一种血液检测系统和方法与流程

文档序号:33710468发布日期:2023-03-31 23:34阅读:60来源:国知局
一种血液检测系统和方法与流程

1.本发明实施例涉及血液理化性质检测技术领域,尤其涉及血液电化学检测技术领域。


背景技术:

2.血液由血浆和悬浮于其中的血细胞组成。其理化特性包括颜色和比重、粘滞性、渗透压、酸碱程度。作为血液理化性质之一的粘滞性,是反映血管内血流顺畅程度的重要指标。血液在血管内运行时,由于血液内部各种物质的分子或颗粒之间的摩擦而产生阻力,使血液具有一定的粘滞性。血液粘滞性主要取决于红细胞的数量和血浆蛋白的含量,另外,还有血细胞形状及在血流中的分布特点、表面结构和内部状态、易变形性以及它们之间的相互作用等。流体的流动性一般是通过粘度来反映和度量的,因此,反应血液流动性和粘滞性的最重要标志就是血液的粘度。人体全血粘度主要受到红细胞占全血容积的百分比的影响,此外还与温度、红细胞(rbc)的状态(如红细胞变形性和红细胞聚集)、血红蛋白和其他蛋白的含量以及血浆粘度等因素有关。又因为全血属于非牛顿流体,其粘度受血流切率的影响。室温下,人体全血在高切变速度(200/s)下的表观粘度一般在4~6mpa
·
s之间。血液粘度的长期动态监测对心血管疾病的监控和预防意义重大,因为心血管疾病的发病和病理特征长期积累相关,在此过程中常伴有血液粘度状态的改变。红细胞血小板数量增多、红细胞变形能力下降,血浆蛋白和血脂增高等因素都会导致血液粘度增高,由此可能诱发引起血流阻力增加,使血流减慢,脏器血供减少,导致冠心病,心机梗塞,脑血栓等疾病。贫血和一些出血性疾病(比如消化道出血、晚期肿瘤、功能性子宫出血等)则会伴随着血液粘度的降低。
3.目前,用于液体粘度测定的方法主要有毛细管粘度测定法、旋转式粘度测定法和微流量-压力传感测定法等,其中毛细管粘度测定法仅能用于测试血浆粘度,而目前医院内对血液粘度检测的仪器主要是基于旋转式粘度测定法或微流量-压力传感测定法的血液流变仪。这类仪器测试结果多样且精确,但仪器昂贵,测试周期长,每次测试需要数百微升血液,难以实现实时快速的粘度测试。专利cn 110897617a提出的无创血液粘度检测系统原理基于指端容积脉搏波波形系数与血液粘度之间的线性关系,测试结果的准确性和可靠性都不及有创方法。电化学生物传感器现己广泛使用于确定血液样品中各种待测物的浓度。


技术实现要素:

4.针对现有技术存在的不足,本发明提供一种血液检测系统和方法,基于电化学方法,能够在较宽的使用温度范围内,以较少的血液量,快速、准确地测量出血液的粘度。
5.第一方面,本发明还提供一种血液检测系统,包括检测仪器和检测条;
6.所述检测仪器包括温度传感器、微处理器、检测条连接口以及显示窗;所述检测条包括第三层板、电极层、试剂层、第二层板以及第一层板.
7.可选的,所述试剂层的制作原料含有水溶性的金属盐。
8.可选的,所述试剂层的制作原料还包括表面活性剂、水溶性聚合物和去离子水。
9.可选的,所述水溶性的金属盐包括氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、碳酸钾、碳酸钠、硝酸钠、硝酸钾、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸一氢钾、磷酸二氢钾中的至少一种。
10.可选的,所述试剂层的制作原料包括质量分数为10~30%的水溶性金属盐、质量分数为0.1%~4%的表面活性剂和质量分数为2%~15%的水溶性聚合物。
11.可选的,所述电极层位于第三层板上方,所述试剂层位于电极层上方,所述第二层板材料具有粘合力,用于粘贴所述第三层板与所述第一层板,所述第二层板上设有吸槽,用于容纳血液样本。
12.第二方面,本发明还提供一种血液检测方法,采用上述实施例中任一项所述的血液检测系统实现,包括:
13.s110、将检测条插入检测仪器并启动所述检测仪器,在所述检测条的第一电极和所述第二电极上施加第一直流电压;
14.s120、将血液样本引入到所述检测条的吸槽内,所述第一电极与所述第二电极接通,通过检测仪器识别出第一电流信号,并通过检测仪器的温度传感器记录此时的环境温度;
15.s130、当检测仪器识别出第一电流信号后给第一电极施加第二交流电压,检测仪器在一定时间之后检测到血液样本的第二电信号;
16.s140、通过检测仪器的微处理器对所述第二电信号进行处理,以得到处理后的第二电信号;
17.s150、将所述处理后的第二电信号和环境温度带入微处理器中预设的血液样本粘度的计算公式,计算得到血液样本的粘度值。
18.可选的,所述血液样本粘度的计算公式为:
19.η=(k1*t+b1)x+(k2*t+b2);
20.其中,η表示血液粘度值,t表示环境温度,x表示处理后的第二电信号,k1、b1、k2、b2均为常数系数。
21.可选的,所述k1的取值范围为0.5~3.0,所述b1的取值范围为2.0~6.0,所述k2的取值范围为-1.0~0,所述b2的取值范围为0~2.0。
22.可选的,所述第一直流电压的取值范围为0.1~0.8v。
23.可选的,所述第二交流电压为低频交流电压或者高频交流电压,所述第二交流电压的峰值范围为0.05~1v,所述第二交流电压的频率范围为10~1000hz,所述第二交流电压施加的时间范围为1~10秒。
24.本发明基于电化学检测技术,利用盐类溶解度与检测条获得的电信号之间的相关性来计算血液样本的粘度,可以检测较宽的温度范围下血液样本的粘度,检测准确性高。并且本发明所需的血液样本量少,操作过程简便、快捷,检测时间仅需几秒至十几秒,非常迅速,克服了传统血液粘度检测实时性差,采血量过大等问题,可以显著提升检测效率;此外,本发明提供的检测系统结构设计简洁合理且小巧,便于携带,制造成本经济,有利于大规模生产制造。
附图说明
25.图1为本发明实施例1中检测条的结构示意图;
26.图2为本发明实施例1中检测仪器的电路结构示意图;
27.图3为本发明实施例1中血液检测方法的流程图;
28.图4为本发明实施例2中血液检测系统测试溶液样本得到的电信号值(测试ad值)随时间变化示意图;
29.图5为本发明实施例2中血液检测系统测试溶液样本得到的电信号值的处理值与氯化钠质量分数关系示意图;
30.图6为本发明实施例2中血液检测系统测试溶液样本得到的电信号值的处理值与聚乙二醇-6000质量分数关系示意图;
31.图7本发明实施例2中血液检测系统测试溶液样本得到的电信号值的处理值与溶液粘度关系示意图;
32.图8为采用本发明实施例中的血液检测系统与血流变仪针对50份不同来源的血液样本(包含人体指尖血样本和经调制的人体血液样本)粘度测试结果对比示意图;
33.附图标记:1、第三层板;2、电极层;201、第一电极;202第二电极;3试剂层;4第二层板;401、吸槽;5、第一层板;501、出气孔;6、微处理器;7、检测条连接口;8、温度传感器;9、显示窗。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
35.本发明实施例的技术方案基于电化学检测技术,检测条进行血液样本检测时,为电极系统提供交流工作电压,从而获得与血液样本动力学性能相关的电信号,此电信号经数模(analog-to-digital converter,ad)转换后取得的值即ad值。血液接触电极的过程中ad值的变化和电极表面水化过程相关,经大量数据分析后发现,特定时段内所述的检测条表面盐溶解动力学相关,即ad值与电极表面溶解氯化钠的浓度成正比。
36.实施例1
37.如图1~2所示,图1和图2分别为本发明实施例1提供的一种血液检测系统中的检测条和检测仪器。
38.检测仪器包括微处理器6、检测条连接口7、温度传感器8、显示窗9;检测条包括第三层板1、电极层2、试剂层3、第二层板4、第一层板5。
39.其中,所述试剂层3的制作原料含有水溶性的金属盐,所述水溶性的金属盐为氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、碳酸钾、碳酸钠、硝酸钠、硝酸钾、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸一氢钾、磷酸二氢钾中的一种或多种混合物。
40.进一步的,所述试剂层的制作原料还包括表面活性剂、水溶性聚合物、去离子水;所述表面活性剂可以为triton x-100、十二烷基硫酸钠、全氟辛烷磺酸盐、硬脂酸钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸铵、十二烷基苯磺酸、月桂基硫酸三乙醇胺、脂肪醇羟乙基磺酸钠中的一种或多种组合物;所述水溶性聚合物为聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)、聚
乙烯醇(pva)、羟乙基纤维素(hec)、羟丙基纤维素(hpc)、羧甲基纤维素(cmc)、羟丙基甲基纤维素(hpmc)、聚乙二醇(peg)、聚丙烯酸乙酯(pea)、聚氧化乙烯(peo)、聚丙烯酰胺(pam)、水解聚丙烯酰胺(hpam)、聚乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯(pvp-va)、聚乙烯胺、醋酸纤维素、聚酰胺中的一种或多种组合物。
41.可选的,所述试剂层的制作原料中含有所述水溶性金属盐的质量分数范围为10~30%,所述表面活性剂的质量分数范围为0.1%~4%、水溶性聚合物的质量分数范围为2%~15%。
42.进一步的,电极层2位于第三层板上1方,至少包括第一电极201和第二电极202,所述试剂层3位于电极层2上方,所述第二层板4的材料具有粘合力,用于粘贴所述第三层板1与所述第一层板5,所述第二层板4上设有吸槽401,用于容纳血液样本;优选地,所述第一层板5、第三层板1的材料可采用陶瓷、玻璃板、有机聚合材料;优选地,所述第一层板5、第三层板1可分别采用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯中的一种;优选地,所述吸槽6的容积为0.5微升~20微升。第一层板5上设有与吸槽401对应的透明确认窗,便于观察吸槽中血液样本的装入状态,确认窗末端的位置设有出气孔501,吸槽401和出气孔501的配合设置,可以将血液样本连续导入吸槽中,使得血液样本能够与试剂层充分接触反应。
43.进一步参见图3,图3为本实施例1提供的一种血液检测方法,该方法具体包括:
44.s110、将检测条插入检测仪器并启动所述检测仪器,在所述检测条的第一电极和所述第二电极上施加第一直流电压。
45.s120、将血液样本引入到所述检测条的吸槽内,所述第一电极与所述第二电极接通,通过检测仪器识别出第一电流信号,并通过检测仪器的温度传感器记录此时的环境温度。
46.其中,所述第一直流电压优选为0.1~0.8v,更优选为0.2~0.5v;所述第二交流电压的峰值优选为0.1~0.8v,更优选为0.2~0.5v,所述第二交流电压的频率优选为50~500hz;所述第二交流电压的施加时间优选为2~5秒。
47.s130、当检测仪器识别出第一电流信号后给第一电极施加第二交流电压,检测仪器在一定时间之后检测到血液样本的第二电信号。
48.所述第二交流电压可以是低频或高频交流电压,峰值为0.05~1v,频率为10~1000hz,施加的时间为1~10秒,将检测到血液样本的第二电信号,即ad值。
49.s140、通过检测仪器的微处理器对所述第二电信号进行处理,以得到处理后的第二电信号。
50.其中,微处理器进行ad值的处理的方法可采用选取某一时刻的ad值、选取多个ad值中的最大值、选取多个ad值中的最小值、选取多个时刻的ad值并计算其平均值或选取某一段时间内ad值并计算其平均值,然后进行基本代数运算;优选地,选取一段时间内的ad值并计算其平均值,然后进行线性映射至特定区间后取倒数,得到ad信号处理值x。
51.s150、将所述处理后的第二电信号和环境温度带入微处理器中预设的血液样本粘度的计算公式,计算得到血液样本的粘度值。
52.具体的,血液样本粘度的计算公式为:
53.η=(k1*t+b1)x+(k2*t+b2);
54.其中,η表示血液粘度值,t表示温度传感器识别的环境温度,x表示微处理器识别
电信号的计算值,k1、b1、k2、b2为常数系数。
55.可选的,k1的取值范围为0.5~3.0,所述b1的取值范围为2.0~6.0,所述k2的取值范围为-1.0~0,所述b2的取值范围为0~2.0。
56.本实施例基于电化学检测技术,利用盐类溶解度与检测条获得的电信号之间的相关性来计算血液样本的粘度,可以检测较宽的温度范围下血液样本的粘度,所需的血液样本量少,操作过程简便、快捷,检测时间较短,检测准确性高,克服了传统血液粘度检测实时性差,采血量过大等问题,可以显著提升检测效率;此外,系统结构设计简洁,便于携带,制造成本经济,有利于大规模生产制造。
57.实施例2
58.本实施例提供的血液检测系统包括检测仪器和检测条。其中,检测仪器包括微处理器、检测条连接口、温度传感器、显示窗;检测条包括第三层板、电极层、试剂层、第二层板、第一层板。
59.本实施例中,第三层板的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯,充当检测条的底板;电极层,在第三层板上形成,至少包括第一电极和第二电极,两者均采用导电碳浆经丝网印刷制成;试剂层在第一电极上形成,试剂层的制作原料包含水溶性的金属盐氯化钠、表面活性剂triton x-100、水溶性聚合物聚乙烯醇(pva)、去离子水,其中氯化钠的质量分数为20%,triton x-100的质量分数为1%、聚乙烯醇(pva)的质量分数为10%;表面活性剂triton x-100有利于试剂层在制作过程中均匀地铺展在电极层上方,形成均一的厚度,水溶性聚合物聚乙烯醇(pva)起支架作用;第二层板采用具有粘合力的双面胶,将第三层板与第一层板粘贴在一起,第二层板上设有吸槽,用于吸入待测的血液样本,吸槽的容积为0.5微升;第一层板5的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯,第一层板上设有与吸槽对应的透明确认窗,便于观察吸槽中血液样本的装入状态,确认窗末端的位置设有出气孔,吸槽和出气孔的配合设置,可以将血液样本连续导入吸槽中,使得血液样本能够与试剂层充分接触反应。
60.氯化钠溶解受扩散过程和表面反应控制或者受混合反应所控制通常可用stumm方程进行描述。有文献报道指出碱金属溶解动力学满足一级stumm方程,是扩散控制过程,溶解速率和当前浓度与饱和浓度之差成正比,即t时刻时溶解盐的浓度ct满足如下一级stumm方程:d ct/dt=k(cs-ct);此方程中还涉及如下参数:cs为盐在此溶剂中的饱和浓度,k为动力学系数,与溶剂样品的扩散系数以及动力学粘度等相关。一级stumm方程积分后得到ct=cs

exp(-k*t+b),b为积分常数。
61.由于ad值与ct相关,一定粘度范围内,特定温度下,特定时刻的ad值或特定时段内的ad值经过基本运算处理后得到的ad信号处理值和液体粘度可以视为存在线性关系。利用以上关系可以得到含温度的血液粘度测试方程,将环境温度t和ad信号处理值代入测试方程,即可获得准确的血液粘度。
62.采用本实施例的血液检测系统进行模拟溶液粘度测试,选用梯度浓度的氯化钠和聚乙二醇-6000(peg-6k)两种溶质的溶液作为模拟溶液,评估样品的电导率和盐浓度对检测条的影响,以及确定可测量的粘度范围。梯度浓度氯化钠溶液中氯化钠质量分数为0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%和0.35%,并含有体积分数1.2%的甘油,梯度浓度peg-6k溶液中peg-6k的质量分数为0、4.2%、10%、15%、20%和25%,并含有0.3%质量分数的氯化钠。
63.本实施例中的测试均在室温(23
±
2℃)下完成。使用电导率仪测试以上两种溶液的电导率,单位为ms/cm;使用旋转粘度计测试梯度浓度peg-6k溶液的粘度,单位为mpa
·
s。检测时,对电极系统施加峰值为200mv,频率为200hz的交流工作电压,获得0~3s内的电信号,即ad值。每个测试条件下,测试5次。
64.接着,优选可测得有效ad值的时间范围。为了便于处理,先将ad值除以200,得到测试ad值。选取测试ad值和对应的时间,按不同的时间范围,比如0~3.0s、0.5~3.0s、1.5~3.0s和2.0~3.0s四段,分别使用非线性拟合方法按函数y=y0+a1*exp(-(x-x0)/t1)对数据进行多参数拟合。优选r2》0.99且时间长度最长的时间范围。如图4所示,peg-6k质量分数为25%的溶液样品测试ad值随时间变化的示意图,以及时间长度最优的多参数拟合结果,拟合r2大于0.995。以此选择时段中符合一级stumm方程的时段。本实例中优选的有效ad值时间范围为0.5~3s,计算0.5~3.0s内测试ad值的平均值,对此平均值取倒数,为方便表述此平均值的倒数值记为ad信号处理值x。
65.如图5所示,检测条测试梯度浓度氯化钠溶液的结果:仪器测得的ad信号处理值随溶液中的氯化钠质量分数增大而略微下降,同时溶液的电导率随氯化钠浓度增大而升高。
66.如图6所示,检测条测试梯度浓度peg-6k溶液的结果:仪器测得的ad信号处理值随溶液中的peg-6k的质量分数增大而升高,同时溶液的电导率随peg-6k浓度增大而降低。
67.如图7所示,以检测条测试梯度浓度peg-6k溶液得到的ad信号处理值为纵坐标,旋转粘度计测得的对应溶液的粘度为横坐标,利用最小二乘法对测试ad值的平均值线性拟合,结果表明对于peg-6k静脉血模拟溶液而言,粘度在1~12mpa
·
s内时ad信号处理值与粘度值之间具有较好的线性关系,r2=0.995。
68.实施例3
69.本实施例提供的血液粘度检测系统包括检测仪器和检测条。检测仪器包括微处理器、检测条连接口、温度传感器、显示窗;检测条包括第三层板、电极层、试剂层、第二层板、第一层板。
70.第三层板的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯,充当检测条的底板;电极层,在第三层板上形成,至少包括第一电极和第二电极,两者均采用导电碳浆经丝网印刷制成;试剂层在第一电极上形成,试剂层的制作原料包含水溶性的金属盐氯化钠、表面活性剂triton x-100、水溶性聚合物羟乙基纤维素(hec)、去离子水,其中氯化钠的质量分数为15%,triton x-100的质量分数为2%、羟乙基纤维素(hec)的质量分数为8%;表面活性剂triton x-100有利于试剂层在制作过程中均匀地铺展在电极层上方,形成均一的厚度,水溶性聚合物羟乙基纤维素(hec)起支架作用;第二层板采用具有粘合力的双面胶,将第三层板与第一层板粘贴在一起,第二层板上设有吸槽,用于吸入待测的血液样本,吸槽的容积为3微升;第一层板的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯,第一层板上设有与吸槽对应的透明确认窗,便于观察吸槽中血液样本的装入状态,确认窗末端的位置设有出气孔,吸槽和出气孔的配合设置,可以将血液样本连续导入吸槽中,使得血液样本能够与试剂层充分接触反应。
71.调制血浆和红细胞占全血容积的百分比为15%、30%、42%、55%、70%的5种静脉全血样本;然后分别在4℃、10℃、17℃、23℃和30℃的环境温度条件下,使用旋转粘度计测试并记录血浆和上述5种静脉全血样本在200/s切变速率下的表观粘度值,单位为mpa
·
s。
72.采用本实施例的血液检测系统依次测试血浆和上述5种静脉全血样本,每个测试
条件下测试5次。具体的,首先将检测条插入检测仪器,启动所述检测仪器,在第一电极和第二电极上施加的第一直流电压为500mv;将待测的样本引入到检测条的吸槽内,血液样本接触试剂层,第一电极与第二电极接通,检测仪器识别出第一电流信号,温度传感器记录此时的环境温度t;然后施加的第二交流电压为200mv,频率为200hz,时长为3秒,获得0~3s内的第二电信号,即ad值。微处理器6进行ad值处理,先将ad值除以200,得到测试ad值。选取测试ad值和对应的时间,选择不同的时间范围,例如0~3.0s、0.5~3.0s、1.0~3.0s和2.0~3.0s四段,分别使用非线性拟合方法按函数y=y0+a1*exp(-(x-x0)/t1)对数据进行多参数拟合。优选r2》0.99且时间长度最长的时间范围。本实施例选取1~3s内ad值的平均值,对此平均值取倒数,得到ad信号处理值x;记录ad信号处理值x,计算其平均值,如表1~5所示,其中cv表示变异系数,为标准差与平均值之比。
73.表1在4℃下的ad信号处理值数据
[0074][0075][0076]
表2在10℃下的ad信号处理值数据
[0077][0078]
表3在17℃下的ad信号处理值数据
[0079][0080][0081]
表4在23℃下的ad信号处理值数据
[0082][0083]
表5在30℃下的ad信号处理值数据
[0084][0085]
从表1-5的cv值中可知本实施例提供的血液检测系统测得的ad信号处理值有较好
的重复性。
[0086]
对表1-5中的实验数据进行处理:
[0087]
(1)分别在4℃、10℃、17℃、23℃和30℃下,以ad信号处理值的平均值为横坐标,对应血样的高切表观粘度为纵坐标,依最小二乘法进行线性拟合,得到5组粘度测试方程,如表6所示。
[0088]
表6不同环境温度下粘度测试方程系数及r2[0089]
环境温度(℃)一次项系数常数项r2412.270.64570.99781021.03-0.15670.99341734.40-0.98510.99612354.83-2.02950.99903059.07-1.85400.9892
[0090]
(2)以4℃、10℃、17℃、23℃和30℃为横坐标,以各个温度下粘度测试方程的一次项系数为纵坐标,进行线性拟合,得到其中,k表示一次项系数,t表示温度,k1和b1是拟合系数。
[0091]
(3)以4℃、10℃、17℃、23℃和30℃为横坐标,以各个温度下粘度测试方程的常数项为纵坐标,进行一次方线性拟合,得到b=k2*t+b2,其中,b表示常数项,t表示温度,k2和b2是拟合系数。
[0092]
(4)包含温度参数粘度测试方程为η=(k1*t+b1)x+(k2*t+b2),η表示血液粘度值,t表示环境温度,x表示ad信号处理值,k1和b1以及k2和b2是拟合系数;
[0093]
将环境温度t和血液样本的ad信号处理值x,代入η=(k1*t+b1)*x+(k2*t+b2),即可得到血液样品的表观粘度。从表6线性拟合r2可以看出不同环境温度下的实测血液样本高切粘度和测试ad值数据之间具有较好的线性。
[0094]
利用表6的不同环境温度下粘度测试方程线性拟合结果,分别以各个温度为横坐标,对应各个粘度测试方程的一次项系数为纵坐标,进行线性拟合,得到经验方程(1):
[0095]
k=1.955*t+3.4841
ꢀꢀ
(1)
[0096]
其中,k表示粘度测试方程中的一次项系数,t表示温度,r2=0.9640。
[0097]
再分别以各个温度为横坐标,对应各个粘度测试方程的常数项系数为纵坐标,线性拟合,得到经验方程(2):
[0098]
b=-0.1051*t+0.8904
ꢀꢀ
(2)
[0099]
其中,b表示粘度测试方程中的常数项系数,t表示温度,r2=0.9107。
[0100]
综合上述经验方程(1)和(2)得到含温度的血液粘度测试方程,即方程(3):
[0101]
η=(1.955*t+3.4841)*x+(-0.1051*t+0.8904)
ꢀꢀ
(3)
[0102]
其中,η表示血液粘度值,t表示温度,x表示ad信号处理值。
[0103]
微处理器得到ad信号处理值x后,计算模块依据环境温度t、ad信号处理值x、计算公式:η=(1.955*t+3.4841)*x+(-0.1051*t+0.8904),得到血浆和上述5种静脉全血样本的粘度值。
[0104]
自待测样本引入吸槽时起,检测仪器倒计时5秒,显示窗显示检测结果。记录检测结果,并计算出采用本实施例的血液检测系统5次测试结果的平均值与旋转粘度计测试结
果间的绝对偏差和相对偏差,其中,绝对偏差=检测条测量的血液粘度平均值-旋转粘度计测量的血液粘度值,相对偏差=绝对偏差/检测条测量的血液粘度平均值;具体数据如表7至表11所示:
[0105]
表7在4℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0106][0107]
表8在10℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0108][0109][0110]
表9在17℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0111][0112]
表10在23℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0113][0114][0115]
表11在30℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0116][0117]
实施例4
[0118]
本实施例提供的血液检测系统与实施例3所提供的血液检测系统仅有如下区别:
[0119]
检测条的第三层板的材料为聚氯乙烯,第一电极和第二电极,两者均采用导电银浆经丝网印刷制成;试剂层的制作原料包含水溶性的金属盐硫酸钠、表面活性剂十二烷基苯磺酸、水溶性聚合物聚乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯(pvp-va)、去离子水,其中硫酸钠的质量分数为30%,十二烷基苯磺酸的质量分数为4%,聚乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯(pvp-va)的质量分数为15%;吸槽的容积为10微升。
[0120]
采用与实施例3相同的检测环境温度、血浆和5种静脉全血样本。使用本实施例的血液检测系统依次测试血浆和5种静脉全血样本,每个测试条件下测试5次,检测过程与实施例3检测过程仅有如下区别:
[0121]
在第一电极和第二电极上施加的第一直流电压为1000mv;施加的第二交流电压为1000mv,频率为1000hz,时长为1秒,获得0~1s内的第二电信号,即ad值;微处理器进行ad值处理,选取0.5~1秒时的ad值,进行运算,得到ad信号处理值x。处理过程与实施例3相似,此处不在赘述。最终得到的微处理器的计算模块中的计算公式为:η=(0.498*t+6.1761)*x+(-0.0651*t+2.1317)。
[0122]
自待测样本引入吸槽时起,检测仪器倒计时3秒,显示窗显示检测结果。记录检测结果,并计算出采用本实施例的血液检测系统5次测试结果的平均值与旋转粘度计测试结果间的绝对偏差和相对偏差,其中,绝对偏差=检测条测量的血液粘度平均值-旋转粘度计测量的血液粘度值,相对偏差=绝对偏差/检测条测量的血液粘度平均值;具体数据如表12至表16所示:
[0123]
表12在4℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0124][0125]
表13在10℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0126][0127][0128]
表14在17℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0129][0130]
表15在23℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0131][0132]
表16在30℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0133][0134]
实施例5
[0135]
本实施例提供的血液检测系统与实施例3所提供的血液检测系统仅有如下区别:
[0136]
检测条的第三层板、第三层板的材料均为聚碳酸酯,试剂层的制作原料包含水溶性的金属盐磷酸二氢钾、表面活性剂十二烷基硫酸钠、水溶性聚合物聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)、去离子水,其中磷酸二氢钾的质量分数为10%,十二烷基硫酸铵的质量分数为0.1%、聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)的质量分数为2%;吸槽的容积为20微升。
[0137]
采用与实施例3相同的检测环境温度、血浆和5种静脉全血样本。使用本实施例的血液检测系统依次测试血浆和5种静脉全血样本,每个测试条件下测试5次,检测过程与实施例3检测过程仅有如下区别:
[0138]
在第一电极和第二电极上施加的第一直流电压为50mv;施加的第二交流电压为50mv,频率为10hz,时长为10秒,获得0~10s内的第二电信号,即ad值;微处理器进行ad值处理,选取1~10s内ad值并计算其平均值,线性映射至特定区间后取倒数,得到ad信号处理值x。处理过程与实施例3相似,此处不在赘述。最终得到的微处理器的计算模块中的计算公式为:η=(3.179*t+1.9416)*x+(-0.9678*t+0.1801)。
[0139]
自待测样本引入吸槽时起,检测仪器倒计时12秒,显示窗显示检测结果。记录检测结果,并计算出采用本实施例的血液检测系统5次测试结果的平均值与旋转粘度计测试结果间的绝对偏差和相对偏差,其中,绝对偏差=检测条测量的血液粘度平均值-旋转粘度计测量的血液粘度值,相对偏差=绝对偏差/检测条测量的血液粘度平均值;具体数据如表17至表21所示:
[0140]
表17在4℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0141][0142]
表18在10℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0143][0144]
表19在17℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0145][0146]
表20在23℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0147][0148]
表21在30℃下,血浆和5种静脉全血样本的粘度测试结果(单位:mpa
·
s)
[0149][0150]
从表7至表21数据可以看出,在4℃至30℃范围内,对于相同的血液样本,采用实施例3、实施例4、实施例5的血液检测系统测得的粘度值与旋转粘度计测得的粘度值的相对误差均在
±
5%以内,由此可知,本发明实施例提供用的血液检测系统可以在较宽的温度范围内获得准确测量血液的粘度,测量时间仅需数秒至十几秒,与旋转粘度计相比,所需的测量时间大大缩短,检测效率明显提升。
[0151]
此外,采用实施例3中的血液检测系统对50份不同来源的血液样本(包含人体指尖血样本和经调制的人体血液样本)在室温下进行测试,分别记录使用实施例3的血液检测系统的读数值与血流变仪高切粘度测试值进行对比,结果如图8所示,证明本实施例3提供的血液检测系统,在实际的使用过程中(临床)与血流变仪偏差均在20%以内,准确率较高。
[0152]
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
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