一种血液分流器的使用方法技术领域
本发明涉及一种血液分离装置的使用方法，从使用上讲，是一种适合普通医疗机
构进行血液细胞分离的一种血液分流器的使用方法。
背景技术
目前，血液细胞分离大致有两种技术方法来实现，即膜分离技术和离心分离分离
技术。膜分离技术是利用具有选择透过能力的薄膜做分离介质，原液在一定压力下通过膜
的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为透过液，而较大分子溶质被膜截留，从而达到物质分
离及浓缩的目的。膜分离技术存在采用非错流过滤，膜易被堵塞，采用错流过滤，膜虽不易
被堵塞，但对膜的性能要求高，成本增加。离心分离技术是通过离心机分离设备将血液组份
按比重差异彼此分开，以得到所需要的血液成份，但容易造成细胞机械性损伤且易污染，细
胞有相态变化，从而影响细胞质量；同时，对实验室的环境要求非常严格，增加了细胞分离
的成本。
为此，本发明解决这一问题，提供一种细胞损失最小，无细胞相态变化的、便于后
续分析的简单、高效的血液分流器的技术方案。
发明内容
为解决上述问题，本发明的技术方案为：一种血液分流器的使用方法，主要由主体
和流体分流通道组成。其特征在于：主体呈圆盘状，在圆盘的边缘到圆心，加工有呈螺旋状、
上下封闭、宽度不相等的流体分流通道。主体的流体分流通道≥3层。第一层分流通道从圆
盘的边缘加工的总进样口开始，到第一层外流道出口结束。每层的分流通道开始处的通道
中心线上，都加工有一段引流堤；引流堤下游加工有数量≥3个的分流岛墙，分流岛墙将分
流通道从分流口处分为内流道和外流道；每个内流道处都加工有一个凸出的回旋撞墙，回
旋撞墙下游紧挨着一个分选口；分选口在两个分流岛墙之间，将内流道与外流道连通。以上
1个回旋撞墙和2个分流岛墙组成一个分选单元。分选口旁的内流道的入口又成为下一个分
选单元的分流口。设计实际是以分选单元为单位，重复分层分选。第二层分流通道从第二层
的引流堤开始，到第二层外流道出口结束。第三层分流通道从第三层的引流堤开始，到第三
层外流道出口结束。以下各层流体分流通道依次类推，最后，内流道在主体圆心的总出样口
结束。所述引流堤是宽0.5mm~1mm，高度尺寸低于流体分流通道顶部2mm~5mm的条带。所述每
层流体分流通道的宽度一致，宽度尺寸≥5mm，或各层的流体分流通道的宽度逐层增加或逐
层减小。所述分流岛墙沿流体分流通道走向呈鱼形、波浪形、菱形，此设计使一个分选单元
的内流道的弧形方向在通道前段和后段不一致；或呈扇形、牛角形，此设计使一个分选单元
的内流道的弧形方向在通道前段和后段一致。述分流岛墙的高度同流体分流通道的顶部平
齐，即上下封闭流体分流通道。所述外流道是两侧壁面光滑平顺的沿主体圆弧同向平稳过
渡的弧形通道；各层的外流道宽度一致，宽度尺寸≤1/4流体分流通道宽度尺寸，或各层的
外流道的宽度尺寸逐渐减小或逐渐增加。
其特征在于，操作步骤如下。
第一步，根据实验和分选需要，选择一定尺寸和一定流体分流通道层数的主分选
的血液分流器。依据计算机模拟实验数据，选择辅助分选的一定尺寸和一定流体分流通道
层数的血液分流器和血液分流器的数量。
第二步，将进样器连接总进样口。将各层外流道出口连接选择的辅助血液分流器
的总进样口，辅助血液分流器的各层外流道出口连接到编号的样品收集瓶；或直接连接到
编号的样品收集瓶。将各个血液分流器的总出样口连接到编号的样品收集瓶，或根据需要
连接下一个血液分流器的总进样口。
第三步，打开进样器，给主分选的血液分流器进样，待样品流出第一层外流道出口
后，关闭第一层外流道出口，这样依次关闭外流道出口，直到总出样口有样品流出后，再依
次打开第一层外流道出口到最后一层外流道出口；同样方法，依次给第一层外流道出口连
接的辅助分选的血液分流器进样，直到连接的所有血液分流器全部加入的样品都从总出样
口流出。
第四步，实时检测从各个外流道出口流出的血液组分或细胞，调整样品流速和辅
助分选的血液分流器的数量；使收集瓶中收集的样品达到分离目标。
第五步，样品全部加入后，接着用细胞培养液，或中性缓冲溶液继续加入到各个血
液分流器中，保持10min-20min，最后，结束分选，用去离子水清洗血液分流器。
上述技术方案中，所述内流道在一个分选单元的前、中、后各段通道的宽度尺寸不
一致，各层的内流道宽度尺寸不一致。所述内流道的形状：由于分流岛墙在内流道的一侧前
半段呈反向主体圆弧弧度的弧形，在对应回旋撞墙凸面的后半段，又呈同向主体圆弧弧度
的弧形；再由于，回旋撞墙的凸出部位是反向主体的圆弧弧度方向。即分流岛墙与回旋撞墙
对应配合，将内流道的前半段呈反向主体圆弧弧度的弧形回旋弯道，在通过回旋撞墙后又
呈同向主体圆弧弧度的通道。或者内流道的形状：由于分流岛墙在内流道的一侧与回旋撞
墙都是反向主体的圆弧弧度方向，将内流道呈反向主体圆弧弧度的通道。
上述技术方案中，所述总进样口与总出样口的直径一致，且都大于各层外流道的
出口直径。设计保证内流道有足够的流速。各层外流道的出口直径需要按总体设计的形状
及尺寸，运用流体模拟软件测算。所述外流道底部的高度尺寸高于内流道底部的高度0.5mm
~2mm。所述外流道底部与内流道底部在分选口处，是通过圆弧凸起的分选口底部连接过渡；
外流道底部连接过渡后呈水平底面，或连接过渡后呈过渡处高、外侧低的倾斜底面。
上述技术方案中，所述分流岛墙面对流体、与流体方向相反的一端是呈锥形的分
流岛墙尖。分流岛墙尖的锥形尖被削尖处理成一个宽度尺寸≥1mm的端面，端面从内流道一
侧开始加工有凸起的不规则凸面；不规则凸面的面积向外流道一侧逐渐上下分叉减小，高
度也逐渐降低，最后与不规则凸面上下分叉的叉中间的不规则凹面融为一体。所述回旋撞
墙面对流体、与流体方向相反的侧壁面上，加工有大小不一，分布不均匀的不规则凸面和不
规则凹面。此设计在于增加流体回旋，增加流体混流和涡流，减少微通道中的层流现象。以
利于分离血液成分及细胞。
上述技术方案中，所述主体在分选单元的分流口处能够加工有暗阻挡堤；暗阻挡
堤是呈横向贯通拦截在内流道中，高度尺寸低于内流道顶部2mm~5mm的堤墙。此设计在于增
加流体进入内流道的初速度。所述主体的分流岛墙在分选口处能够加工有分选口暗堤；分
选口暗堤是在分流岛墙背对流体、与流体方向相同的一端，加工凸出的一段、呈横向拦截在
分选口处，但不全部贯通分选口的高度尺寸低于分选口顶部2mm~5mm的堤墙。此设计在于增
加分选口的分离效率，进一步控制分离尺寸。
本发明运用了都江堰水利的“飞沙”分离原理，即运用了回旋流的理论和离心力作
用，将此运用到血液分离的设计中。目前，国内外，均有大量研究微通道芯片的血液分离，但
是，微通道大多是层流，常规流体理论多不适用。本发明将常规水利流体与血液流体相结
合，运用在非微米级通道的血液成分和细胞的分离上。大质量的蛋白和细胞，在分选口分离
出。通过循环多次分选，达到血液细胞的分离目的。
本发明的目的在于能够提供一种可以快速分离细胞，操作简便、不易造成细胞损
伤的细胞分离装置，该细胞装置可以一边进液，边进行分离，并且可以多次、循环分离，提高
了分离的效率。同时本发明还提供一种用于该细胞分离装置的使用方法。该分液器使得细
胞分离和收集的操作，变得简单易行。
附图说明
图1为本发明的俯视示意图。
图2为本发明的一个分选单元示意图。
图3为本发明的分流岛墙尖的A端面示意图。
图4为本发明的分流岛墙尖A端面的D-D截面示意图。
图5为本发明的回旋撞墙的B端面示意图。
图6为本发明的引流堤的横截面示意图。
图7为本发明的一种扇形分流岛墙的三个分选单元示意图。
图8为本发明的外流道底部水平底面的分选口A-A截面示意图。
图9为本发明的外流道底部倾斜底面的分选口A-A截面示意图。
图10为本发明的一种具有暗阻挡堤的三个分选单元示意图。
图11为本发明的暗阻挡堤的B-B截面示意图。
图12为本发明的分选口暗堤的C-C截面示意图。
图中：1.总进样口；2.第一层分流通道；3.引流堤；4.分流口；5.分流岛墙；6.内流
道；7.外流道；8.分选口；9.回旋撞墙；10.总出样口；11.主体；12.第三层分流通道；13.第三
层外流道出口；14.第二层外流道出口；15.第二层分流通道；16.第一层外流道出口；17.回
旋弯道；18.暗阻挡堤；19.分选口暗堤；20.分流岛墙尖；21.不规则凸面；22.不规则凹面；
23.内流道底；24.分选口底部；25.外流道底部。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步对本发明加以说明。
实施例一
参照图1至图9的形状结构，一种血液分流器的使用方法，操作步骤如下。
第一步，选择主体10的流体分流通道=3层，每层9个的分流岛墙5，组成8个分选单
元，即有8个分选口8。每层流体分流通道深度8mm，宽度10mm。引流堤3宽1mm，高6mm。分流岛
墙5沿流体分流通道走向呈鱼形，高8mm同流体分流通道的顶部平齐；分流岛墙尖20的端面
宽2mm。各层的外流道7宽2.5mm；各层的外流道底部25的高度尺寸高于内流道底部23的高度
2mm；外流道底部25连接过渡后呈水平底面。各层的内流道6两头喇叭开口，前半段呈反向主
体11圆弧弧度的弧形回旋弯道17，回旋弯道17结束处宽度最窄；内流道6在通过回旋撞墙9
后又呈同向主体11圆弧弧度的通道。总进样口1与总出样口10的直径一致为ϕ2mm，第一层
外流道出口16、第二层外流道出口14和第三层外流道出口13的直径为ϕ0.8mm。
第二步，将进样器连接总进样口1。将第一层外流道出口16、第二层外流道出口14
和第三层外流道出口13连接到编号的样品收集瓶。将总出样口10连接到编号的样品收集
瓶。
第三步，打开进样器，给主分选的血液分流器进样，待样品流出第一层外流道出口
16后，关闭第一层外流道出口16，这样依次关闭外流道出口，一直到总出样口10有样品流出
后，再依次打开第一层外流道出口16，一直到第三层外流道出口13。
第四步，实时检测从各个外流道出口流出的血液组分或细胞，调整样品的流速，使
收集瓶中收集的样品达到分离目标；大质量的蛋白和细胞，在分选口8分离出。通过循环多
次分选，达到血液细胞的分离目的。
第五步，样品全部加入后，接着用细胞培养液继续加入到血液分流器中，保持
20min，最后，结束分选，用去离子水清洗血液分流器。
实施例二
参照图1至图12的形状结构，一种血液分流器的使用方法，操作步骤如下。
第一步，选择主分选的血液分流器为：主体10的流体分流通道=5层，每层6个的分
流岛墙5，组成5个分选单元，即有5个分选口8。第一层流体分流通道深度10mm，宽度12mm；第
二层流体分流通道深度10mm，宽度11mm；第三层流体分流通道深度10mm，宽度10mm；第四层
流体分流通道深度10mm，宽度9mm；第五层流体分流通道深度10mm，宽度8mm。引流堤3宽
0.5mm，高5mm。分流岛墙5沿流体分流通道走向呈扇形，高10mm同流体分流通道的顶部平齐；
分流岛墙尖20的端面宽1mm。第一层外流道7宽3mm；第二层外流道7宽2.5mm；第三层外流道7
宽2mm；第四层外流道7宽1.5mm；第五层外流道7宽1.5mm。各层的外流道底部25的高度尺寸
高于内流道底部23的高度1mm；外流道底部25连接过渡后呈过渡处高、外侧低的倾斜底面。
各层的内流道6两头喇叭开口，呈反向主体11圆弧弧度的弧形回旋弯道17，回旋弯道17结束
处宽度最窄。总进样口1与总出样口10的直径一致为ϕ3mm，第一层到第五层外流道出口的
直径均为ϕ1.2mm。在各层的分选单元的分流口4加工有高度尺寸低于内流道6顶部5mm的暗
阻挡堤18。在各层的分流岛墙5分选口8处加工有高度尺寸低于分选口8顶部2mm的分选口暗
堤19。
选择辅助分选的血液分流器为：主体10的流体分流通道=4层，每层7个的分流岛墙
5，组成6个分选单元，即有6个分选口8。第一层流体分流通道深度10mm，宽度9mm；第二层流
体分流通道深度10mm，宽度10mm；第三层流体分流通道深度10mm，宽度11mm；第四层流体分
流通道深度10mm，宽度12mm。引流堤3宽0.5mm，高7mm。分流岛墙5沿流体分流通道走向呈鱼
形，高10mm同流体分流通道的顶部平齐；分流岛墙尖20的端面宽1mm。第一层外流道7宽
1.5mm；第二层外流道7宽2mm；第三层外流道7宽2.5mm；第四层外流道7宽3mm。各层的外流道
底部25的高度尺寸高于内流道底部23的高度1.5mm；外流道底部25连接过渡后呈过渡处高、
外侧低的倾斜底面。各层的内流道6两头喇叭开口，呈反向主体11圆弧弧度的弧形回旋弯道
17，回旋弯道17结束处宽度最窄；内流道6在通过回旋撞墙9后又呈同向主体11圆弧弧度的
通道。总进样口1与总出样口10的直径一致为ϕ2.5mm，第一层到第四层外流道出口的直径
均为ϕ1mm。在第三层、第四层分选单元的分流口4加工有高度尺寸低于内流道6顶部3mm的
暗阻挡堤18。在第三层、第四层分流岛墙5的分选口8处加工有高度尺寸低于分选口8顶部
3mm的分选口暗堤19。
第二步，将进样器连接主分选的血液分流器的总进样口1。将各层外流道出口连接
到编号的样品收集瓶。将总出样口10连接到辅助分选的血液分流器的总进样口1。辅助分选
的血液分流器的各层外流道出口和总出样口10，连接到编号的样品收集瓶。
第三步，打开进样器，给主分选的血液分流器进样，待样品流出第一层外流道出口
16后，关闭第一层外流道出口16，这样依次关闭外流道出口，一直到总出样口10有样品流出
后，再依次打开第一层外流道出口16，一直到第五层外流道出口。同样方法，将主分选的血
液分流器的总出样口10流出的样品，加入到辅助分选的血液分流器中。
第四步，实时检测从各个外流道出口流出的血液细胞，调整样品的流速，使收集瓶
中收集的样品达到分离目标；大质量的蛋白和细胞，在分选口8分离出。通过循环多次分选，
达到血液细胞的分离目的。
第五步，样品全部加入后，接着用细胞培养液继续加入到血液分流器中，保持
20min，最后，结束分选，用去离子水清洗血液分流器。