离血样，然后立刻将血浆部分传送给即时检验 装置，而无需进一步的操纵。这使得能够在不暴露血液的情况下将血浆收集并传送给即时 检验装置。另外，本发明的血液分离装置在无需外部机械设备的情况下将血液分离装置内 处理血液的处理时间最小化。此外，对仅需要少量血液的检验而言，它消除了用抽真空管进 行血液收集和血浆分离相关联的浪费。
[0032] 参见图1-图4和图6,血液分离装置10总体上包括外壳或者盒30,该外壳或者盒 具有上部分32和下部分34。上部分32和下部分34彼此紧固在一起，从而阻止上部分32 与下部分34之间的显著相对运动。在一个实施例中，上部分32和下部分34用超声波焊接 在一起。在其它实施例中可以使用类似的连接机构。上部分32和下部分34限定出二者之 间的流动通道36。血液分离装置10的外壳30适于接收血样12于其中。血样12可以包括 细胞部分14和血浆部分16。
[0033] 血液分离装置10的外壳30包括入口端口 40、经由流体通道36与入口端口 40进 行流体连通的出口端口 42、设置在流动通道36内介于出口端口 40和出口端口 42之间的过 滤器44、设置在壳体30内介于入口端口 40和过滤器44之间并与流动通道处于流体连通的 鼓泡状血液储腔45、设置在外壳30内介于入口端口 40和过滤器44之间并与流体通道36 处于流体连通的第一储腔46、以及设置在外壳30内介于过滤器44和出口端口 42之间并与 流体通道36处于流体连通的第二储腔或者出口储腔48。
[0034] 参见图4,出口端口 40适于连接至血液收集套件或者血液收集装置100,以允许将 血样12收集到血液分离装置10中。出口端口 40可以定尺寸成和适用于与单独的装置(例 如针组件或者IV连接组件）接合，并因此可以包括用于这种接合的传统已知机构。例如， 在一个实施例中，入口端口 40可以包括路厄锁和路厄末端以与这种单独的装置的可选单 独路厄匹配部件接合以便与其附接。例如，参见图4,血液手机套件100可以包括路厄部件 102,用于与血液采样传送装置10的入口端口 40接合。以此方式，入口端口 40能够连接至 血液收集套件100,以便将血样收集到血液采样传送装置10中。另外，还可以设置用于锁 定接合在出口端口 40和血液收集套件100之间的锁定接合机构。这种路厄连接件和路厄 锁定机构是现有技术中已知的。血液收集套件100可以包括针组件、IV连接组件、PICC线 路、动脉留置线路或者类似的血液收集器件。
[0035] 参见图1-图4,入口端口 40经由流动通道36与第一储腔46进行流体连通。入口 端口 40还可以包括可再密封的隔膜，该隔膜能够在关闭位置和打开位置之间转换。借助于 在打开位置中的隔膜，血样12可以流动通过入口 40至第一储腔46。
[0036] 参见图6,第一储腔46被密封，使得血样12的细胞部分14被容纳在第一储腔46 内，而血样12的血浆部分16能够经过过滤器44从第一储腔46出来到第二储腔或出口储 腔48,如下文描述地一样。仅有血样12的血浆部分16能够经过过滤器44。
[0037] 血液分离装置10的外壳30还可以包括声学集中元件50、泵52、止回阀或者单向 阀54、以及位于出口端口 42的阀或者隔膜86 (图7和图8)。出口端口 42适于连接至即时 检验装置22,以便将血浆部分16的一部分从血液分离装置10经由出口端口 42闭合地传送 给即时检验装置22,如下文更加详细描述地。参见图6,出口端口 42与第二储腔或者出口 储腔48处于流体连通。在出口端口 42处的阀或者隔膜86能够在关闭位置和打开位置之 间转换。借助于在打开位置中的阀或者隔膜86 (图8)，血样12的血浆部分16可以流经出 口端口 42至血液检验装置或者即时检验装置22 (图5)。
[0038] 在一个实施例中，声学集中兀件50设置在外壳30内，并使得血细胞因为由声学波 造成的静态压力最小值和最大值而远离膜片集中，从而改进分离效率。声学集中元件50可 以将红血细胞在经过过滤器44之前聚集至流体通道36的中心和过滤器44。在一个实施例 中，外壳30可以包括泵52和单向阀或者止回阀54,以便将血液手动地沿着一个方向在流体 通道36中运动。在一个实施例中，在流体通道36中可以设置多于一个的止回阀54。在一 个实施例中，泵52与流体通道36处于流体连通，以便将被接收在流体通道36内的血样12 推进通过阀54。
[0039] 在一个实施例中，入口端口 40或者流体通道36的一部分还可以包括样本稳定剂 层。该样本稳定剂可以是抗凝剂，或者是被设计用于保留血液中的特定成分，例如RNA、蛋 白质分析物或者其它成分。在一个实施例中，该样本稳定剂层可以设置在过滤器44之上。 在另一实施例中，该样本稳定剂层可以被定位在入口端口 40和过滤器44之间的任何地方。 以此方式，随着血样12流经入口端口 40并进入第一储腔46,血液分离装置10借助样本稳 定剂提供对血样12的被动且快速的混合。
[0040] 血液分离装置10的外壳30包括过滤器44,该过滤器44设置在第一储腔46和第 二储腔48之间，如图6所示。该过滤器44适于将血样12的细胞部分14捕获在第一储腔 46内，并允许血样12的血浆部分16经过过滤器44至第二储腔48,如图6所示。在一个实 施例中，过滤器44包括切向流动过滤器。该切向流动过滤器利用错流过滤来分离血浆部分 16和细胞部分14。
[0041] 在一个实施例中，过滤器44可以是中空纤维膜过滤器或者扁平膜过滤器，例如迹 道边缘过滤器（track-edge filter)。膜过滤器孔尺寸和孔隙率可以被选择以有效地优化对 干净血浆（即没有红血细胞、没有白血细胞和/或没有血小板)的分离。在另一实施例中，过 滤器44包括横向流动膜。在其它实施例中，过滤器44可以包括任何能够将血样12的细胞 部分14捕获在第一储腔46并允许血样12的血浆部分16经过过滤器44至第二储腔48的 过滤器。
[0042] 参见图5,血液检验装置或者即时检验装置22包括接收端口 24,该端口适于接纳 血液分离装置10的出口端口 42。血液检验装置22适于接纳血液分离装置10的出口端口 42,以将血浆部分16的一部分（图6)从血液分离装置10闭合地传送给血液检验装置22。 血液检验装置22适于接收血浆部分16以分析血样和获得检测结果。
[0043] 如以上所述地，血液分离装置10的出口端口 42可以包括能够在关闭位置和打开 位置之间转换的阀或者隔膜86。借助于处于打开位置中的阀或者隔膜86 (图8)，血样12 的血浆部分16可以流经出口端口 42至血液检验装置或者即时检验装置22 (图5)。
[0044] 在一个实施例中，参见图7和图8,阀86可以总体上包括传送通道90、波纹管或者 可变形壁构件92、以及具有第一屏障壁96和第二屏障壁98的屏障94或者隔膜。参见图 7,阀86处于关闭位置以阻止血样12的血浆部分16流经出口端口 42。以此方式，血浆部分 16被密封在血液分离装置10中。参见图8,阀86处于打开位置中，使得血样12的血浆部 分16可以流经出口端口 42至血液检验装置或者即时检验装置22 (图5)。
[0045] 参见图7,当血浆部分16被接收在血液分离装置10的出口储腔48内时（图6)，血 液分离装置10的出口端口 42随后位于即时检验装置22的接收端口 24之上。沿着箭头B 的方向向下推动来压缩可变形壁构件92并打开隔膜94的第一屏障壁96和第二屏障壁98， 如图8所示。当阀86处于打开位置时，血样12的血浆部分16被允许以闭合的方式流经接 收端口 24至即时检验装置22,从而减少其暴露至临床医生和患者。
[0046] 血液分离装置10的阀86仅在出口端口 42压在即时检验装置22的接收端口 24 上时打开。这将被隔离的血浆部分16直接释放进入即时检验装置22的接收端口 24,从而 减轻对患者血液的暴露。
[0047] 参见图1-图6,现在将描述对本发明的血液分离装置和血液分离与检验系统的使 用。参见图4,血液分离装置10的入口端口 40适于连接至血液收集套件100以允许将血 样12收集到血液分离装置10中，如上文描述地那样。一旦血液收集套件100连接至患者 并且入口端口 40的可再密封膜处于打开位置，血液开始从血液收集套件100流动经过入口 端口 40并在允许血样12沿一个方向流动的泵52下经由流动通道36流至第一储腔46。随 着血样12缓慢地填充血液分离装置10,它被收集并稳定在样本稳定剂层上。参见图6,血 样12的血浆部分16可以随后流经过滤器44,从而将血浆部分16与细胞部分14分离。血 浆部分16通过过滤器44并进入第二储腔或者出口储腔48中。
[0048] 在将血液分离装置10与血液收集套件100或者其它血液收集线路断开连接之后， 血液分离装置10可以与血液检验装置22接合。参见图5,临床医生随后可以将出口端口 42 沿箭头A的方向压靠即时检验装置22的接收端口 24,从而打开阀86 (图8)并将收集的血 浆部分16传送给即时检验装置22。血液检验装置22适于接收血液分离装置10的出口端 口 42,以便将来自血液分离装置10的一部分血浆部分16闭合地传送给血液检验装置22。 血液检测装置22适于接收血浆部分16以分析血样并获得检验结果。
[0049] 有利地，血液分离装置10允许以下方面：a)安全的闭合式系统，用以将包括细胞 部分的整个血样快速地分离出干净的血浆样本以传送给即时检验装置22 ;b)通过使细胞 部分重复循环通过过滤器44而有效地生成血浆；c)经由隔膜使能的出口端口 42将分离出 的血浆安全地传送给即时检验装置22 ;d)手动操作泵52和止回阀54以确保在使得包括细 胞部分的整个血样沿一个方向重复通过过滤器44的过程中的使用简易性，从而改进从整 个血样生成血浆的效率；e)能够容易地通过机载血液入口端口 40从数个不同的血液收集 样式接纳细胞部分的系统；和f)可选地，使用声学集中元件50将流体路径中的红血细胞朝 着流动的中心并远离过滤器44地集中，从而增强过滤器44中的血浆分离效率。
[0050] 本发明的血液分离装置和血液分离与检验系统相对于现有系统的一些其它优点 在于，它是减少血样暴露的闭合式系统；它借助样本稳定剂提供了对血样的被动且快速的 混合；它帮助分离血样，而无需将血样传送给分离装置；并且它能够将纯净的血浆传送给 即时检验装置22。本发明的血液分离装置使得能够在闭合式系统中实现整合的血液收集和 血浆造成，而无需离心操作。临床医生可以收集并分离血样，然后立刻将血浆部分传送给即 时检验装置22,而无需进一步的操纵。这允许在没有暴露血液的情况下将血浆收集并传送 给即时检验装置22。另外，本发明的血液分离装置使得能够在无需外部机械设备的情况下 将血液分离装置内处理血液的处理时间最小化。此外，对于仅需少量血液的检验而言，它消 除了与用抽真空管收集血液和分离血浆相关联的浪费。
[0051] 虽然本发明被描述成具有示例性设计，本发明还可以在本发明的精神和保护范围 内加以进一步修改。本发明由此意在利用其总原理来覆盖本发明的任何变型、使用或者适 用。另外，本发明意在覆盖从本发明所属本领域中已知或者习惯性实践获得并落入所附权 利要求的限制范围内的延伸方案。